防尘垫圈冲压成形工艺及模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 1、绪论 1 2、 设计依据、原始数据 6 3、 零件冲压加工工艺分析 7 3、 1 冲裁件结构工艺性 7 3、 2 冲裁件的精度和断面粗糙度 8 4、 确定零件冲压工艺方案 9 4、 1 方案比较 9 4、 2确定方案 9 5、 排样设计 11 5、 1导正孔 11 5、 2 确定条料的宽度 11 5、 3 排样的方式 11 5、 4 材料的经济利用 12 6、 冲裁工艺力的计算 14 6、 1冲裁力 14 6、 2 卸料力 件力 15 6、 3冲压设备的选择 16 6、 4 模具压力中心的确定 18 7、 零件冲压工艺计算 19 7、 1 凸、凹模间隙值的确定 19 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7、 2 凸、凹模刃口尺寸的确定 19 结论 26 致谢 29 参考文献 31 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘要 ： 设计着重介绍了制件的成型工艺，及模具结构设计。通过对制件的工艺分析，确定了工艺方案。并设计了一套 倒 装复合模具。在设计同时利用参考资料，确定了各工作零件的尺寸。并较多的考虑了模具结构的调整性、易更换性及模具成本。同时在模具设计内容中融汇了冲压模具的不同加工方法、加工工艺及装配工艺，对初学冲压模具模设计者有一定的参考价值。本设计从模具设计到零部件的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述，并应用 要零件的设计。 关键词 ： 翻边模 复合模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 to of in to to to as as so on on on AD 论 目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模 具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。 我国模具近年来发展很快，据不完全统计， 2003年我国模具生产厂点约有2 万多家，从业人员约 50 多万人， 2004 年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满， 2004 年模具产值 530 亿元。进口模具 美元，出口模具 别比 2003 年增长 18%、 进出口之比 2004 年为 ，进出口相抵后的进净口达 美元，为净进口量较大的国家。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 在 2 万多家生产厂点中，有一半以上是自产自用的。在模具企业中，产值过亿元的模具企业只有 20 多家，中型企业几十家，其余都是小型企业。 近年来， 模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；专业模具厂数量增加，能力提高较快； 三资 及私营企业发展迅速；国企股份制改造步伐加快等。 虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要 。我国尚存在以下几方面的不足 : 第一， 体制不顺，基础薄弱 。 “ 三资 ” 企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用，私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中，但总体来看，体制和机制尚不适应市场经济，再加上国内模具工业基础薄弱，因此，行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术方面。 第二， 开发能力较差，经济效益欠佳 平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合 1 万美元，国外模具工业发达国家大多是 15 20万美 元，有的高达 25 30万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。 第三，工 艺装备水平低，且配套性不好，利用率低 虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率和 用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因，引进设备不配套，设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。 