毕业设计（论文）-异型垫片冲压工艺性分析及模具设计.doc

毕毕 业业 设设 计计 异形垫片冲压工艺分析 及模具设计 学生姓名：学生姓名： 刘俊鹏 学号学号： 135011114 系系 部：部： 机械工程系 专专 业：业： 机械设计制造及其自动化 指导教师：指导教师： 原涛 二零一五年 六 月 诚信声明 本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导 下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中 列出。 本人签名： 年 月 日 毕业设计任务书毕业设计任务书 设计题目： 异形垫片冲压工艺分析及模具设计 系部： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 学号： 135011114 学生： 刘俊鹏 指导教师（含职称）： 原涛 （讲 师） 1课题意义及目标 （1）通过毕业设计能够巩固所学的各类基础知识、初步掌握冲压模具设计的流程， 熟练掌握使用各类工具书籍. （2）通过毕业设计使学生初步达到工程师所具备的基本素质。 2主要任务 （1）完成冲压件的工艺性分析（工艺分析、工艺方案确定、工艺计算） （2）进行冲压模具的结构设计和计算（主要零部件的结构设计、模具结构设计 及模具工作部分尺寸计算等） （3）制定模具典型零件加工的工艺规程 （4）完成模具总装配图及模具主要零件图的绘制 （5）编写模具毕业设计论文 3主要参考资料 （1）冲压设计资料 机械工业出版社 王孝培主编 （2）冲模图册 机械工业出版社 李天佑主编、 （3）冷冲压模具设计指导 机械工业出版社 王芳主编 （4）实用模具技术手册 机械工业出版社 阵锡栋、周小玉主编 （5）实用模具技术手册 上海科学技术出版社 李绍林、马长福主编 （6）冲模设计手册 机械工业出版社 冲模设计手册编写组 4进度安排 设计（论文）各阶段名称起 止 日 期 1 开题报告 2014.12.12014.12.30 2 工艺分析及计算 2015.3.12015.4.15 3 模具结构设计及计算 2015.4.152015.5.15 4 绘制图纸及编写设计说明书 2015.5.152015.6.10 5 毕业答辩2015 年 6 月中下旬 5工件图 （1）工件名称：异形垫片 （2）市场批量：大批量 （3）材料：Q235 钢 （4）料厚：2mm （5）零件图如下： 审核人；审核人； 年 月 日 异形垫片冲压工艺分析和模具设计异形垫片冲压工艺分析和模具设计 摘 要：本次设计为异形垫片冲压工艺分析和模具设计，通过工件图我们发现工件 具有 2 个常见的工序，他们分别为是落料、冲孔，我们需要一个复合膜来万完成外 形和内孔的成形。通过这个模具的设计，将是对我大学学习的一个重要的考核。 首先，对铝材角码做全面的研究。分析结构构性、材料进行分析，选择合适的 方式进行生产。选择合适的排样方式提供材料利用率，从而可以降低我们的生产成 本；材料的分析来确定工件是否适合生产。之后要通过工件的厚度来确定工件排样 图的搭边，然后计算排样图的材料利用率。接下来就是进行冲压力的计算，通过计 算冲压力选择合适的冲压设备。模具刃口的计算也有其的重要，只有选择合适的刃 口才能够确保模具的寿命，提高模具的使用率。 模具刃口计算后，就是模具的结构设计，先进行凹模外形尺寸的计算的通过凹 模的外形尺寸来得到模具中其他固定板 卸料板等的尺寸，最后选择模架等一系列标 准件，最终完成模具的设计。 