垫圈复合模设计.doc

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1、成人高等教育 毕业设计（论文）题 目 垫圈复合模设计 学 院_材料能源学院 专 业 模具设计与制造 年 级 姓 名 李附中 指导教师 （2010 年 8月）广东工业大学继续教育学院制目录前言 4.1.垫片连续模具设计摘要 5.1.1工艺分析 61.2 模具结构形式的确定 61.3工艺方案确定 6.1.4工艺设计 62.垫片连续模有关计算 82.1 计算凸凹模刃口尺寸 82.2 计算冲压件计算 93. 模具总体结构设计 103.1 模具类型的选择 103.2 定位方式选择 103.3 卸料、出件方式选择 114. 工作零部件的结构设计 104.1 凸模、凹模的设计 104.2 定位零件的设计 1

2、14.3 卸料部件的设计 114.4 模架及其他零部件的设计 125. 模具总装图 136. 冲压加工的特点及其应用 147. 冲压技术的发展趋势 148. 设计总结语 159. 参考资料 16附录一 零部件加工工艺卡片 附录二 零部件图 附录三 模具总装图 垫圈复合模设计李附中高模34班 一 垫片连续模具设计摘要根据冲压模工艺原理，结合产品（垫圈）结构的特点，采用倒装复合模冲裁生产和弹性卸料的结构形式，设计的复合模经生产实践验证，其结构简单实用，冲压工艺过程稳定可靠。关键词：倒装复合模、弹性卸料引言由于制件的形状简单，精度要求不高，在机械业中具有广泛应用性和通用性，因此适合大批量生产。为了便

3、于排泄废料，故采用倒装复合模冲裁生产，避免了废料要人工来清除，节省了时间，同时也节省大量劳动力，提高了生产率。 制件: T=2mm 材料: 10钢 批量: 30万件年工艺分析该制件形状简单、对称，零件的精度要求和生产批量符合冲裁工艺要求，故采用冲孔落料复合模进行加工。排样图: 根据材料厚度查表2-14确定最小搭边值工件间a1=2mm 。 二.垫片复合模有关计算1、计算冲压力:(1)冲裁力F=KLtb=1.323.14（20+4+4）2353 =161385（N）=161.4KN(F冲裁力、L-冲裁周边长度、t材料厚度、b-材料抗剪强度(查表412)、K-系数)(2) 卸料力：Fx=KxF=16

4、1.40.05=8KN(3) 推件力：Ft=nKtF=161.420.055=17.7KN（Kx、Kt-卸料力、推件力系数）查表319（4）压力机公称压力的确定：采用弹性卸料装置和下出方式的冲裁模时FZ= F+ Fx+ Ft=161.4+8+17.7=187.1KN2. 初选压力机: 类型为机械开式固定压力机,型号是JH2125查表附录J.3. 计算凸、凹模刃口尺寸 (1) 凸凹模刃口尺寸：根据刃口尺寸计算原则：1、基准刃口磨损变大，则按制件的最小极限尺寸计算。2、基准刃口磨损变小，则按制件的最大极限尺寸计算。可计算凸凹模刃口基本尺寸为：40、8 冲裁间隙： C=5%t=5%2=0.1mm 8

5、+C2+0.1=8.3 公差按制件公差的1/4计算；得尺寸为：40、8.3(2) 凸模刃口尺寸：按刃口尺寸计算原则，取接近或等于冲孔件的最大极限尺寸，可得： 刃口尺寸为8.1(3)凹模刃口尺寸：按凸凹模刃口尺寸进行配制，并保证双面间隙为0.02mm.可得：40.24、 确定压力中心 因为此制件为对称圆形故其压力中心为压力机的正中点.即通过模柄的中心线。三、 模具总体设计及主要部件设计1、择模板材料：根据产品的形状简单、精度不高、冲裁厚度小于3mm（模具设计指导书表3-5），要求耐磨性较好、淬火变形小，使用寿命长的特点（实用冲压技术手册表9-2）,冲孔凸模和凹模材料选用Cr12Mo4V，凸凹模材

6、料选用9Mn2V,上、下模座板材料为常用的Q235，其余非标准件材料选用45钢。2、选择模板尺寸：1）、选择模板厚度：采用经验法选择板材厚度，上模座板为30mm，下模座板为30mm，垫板为8mm, 凸模固定板为10mm,卸料板为10mm，凹模板为25mm(凹模高度H=Kb=0.2890=25.2mm15mm，又结合此模具，故取H=25mm)。2）、选择模板大小：模板的宽度基本上按冲压工艺与模具设计表2-44的标准进行计算得，根据经验法可选取上、下模座板大小为150mm150mm30mm。 3）、选用标准件：此副模具用到的标准件有模柄、导柱、导套、螺钉、销钉、优力胶等。选用标准模柄：模柄尺寸为2

