非标异性止动垫片冲压模具毕业设计【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 摘 要 本设计是对给定的 模具 产品图进行冲压模 工艺分析和 模具设计，在综合考虑了经济性、零件的冲压工艺性以及复杂程度 和精确度 等诸多因素的基础上进行冲压工艺分析与计算的，并提出了合理的工艺方案 和结构形式 ，介绍了模具设计中的排样与送料方式和卸料与导向方式，讨论了主要工作件间隙的确定和刃口尺寸 及冲压力 的计算， 并选择合适的压力机， 设计中主要对 模具 工作部分尺寸 进行 计算和 主要零部件的设计 以及 加工工艺的制定 。 该模具提高了制件质量和生产效率，降低了模具成本，制件质量符合生产要求。 关键词 ：复合模 工艺分析 冲孔 落料 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is to on In as as so on in on a a nd of of of is 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 引言 . 5 1 非标异性止动垫片 冲压工艺分析及模具设计 . 6 计题目设计一 非标异性止动垫片 ，零件图如下 : . 6 压件工艺分析 . 6 压工艺方案的确定 . 7 具结构形式的确定 . 7 样设计 . 7 压力的计算 . 9 压力 . 9 料力 . 10 件力 . 10 具总冲压力为 . 10 力中心的计算 . 10 选压力机 . 12 2 模具总体设计 . 12 具类型的选择 . 12 位方式的选择 . 13 料方式的选择 . 13 件方式 . 13 定送料方式 . 13 向方式的选择 . 13 3 模具工作部分尺寸计算 . 14 作零件刃口尺寸计算 . 14 载间隙分析 . 14 料模具工作零件刃口尺寸计算 . 15 孔模具工作零件刃口尺寸计算 . 15 4 主要零部件设计 . 16 作零件的结构设计 . 16 凹模 . 16 料凹模 . 16 孔凸模 . 19 它模具零件结构尺寸 . 22 料板的设计 . 22 板设计 . 23 定板设计 . 24 它标准零件的选用 . 25 柄的选用 . 26 料销 . 26 料螺钉的选用 . 26 5 压力机的校核 . 27 6 模具的装配总图 . 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 模具主要零件加工工艺的制定 . 28 8 总结 . 30 谢词 . 31 参考文献 . 32 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 引言 (1)、 冲压与冷冲模概念 冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。 在冲压加工中，将材料加工成零件的一种特殊 工艺装备，称为冲压模具。冲模在现实冲压加工中是必不可少的工艺装备，与冲压件“一摸一样”的关系，若没有符合要求的冲模，就不能生产出合格的冲压件；没有先进的冲模，先进的冲压成型工艺就无法实现。在冲压零件的生产中，合理的冲压成形工艺、先进的模具、高效的冲压设备是必不可少的三要素。冲模 在种类繁多的模具中占有十分重要的地位，是工业生产中应用最为广泛的模具，从产量上看，它占了模具总 产量的 30%以上，从产值上看，它占了模具总产值的 50%左右。 (2)、 模具工业在当今市场的发展状况和前景： 模具工业作为现代社会的一种新兴工业，它能够节约能源、节约原材料以及较高的生产效率，它能够保证比较高的加工精度等特点。模具市场在世界上大部分都是供不应求的，它的市场需求量大致 580 亿至 660 亿美元之间，与此同时，模具工业在我国也迎来了一轮新的发展前景。模具工业在我国最近几年总产值保持 年增长率，截止至 2006 年底模具产值预计超过 550 亿元。 (3)、 模具在现代工业中的地位 在现代工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造、锻造、冲压、塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生产行业中得到了广泛应用。由于采用模具进行生产能提高生产效率、节约原材料、降低成本，并保证一定的加工质量要求，所以，汽车、飞机、拖拉机、电器、仪表、玩具和日常品等产品的零部件很多都采用模具进行加工。据国际技术协会统计， 2011年产品零件粗加工的 80%，精加工的 60%都由模具加工完成。 (4)、 冲压工艺的种类 冲压主要是按工 艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。 冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。在 实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 成品质量和高的合格率。 模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具 (供小批量生产 )、复合模、多工位级进模 (供大量生产 )，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。 1 非标异性止动垫片 冲压工艺分析及模具设计 计 零件 一 非标异性止动垫片 ，零件图如下 : 图 1标异性止动 垫片 制件，材料为 度为 2批量生产。