关键词关键词：复合模，冲压模具，工艺分析 Alien gasket stamping process analysis and die design Abstract：This design is for base plate stamping die design, through the analysis of the workpiece, found a blanking, drawing, punching the three basic processes, need to design a progressive die for the production. For design of mould design simple, the use of our knowledge, we can be the knowledge in a system of learning and mastering, achieve knowledge. First, make a comprehensive study of compressor. The content of the research are: analysis of the structure, achieved accuracy, such as the arrangement of the process is reasonable. More appropriate way of layout design, can reduce the cost of effect; And die design of the whole process calculation and analysis, choose the reasonable scheme. Process analysis and calculationincludes the selection and reasonable process scheme of arrangement, to calculate the impactpressure using the mold according to the material, so as to choose the right machine.Selection and calculation of cutting edge, and is the clearance between punch and die cangreatly improve the service life of die; and only precision blade ensures precision parts, we can guarantee. I Finally, according to our calculate convex concave die cutting edge dimension data and structure in the process of mold design, choose the right standard parts, as far as possible to achieve the standardization, so as to complete assembly drawing and main parts design. Finally in the determination and highly dies, choosing the appropriate standard mould frame, press check, so as to meet the needs of actual production. Key words：progressive die, stamping mold design；Process analysis II 目 录 1 前言 .1 1.1 冲压过程中机械运动的概述 .1 1.2 模具行业发展现状及技术趋势 .1 1.3 冲压模具制造技术发展趋势 .2 2 异形垫片零件工艺分析 .3 2.1 材料分析 .3 2.2 零件结构 .3 2.3 尺寸精度 .4 2.4 确定工艺方案 .5 3 落料冲孔复合模工艺计算 .6 3.1 排样方式的选择 .6 3.1.1 排样及搭边值的计算 .6 3.1.2 步距的计算 .6 3.1.3 条料宽度的确定 .7 3.1.4 材料利用率的计算 .7 3.2 冲压力的计算 .8 3.3 冲压设备的选择 .9 3.4 冲裁间隙的确定 .10 