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1、毕 业 设 计设计题目：垫圈落料、冲孔复合模设计系 部： 机电工程系 专业名称： 模具设计与制造 班 级： 09544 学 号： 01 姓 名： 指导教师： 完成时间： 2012 年 4 月 20 日摘要我本次设计的是简单冲裁模具。制件与生产密切相关，经过查阅资料，首先对零件进行工艺分析，经过工艺分析和对比，采用落料冲孔工序，通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算，确定压力机型号。再分析对冲压加工的模具适用类型选择所需设计的模具。得出将设计的模具类型后将模具的各工作零件设计过程表达出来，画出主要的零件图及总装图。关键字：冲压，冲孔，落料，压力机 目录摘要.2目录.3第一章 引言.4第二章 制件的工艺
2、分析.5第三章 冲压工艺方案的确定.7第四章 冲压模间隙值的确定.8第五章 冲压工艺的主要计算.95.1 样方案的确定.95.2 序压力的计算.105.3 力中心的确定.115.4 口尺寸的计算.12第六章 压力设备的选择.13第七章 冲裁模的总体设计.14第八章 模具零件设计.158.1 作零件的设计.158.2 版类零件的设计.18第九章 总装图.19第十章 设计体会.20第十一章 参考文献.21第一章 引言整体来看，中国冲压模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年
3、仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。 加入WTO，给塑料模具产业带来了巨大的挑战，同时带来更多的机会。由于中国塑料模具以中低档产品为主，产品价格优势明显，有些甚至只有国外产品价格的1/51/3，加入WTO后，国外同类产品对国内冲击不大，而中国中低档模具的出口量则加大；在高精模具方面，加入WTO前本来就主要依靠进口，加入WTO后，不仅为高精尖产品的进口带来了更多的便利，同时还促使更多外资来中国建厂，带来国外先进的模具技术和管理经验，对培养中国的专业模具人才起到了推动作用。模具的制造正在从过去主要依靠
4、钳工的技艺转变为主要依靠技术。这不仅是生产手段的转变，也是生产方式的转变和观念的上升。这一趋势使得模具的标准化程度不断提高，模具精度越来越高，生产周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促进了模具工业整体水平不断提高。中国模具行业目前已有10多个国家级高新技术企业，约200个省市级高新技术企业。与此趋势相适应，生产模具的主要骨干力量从技艺型人才逐渐转变为技术型人才是必然要求。当然，目前及相当长一段时间内，技艺型人才仍十分重要，因为模具毕竟难以完全摆脱对技艺的依靠。发达工业国家的模具正加速向中国转移，其表现方式为：一是迁厂，二是投资，三是采购。中国的模具企业应抓住机遇，借用并学习国外先进技术，加快自
5、己的发展步伐。第二章 制件的工艺分析零件名称：2040垫圈材料：Q235厚度：1.5mm生产批量：大批量制件的工艺分析：制件2040垫圈结构简单，是由两个同心圆组成。完成制件需要落料冲孔两个工序，孔与孔、孔与边缘之间的距离满足要求：最小壁厚为5mm(两同心圆之间的壁厚)。材料为Q235，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。制件厚度为1.5mm,粗糙度Ra=12.5m。第三章 冲压工艺方案的确定要完成该制件，需要落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔，采用单工序模生产；方案二：落料冲孔，采用
