冲压垫片模具设计

1 / 30 文档可自由编辑打印 淮安广播淮安广播电视电视大学大学毕毕 业业 论论 文文题 目 冲压垫片模具设计 学生姓名 胡玉涛学 号 0509010445系 部 机电工程系专 业 机电一体化班 级 05 机电（五）2指导教师 喻 步 贤二一年四月文档可自由编辑打印摘 要由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。由于该冲压件的生产批量较大，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求的。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，所以就采用了复合模来完成该工件的制作。冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。关键词： ： 大批量 精度 技术要求 II / 30 文档可自由编辑打印 目目 录录摘摘 要要.1目目 录录.II引引 言言.1第一章第一章 冲压件的工艺分析冲压件的工艺分析.21.1 零件的工零件的工艺艺分析分析.21.1.1 零件的尺寸精度分析零件的尺寸精度分析.21.2 零件的零件的结结构工构工艺艺性分析性分析.31.3 冲压村料分析冲压村料分析.31.4 根据以上分析根据以上分析.3第二章第二章 工艺方案工艺方案.42.1 冲裁模的冲裁模的选择选择： ：.4第三章第三章冲压工艺设计及计算冲压工艺设计及计算.53.1 确定排确定排样样、 、裁板方案裁板方案 .53.2 计计算冲算冲压压力力.7第四章第四章 计算凸、凹模刃口尺寸计算凸、凹模刃口尺寸.94.1 冲孔模中凸模的尺寸及制造精度冲孔模中凸模的尺寸及制造精度.94.2 落料模中凹模的尺寸及制造精度落料模中凹模的尺寸及制造精度.10第五章第五章 凸模、凹模、凸凹模的结构设计凸模、凹模、凸凹模的结构设计.125.1 计计算尺寸及算尺寸及说说明：明：.125.2 凸模、凹模、凸凹模凸模、凹模、凸凹模图图例及尺寸例及尺寸标标注注.12第六章第六章 确定模具总体结构及主要零部件设计确定模具总体结构及主要零部件设计.16第七章第七章 冲压设备的选择冲压设备的选择.177.1 选择压选择压力机力机.17第八章第八章 模具零件图模具零件图.188.1 凸模如凸模如图图所示所示:.188.2 凹模如凹模如图图所示所示.198.3 凸凹模如凸凹模如图图所示所示.20九、凸模的加工工艺过程九、凸模的加工工艺过程.219.1 凸模的加工工凸模的加工工艺过艺过程程.21十、凸凹模的加工工艺过程十、凸凹模的加工工艺过程.23III / 30 文档可自由编辑打印10.1 凸凹模的加工工凸凹模的加工工艺过艺过程程.23致致 谢谢.25参考文献参考文献.261 / 30 文档可自由编辑打印引 言毕业设计是培养学生实践性的重要环节之一,它是我们完成所学课程后,并在做过课程设计、金工实习等一系列教学环节的基础上进行的.毕业设计的主要目的是培养我们综合运用所学的基础课、技术基础课和专业课的知识和技能来分析、解决一般工程技术问题,使我们建立正确的设计思想,掌握工程设计的一般程序规则和方法,为走上工作岗位打下一定的基础。通过毕业设计能进一步扩大和深化自己所学的基础知识、基本理论和基本技能，提高自己的设计计算、制图能力，同时也使我们懂得如何编写技术性文件，正确使用技术资料、手册及相关的工具书，更能培养我们严肃认真、一丝不苟和实事求是的工作作风，从而实现从学生向工程技术人员的过渡。1 / 30 文档可自由编辑打印第一章 冲压件的工艺分析1.1 零件的工艺分析零件图如图 1-1： 图 1-11.1.1 零件的尺寸精度分析 零件形状简单、对称，由圆和直线组成，且精度不高，公差属自由尺寸。其两孔中心距的尺寸是 90mm。冲裁件内外形所能达到得经济精度为 IT12IT14，孔中心与边缘距离尺寸公差为（上偏差为 0 下偏差为-0.36mm） 。上述精度水平与零件简图中所标注的尺寸公差相比，可以认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。其他尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求。1 / 30 文档可自由编辑打印1.2 零件的结构工艺性分析(1).冲裁件上孔间距,孔边距不能过小,以避免影响凹模强度和冲裁质量.一般要求 b2t,并不得小于 3 至 4mm.(2).冲裁件的外形或内孔的转角处,避免尖角.