圆形垫板的冲压成形工艺与模具设计【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 制件的工艺性分析 2 3 工艺方案的确定 3 4 主要工艺参数计算 4 样的设计与计算 4 定搭边与搭肩值 4 算送料步距和条料的宽度 4 算材料的利用率 5 压力的计算并初步选取压力机的吨位 5 压力的计算 5 料力 6 冲压力 7 力机的公称压力的确定 7 力中心的确定 8 作部分的尺寸计算 8 算凸凹模工作部分的尺寸（冲孔）并确定其公差 8 形落料凸模、凹模刃口尺寸的计算 9 5 模具总体设计 12 具类型的选择 12 位方式的选择 12 向方式的选择 12 料方式的选择 12 6 模具主要零部件的设计 13 作零件的结构设计 13 模的设计 13 孔凸模的设计 14 位零件的设计 16 用挡料销的设计与标准化 17 定挡料销的设计与标准化 17 正销的设计与标准化 18 料板的设计与标准化 18 向装置的设 计 19 料装置的设计 19 接与固定装置的设计 20 柄的设计 20 定板的设计 20 钉与销钉的设计 21 料板的设计 21 架及组成零件的确定 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 架的选用 21 座的确定 21 7 模具闭合高度及压力机有关参数的校核 22 8 绘制模具总装图和非标零件工作图 23 模具总装图和非标零件工作图 见附 图 23 模具的工作原理 23 9 结束语 24 致谢 25 参考文献 26 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 垫板冲裁模设计 摘要 : 垫板 冲孔落料级进模设计。通过分析 制件的工艺性可确定制件的成形加工需要一副模具完成。在一副连续模中，可以完成包括冲裁，弯曲，拉伸和成形等多道冲压工序。相对其他冷冲压模具结构而言，它具有以下一些优点： 工件加工精度较好，尺寸精度较高，并且模具寿命较长； 生产效率高，凸凹模不受到最小壁厚的限制。但需考虑的问题是：模具零部件加工制造比较困难，成本较高，并且受条料外形尺寸的精度限制较大。 关键词： 连续模 工艺性能 凸凹模 模具制造 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he to to to to to to so to it is is is s is to of of he is be to of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 绪论 模具工业是国民经济的基础工业 ,是工业生产的重要工艺装备 发展为独立的行业 “ 模具工业是其它工业的先行工业 ,是创造富裕社会的动力 ” “ 模具工业是美国工业的基石 ” “ 金属加工业中的帝王 ” 之称 . 在我国 月在国务院关于当前产业政策要点的决定模具被列为机械工业技术改造序列的第一位 ,生产和基本建设序列第二位 ,把发展模具工业摆在发展国民经济的重要位置 我国冲压模具在产值占模具总产值的 40%以上 ,处于主导 地位 . 冲压是一种先进的少无切削加工方法 ,具有节能省材 ,效率高 ,产品质量好 ,重量轻 ,加工成本低等一系列优点 ,在汽车 ,航空航天 ,仪器仪表 ,家电 ,电子 ,通讯 ,军工 ,日用品等产品的生产中得到了广泛的应用 薄板成型后 ,制造了相当于原材料的 12倍的附加值 ,在国民经济生产总值中 ,与其相关的产品占四分之一 ,在现代汽车工业中 ,冲压件的产值占总产值的 59%用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。 在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课 和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。经过在新飞电器有限公司、在洛阳中国一拖生产实习，我对于冷冲模具、塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富和加深了对各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是有了全新的理解。在指导老师的细心指导下和在工厂师傅的讲解下，我们对于模具的设计和制造工艺有了系统而深刻的认识。设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业 设计。 在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中难免有不妥之处，肯请各位老师指正。 