试设计 图 1标异性止动垫片 零件图 相应的模具及其主要的零部件，工件结构分析、工艺分析、模具方案的论证、进行总体结构设计、制定主要件的工艺规程、必须的工艺计算、制造工艺以及一定的技术经济分析等。 压件工艺分析 （ 1）材料 :该冲裁件的材料 有较好的可冲压性能 。 （ 2）零件结构 : 零件结构简单对称，无尖角，外形有多处圆弧，中间有三个圆孔，孔的最小尺寸 4足冲裁最小孔径 要求，成型后须保证各尺寸公差要求。孔与边缘的最小壁厚为 3与孔之间的最小距 ，满足冲裁件最小孔边距 要求，满足许用壁厚要求，因此，该制件具有良好的冲压工艺性，比较适合冲裁。 （ 3）尺寸精度 : 零件图上所有未注公差的尺寸，属自由尺寸，精度要求比较低，可按工 七个尺寸标注了公差要求，由公差表查得其公差要求都属 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。 压工艺方案的确定 由图 1 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）落料一冲孔复合冲压，采用复合模生产。 （ 3）中孔一落料连续冲压，采用级进模生产。 方案（ 1）模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求 提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。 方案（ 2）只需要一套模具，冲压件的形位精度和尺寸易于保证，且生产效率也高。尽管模具结构较方案一 复杂，但由于零件的几何形状简单，模具制造并不困难。 方案（ 3）也只需要一套模具，生产效率也很高，但零件的冲压精度较复合模的低。欲保证冲压件的形位精度，通过以上三种方案的分析比较，对该见冲压生产以采用方案（ 2）为最佳 具结构形式的确定 正装式复合模和倒 装 式结构比较： 正装式复合模适用于冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲载件，还可以冲制孔边距较小的冲载件。 废料不会在凸凹模孔内积聚，每次由打棒打出，可减少孔内废料的涨力，有利于凸凹模减小最小壁厚。 倒装式复合模不宜冲制孔边距较小的冲载件，但倒装 式复合模结构简单，又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件卸件可靠，便于操作，并为机械化出件提供了有力条件，所以应用十分广泛。 制件的平直度要求较高，孔边距较小，工件最小壁厚为 3于倒装式复合模要求最小许用壁厚 能使用倒装式复合模生产。由以上分析确定该制件的生产采用正装式复合模具生产。 样设计 排样是指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。合理的排样和选择适当的搭边值，是降低成本、保证工件质量及延长模具寿命的有效措施。 排样的方式有多种多样，如：直排、斜排、直对排、混合排、少废料和 五废料等排样方式，由 非标异性止动垫片 图得，此冲裁件采用直排。 排样时工件以及工件与条料侧边之间留下的余料叫做搭边。搭边的作用是补偿条料的定位误差，保证冲出合格的工件；保持条料有一定的刚度，便于送料。搭边值的大小与下列因素有关： （ 1） 材料的力学性能，硬材料的搭边值可小一些，软材料的搭边值要大一些。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 （ 2） 工件的形状与尺寸，工件的尺寸大或者有圆角半径较小的凸起时，搭边值取大一些。 （ 3） 材料厚度，材料厚度大则搭边值大一些。 （ 4） 送料及挡料方式， 手工送料、有侧压装置的模具，搭边值要小一些 ；用侧刃定距比用挡料销定距的搭边小一些。 （ 5） 卸料 方式，弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。 搭边是废料，从节省材料出发，搭边值应愈小愈好。但过小的搭边容易挤进凹模，增加刃口磨损，降低模具寿命，并且影响冲裁件的剪切表面质量。 查冲压模具设计与制造表 2. 5. 2,确定搭边值 : 条料边缘的搭边和工件间的搭边分别为 2而可计算出条料宽度和送进步距分别为 8 如图 2毛坯排样采用的是条料，且垂直于送料方向的凹模宽度大于送料方向的凹模长度，为降低生产成本，提高经济效益，采用横向手工送料方式，条料的送进方向 。 图 1标异性止动垫片 排样图 一个步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 9 裁单件材料的利用率按 2式计算 ,即 %100 A 式中 A 冲裁面积 (不包括内形结构废料 )； 1n 一个冲距内冲冲裁件数目； b 条料宽度； h 进距。 利用 142 所以 %00 A查板材标准，宜选 1000m m 的钢板，每张钢板可剪裁为 9 张条料( )，每张条料可冲 26个工件，则总为： %001000900 00n 总 压力的计算 压力 冲件外轮廓线的冲载力： 1 式中： 1F 落 落料力（ L 工件外轮廓周长，由 = t 材料厚度，其中 t=2 材料的搞剪强度（ 查表得取 350 K 系数，取 K= 所以 冲孔力： 孔 的冲载力 2 式中： 2F 冲孔力（ L 工件外轮廓周长，其中 t 材料 厚度， t=2 材料的搞剪强度（ 查表得取 350 K 系数，取 K=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 所以 孔 的冲载力 3式中： 3F 冲孔力（ L 工件外轮廓周长，其中 t 材料厚度， t=2 材料的搞剪强度（ 查表得取 350 K 系数，取 