第四，专 业化、标准化、商 品化的程度低、协作差 由于长期以来受 “ 大而全 ”“ 小而全 ” 影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占45%左右，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。 第五，模具 材料及模具相关技术落后 模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还 是品种规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。 内模具的发展趋势 巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。 虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括 以下几方面 : 1） 模具日趋大型化； 2） 在模具设计制造中广泛应用 术； 3） 模具扫描及数字化系统； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4） 在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术； 5） 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率； 6） 发展优质模具材料和先进的表面处理技术； 7） 模具的精度将越来越高； 8） 模具研磨抛光将自动化、智能化； 9） 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程； 10） 开发新的成形工艺和模具。 外模具的现状和发展趋势 模具是工业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中， 60 80的零部件都要依靠 模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交易总额为 600 650亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。 国外模具总量中 ,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例 占到 50%以上 ； 国外模具企业 的组织形式 是 大而专 、 大而 精 。 2004年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织 模具协会了解到，德国有模具企业约 5000 家。 2003 年德国模具产值达 48 亿欧元。其中（ 员模具企业有 90家，这 90家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的 90%，可见其规模效益。 随着时代的进步和技术的发展， 国外的一些 掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才 ，他们的技术水平比较高故人均产值也较高我 国每个职工平均每年创造模具产值约合 1万美元左右，而 国外模具 工业发达国家大多 15 20 万美元，有的达到 25 30 万美元。 国外先进国家模具标准件使用覆盖率达 70%以上 ，而我国才达到 45 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2、设计依据、原始数据 图 1 空调机垫片零件图 空调机垫片，材料： 45号钢，厚度 3产批量为大批量生产。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3、零件冲压加工工艺分析 冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。一般情况下，对冲裁件工艺性影响最大的是几何形状、尺寸和精度要求。良好的冲裁工艺性应能满 足材料较省、工序较少、模具加工较易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。 1、冲裁件结构工艺性 （ 1）冲裁件孔的最小尺寸 模具凸模的强度受冲裁件上孔的尺寸的影响，所以冲裁件上的孔不能太小，查冷冲压模具设计指导书表 2裁空调机垫片时，冲孔的最小尺寸为 零件的孔远比 ，所以凸模的强度不受冲裁件上孔的尺寸的影响。 （ 2）最小孔距、孔边距 冲裁件的孔与孔、孔与边缘之间的距离 a(见图 2能太小，否则模具强度不够或使冲裁件变形，一般 a 2t，但是不得小于 34零件最小孔边距 a=t=6为模具强度足够，故不用分开冲小孔。 图 2、 冲裁件的精度和断面粗糙度 （ 1）精度 零件图 1示防尘垫圈零件其外形相对比较简单，形状规则，适合冲裁加工。但零件尺寸公差要求较高， 按 选取 ，利用普通冲裁方式可达到图样要求。查冷冲压模具设计指导书表 2冲裁件内形尺寸公差为 形尺寸公差为 2中心距公差为 2）断面粗糙度 查冷冲压模具 设计指导书表 2料厚度 t=3断面粗糙度5 m。 