有适当圆角过渡,减少热处理的应力集中久冲裁破裂现象,如无特殊要求,在各直线或曲线的连接处,就有 R0.5t 的过度圆角.(3).冲孔件,孔的尺寸不宜过小,以免凸模在冲裁时折断,其数量与孔的形状,材料的机械性能,材料的厚度等有关.冲裁模的冲孔最小孔径一般应大于材料厚度,冲孔的最小尺寸查查表可的.(4).冲裁件的结构尺寸标注基准应尽可能与冲裁时的定位基准重合,以避免基准不重合误差.(5). 零件的形状较复杂，结构符合冲裁工艺性要求。该冲裁件是大批量生产.只需冲孔落料即可，故采用复合模进行加工。1.3 冲压村料分析硅钢板(DT1)的抗剪强度 =400，抗拉强度 b=500，此种材料有足够的强度，适宜冲压生产。1.4 根据以上分析此产品冲压工艺性较好，故选择冲压方法进行加工。2 / 30 文档可自由编辑打印第二章 工艺方案 2.1冲裁模的选择：单工序模的模具寿命低，冲压件精度差，操作也不安全，故适用于精度要求不高、形状简单、批量小或试制的冲压件；连续模冲裁可减少模具和设备数量，生产率高，操作方便安全，便于实现冲压生产自动化，在大批量生产中效果较好。但其各个工序是在不同的工步位置上完成的，由于定位误差影响工件的精度，一般多用于精度要求较低、多工序的小零件；而复合模和连续模比较，冲裁件内孔与外缘的相对位置精度较高，条料的定位要求较低，冲模轮廓尺寸较小。复合模的生产效率较高，结构教复杂，制造精度要求较高。复合模适用于生产批量大、精度要求较高的冲裁件。本次设计的模具的零件图上的设计要求是大批量的生产、精度要求不是很高、零件较大、尺寸标注公差要求也不是很高。弹压卸料装置，以便于制造与操作。采用顶件顶出制件，同时使模具具有良好的导向精度。选择导柱，导套导向的顶杆的复杂冲裁模结构所以可以采用冲孔落料复合冲裁模进行加工，而且一次冲压成形。该零件包括落料冲孔两个基本工序,可以采用以下三种工艺方案.1.先落料,再冲孔,采用单工序模生产。2.落料,冲孔复合冲压,采用复合模生产。3.冲孔,落料连续冲压,采用级进模生产。2 / 30 文档可自由编辑打印第三章第三章冲压工艺设计及计算冲压工艺设计及计算3.1 确定排样、裁板方案（1）确定排样、裁板方案，见图3-1：1022802 图3-1（2）确定排样、裁板方案。查表搭边值/mm用于圆形及 r2t用于矩形 L50卸料板型式条料厚度 t/mmaa1aa1a a10.251.21.01.51.21.82.61.52.50.250.51.00.81.21.01.52.51.22.20.51.01.82.61.52.51.01.51.31.01.51.22.23.21.82.8弹性卸料板1.52.01.51.21.81.52.43.42.03.02 / 30 文档可自由编辑打印得搭边值,并取整得 a=2mm D=76mm条料宽度: b=76+2+2=80mm进距： h=(10+105)mm=115mm计算冲压件毛坯面积:Sn=(76105-22560-23.5)mm2 =4958.02 mm2一个进距的材料利用率: = Sn /bh100%=(4958.02)/（11580)100%=53.9%取板材规格为: 100020000.35 （硅钢板）若用纵裁则裁板条数：n1=B/b=1000/80= 12个余40mm 每条个数: n=(A-a)/h=（2000-2）/115 =17个余43mm每板总个数： n总= n1 n =1217=204个材料的利用率 ： 总 =(n总Sn /AB)100%=(2044958.02/10002000) 100%=50.6%若用横裁：裁板条数: n1=B/b=2000/80=25个0每条个数:n=(A-a)/h=（1000-2）/115=8个余78mm每板总个数：n总= n1 n =258=200个2 / 30 文档可自由编辑打印材料的利用率： 总 =(n总Sn /AB)100%=(2004958.02/10002000) 100%=49.6%由此可见，纵裁有较高的材料利用率，且该零件没有纤维方向性的考虑，故采用纵裁。