3.5 刃口尺寸的计算及依据与法则 .10 3.6 凹模设计 .12 3.6.1 凹模外形的确定 .12 3.6.2 凹模刃口结构形式的选择 .13 3.6.3 凹模精度与材料的确定 .13 3.7 凸模的设计 .14 3.7.1 凸模结构的确定 .14 3.7.2 凸模高度的确定 .14 3.7.3 凸模材料的确定 .15 3.7.4 凸模精度的确定 .15 III 3.8 卸料板的设计 .15 3.8.1 卸料板外型设计 .16 3.8.2 卸料板整体精度的确定 .16 3.9 固定板的设计 .17 3.10 垫板的设计 .17 3.11 上下模座、模柄的选用 .18 3.11.1 上下模座的选用 .18 3.11.2 模柄的选用 .18 4 模具装配和制造 .20 4.1 模具的装配 .20 模具的装配 .20 4.2 典型零件工艺过程卡 .21 设计总结 .24 参考文献 .25 致谢 .26 太原工业学院毕业设计 0 1 前言前言 1.1 冲冲压压过过程程中中机机械械运运动动的的概概述述 通过用模具和压力机 对不同类型的板材和 坯料施加一定的压力，使工件发 生形状变异或者是工件被分开，得到新的外形、尺寸以及其他特性的零件， 这种方式称之为冷冲压。 冲压过程运动一般为上下运动，所以选用立式冲床较多。一般不同的机械 运动在冲压时，他们的特点，形式以及对冲压件质量精度要求都是不太一样的， 常见的运动形式有这三种：滑动、旋转和滚动。由于冲压过程是如此的多元化， 在冲压模具的设计 中应该要严格控制，以达到模具设计的要求； 同时，在设 计中还应多比较，通过对不同的产品需要的不同要求来合理选择相应的机械运 动。 通常，我们最常见的冲压运动就是上下的往返运动，但是如果想实现水平 运动，我们也可以通过 斜楔结构，转销结构，辊结构和旋切结构 的设计来实 现。在模具设计中的特殊结构更为 繁琐和不易，成本也 大，但为了实现的形 状，大小来满足 产品的要求， 这也是解决问题的一种有效方法。 1.2 模模具具行行业业发发展展现现状状及及技技术术趋趋势势 最近这几年 ，冲压过程中 的技术不断呈上升趋势 ，尤其像一些高精度的工 艺的快速发展，使 冲压件的精度更加准确，大大提高了生产率，使冲压工艺提 高到了一个新的发展水平 ，有着高质量。几年 前的精密冲压，主要是指平面部 分的精冲，现在，除了精冲是精密弯曲，轧制，冲压等，可以形成复杂的零件的 精密三维。 过去精密冲裁只适用于薄料中， 现在的精密冲裁 可适用的板厚达到 二十五毫米之多，对于一些 高强度合金材料 我们也照样可以采用精冲 。当然， 不单单是精密冲裁，像很多复合成形，超塑性成形，电磁成形都在快速的发展， 所以未来模具产业前景是一片光明。但有时候产品的淘汰率高，光使用之前的冲 压小设备是无法满足产品批量小、更换速度快等要求的，所以得使用一些 通用 组合模具、数控冲孔设备等 ，这才使得冲压生产适合大批量生产，而且也适用 于小批量生产。材料性能 在不断改进，从而使成形 能力和使用效果 也有所改善 ， 之前的材料相对来说有点 “笨重” ，各方面性能也不突出，现在随着很多新技术 的发展，质量轻、结构强度高的材料已不是问题了，像一些高强度板材的研发成 太原工业学院毕业设计 1 功，对于像很多应用到这种技术的汽车构件来说，提高的不单单是性能，效益， 也更加环保、轻便。 1.3 冲冲压压模模具具制制造造技技术术发发展展趋趋势势 目前，国内模具工业 的快速发展 ，机床工业的 产值已远远抵不过其产值 。 我国模具产业作为一个新兴的 产业，正处于 上升阶段，已成为 我国经济水平遥 遥领先的根本产业 ，其未来的上升空间也会很大 。据预测， 不久的将来，我国 的模具产业将会走在世界的最前端，引领着其他国家的进步。特别是像我们这 种模具专业的学生，在以后如果专业技能和实际操作能力过硬，那可谓是这方面 的人才了。 太原工业学院毕业设计 2 2 异形垫片零件工艺分析异形垫片零件工艺分析 异形垫片属于大批量生产，利用延展形比较好的 Q235 作为材料，厚度是 2 毫米， 异形垫片对尺寸偏差要求不是很高，未注公差可以按 IT14 来设计。