7 5. 50买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4、确定零件冲压工艺方案 该零件的外形简单，形状规则，材料为 45 钢板，厚度 t=3mm，b=600于生产批量为大批量生产。而且成型工艺只有冲孔和落料两个工序，所以设计关键是设计模具工作零件的结构，保证模具使用寿命。 1、方案比较 方案一：采用单工序模，对于该零件，冲模的结构简单、制造周期短，价格低 ，而且通用性好，比较容易在实现自动化，但是压力机一次行程内只能完成一个工序，生产效率不太高。 方案二：采用复合模，压力机一次行程内可以完成两个或者两个以上工序，生产效率高，适合大批量零件生产，冲件精度较高，不受送料误差影响，内外形相对位置一致性好，适宜冲薄料，但是很难实现自动化，只能实现部分自动化，而且制造复杂性和价格都比单工序模高。 方案三：采用级进模，压力机一次行程内可以完成多个工序，生产效率高，冲件精度高，适合中小型零件的大批量零件生产，容易实现自动化，较难保证内外形相对位置一致性。模具强度高，耐磨性 能要好，级进模制造复杂性和价格要比复合模低。 2、确定方案 比较以上方案，决定采用复合模冲裁该零件，由于生产批量为大批量生产，而且具有操作方便、安全制造方便，维修容易等特点，模具强度较高，寿命较长。采用侧刃定距保证定位 且产量是大批量生产。从模具的制造复杂性和价格还有生产效率等方面考虑，所以决定采用复合模冲裁该零件。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5、排样设计 1、导正孔 利用中间的孔作为导正孔 2、确定条料的宽度 条料宽度的确定原则是：最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够 的搭边值，最大条 料宽度要能在冲裁时顺利地在导料板之间送进，并与导料板之间有一定的间隙。因此，在确定条料宽度时必须考虑到模具的结构中是否采用侧压装置和侧刃，根据不同结构分别进行计算。 因为此级进模考虑采用的是自动送料方式，所以设计时采用侧刃装置，和采用侧压装置，所以计算条料宽度时，无按以下式计算： B= D+2a +0(式中： 条料下料剪切公差 (， 查冲压工艺与模具设计表 得 =c = B= 114+ 3、 排样的方式 根据以上分析，排样图见图 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 4、 材料的经济利用 冲压件大批量生产成本中，毛坯材料费用占 60%以上，排样的目的就在于合理利用原材料。衡量排样经济性、合理性的指标是材料的利用率。 其计算公式如下： 一个进距内的材料利用率 = = 式中 为所用材料面积，包括工件面积与废料面积； 得 = = 36532054079=所以一个进距内的材料利用率为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6、冲裁工艺力的计算 1、冲裁力 计算冲裁力的目的是为了合理地选择压力机和设计模具，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。 冲裁力的大小主要与材 料力学性能、厚度及冲裁件分离的轮廓长度有关。 平刃口模具冲裁时，冲裁力 F（ N）可按下式进行计算 F 式中 L 冲裁件周边长度（ t 材料厚度（ 材料抗剪强度（ M K 系数。（考虑到模具刃口的磨损，模具间隙的波动，材料力学性能的变化及材料厚度偏差等因素，一般取 K= 一般情况下，材料的 ，为计算方便，也可用下式计算冲裁力 F（ N）t式中 b 材料的抗拉强度（ 此制件所需的冲裁力 料力两部分组成。 查冲压工艺与模具设计表 8得 b=600 M = b （ 21 ） =200以此制件所需的冲裁力 F = 2、卸料力 件力 当上模完成一次冲裁后，冲入凹模内的制件或废料因 弹性扩张而梗塞在凹模内，模面上的材料因弹性收缩而会紧箍在凸模上。为了使冲裁工作连续，操作方便，必须将套在凸模上的材料刮下，将梗塞在凹模内的制件或废料向下推出或向上顶出。从凸模上刮下材料所需的力，称为卸料力；从凹模内向下推出制件或废料所需的力，称为推料力。从凹模内向上顶出制件所需的力，称顶件力。如图4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 4 工艺力示意图 顶F 是由压力机和模具的卸料、推料、顶件装置获得的。影响这些力的因素主要有材料的力学性能、材料厚度、模具间隙、凸、凹模表面粗糙度、零件形状和尺寸以及润滑情况等。要准确计算这些力是困难的，实际生产中常用下列经验公式计算 卸F=冲卸 推 顶 冲k N） 、 系数，查冷冲压模具设计指导书表 2 卸料力、推件力和顶件力系数， n 梗塞在凹模直壁内的制件或废料 数量， n=h/t。查表 2 h=9，得 n =3。 