3.2 计算冲压力该模具采矿用弹性卸料和下料方式:落料力：F=ltb =(3650.35500)N =64.4103N冲孔力：F=tb=(21.980.35500)=3.85103N落料时的卸料力：F=KF=0.0564.4103N=3.22103N查表得：取K=0.05;冲孔时的推件力：F=0.0633.85103N=485N取表刃口形式 h=1 则n=h/t=2查表得：K=0.063选择冲床时的总压力：F=F+F+F+F72103N表2.14 卸料力、推件力、顶件力系数材料及厚度/mm卸K推K顶K2 / 30 文档可自由编辑打印1.00.0650.0750.10.140.10.50.0450.0550.0650.080.52.50.040.050.0550.062.56.50.030.040.0450.05钢6.50.020.030.0250.03铝、铝合金0.0250.080.030.07紫铜、黄铜0.020.060.030.09 冷冲压工艺与模具设计46 页 2 / 30 文档可自由编辑打印第四章 计算凸、凹模刃口尺寸4.1 冲孔模中凸模的尺寸及制造精度对冲孔 2-7mm 采用凸、凹模分开的方法加工，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下：查“冲裁和拉深未注公差尺寸极限偏差”得：2-70+0.22 mm查表得，知Zmin=0.021mm,Zmax=0.031mm查表得因数x=0.5dP=(d+X)0-p=(7+0.50.22) 0-0.004mm=7.110-0.004mmdd=( dp + Zmin)0+d=(7.11+0.021) 0+0.006 mm=7.13 0+0.006mm 查表得凸、凹模制造公差：p=-0.004mm, d=+0.006mm校核：Zmax-Zmin=0.010mm， p+d=0.010mm满足 Zmax-Zmin =0.010mmT+A条件4.2 落料模中凹模的尺寸及制造精度对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用配合加工方法，其凸、凹模刃2 / 30 文档可自由编辑打印口部分尺寸计算如下：当以凹模为基准件时，凹模磨损后，刃口部分尺寸有增大的、有减小的、也有不变的。因此，零件图中未注公差的尺寸，查“冲裁和拉深未注公差尺寸极限偏差”得：1050-0.87、760-0.74、680-0.74、250-0.52、150-0.43、250+0.52、600+0.74、900.44。查表得因数 x 为：当 0.50 时，x=0.5 当 805N）和模具结构尺寸，根据圆柱螺旋压缩弹簧国家标准GB/T208994初选弹簧，其最大工作负荷F1=1550805N。3).校核是否满足卸料力，然后确定所选弹簧规格如下：外径：D=45mm钢丝直径：d=7.0mm自由高度：H0=120mm装配高度：H2=H0-S预=120-21=99mm模架选用适用于中等精度，中、小尺寸冲压件的后侧导柱模架，从右向左送料，操作方便。上模座：LBH=200mm160mm40mm下模座：LBH=200mm160mm45mm导柱：dL=28mm170mm导套：dLD=28mm100mm38mm垫板厚度：14mm凸模固顶板厚度：22mm凹模固定板厚度：22mm卸料板厚度：15mm弹簧的外漏高度：99-8-38=53mm2 / 30 文档可自由编辑打印模具的闭合高度：H模=40+14+37.8+0.35+15+53+45=205.15mm第七章 冲压设备的选择7.1 选择压力机有以上模具闭合高度和重裁力等数据可选用开式双柱可倾压力机J23-16F。公称压力：160KN滑块行程：70mm装模高度调节量：45mm压力机的最大装模高度：205mm工作台尺寸（前后*左右）：300mm450mm垫板尺寸（厚度*孔径）40mm210mm模柄孔尺寸（直径*孔深）：40mm60mm最大倾斜角度：35度电动机功率：1.5KW2 / 30 文档可自由编辑打印第八章 模具零件图8.1 凸模如图8-1所示: 其它图 8-12 / 30 文档可自由编辑打印8.2 凹模如图8-2所示 图8-22 / 30 文档可自由编辑打印8.3 凸凹模如图8-3所示0.02 A0.01 A0.01 B4xR10?10图 8-3第九章第九章 凸模的加工工艺过程凸模的加工工艺过程 1 / 30 文档可自由编辑打印其它 图9-19.1凸模的加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备工序简图1下料用热扎圆钢按图纸尺寸3054锯床2锻造按尺寸25523热处理退火4车端面，打中心孔车端面保持长度51.2。打中心孔，调头车端面至尺寸50.8，打中心孔,调头车外圆22.8至尺寸车床工序号工序名称工序内容设备工序简图5车外圆车外圆柱面至尺寸7.629.6，12.216，并倒角。调头车外圆23.2至尺寸。切槽21至尺寸车床2 / 30 文档可自由编辑打印6精车端面车端面保持长度50.8,调头车端面至尺寸50.2车床7精车外圆车外圆柱面至尺寸7.2029.2,11.516.