零件如图 2-1 所 示： 图 2-1 异形垫片 2.1 材料分析材料分析 表 2-1 材料抗剪性能 材料名称 抗剪强度 （Mpa） 抗拉强度 （Mpa） 屈服点 （Mpa） 伸长率 （%） Q235300-380400-47026021 由力学性能表可以得出如下结论：Q235 的抗剪和抗拉性能都比较适中，适合冲 裁，延展形百分之二十一也有利于冲压。异形垫片的质量要求不是很高，所以使用 Q235 作为材料，可以满足使用。 2.2 零件结构零件结构 异形垫片零件的结构相对比较简化，外形为长圆形，主要有落料工序、冲孔工 太原工业学院毕业设计 3 序工序组成。其中有异形孔，孔的最小尺寸为 6 毫米，孔距离板料的边缘的的最小 距离约为 5.5mm。通过综合的分析，该零件进行冲裁生产能够满足实际的需要。 从该零件尺寸标注来看模具精度比较普通，形状也比较简单，但尺寸精度要求 也一般，在设计时主要考虑落料、冲孔成形工序，属于大批量生成，设计模具的时 候要考虑模具的寿命，保证模具的使用寿命和生产效率。零件中间有一个一大异形 孔。孔和边缘的距离长度为 5.5 毫米，所以经过分析，工件进行冲裁是没什么问题 的。 2.3 尺寸精度尺寸精度 尺寸精度问题关系到模具的正确生产，如果模具的精度达不到，将会导致工件 的精度也大大降低，变成不合格的产品，所以要慎重考虑。本设计中，工件的公差 要为 IT14 等级，所以我们可以根据下面的表格来查找工件的偏差，依此作为后面设 计的依据。按 IT14 查表 2-2 查到。 属于 A 类尺寸的有： 0 0.22 10R 属于 B 类尺寸的有：、 0.18 0 4.5R 0.18 0 3R 属于 C 类尺寸的有：570.2 通过查公差等级表，我们发现普通冲裁能够满足零件精度要求。 表 2-2 常见零件公差等级表 太原工业学院毕业设计 4 2.4 确定工艺方案确定工艺方案 下面先对几个方案进行分析和对比： 第一个方案：级进模：使用冲孔落料级进模，级进模采用一个模具完成多个工 序，所以适合大批量的生产， 第二个方案：复合模，落料冲孔复合模也是通过一个模具完成多工工序，而且 工序比较集中也容易保证位置精度。 第三个方案：单工序模，先使用落料单工序模完成落料工序，然后再放到另一 个冲孔模具上完成工件的冲孔。 方案分析和对吧对比： 方案 1：使用一副模具，生成效率高，级进模可以满足自动化生成，从而实现大 批量的生产，但是级进模结构比较复杂。 方案 2：复合模，复合程度高，生产批量大，但是要注意凸凹模的结构设计，一 旦冲孔凸模结构形不好，容易导致模具的寿命大大降低。工件的凸凹模结构比较合 适。 方案 3：需要使用两个单工序模，生产的过程中，还要来回换模具，这样可能机 会没法保证工件的精度，从而导致次品产生。 太原工业学院毕业设计 5 通过以上的比较和分析，我感觉这个异形垫片工件的生产使用复合模的方案最 好，再满足生产需要的同时，还能够尽可能的提供工作效率，冲孔落料工序的一次 进行，也能满足长期大批量的生产。 太原工业学院毕业设计 6 3 落料冲孔复合模工艺计算落料冲孔复合模工艺计算 3.1 排样排样方式的选择方式的选择 常用的工件的排样的样式式一般分为三种，常用的有有废料的拍样，如果工件 的精度要求不是很高可以采用少废料的拍样，还有一些特殊的工件，可以采用无废 料的拍样方法。设计中因为异形垫片冲压钣金件精度要求不算低，所以我们采用有 废料的拍样方法最好。本次设计中，我们采用直排的拍样方式。 3.1.1 排样及搭边值的计算排样及搭边值的计算 卸料的方式有弹性卸料板和固定卸料装置，在本次设计中， ，工件较薄，而且为 了能够是工件的平整度满足要求，我们徐昂用弹性卸料板，异形垫片的工件厚度为 0.4 毫米，工件生产的过程中有一定的精度要求，所以采用有废料的排样方式，搭边值 一般可以通过经验选择或者查询冲压手册，本次设计中，查询得到工件的侧搭边值 分别为 工件间搭边为 2.0 毫米，工件测搭边为 2.5 毫米。 