6、复合模生产；方案三：冲孔落料级进冲压，采用级进模冲压。冲裁模设计的总原则： 在满足制件尺寸精度和形状精度的前提下力求使模具结构简单、操作方便、材料消耗少、制件成本低。方案一的模具结构简单，但需要两道工序和两套模具，生产成本高，生产效率可以满足中小批量生产要求，对于此制件来说不适合。方案二采用复合模加工。复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，冲模的轮廓尺寸较小。但复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。就此制件来说很合适。方案三采用复合模加工。复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，冲模的轮廓尺寸较小。但复合
7、模结构复杂，制造精度要求高，成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。就此制件来说不是很合适。综上所述，该制件采用方案二复合模为最佳。第四章 冲裁模间隙值的确定凸模与凹模间每侧的间隙称为单面间隙，两侧间隙之和称为双面间隙。如无特殊说明，冲裁间隙就是指双面间隙。在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命这几个因素给间隙规定一个范围值。只要间隙在这个范围内，就能得到合格的冲裁件和较长的模具寿命。这个间隙范围就称为合理间隙，合理间隙的最小值称为最小合理间隙，最大值称为最大合理间隙。设计和制造时应考虑到凸、凹模在使用中会因磨损而使间隙增大，故应按最小合理间隙值确定模具间隙
8、。由于理论计算法在生产中使用不方便，常用查表法来确定间隙值。有关间隙值的数值，可在一般冲压手册中查到。对尺寸精度、断面垂直度要求高的工件应选用较小间隙值冲裁模具初始双面间隙mm mm。第五章 冲压工艺的主要计算5.1 排样方案确定冲裁件在板料、条料或带料上的布置方法，称为排样。根据材料经济利用程度，排样方法可分为有废料少废料无废料排样三种，该工件排样根据落料工序设计，考虑操作方便及模具结构简单，故采用单排排样设计，采用手工送料，采用导料销导料、挡料销挡料。由表面210（见冲模工艺与模具设计一书）查得：=1.0，a=1.3那么：条料的宽度最小值：B=D+2a=42.6mm条料的步距最小值：s=D
9、+=41.0mm冲裁单件材料的利用率计算：排样图如下所示： 5.2 工序压力的计算、落料力的计算： 落料力（N）； L 工件外轮廓周长 L=； t 材料厚度 t=1.5mm； 材料抗剪强度（MPa） 由书（见冲模具设计应用实例一书）附录查得=260Mpa; 落料力则为：、卸料力的计算： 卸料力因数，由表2-15（见冲模具设计应用实例一书）查得=0.06 、冲孔力的计算： L工件内轮廓周长 L=3.1420=62.8mm =1.362.81.5260=31.8KN、推件力的计算： 推件力因数 由表215（见冲模具设计应用实例一书） 查得=0.05 n卡在凹模内的工件数，n=2=20.0553.1
10、=5.31KN 、总冲压力的计算： 故总的冲压力为=104.84 KN5.3刃口尺寸的计算落料件以凹模为基准模，间隙取在凸模上；冲孔件以凸模为基准模，间隙取在凹模上对工件未注公差可按IT12，也可由书附录查得各尺寸的未注公差为40-0.220mm; 20+0.100mm查表25可知：X=0.5,查表26可知：冲孔凸模偏差为0.02mm,查表24可知：Zmin=0.132 Zmax=0.24, T=0.4(Zmax- Zmin)=0.043mmA=0.6(Zmax- Zmin)=0.064mmZmax- Zmin=0.108落料的基本尺寸=0.22mm DA=(Dmax-X)+A0 DT=(DA
11、-Zmin)0-T DA= DT=39.703 冲孔的基本尺寸=0.10 dT=(dmin+ X)0-T= dA=(dT+ Zmin) +A0=校核A +T Zmax- Zmin 满足条件5.4压力中心的确定 模具压力中心是指冲压时各冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力与压力机滑块 的中心相重合。对称形状的冲裁，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。本冲裁件是圆形对称件，压力中心就在冲裁件的几何中心。第六章 压力设备的选择 估算公称压力来选取压力机，参照附录（见冲模具设计应用实例一书）选用公称压力为160KN的开式压力机，其主要技术参数为：公称压力：160KN 滑