调头车外圆22.5至尺寸车床8热处理按热处理工艺对凸模进行处理,保证表面硬度HRC60629研中心孔研中心孔，调头研另一端中心孔车床10磨外圆磨7.11，11外圆柱面，磨外圆22，留研磨余量0.01磨床11研磨研磨外圆7.11，11，22至尺寸磨床12检验 2 / 30 文档可自由编辑打印第十章第十章 凸凹模的加工工艺过程凸凹模的加工工艺过程图10-110.1凸凹模的加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备工序简图1下料用热扎方钢按图纸尺寸1509080锯床150802锻造按尺寸1358272135723 热处理退火4刨平面刨下平面至尺寸70.2，以下平面为基准刨上平面至尺寸68.8，以下平面为基准刨前后左右四个平面，保证尺寸132.878.2。牛头刨床132.868.82 / 30 文档可自由编辑打印5初精磨平面磨下平面至尺寸68.4，以下平面为基准磨上平面至尺寸68.2，以下平面为基准刨前后左右四个平面，保证尺寸13176。并倒角磨床132.868.46钳工划线按图纸尺寸划出芯片的形状和两个孔的中心线，两孔之间的距离为9025608901051525257铣面按划线铣两个落料槽，保证尺寸，留余量1立式铣床15252525608904-R108钻孔按划线钻孔，保证尺寸6.5立式钻床9铣槽铣台肩槽32立式铣床10热处理对刃口部分进行热处理，硬度为HRC626611磨削孔、平面磨刃口部分和孔留研磨余量0.01万能磨床3x212研磨研磨刃口部分和孔达到图纸要求万能磨床?1024.74+0.1302 / 30 文档可自由编辑打印致 谢经过几个月的努力，毕业设计基本完成了。在毕业设计的实践中，学到很多有用的知识，也积累了不少宝贵的模具设计有关的知识。在这里我要特别感谢我的指导老师喻步贤老师，喻老师时刻关注着我们的设计课程，及时的给我们提供一切关于毕业设计方面要注意的资料，在我们遇到问题时耐心的给我们解释，他对工作的积极热情、认真负责，给我留下了深刻的印象，使我受益非浅。在此我谨向喻老师表示衷心的感谢和深深的敬意。这次设计的是一个冲压垫片的简单冲裁模具。毕业设计历时四个多月。在设计过程中，有些数据、尺寸是有一点马虎不得，只要一个数据有误，就得全部改动，使设计难度大大的增加。在这次设计中，我感觉要完成这次设计不仅要有扎实的专业知识，还要有过硬的计算机基础知识作保障，才能很好的完成这次设计。这次毕业设计虽说简单，但是受益颇多。是对五年所学知识的一次系统综合运用，在软件应用方面，使我对 AutoCAD 的应用更加熟练。涉及到机械制图、机械设计、模具设计、互换性以及 CAD/CAM 各个方面的内容。即将走上工作岗位了，能有这样一次设计、有这样的一个总结，很高兴，很兴奋，也很感激。这次，是我亲眼看见了花朵变成了果实。虽然它还不是很成熟，但已散发着淡淡的香气。感谢默默付出的老师们！关心支持我的同学、朋友们！感谢淮安广播电视大学!毕业设计的完成，我要感谢我的指导老师喻布贤老师的大力支持。喻老师为了我们的毕业设计，是他的耐心指正和教导才使我的毕业设计逐渐趋于完善。谢谢您，喻老师！同时，我要感谢给我们授课的各位老师，正是由于他们的传道、授业、解惑，让我学到了专业知识，并从他们身上学到了如何求知治学、如何为人处事。我也要感谢我的母校淮安广播电视大学，是他提供了良好的学习环境和生活环境，让我的大学生活丰富多姿，为我的人生留下精彩的一笔。与此同时，我还得到了同学、朋友的关心和帮助，在次一并表示感谢！即将走向工作岗位，在今后的工作中，我将继续努力！3 / 30 文档可自由编辑打印参考文献参考文献1.朱立义 模具设计与制造 重庆大学出版社 20062冯炳尧、韩泰荣、蒋文森. 模具设计与制造间明手册（第二版）上海：上海科学技术出版社，19983.陈孝康、陈炎嗣、周兴隆编. 实用模具技术手册. 北京: 中国轻工业出版社, 20014吴诗享、李淼泉.冲压工艺及模具设计.西安:西北工业大学出版社.20015.金大鹰.机械制图.北京:机械工业出版社 20016.郭铁良 模具制造工艺学 北京高等教育出版社 ,20027.模具设计与制造技术教育丛书编委会.模具结构设计.北京机械工业出版社,20038.彭晓兰、 高靖 机械制图与计算机绘图(上册) 江西:江西高校出版社,20049.王卫卫. 材料成形设备10 北京: 机械工业出版社,200410.谢昱北. 模具设计与制造.北京：北京大学出版社， 200511.卢险峰 冲压工艺模具学 北京 : 机械工业出版社 ,2006