3.1.2 步距的计算步距的计算 冲压过程中每次送料的时候，工件进给的距离我们可以称之为布局，步距的大 小计算方式，一般都是选择工件的对应的两个点，这两个点之前的距离就是一个步 距，只要测量相邻的工件之间的尺寸距离的多少，我们就可以确定步距是多少。 步距可定义为： S=L+b (3-1) 式中 S异形垫片排样图送料步距； L异形垫片工件的最大长度； b沿着排样图送料方向的两个工件间的搭边。 沿着排样图的送料方向，工件的最大尺寸，然后再加上工件的步距，即可得到 排样图的步距，步距的计算公式为： S=L+b =20+2 =22mm 太原工业学院毕业设计 7 3.1.3 条料宽度的确定条料宽度的确定 条料的宽度一般一般是工件横向的最大宽度，然后加上两边的搭边值，所得的 宽度即为条料的宽度： 5 (3-2) 0 )2( aDB 式中 B工件排样图的宽度； D工件横向方向的最大轮廓尺寸； a所选择的的测搭边，大于或者等于最小搭边值。 宽度偏差 在本次排样图的设计过程中，所得的条料宽度为： 772 2.582B 3.1.4 材料利用率的计算材料利用率的计算 通过计算材料利用率的公式： =A/BS100% (3-3) 式中 所用材料的使用率 A产品图所占用的毛坯面积，可以利用 cad 的面积测量工具：1452.4mm2 B所用条料的宽度 S冲压过程中拍样的步距 =A/BS100% =1452.4/8222100% =80.6% 在本次设计中，我们计算可得材料利用率为 80.6%。 图 3-1 零件排样图 太原工业学院毕业设计 8 3.2 冲压力的计算冲压力的计算 冲压力的计算公式为： 或 (3-4)FKLt b FLt 公式中：L冲压过程中冲裁的刃口的长度（mm） ； 异形垫片工件的厚度（mm） ；t 所用材料的抗剪强度（） ，设计中异形垫片的材料 Q235 厚度MPa 2mm，取360Mpa。 t （1）落料力计算 按上式： LtF 落 式中 L异形垫片外轮廓的尺寸的计算（mm） ； 异形垫片工件的厚度（mm）;t 异形垫片所用材料 Q235 的抗剪强度（） ；查冲压设计手册，MPa 。360MPa 通过 cad 的测量，落料所得的轮廓线的展开距离为 L=177mm 则 1772360128FmmmmMPakN 落 （2）冲孔力 LtF 冲孔 式中 L异形垫片中间孔的周长（mm） ； 异形垫片工件的厚度（mm）t 异形垫片所用材料 Q235 的抗剪强度（） ；查冲压设计手册，MPa 360MPa 利用圆的周长计算公式，冲孔轮廓长度尺寸为 L=39.5(mm) 则 39.5236028.5FmmmmMPakN 冲孔 2. 冲压力卸料力的计算 =KX 卸 F 落 F 公式中 -卸件力（N） ； 卸 F -落料力（N） 落 F KX -常用系数，一般可以查手册或者通过经验进行选择，经验值一 般为 0.030.04，取 K=0.04。 将数据带入公式可以得到： 太原工业学院毕业设计 9 =KX =0.03128KN=3.9（KN） 卸 F 落 F 3. 推件力按一下公式进行计算： =nkT 推 F 冲 F 式中 冲孔时的推件力（N） ； 推 F K1-常用系数，通过经验进行选择，其值为 0.05； n- 堵塞在冲孔凹模内的零件图，n=h/t，h 为冲孔刃口所选的高度 数值（mm） ，t 为异形垫片的厚度数值（mm） ，其中 h=8 毫米，t=2 毫米， 通过计算取 n=4， 则 =nkT =40.0528.5=5.7(KN) 推 F 冲 F 总的冲裁力： = + + + 总 F 落 F 冲孔 F 卸 F 推 F 将以上的数据带入可得：=128KN，=28.5KN，卸料力=3.9KN，推料力 落 F 冲孔 F 卸 F =5.7KN，最终计算可得： 推 F = + + +=166.1kN 总 F 落 F 冲孔 F 卸 F 推 F 3.3 冲压设备的选择冲压设备的选择 计算得总冲压力是 166.1KN，所选压力机的公称压力必须大于或等于总冲压力 的 1.3 倍。所以初选公称压力为 250KN 的压力设备，型号为J23-25。压力设备的参 数如下。 