12、块行程：55最大闭合高度：220mm工作台尺寸：300450mm模柄孔尺寸：4060mm第七章 冲裁模的总体设计一.模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用倒装复合模。二.定位方式的选择因为该模具采用的是条料，控制条料的进送方向采用导料销，无侧压装置。控制条料的进给步距采用挡料销。三 卸料、出件方式的选择工件料厚为1.5mm,材料为Q235，材料相对较硬，卸料力较小，采用倒装复合模，必须采用上出件。四 导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该复合模采用中间岛主的导向方式。第八章 模具零件设计8.1工作零件的设计1.落料凹模凹模厚度H为：H=Kb查表可知K=0.38;则凹模厚度H
13、=15.96mm所以得C= (1.52)H=23.9431.92mm取C=30mm B=L=40+2x30=100mm查JB/T7643.1-2008得100X100X202.冲孔凸模D1=29mm,D=25mm,h=3mm,d=20.07mmL=h1+h2 +h+tt为板件厚度h1为凸模固定板厚度h2落料凹模h附加长度L=12+20+1.5+16=49.5所以查表可选标准件L=50mm冲孔凸模为圆形，参照JB/T5826进行设计。冲孔凸模为圆形，参照JB/T5826进行设计3.凹凸模查表可取L=40mm8.2模架及其他部件的设计其他版类零件的设计，当落料凹模的外形尺寸确定后，即可根据凹模外形
14、尺寸查阅有关标准得到模座、固定板、垫板、卸料版的外形尺寸了。查标准同上可得 冲孔凸固定板:100X100X12 卸料版 :100X100X10 落料凸模固定板：100X100X16 查JB/T8070-1995可得上模座周界尺寸为：200X200X35 下模周界尺寸为：200X200X45 导柱为：150X22 导套为：80X22X33第九章模具总装图第十章 设计体会通过本次毕业设计，使我对产品分析、模具设计、模具制造工艺、模具装配与调试、模具材料的选用、二维及三维参数化设计等知识有了系统的认识和把握。同时，使我深刻体会到了模具从产品工艺和结构分析到整副模具的设计及制造过程的一体性，以及各个部
15、分数据的相关性和经验在模具设计中的重要性。在这个忙碌充实的探索过程中我受益匪浅，同时也暴露出了自己某些方面的不足，简单的总结如下：（1）一开始设计时思路不够清晰，对模具的设计流程不是很清楚，该做的工作没做，甚至还有顺序颠倒的情况。（2）对模具各部分数据相关性认识不够，不懂得利用后面的数据，以至在一个环节上反复徘徊，浪费了太多时间。（3）基础知识不太扎实，设计过程中出现过制图上的错误，在绘制零件图的过程中不懂得形位公差的标注等。（4）过于主观，缺乏交流。（5）解决问题角度过于单一，缺乏多方案分析的意识。毕业设计是完成学业走向工作岗位从事实际工作之前的最后一次实战性演练，通过这次的毕业设计，不但完
16、成设计任务，还使我处理问题的方法，得到了从单一到系统化的全面提高，领悟了设计规范和设计标准的运用的重要性，也使我在文档的撰写等方面得到全面的训练和提高，相信这为我以后从事本专业实际工作和研究工作奠定了重要的思想基础。第十一章 参考文献1 翁其金、徐新成 主编冲压工艺及冲模设计 北京：机械工业出版社 2004-7 P37-1002 陈锡栋 周小玉 主编实用模具技术手册 北京：机械工业出版社 2001-7 3 重庆大学、王孝培 主编冲压手册第二版 北京：机械工业出版社 2000-104 彭建声、秦晓刚 主编模具技术问答第二版 北京：机械工业出版社 2003-45 彭建声 编著模具设计与加工速查手册 北京：机械工业出版社 2005-6 P766 付宏生 主编冷冲压成形工艺模具设计制 北京：化学工业出版社 2005-37 徐征坤 主编冲压模设计与制造 北京：化学工业出版社 2003-7 P1498 傅尚仁 主编冷冲压模具应用与设计入门 广州：广东科技出版社 2004-1