卸F=冲卸 F=冲推 *以此制件所需的卸料力、推件力和顶件力分别为 k N、 3、冲压设备的选择 （ 1）、压力 机的吨位应当等于或大于冲裁时的总力。 压F总 压 总 冲压力 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 总F= 冲F+卸F+推F=冷冲压模具设计指导书表 8，完成该制件所需的冲压力为250 （ 2） 初步选择压力机 由冷冲压模具设计指导书表 8得，选压力机为开式双柱可倾压力机，型号为 参数如表 1 表 1号 称压力 /50 滑块行程 / 65 滑块行程次数 /（次 / 55 最大封闭高度 / 270 封闭高度调节量 / 55 滑块中心线至床身距离 / 200 床身两立柱间距离 / 270 工作台尺寸 / 前后 370 左右 560 工作台孔尺寸 / 前后 200 左右 290 直径 260 垫板尺寸 / 厚度 50 直径 模柄孔尺寸 / 直径 40 深度 60 滑块底面尺寸 / 前后 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 左右 最大倾斜角度 /（） 30 4、模具压力中心的确定 冲裁力合力的作用点称为冲模压力中心。为了保证压力机和冲模正常平稳的工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心重合。该零件压力中心分析图如图 4 图 4 压力中心分析图 按下列公式求压力中心的坐标值（ n 21 2211212211 得 x o 取整数为 437。 0 7、零件冲压工艺计算 1、凸、凹模间隙值的确定 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 凸、凹模间隙对冲裁件断面质量、尺寸精度、模具寿命以及冲裁力、卸料力、推件力等有较大影响，所以必须选择合理的间隙。冲裁间隙数值主要按制件质量要求，根据经验数值来选用。查冷冲压模具设计指导书表 2冲裁件为 45钢板，板料厚度为 3冲裁模初始双边间隙 2、凸、凹模刃口尺寸的确定 1、确定凸、凹模刃口尺寸的原则： a、落料模先确定凹模刃口尺寸，其标称尺寸应取接近或等于制件的最小极限尺寸，以保证凹模磨损到一定尺寸范围内，也能冲出合格制件，凸模刃口的标称尺寸应比凹模小一个最小合理间隙。 b、冲孔模先确定凸模刃口尺寸，其标称尺寸应取接近或等于制件的最大极限尺寸，以保证凸模磨损到一定尺寸范围内，也能冲出合格的孔。凹模刃口的标称尺寸应比凸模大一个最小合理间隙。 c、选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，既要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较工件精度高 2 3级。工件尺寸公差应按“入体”原则标注为单向公差，所谓“入体”原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注，即：落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件上偏差为零，下偏差为负。 2、凸、凹模配合加工时的工作部分尺寸 对于冲裁复杂形状冲件的模具或薄板零件的模具，为了保证冲裁凸、凹模间有一定的间隙值，其凸、凹模常采用配合加工方法。凸、凹模工作部分尺寸计算：其落料件按凹模磨损后尺 寸增大、减小和不变的规律三种；冲孔件按凸模磨损后尺寸增大、减小和不变的规律三种。计算公式见冷冲压模具设计指导书表2 第一类尺寸：落料凹模或冲孔凸模磨损后尺寸将会增大，计算公式为： ) 料凹模或冲孔凸模磨损后尺寸将会减小，计算公式为： (x ) 0 第三类尺寸：凹模或凸模磨损后尺寸基本不变，计算公式为： () 式中 为零件的公差 (因冲裁件尺寸公差要求较高，精度按 值在 1之间，按表 2零件精度为 x= 1）设计凸模、凹模的刃口尺寸 冲裁该空调机垫片零件用级进模来完成，工序分为三步，所以有三对凸、凹模，三对凸、凹模都采用配合加工的方法来制造。 第 一 对 凸 、 凹 模 的 图 形 如 图 4 示 ：买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 空调机垫片零件的基本尺寸 凹模刃口尺寸 凸模刃口尺寸 图 4一步工序为冲孔，选凸模为设计基准件，只需计算凸模刃口尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模的实际尺寸按间隙要求配做。 由冷冲压模具设计指导书表 2得，冲裁模初始双边间隙表 2寸为 60p=尺寸为 p=表 2X= 根据第二类尺寸， x ) ，又工件的公差 =冲孔凸模的基本尺寸计算如下： a 1= (60+mm ) 孔凸、凹模的尺寸如图 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 冲孔凹模的尺寸（按凹模实际尺寸配做， 冲孔凸模的尺寸 保证双面间隙值为 图 4二对凸、凹模的图形如图 4 空调机垫片零件的基本尺寸 凹模刃口尺寸 凸模刃口尺寸 图 4二步工序为冲孔，选凸模为设计基准件，只需计算凸模刃口尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模的实际尺寸按间隙要求配做。 