表 3-2 J23-25 压力机主要技术参数 太原工业学院毕业设计 10 3.4 冲裁间隙的确定冲裁间隙的确定 根据冲压手册中间隙表 3-5，由于工件厚度 2mm，材料为 Q235，本次设计中， 选用 0.246、0.36。 表 3-5 冲裁模初始双边间隙值 mm 3.5 刃口尺寸的计算及依据与法则刃口尺寸的计算及依据与法则 模具凸模和凹模一般容易磨损，所以我们要通过计算，还求出合理的凸凹模的尺 寸公差和偏差，有两种计算方法，第一种计算方式是凸模与凹模图样分别加工法计 算；另一种方法，就是采用配合法，就是计算出一个凸模或者凹模的尺寸，然后通 过配合来加工另外的对应的尺寸。 太原工业学院毕业设计 11 使用第二种算法，是凸凹模的加工变的简单，降低模具的生产成本：所以采用凸 凹模配合加工的方法。 （1）凸凹模或者凸模在模具工作过程中，所以生产工件的尺寸值会不断增大- 第一类尺寸 A Aj=(Amax-x) 4 1 0 （2）异形垫片模具凹模或者凸模，随着冲压的进行，所生成工件的尺寸会不断减 少-第二类尺寸 B Bj=(Bmin+x) 0 4 1 （3）随着模具的生产，工件的尺寸都不会变化-第三类尺寸 C Cj=(Cmin+) 2 1 8 1 公式中的 x 为常用的磨损系数 根据经验值，： 工件尺寸精度为 IT10 级以上 x=1 工件的尺寸精度为 IT1-IT13 x=0.75 工件的尺寸精度为 IT14 x=0.5 由于工件未注公差，所以我们都按 IT14 选择，x=0.5。 在所有的尺寸中， 第一类类尺寸的有：、 0 0.74 80 0 0.74 60.3 0 0.52 26 0 0.36 8.8 0 0.3 3.8 第二类尺寸的有： 0.43 0 15 具体计算如表 3-6。 表 3-6 工作零件刃口尺寸计算 尺寸类型公称尺寸公式计算后尺寸备注 落料 0 0.22 10R )4/1( 0 )max(xAAj 0.11 0 9.89R 0.18 0 4.5R 0 0.04 4.59R 冲孔 0.18 0 3R 0 )4/1( )min( xBBj 0 0.04 3.09R 中心距570.2Cj=(Cmin+) 2 1 8 1 570.05 保证双边间隙 为 0.22-0.26。 太原工业学院毕业设计 12 3.6 凹模设计凹模设计 3.6.13.6.1 凹模外形的确定凹模外形的确定 凹模的形状一般和冲压件的材质以及厚度有关，其主要决定因素的为工件的厚 度。所以我们一般通过工件的厚度来计算凹模的轮廓尺寸大小。如下所示。 常用的凹模轮廓计算公司如下： 异形垫片模具凹模板高度尺寸 H=Kb1 （3-5） 异形垫片模具凹模板型孔和边的距离尺寸 c1.5H （3-6） 最终凹模的边长 L=b1+2c （3-7） 最终凹模的宽带 B=b2+2c （3-8） 式中：b1-异形垫片零件的横向的最大轮廓； b2-异形垫片零件的宽纵向的最大轮廓； K-常用，一般可以结合工件的厚度进行选择，查表3-7。 表 3-7 系数 K 值 查表3-7得：K=0.3。 根据公式（3-5）可计算落料凹模板的尺寸： 1 KbH =0.377 =23.1(mm) 根据公式（3-6）可计算凹模边壁厚： C =(1.52)H 太原工业学院毕业设计 13 =(1.52)23.1 =34.6546.2(mm) 取凹模边壁厚c=40mm 结合模具结构取整后取：LBH=160mm80mm30mm。凹模结构图如图3-2所 示： 图3-2 凹模 3.6.2 凹模刃口结构形式的选择凹模刃口结构形式的选择 对工件尺寸精度的模具是比较高的，对大批量生产的生产计划的部分，所以我 们选择直边是最合适的。这种类型的边缘强度是足够的，在维修模式下仍能正常工 作。 3.6.3 凹模精度与材料的确定凹模精度与材料的确定 凹模在模具设计中是模具设计的核心零件，而且也要靠凹模来保证工件的精度 太原工业学院毕业设计 14 和表面光滑度，所以它精度和表面粗糙度一定不能太低，否则会降低工件的成品率， 常用的材料我们可以使用选择 Cr12，平行度一般选择 0.02，内型腔的的精度为 IT7 级。 