K=以 孔 的冲载力 4 式中： 4F 冲孔力（ L 工件外轮廓周长，其中 t 材料厚度， t=2 材料的搞剪强度（ 查表得取 350 K 系数，取 K=以 故 料力 按式 1X (3 式中： 卸料力因数，其值由表 F 则卸料力： 件力 顶件力计算按式 )( 1D 冲 (3式中： 顶件力因数，其值由表 K 顶件力则为： 具总冲压力为： 71 力中心的计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 模具压力中心是指冲压时诸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，应使冲模的压力中心与压力机滑快的中心相重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，减低模具和压力机的使用寿命。冲模的压力中心，的按下述原则确定： （ 1）对称形状的 单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。 （ 2）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。 （ 3）形状复杂的零件，多孔冲模，级进模的压力中心可用解析法求出冲模压力中心。 表示 图 1模型口图 工件的 压力中心到 820 其中： 2 8 所以： 820 压力中心到 1110987654321111110109988776655443322110 其中： 52 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 其中 r=18 为弧度 58 09 10 511 将以上数值代入公式得： 该工件冲载力不大，压力中心偏移坐标原点较小，为了便于模具的加工和装配，模具中心仍选在坐标原点。 选压力机 压力机公称压力的确定：对于冲裁工序，压力机的公称压力应大于或等于冲裁时总冲压力的 ，即 因此初选压力机为： 40。 2 模具总体设计 具类型的选择 冲裁模结构类型很多，按工序组合程度分类，可分为：单工序模、复合模、级进模等。 单工序模是指在压力机的一次行程内只完成一种冲裁工序的模具，如落料模、冲孔模、切断模，落料模只适用于冲裁精度要求不高，形状简单和生产批量小的冲件。 复合模是指在压力机的一次行程中，在模具的同一 工位上同时完成两道或两道以上不同冲裁工序的冲模。它在结构上的主要特点是有一个或几个具有双重作用的工作零件 凸凹模，如在落料冲孔复合模中只有一个既能作落料凸模又能作冲孔凹模的凸凹模。根据凸凹模在模具中的装配位置不同，分为正装式复合模和倒装式复合模。复合模因压料较好，冲件平整精度高，该生产采用的是大批量生产，生产效率较高。 级进模又称连续模，是指在压力机一次行程中，依次在同一模具的不同工位上同买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 时完成多道工序的冲裁模。在级进模上，根据冲件的实际需要，将各工序沿送料方向按一定顺序安排在模具的各工位上，通过级进冲压 便可获得所需冲件。级进模不但可以完成冲裁工序，还可以完成成形工序等等，是一种多工序高效率冲模。它可分为普通级进模和多工位精密级进模。 根据零件的冲裁工艺方案，确定采用复合模。此模具的结构较为简单，降低了模具的加工难度，减少生产成本，提高了生产效益。 位方式的选择 因为导料销和固定挡料销结构简单，制造方便。且该模具采用的是条料，根据模具具体结构兼顾经济效益，控制条料的送进方向采用导料销。控制条料的送进步距采用挡料销初定距。 料方式的选择 刚性卸料与弹性卸料的比较： 刚性卸料是采用固定卸料板 结构。常用用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲载后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取 )t 。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时，卸料板与凸模的配合间隙应该小于冲载间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大，材料厚度大于 2 弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于 料厚 小于或等于 2于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择 t)( ，若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲载间隙。常用作落料模、冲孔模、正装复合模的卸料装置。 工件平直度较高，料厚为 2料力不大，由于弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送 进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面，故 采用弹性卸料。 件方式 因采用正装式复合模生产，故采用上出件为佳。 定送料方式 因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度 ，故采用纵向送料方式 ，即由前向后送料。 向方式的选择 方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳， 其对角导柱模架上、下模座工作平面的横向尺寸 ， 常用于横向送料级进模或者纵向送料的单工序冲载模、复合模。 