其计算同上， 1， a 2= （ 2）、计算凹模外形尺寸： 凹模厚度：按公式 H= 15凹模壁厚：按公式 C=（ 2） H( 30式中 b=114 虑板料厚度的影响，查表 2 K= 则 H=14=考虑到要增加凹模强度来提高模具寿命，所以凹模的厚度要适当增加，故取30 C=（ 2） H=45 60据零件尺寸即可以估算凹模的外形尺寸； 长度 00 （ 3）、凸模固定板的厚度：厚度一般取凹模厚度的 4 （ 4）、卸料板的厚度：厚度一般取凹模厚度的 4 （ 5）、凸模垫板的采用和厚度：是否采用垫板，以凸模的承压面进行计算，按以下公式计算： = 最小的凸模的承压面计算）。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 则 =155216810 N= 查冷冲压模具设计指导书表 2p为 90 140 在 了安全起见，因此须采用垫板，垫板厚度取 8 （ 6）、橡胶弹性体自由高度：根据零件材料厚度为 3裁时凸模进入凹模深度取 1，弹簧的自由高度 0 （ 7） 、计算凸模外形尺寸： 凸模形长度 L=24+21+248虑模具维修时刃磨留量 2个凸模的长度一样都为取 70模长度确定 后一般不需要作强度核算。 8）、模具总体设计 有了上述各步计算所得的数据及确定方案便可以对模具进行总体设计并画出草图，如 从结构图初算出闭合高度： （ 60+8+70+30+75=242据凹模的外形尺寸，确定下模板的外形尺寸为 500 9）、模具的主要零部件的设计 本模具是采用自动送料的级进模，三个凸模用固定板固定，凹模可直接用螺钉与圆柱销固定而且 在横向的定位上增设一个定位销。卸料装置采用弹性的，导向装置采用导柱导套，定位零件用侧刃定位和自动送料，用始用挡料销作首次定位条料，模柄用浮动模柄。 10)、选定设备 此模具的总冲压力： 合高度： 42廓尺寸： 500 选 力机，根据所要的总冲压力 总F=看，要用 250压力机的主要技术参数规格为： 最大冲压力 250块行程 65连杆调节量 55 最大装模高度 270 工作台尺寸 370此根据冲压力、闭合高度、外廓尺寸等数据，所以选择 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 结论 毕业设计作为三年大学学习中极为重要的一部分，是衡量一个学生专业课水平的重要标志。毕业设计是我们所学课程的一次系统而深入的综合性的总复习，是一次理论联系实践的训练，也是我们步入工作前的一次检验。 就我个人而言，通过这次毕业设计，使我学习到了许多知识，对模具的设计与制造有了极为深刻 的认识，是一次由理论向实践的飞跃，回顾一个多月的设计生活，让我感慨颇深，主要体会有以下几点： 1、扎实的基础课，专业课是模具设计的基础 由于以前所学的课程难免有些理解不深，遗忘等，而本次设计又或多或少的用到了这些知识，从而迫使我认真扎实的学习了以前的课程，并加深了对这些课程的理解、真正有一种温故而知新的感觉，如机械制图中的各种线型的特点应用，材料力学中的应力校核，热处理中各种材料与热处理性能，公差配合与测量技术中公差的正确选用，模具的加工与制造技术。塑料模具的设计与制造步骤，模具材料的正确选用等 。 2、理论 与实践相结合的重要性 以前的学习中，基本上是纯理论的学习，虽然有金工实习、毕业实习等实践的体味，但却停留在表面上，没有进行过真正的设计，从而使理论与实践严重脱节，而现在我们是在经历了金工实习、毕业实习后的一次真正的练兵。我认真回顾了以前所见所学的塑料模知识，在脑海里反复了思考了塑料模的步骤，然后开始到图书馆查资料作设计。在作设计的过程中，我才真正感觉到眼高手低的含义，同时也“窥一斑而知全豹”，自己的学习中的不足和薄弱环节暴露无遗，但是在老师们的帮助下以及自己的努力下，我终于克服了重重困难，使设计得以顺利的进 行。通过向老师们请教，我了解到设计要面向企业，面向市场的原则，毕业设计正是对实践能力的一次强有力的训练，是我们独立工作的前凑，将对我们以后的工作产生深远的影响。 3、对模具设计中的安全性，经济性加深了认识 在设计工作中，要不断对安全性进行分析，从操作者的角度进行设计，在设计中，需要考虑到模具的成本问题，经济效益是工业生产的前提，成本的高直接决定了产品的竞争力，故在设计中尽可能的选用标准件。 4、电脑成为设计中重要的辅助工具。 由于工件形状复杂，在设计中计算塑件的体积出现了很大的难度，后经苏老师指点迷津，通过 绘图和计算才得以解决。另外在绘零件和装配图时采用电脑也更方便快捷。采用电脑处理，精度高，方便快捷，在本次设计时，要求机械绘图，电子文档文本，从而对 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 等各种文字处