3.7 凸模的设计凸模的设计 3.7.1 凸模凸模结构的确定结构的确定 凸模结构我们设计为直柱形的，依靠台阶进行固定。 3.7.2 凸模高度的确定凸模高度的确定 冲孔凸模计算示意图如下图3-3所示。 图3-3 凸模高度尺寸 凸模高度为： L=h1+h2+H (3-9) 式中: h1-模具中凸模固定板的高度，根据设计选择 h1=20mm； h2-模具的其他高度（一般包含弹性元件的高度） ，可得：24mm， 。 H-设计时为了防止磨损和修模的附加长度。另外还包括工件的凸模进入 凹模的长度，选择 1 mm。 由公式得： L=24+20+1=45(mm) 凸模结构图如图 3-4 所示： 太原工业学院毕业设计 15 图3-4 冲孔凸模 3.7.3 凸模材料的确定凸模材料的确定 设计中冲孔凸模一般需要比较高的耐磨性，因为冲压过程中，工件要持续收到 冲压力，所以我们可以选择强度和韧性都比较好的 Cr12，采用这个材料可以很好的 额满足使用要求，提高了工件的修模和换模的周期。为了更好的满足生成使用要求， 我们采用淬火后回火的热处理，热处理为 HRC58-62。 3.7.4 凸模精度的确定凸模精度的确定 凸模零件的精度一般比较高，公差选择都要比工件的精度高五六个等级，在本 次设计中，我们选用 IT7 级，表面粗糙度为 Ra1.6um。 3.8 卸料板的设计卸料板的设计 太原工业学院毕业设计 16 3.8.1 卸料板外型设计卸料板外型设计 卸料板的外形选择的原则，一般是选择和凹模的外形一致，这样方便设计和加 工，卸料的方式有弹性卸料板和固定卸料装置，在本次设计中， ，工件厚度一般，而 且为了能够是工件的平整度满足要求，我们徐昂用弹性卸料板，异形垫片的工件厚 度为 2 毫米，工件生产的过程中有一定的精度要求，所以采用有废料的排样方式， 设计出卸料板的具体尺寸为 160mm80mm10mm。 图3-5 卸料板 3.8.2 卸料板整体精度的确定卸料板整体精度的确定 模具卸料板表面尺寸的精度要求不需要太高，在这里我们选用和工件一个等级 即可，即为 IT14，粗糙度选为 Ra3.2；卸料板的内形由于需要和凸模相接触，所以精 度需要比一般的精度高等级，所以选择为 IT11 级，而粗糙度为 Ra1.6； 太原工业学院毕业设计 17 3.9 固定板的设计固定板的设计 凸模固定板主要是固定冲头，保证凸模的强度，不会在工作过程中这段，而且 有助于完成凸模和定位凹模，落料垫板，上模座更好。凸模和凸模固定板有固定的 配合，选择合适的配合可以更好的提高模具的寿命。我们选择 H7/m6 的配合。 则凸模固定板的厚度一般情况下去凹模厚度的0.6到0.8倍，本次设计中凹模的厚 度为25毫米，所以凸模固定板的厚度为15到20毫米，具体设计数值可以根据实际中 的需要进行选择，因此确定凸模固定板厚度20毫米。 图3-6 固定板 3.10 垫板的设计垫板的设计 垫板的外形和凹模尺寸一样，厚度选择为10毫米，垫板的尺寸我们可以确定为 160mm80 mm8mm。 太原工业学院毕业设计 18 图3-7 垫板 3.11 上下模座、模柄的选用上下模座、模柄的选用 3.11.1 上下模座的选用上下模座的选用 工件的精度要求不是太高，所以我们采用的是常用的后侧导柱模架。然后我们 根据凹模的尺寸还确定模架的规格和型号，选用如下所示型号的模座和导柱导套。 上模座： L/mm=160mmHmmB/100 35 下模座： L/mm160mmHmmB/100 40 导柱： d/mm L/mm=25 150 导套： d/mm L/mm D/mm=25 80 38 3.11.2 模柄的选用模柄的选用 本次设计采用的复合模，我们选择使用的是凸缘模柄。选择模柄的尺寸时一般 太原工业学院毕业设计 19 保证直径和压力机模柄口的直径相等或者小于他，长度也要比孔的深度要低，根据 这些原则我们确定使用直径为 40mm 的模柄。国标型号：A40 JB/T7646.3-1994 太原工业学院毕业设计 20 4 模具装配和制造模具装配和制造 4.1 模具的装配模具的装配 模具的装配 本次设计主要设计的是异形垫片倒装复合模的设计，通常情况下，装配的时候 一般都会选择一个基本的固定件，然后在这个工件的基础上就行装配。