2 制件的工艺性分析 工件名称：垫板 生产批量：大批量 材料： 厚度： 件简图见图 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 1 制件图 制件的总体分析 工艺性：垫板属于中等尺寸零件，料厚 形复杂程度一般，尺寸精度要求一图示零件材料为 ， 能够进行一般的冲压加工，市场上也容易得到这种材料，价格适中。 因此零件外形可采用落料工艺获得。 冲孔的工艺性： 孔，尺寸精度要求一般，可采用冲孔。 此工件只有外形落料和冲孔两个工序。 图示零件尺寸均为未注公差的一般尺寸，按惯例取 ，符合一般级进冲压的经济精度要求。 由以上分析可知，图示零件具有比较好的冲压工艺性，适合冲压生产。 3 工艺方案的确定 垫板零件所需的基本冲压工序为落料和冲孔，可拟订出以下三种工艺方案。 方案一：用简单模分两次加工，即先落料 ,后冲孔。采用单工序模生产。 方案二 ：落料 冲孔复合模。采用复合模生产。 方案三：冲孔 落料级进模。采用级进模生产。 分析各方案的优缺点 方案一：生产率低，工件的累计误差大，操作不方便，由于该工件为大批量生产，方案二和方案三更具有优越性。 方案二：冲压生产率较高，压力机一次行程内可完成两个以上工序，实现操作机械化，自动化难，制件和废料排除较复杂，另外复合模制造的复杂性和价格较高。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 方案三：只需要一副模具，生产率高，压力机一次行程内可完成多个工序，实现操作机械化自动化容易，尤其适应于单机上实现自动化，冲模的制造复杂性和价格低于复合模 ，精度也可也得到保证。 通过上述三个方案的比较，该件的冲压生产采用方案三更佳。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 主要工艺参数计算 样的设计与计算 设计级进模时，首先要设计条料排样图。 根据工件的形状选择有废料排样，且为直排的形式，虽然材料的利用率低于少废料和无废料排样，但工件的精度高 垫板零件设计为单向排列，采用直排的排样方案（如图 2所示） 图 2 排样图 定搭边与搭 肩值 搭边和搭肩值一般是由经验确定的查表而取最小搭边值为 a=b= 算送料步距和条料的宽度 条料宽度的计算：拟采用无侧压装置的送料方式，由 a C0 条料宽度方向冲裁件的最大尺寸 a 侧搭边值 c 导料板与最宽条料之间的间隙由表查得 C 入数据计算，取得条料宽度为 导料板间距离的计算：由 s=D+2(a+代入数据计算得导料板间距离为 材料利用率 的计算公式为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 = %100 A 一个冲裁件的面积， n 板料（或条料 冲压件的数量； B 条料（或条料 度， L 板料（或条料 度， 取工件 n 20件，则料长 L=20D+19b+2b=20 29+19 1+2 1=601以条料规格为 601 以材料的利用率为 222 0 3 . 1 4 (1 4 . 5 3 ) 100%6 0 1 3 1 . 9 66 压力的计算并初步选取压力机的吨位 裁力的计算 冲裁力的大小随凸模进入材料的深度（凸模行程）而变化，本模具采用普通平刃口模具冲裁，其冲裁力 F=b 冲裁力公式为 P P 孔 +P 落 式中 P 冲裁力 P 孔 冲孔冲裁力 P 落 落料冲裁力 冲孔冲裁力 P 孔 P 孔 式中 K 系数，查表取 K 孔 冲孔周长， L t 材料厚度， t 材料抗剪强度， 手册 （ 370 460） 取 400 以 P 孔 400 P 孔 落料冲裁力 P 落 P 落 式中 落料件外形周边尺寸 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 29 12 6 以 P 落 400=25454N 取 P 落 卸料力、推件力及顶 件力的计算： 卸料力是将废料或工件从凸凹模上刮下的力。而推件力是将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需的力。顶件力逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需的力。 卸料力、推件力和顶件力是由压力机和模具卸料装置或顶件装置传递的，所以在选择设备公称压力或设计冲裁的时候应分别予以考虑，影响这些力的因素较多，主要有材料的力学性能、厚度、模具间隙、凹模洞口结构、搭边大小、润滑情况、制件的形状和尺寸等。