7、050 mm， 选用标准导柱、导套：根据模具结构及安全生产的需要，该模具采用两导柱导向形式，因模具外形较小，故查模具设计指导书表5-21选用28h5170mm的A型滑动导柱，查模具设计指导书表5-23选用16130mm滑动导套。选用标准螺钉：根据模具要求和为便于安装，查模具设计指导书表3-25选用8枚M8的圆柱头内六角螺钉和4枚M6的圆柱头内六角螺钉。选用标准销：为准确定位安装固定模具，故采用圆柱销定位，查模具设计指导书表3-27选用4枚560mm。选用优力胶：该模具采用弹性卸料，故在卸料螺钉上安装4个优力胶，每个优力胶所受的力为8/4=2KN。选用规格：912mm。4、确定凸模高度：由于凸模

8、为圆柱形,形状简单, 凸模可用一般的台阶安装固定即可。其高度可根据固定板厚度、修余量（2mm）和凹模厚度来确定。凸模结构图如示：五、模具总装配图：根据以上各模板及重要零件的设计和选用的标准件，可设计如图所示的模具结构装配图：模具结构装配图模具工作过程 该模具为单工序模，工作过程较为简单，先是送料然后是合模，当模具闭模冲裁时，推件块先压住材料，凸凹模与冲孔凸模同时对制件进行落料和冲孔；当模具开模返回时，落料件由推件块推出，冲孔废料由底孔排出。四、重要零件部位的加工工艺1、凸模：因其形状为圆柱状，故可用车削的方法将其加工出，半精加工后进行淬火处理，硬度为HRC5660，淬火后用外圆磨床磨削精加工，

9、达到尺寸要求。2、凹模：安装精定位销孔采用打生铁的方法加工，然后把外型铣出来。淬火前，先加工出安装螺孔、15的生铁孔和线切割用穿线孔，然后将螺孔上螺钉后进行淬火处理，这样可以防止产生裂纹，淬火后，硬度为HRC6064，凹模孔采用线切割加工，可节省余料以备用。3、凸凹模：因其形状为圆柱状，故可用车削的方法将其加工出，再加工出安装螺孔、8的生铁孔和线切割用穿线孔，然后将螺孔上螺钉，精加工后进行淬火处理，硬度为HRC5660，淬火后用外圆磨床磨削精加工，最后凹模孔采用线切割加工。六.冲压加工的特点及其应用 冲压生产靠模具和压力机完成加工过程，与其他加工方法相比，在技术和经济方面有如下特点：（1）冲压

10、件的尺寸精度由模具来保证，具有一模一样的特征，所以质量稳定，互换性好。（2）由于利用模具加工，所以可获得其他加工方法所不能或难以制造的壁薄、质量轻、刚性好、表面质量高、形状复杂的零件。（3）冲压加工一般不需要加热毛坯，也不像切削加工那样，大量切削金属，所以它不但节能，而且节约金属。（4）普通压力机每分钟可生产几十件冲压件，而高速压力机每分钟可生产几百甚至上千件。所以它是一种高效率的加工方法。由于冲压工艺具有上述突出的特点，因此在国民经济各个领域广泛应用。例如，航空航天、机械、电子信息、交通、兵器、日用电器及轻工等产业都有冲压加工。不但产业界广泛用到它，而且每一个人每天都直接与冲压产品发生联系。

11、冲压可制造钟表及仪器中的小型精密零件，也可制造汽车、拖拉机的大型覆盖件。冲压材料可使用黑色金属、有色金属以及某些非金属材料。冲压也存在一些缺点，主要表现在冲压加工时间的燥声、振动两种公害。这些问题并不完全是冲压工艺及模具本身带来的。而主要是由于传统的冲压设备落后所造成的。随着科学技术的进步，这两种公害一定会得到解决。七. 冲压技术的发展趋势随着科学技术的不断进步和工业生产的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压工艺和冲模技术也在不断地革新和发展。冲压加工技术在今后的发展方向和动向，主要有以下几个方面：（1）工艺分析计算的现代化。冲压技术与现代数学、计算机技术联姻，对复杂曲面零件（像汽车覆盖件）进行

12、计算机模拟，达到预测某一工艺方案对零件成型的可能性与成型过程中将发生的确问题，供设计人员进行修改和选择。这种设计方法是将传统的经验设计升华为优化设计，缩短了模具设计与制造周期，节省了昂贵的模具实模费用等。（2）模具计算机辅助设计、制造与分析（CAD/CAM/CAE）的研究也应用，将极大地提高模具制造效率，提高模具的质量，使模具色与制造技术实现CAD/CAM/CAE一体化。（3）冲压生产的自动化。为了满足大批量生产的需要，冲压生产已向自动化、无人化方向发展。现已实现了利用高速冲床和多工位精密激进模实现单机自动冲压，其每分钟可冲压几百乃至上千次。大型零件的生产已实现了所机联合生产线，从板料的送进到