下面我们就 详细的介绍下整个模具的装配过程。为了展现的方便，我们将其做出表格。 表 4.1 异形垫片倒装复合模的装配表 序号工序工艺说明 1 凸模和凹 模以及凸 凹模的配 合安装 （1）首先是先进行检查，检查的目的主要是保证凸凹模是不是复合 模图纸的尺寸标注，尤其是公差问题和粗糙度问题。这个关系的模 具能否生成出合格的产品。 （2）将凸模和凸凹模、将凸凹模和凹模进行预装配，预装配之后检 查凸凹模之间的间隙。防止因为间隙不合格降低模具的寿命。 2 冲孔凸模 的装配 模具有三个凸模我们分别将凸模和凸模固定板进行装配。 3 将模具的 上模进行 装配 （1）首先需要再上模座进行划线，然后将模柄进行装入，同时用 螺钉进行紧固； （2）以凹模为基准一次进行将垫板、凸模固定板和上模做用螺钉 进行紧固，同时用圆柱销进行精确定位 太原工业学院毕业设计 21 4装配下模 （1）将下模进行划线，划线的时候以靠上模的凹模为基准，然后 将凸凹模、凸凹模固定板和垫板 通过螺钉进行紧固，然后 用圆柱销定位。 （2）将卸料板通过卸料螺钉和橡胶进行连接，保证卸料板高于凸 凹模 1 毫左右即可。 （3）将上下模进行预装配，注意仔细检查之前的间隙。 4.2 典型零件工艺过程卡典型零件工艺过程卡 1 1 切边凹模的加工工艺过程切边凹模的加工工艺过程 凹模加工工艺过程 材料：Cr12 硬度：6064HRC 序号工序名称工序内容 1备料锻件（退火状态）：1658535mm 2粗洗洗六面到尺寸 1608031mm，注意两大平面与相邻侧面用标准角尺 测量达到基本垂直. 3平面磨磨光两大平面厚度达到 31mm，并两相邻侧面达到四面垂直，垂直度 0.02mm 4钳划线 画出各孔径中心线并画出凹模洞口轮廓尺寸 钻孔 钻螺纹底孔、销钉底孔和凹模洞口穿线孔 绞孔 绞销孔到要求 攻丝 攻螺纹到要求 5热处理淬火 使硬度达到 6064HRC 6磨平面磨光两大平面，使厚度达到 30mm 7线切割割凹模洞口，并留有 0.010.02 的研磨量 8钳研磨洞口内壁侧面达到 0.08um 9钳用垫片层保证凹模与凸凹模间隙均匀后，凹模与上模座配做销钉孔 10平磨研磨凹模板上面达到厚度尺寸要求 太原工业学院毕业设计 22 2 2 凸凹模加工工艺卡片凸凹模加工工艺卡片 加工工艺卡片 材料：Cr12 硬度：5660HR 序号工序名称工序内容 1备料锻件（退火状态）：852862mm 2粗洗洗六面见光 3 平磨磨上下平面到尺寸 59mm 4钳划线 分别画凸模轮廓线,冲孔凹模轮廓线以及中心线 5洗按照尺寸粗洗凸模外形 精洗凸模纸至尺寸要求 6热处理淬火 硬度达到 HRC6064 7磨平磨下平面，使高度尺寸达到 50.5mm 8线切割割凹模，并留出单边 0.010.02 的研磨余量 9钳研配 研凸模并配如凸模固定板 研 研各侧面达到便面粗糙度的要求 10平磨平磨高度到要求 11钳总装配 3 3 冲孔凸模加工工艺卡片冲孔凸模加工工艺卡片 凸模凸模加工工艺卡片 材料：Cr12 硬度：5660HRC 序号工序名称工序内容 1备料锻件（退火状态）：251555mm 2粗洗洗六面见光 3 平磨磨上下平面到尺寸 51mm 4钳划线 分别画凸模轮廓线以及中心线 5洗按照尺寸粗洗凸模外形 精洗凸模纸至尺寸要求 6热处理淬火 硬度达到 HRC6064 7磨平磨下平面，使高度尺寸达到 50mm 太原工业学院毕业设计 23 8线切割割凹模，并留出单边 0.010.02 的研磨余量 9钳研配 研凸模并配如凸模固定板 研 研各侧面达到便面粗糙度的要求 10平磨平磨高度到要求 11钳总装配 太原工业学院毕业设计 24 设计总结设计总结 本次毕业设计的我完成的主要任务是异形垫片冲压模具设计。在模具设计的过 程当中，首先需要够用 cad 进行分析和总体设计，然后对模具的整体结构一个设计， 然后进行零部件的设计。整个的设计过程中我完成了一下内容： 第一：异形垫片冲压工艺分析，其中包含冲压工艺分析，机构分析，材料分析 同时结合以上内容进行工艺制定。