现在按照下面的经验公式计算： 卸料力 x 式中 卸料力 卸料系数，查表 以 推料力 n 式中推料系数 ,查表取n 同时卡在凹模洞孔内的件数 ,取 n=10 所以10=件力d (P 孔 P 落 ） 式中顶件力 件系数 ,查表取以( 总冲压力 压力机的压力值必须大于或者等于冲裁各工艺力的总和 ,即大于总的冲压力 ,总的冲压力根据模具结构不同计算公式不 同 ,当采用弹性卸料装置和下出件的模具时 ,总的冲压力为 + Px+P 孔 +P 落 + Px+力机的公称压力的确定： 初选开式可倾压力机参数压力机型号为 手册选择压力机的公称压力为： 63 滑块固定行 35 (最大闭合高度 )150 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 闭合高度调节量 35 (标准型 )工作台尺寸 (左右前后 )200 310 (标准型 )工作台孔尺寸 (左右前后 ) 160 140 (标准型 )立柱间距离 (不小于 ) 150 模柄孔尺寸 (直径深度 ) 25 40力中心的确定 模具的压力 中心就是冲压力合力的作用点。为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心和压力机滑块的中心线相重合。否则冲压时滑块会承受偏心载荷，导致滑块的滑轨和模具的导向部分不正常磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件的质量降低模具寿命甚至损坏模具。而本模具所冲裁的制件形状完全对称于相互垂直的 两条对称线，所以模具的压力中心在几何图形的中心点上。 作部分的尺寸计算 算凸凹模工作部分的尺寸（冲孔）并确定其公差： 该零件在弯曲前属于无特殊要求的一般冲孔落料件，外形尺寸由落料 获得，而中间的小孔尺寸则是由冲孔得到。 查表而知 ： 为模具的精度等级为 取 X = 凸、凹模分别按 别计算 冲 冲孔时，间隙取在凹模上，则： 凸模尺寸 )0凹模尺寸 0式中： 双面间隙， 工件公差， =x 磨损系数，查表得 x= 凸模和凹模的制造公差， 表 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 所以 =mm (核： | T|+| A|= 满足间隙公差条件 因此只有缩小 T， A，提高制造精度，才能保证间隙配合在合理范围内 可取 T = A mm 外形落料凸模、凹模刃口尺寸的计算 因此落料件为复杂的制件，所以利用凸凹模配合法，这种方法有利于获得最小的合理间隙，放宽对模具的加工设备的精度要求。 采用配作法，计算凹模的刃口尺寸，首先是根据凹模磨损后轮廓变化情况正确判断出模具刃口各个尺寸在磨损过程中是变大还是变小，还是不变这三种情 况，然后分别按不同的计算公式计算。 a、凹模磨损后会增大的尺寸 第一类尺寸： )0+ b、凹模磨损后会减小的尺寸 第二类尺寸： x ) c、凹模磨损后会保持不变的尺寸 第三类尺寸 C 第三类尺寸： ) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 3 落料凹模刃口部图 4落料凸模刃口部分尺寸 由手册表查得 :尺寸 29工件制造公差为 寸 3工件制造公差为 一类尺寸：磨损后增大的尺寸： x ) 0+=（ 29 ?0= 2=(x ) 0+=(3 料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是 不必标注公差，但要在技术条件中注明：凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值 （落料凸模、凹模刃口部分尺寸分别见图 3,4） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 模具总体设计 模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用级进方式冲压，所以模具类型为级进模，本零件的冲压包括冲孔和落料两个工序，为方便小孔废料和成形工件的落下，采用正装结构，即冲孔凹模和落料凹模都安排在下模。 定位方式的选择 本工件是中批量生产，第一个工位采用始用挡料销定位，第二个工位采用固定挡料销定位。送料时始用挡料销与固定挡料销作为粗定距，在大凸模上安装一导正销，利用条料上 4.5 孔做导正销孔进行导正，依此作为条料送进的精确定距。 向方式的选择 为确 保零件的质量及稳定性，选用导柱、导套导向。采用手工送料方式，为了提高开敞性和导向均匀性，采用对角导柱模架。 料方式的选择 本模具采用正装结构，冲孔废料和工件留在凹模孔洞中，为了简化模具结构，可以在下模座中开有通槽，使废料和工件从孔洞中落下。工件厚度为 0.5 厚比较薄，选用弹性卸料板来卸下条料废料。 6 模具主要零部件的设计 作零件的结构设计 模的设计 在本模具中采用螺钉和销钉将凹模直接固定在支撑件上 ,凹模刃口为直壁式 ,凹模采用销钉和螺钉固定时要保证螺钉 (或 沉孔 )间、螺孔与销孔间及螺孔与凹模刃壁间的距离不能太近 ,否则会影响模具的寿命。