13、冲压加工、最后检验可全由计算机控制，极大地减轻了工人的劳动强度并提高了生产效率。目前冲压生产形成的柔性冲压加工中心发展。（4）为适应市场经济需求，大批量与多品种小批量共存。发展适宜与小批量生产的各种简易模具、经济模具和标准化且容易变换的模具系统。 八.设计总结通过对垫片连续模具的设计，对常用冲压件在冲压过程中对模具的工艺要求有了更深一层的理解，掌握了冲压成型模具的结构特点及设计计算方法，对独立设计模具具有了一次新的锻炼。根据模具制造的加工工艺，来编写加工工艺卡片。在设计过程充分利用了各种可以利用的方式，同时在反复的思考中不断深化对各种理论知识的理解，在设计的后一阶段充分利用CAD软就是一例，新

14、的工具的利用，大在提高了工作效率。以计算机为手段，专用模具分析设计软件为工具设计模具。软件可直接调用数据库中模架尺寸，金属材料数据库及加工参数，通过几何造型及图形变换可得到模板及凸凹模与型芯形状尺寸迅速完成模具设计。模具CAD技术是模具传统设计方式的革命，大大提高了设计效率，尤其是系列化或类似冲压模具设计效率更为提高。总之，通过毕业设计的又一次锻炼完全清楚：充分利用CAD技术进行设计，在模具符合使要求的前提下尽量降低成本。同时在实际中不断的积累经验，以设计出价廉物美的模具。这次设计能顺利完成，还得感谢汪老师，罗老师的精心指导。但由于我的经验有限错误之处在所难免，望批评指正。非常感激！九. 参考

15、文献1模具设计指导.史铁梁主编 .机械工业出版社。2.冲压模具设计结构图册.薜啟翔主编 .化学工业出版社。3.冲模设计手册编写组 .机械工业出版社。4. 互换性与测量技术基础. 陈于萍主编. 机械工业出版社。5.模具制造工艺. 黄毅宏主编. 机械工业出版社。6. 冲压工艺与 模具设计.成虹主编，高等教育出版社 工 艺 过 程 卡零件工艺过程卡模具名称垫片复合模零件编号13材料牌号T10A零件名称凸模零件件数1毛坯种类棒料工序号工序名称工 序 内 容设备工艺装备检验盖章刀、量、夹具1备料备260x130x4料锯割锯2热处理退火3粗车粗车圆柱面.留单边余量0.5mm车床车刀检验4热处理调质,淬火硬

16、度达56-60 HRC5精车按图纸加工并达到图纸要求车床车刀检验6钳工精修全面到达图纸要求检验7总检 工 艺 过 程 卡零件工艺过程卡模具名称垫片复合模零件编号10材料牌号T10A零件名称凹模零件件数1毛坯种类棒料工序号工序名称工 序 内 容设备工艺装备检验盖章刀、量、夹具1备料备260x130x45的料锯床2热处理退火3铣铣6面，留单边余量0.05mm铣床检验4钻按图纸位置尺寸钻四个螺钉孔、钻床螺钉孔，攻螺纹5热处理调质,淬火硬度达60-64 HRC6钳工精修全面到达图纸要求检验7研磨研磨至尺寸要求8钻配钻销钉孔9总检 工 艺 过 程 卡零件工艺过程卡模具名称垫片复合模零件编号17材料牌号4

17、5零件名称凸凹固定板零件件数1毛坯种类圆板工序号工序名称工 序 内 容设备工艺装备检验盖章刀、量、夹具1备料备260x130x4料锯床2粗加工粗车圆柱内外表面，铣上下表面车床检验留单边余量0.05mm，3钻按图纸位置与尺寸要求分别钻四个钻床限位螺钉孔、螺钉孔、攻螺纹4精加工精车圆柱内外表面和磨上下端面至车床磨床检验图纸尺寸精度要求6钻配钻销钉孔7总检工 艺 过 程 卡零件工艺过程卡模具名称垫片复合模零件编号9材料牌号45零件名称凸模固定板零件件数1毛坯种类圆板工序号工序名称工 序 内 容设备工艺装备检验盖章刀、量、夹具1备料备260x130x4料锯床2粗加工铣表面，留单边余量0.05 mm铣床

18、检验3钻按图纸尺寸与位置要求钻四个螺纹钻床孔和顶杆孔.攻螺纹.4精加工磨上下表面至图纸尺寸要求磨床检验5钻配钻销钉孔6总检 工 艺 过 程 卡页 号零件工艺过程卡模具名称垫片复合模零件编号14材料牌号45零件名称卸料板零件件数1毛坯种类圆板工序号工序名称工 序 内 容设备工艺装备检验盖章刀、量、夹具1备料备料锯割2粗加工铣上下表面,留单边余量0.05mm铣床检验3钻按图纸尺寸与位置要求钻四个螺纹钻床孔,三个挡料与导料销钉孔,攻螺纹.4精加工铣至图纸尺寸精度要求铣床检验磨上下表面至图纸尺寸要求磨床检验5总检一、 结束语垫圈冲压模投产以来，一直处于生产正常运行状态。该模具采用了倒装复合模冲裁生产和弹性卸料的结构形式，使模具结构在很大程度上得以简化，经生产实践验证，其结构简单实用，冲压工艺过程稳定可靠。