方案二：采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。 方案三：四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠，刚性好等优点。常用于冲压件尺 寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。 方案四：中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向 准确可靠、滑动 平稳。但 只能 纵向 送料 ，一般用于单工序模或复合模。 根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，该复合模采用中间导柱的导向方式，即方案四最佳。 3 模具工作部分尺寸计算 作零件刃口尺寸计算 载间隙分析 （ 1）间隙对冲载件尺寸精度的影响 冲载件的尺寸精度是指冲载件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，则精度越高，这个差值包括两个方 面的偏差，一是冲载件相对于凸模或凹模的偏差，二是模具本身的制造偏差。 （ 2）间隙对模具寿命的影响 模具寿命受各种因素的综合影响，间隙也许是模具寿命诸因素中最主要的因素之一，冲载过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，而且间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重，所以过小的间隙对模具寿命极为不利，而较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小，并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，出现间隙不均匀的不利影响，从而提高模具寿命。 （ 3）间隙对冲载工艺力的影响 随着间隙的增大，材料所受到的拉应力增大 ，材料容易断裂分离，因此冲载力减小。通常冲载力的降低并不显著，当单边间隙在材料厚度的 %20%5 左右时，冲载力的降低不超过 %10%5 。间隙对卸料力和推料力的影响比较显著。间隙增大后，从凸模里卸料和从凹模里推料都省力，当单边间隙达到材料厚度的 %25%15 左右时的卸料力几乎为零，但间隙继续增大，因为毛刺增大，又将引起卸料力、顶件力迅速增大。 （ 4）间隙值的确定 由以上分析可见，凸、凹模间隙对冲载件质量、冲载工 艺、模具寿命都有很大的影响。因此，设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲载件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲载力小、模具寿命高，但分别从质量，冲载力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到模具制造中买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个合适的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙 最大值称为最大虑到模具在使用 过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值。 料模具工作零件刃口尺寸计算 落料时，因外形轮廓较 简单 ，故模具按配合加工的方法制造，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下： 落料部分以落料凹模为基准计算，凹模磨损后，刃口部分尺寸都增大，因此均属于 件图中落料部分的尺寸偏差如下： 查表 凸模和凹模最小间隙为： 凸模和凹模最大间隙为： 查相关资料得因数 当工件精度 上 x=1 当工件精度 x=工件精度 x=以落料凹模基本尺寸为： 4/0m a x )( d 尺寸 尺寸 尺寸 ： 尺寸 ： 落料部分相应的凸模尺寸按凹模尺寸配制，保证其双面间隙为： 冲孔模具工作零件刃口尺寸计算 ： 冲孔时，凸模外形为圆孔，故模具采用凸、凹模分开加工的方法制造，以冲孔凸模为基准计算，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下： 查表 凸模和凹模最小间隙为： 凸模和凹模最大间隙为： 查相关资料得因数 当工件精度 上 x=1 当工件精度 x=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 当工件精度 x=据公式 公式 0 4/m ( 4/0m ( A 孔 ： ) 校核： a x 满足：m a x 条件 孔 ： ) 校核： a x 满足：m a x 条件 孔 ： ) 8 4 校核： a x 满足：m a x 条件 81d d 4 主要零部件设计 作零件的结构设计 凹模 零件外形相对 简单 ，根据实际情况并考虑加工，为了满足凸凹模强度和刚性，将凸凹模设计成阶梯式，使装配修磨方便。采用成形铣、成形磨削加工。凸凹模总长 L： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 其中 1h 为凸凹模固定板厚度， 2h 为橡胶安装高度，34h 为凸凹模凹进弹性卸料板厚度。其结构图如图 4 图 4 料凹模 （ 1）凹模结构形式 凹模的结构形式也较多，按外形可分为标准圆凹模和板状凹模 ，按结构分为整体式和镶拼式、预应力组合式。按刃口形式也有平刃和斜刃