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 5 整体式凹模的局部结构 整体式凹模的局部结构 如图 5 所示。整体式凹模装于下模座上，由于下模座孔口较大因而使工作时承受弯曲力矩，若凹模高度 不足时，会使凹模产生较大变形，甚至破坏。但由于凹模受力复杂，凹模高度可按经验公式计算，即 凹模高度 H=模壁厚 C=()H 式中 不小于 15刃口至凹模外形边缘的距离； K=系数，取 以 凹模高度 H=3 查表取标准值 H=16=2H=32模上螺孔到凹模外缘的距离一般取（ d d 为螺孔的距离，由于凹模厚度为 16所以根据查得螺孔选用 4 固定在下模座。故选用如图 6 图 6凹模上的螺孔设计与选用 螺孔到凹模外缘的最小距离 4=6mm 5孔到销孔的距离一般取 b2d,所以 根据上述方法确定凹模外形尺寸须选用矩形凹模板 125 100 16 冲孔凸模的设计： 冲小圆孔的凸模，为了增加凸模的强度与刚度，凸模非工作部分直径应作成逐渐增大的多级形式如图 7所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 7 冲孔凸模的结构形式 凸模长度一般是根据结构上的需要而确定的，设计该模具为冲孔落料级进模，采用刚 性卸料板，其凸模长度用下列公式计算： L=h1+h2+h3+h 式中 L 凸模长度， mm 凸模固定板高度， mm 卸料板高度， mm 导料板厚度， mm h 附加高度，一般取 1520裁 模各尺寸及其组件确定和标准化（包括外形尺寸和厚度） 小凸模长度 L=14+12+0凸模强度校核 要使凸模正常工作，必须使凸模最小断面的压应力不超过凸模材料的许用压应力，即 校核公式为 式中 P 孔 冲孔冲裁力 ,N, P 孔 =3680N 凸模最小断面积， 2 214.3 d /4= 凸模材料选用 手册 =（ 1000 160） =1200 为 所以凸模强度符合要求。 外形落料凸模、凹模各尺寸及其组件的确定和标准化（包括外形尺寸和厚度） 外形凸模的设计：外形凸模用线切割机床加工成直通式凸模，用两个 螺钉固定在垫板上，由于采用 弹性 卸料板，凸模按下式计算 L=h1+h2+t+h 其中 14 12料的 厚度 （ 0.5 要考虑凸模进入凹模的深度 （ 1及模具闭合状态下 卸料板到凸模固定板间的安全距离（ 1520因 素 所以： L=14+12+15=50 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 凸模固定板材料可用 45 钢，结构形式和尺寸规格 查 手册可得 200160 14 ,凹模组件的尺寸确定和示意图 凹模采用整体式凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算的压力中心的数据，使压力中心与模柄中心重合。（图 8） 图 8 整体式凹模的尺寸 凹模的长度选取要考虑以下因素： a)保证有足够的安装弹性卸料板的位置。 b)便于导尺发挥作用，保证送料粗定位精度。 选取凹模边界为 125100模材料选用 处理硬度为 58 62 位零件的设计 : 在本模具中采用的是条料，所以导料板，导正销和挡料销作为定位装置，起导向同时起定位的作用。用挡料销挡住搭边或冲件轮廓，以限定条料的送进距离。在本模具中试用固定挡料销，其结构简单、制造容易，在模具中广泛应用作定距装置。 用挡料销的设计与标准化 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 淬硬图 9 始用挡料销的设计 挡料销标记： 456 81（图 9） 材料： 45钢 99 88 热处理：硬度 43 48术条件：按 81 固定挡料销的设计与标准化 固定挡料销的设计根据标准件，选用此挡料销如图 10 图 10 固定挡料销的结构 选用直径 4h=35钢 94） 导正销的设计与标准化 导正销主要用于级进模上，消除挡料销的定位误差，以获得较精确的工件。导正销的结构形式，结构设计，尺寸 精度，材料的热处理等可参照 94 和 94选定。 导正销的结构形式查手册选用如图 11 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 11 导正销的结构形式 D=中 D 导正销直径的基本尺寸 d 冲孔凸模直径 a 导正销与冲孔凸模直径的差值 冲裁 查表得 h=2a=4=h= 导料板的设计与标准化 经查表 分析得导料板长度 L=165度 B=35厚度 h=62。 设计修正量图 12 导料板的设计 向装置的设计： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 导向装置用来保证上模相对于下模正确的运动，对于生产批量较大，零件的要求较高，寿命要求较长的模具，一般都需要采用导向装置，本模具中应用导柱导套装置来完成导向 料装置的设计： 本模具设计为以导料板为送进导向的冲模中使用的刚性卸料装置。 弹簧的选用： 弹簧属于标准件 设单个弹簧所承受的负荷为0150N 设卸料弹簧个数为 n=4个 所以0P=41150=根据0标准中初选弹簧规格为 25455 具 体 参 数 是 D=25 d=4mm,t=2F =533N, 2H =0H=55mm,n=f=计算0H：0H= 202H = 设 /H =2 /H =4 H=0H+ /H + /H =+4=于 2H H 所以所选弹簧是合适的。 接与固定装置的设计 柄的设计 : 本模具属于中小型模具 ,采用模柄将上模固定在压力机的滑块上。模柄是作为上模与压力机滑块连接的零件。对它的基本要求是 :一要与压力机滑块上的模柄孔正确配合 ,安装可靠； 二要与上模正确而可靠的连接。 在本模具中选用旋入式模柄，通过螺纹与上模座连接并加螺丝防止转动。这种模柄可较好的保证轴线与上模座轴线垂直 ,适用与各种中、小型模具。 模柄材料通常采用 ,在此选用 直度不应超过 00)。 模柄在本模具选用标准尺寸，并根据前文压力机的参数确定模柄的直径和长度。现制草图如下并标明其具体尺寸： 固定板的设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 将凸模或凹模按一定相对的位置压入固定后，作为一个整体安装在上模座或下模座上。在本模具中只有凸模需要 由固定板来固定。 固定板的厚度一般取凹模厚度的 其平面尺寸可与凹模、卸料板外形尺寸相同 ,需考虑紧固螺钉及销钉的位置。固定板的凸凹模安装孔与凸凹模采用过渡配合H7/H7/装后将凸凹模端面和固定板一起磨平。 现选用标准凸模固定板尺寸为 : 12510016 垫板的设计 : 垫板的作用是直接承受凸模的压力，以降低模座承受的单位压力，防止模座被局部压陷，影响凸模的正常工作。垫板的外形尺寸和模板相同，厚度取 6 螺钉与销钉的设计 : 螺钉和销钉都是 标准件，设计模具是按标准选用即可，螺钉用于固定模具零件，一般选用内六角螺钉；销钉起定位作用，常用圆柱销钉，螺钉、销钉规格根据冲压力的大小、凹模厚度等确定。所以螺钉的规格选用 卸料板的设计 : 卸料板的边界尺寸和固定板相同，选用材料为 45钢，厚度为 14模架及组成零件的确定 : 架的选用 : 本模具选用由上模座 ,下模座 ,导柱 ,导套组成导柱模模架及其零件已经标准化，在此选用对角导柱模架。 座的确定 : 本模中具选用标准模架，因在前述中确定了凹模尺寸为 125 100 16 ，根据标准确定下模座尺寸为 : 200 180 45 . 上模座尺寸为 : 200 180 35 d/L/别为 18 10018 100套 d/L/别为 286028 60文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 模具闭合高度及压力机有关参数的校核 压力机的闭合高度要求在 115185间，模具的闭合高度为 152具的闭合高度符合要求。 本模具的外形尺寸为 200220165工作台尺寸 (左右前后 )20010工作台孔尺寸 (左右前后 ) 160140 可以正确安装和正常使用。外形尺寸符合要求。 经校核 以被采用。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 绘制模具总装图和非标零件工作图 模具总装图和非标零件工作图见附图 模具的工作原理 ： 本模具为用导正销定距的冲孔落料连续模。上，下模用导柱导套导向。冲孔凸模 1 与落料凸模 9 之间的距离就是送料步距 s. 条料送进时由固定挡料销 3进行初定位，由两个安装在落料凸模 上的导正销 2 进行精定位。导正销与落料凸模的配合为 H7/连接应保证在修磨凸模时的装拆方便，因此，落料凸模安装导正销的孔是个通孔。为保证首件的正确定距，在此级进模中，采用始用挡料销 18，它安装在导料板中间。在条料上冲制首件时，用手推始用挡料销，使它从导料板中伸出来抵住条料的前端即可冲第一件上的孔，以后各次冲裁时就都由固定挡料销 3控制送料步距作粗定位。 条料送进时由固定挡料销进行定位，而有导料板保证送料沿正确的方向送进。当条料送到指定位置时，上模在压力机的作用下进行冲压。当冲压完成时，冲孔废料和制件依次落 入不同的凹模洞中，上模上行回程，完成一此冲裁过程，然后，再开始下一个行程。 （闭合）152送料方向图 13 总装图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 结束语 大学三年的学习即将结束，毕业设计是其中最后一个实践环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的