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垫片 冲压 模具设计 全套 含有 cad 图纸 三维 建模

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毕业设计（论文）中期检查表设计（论文）题目垫片冷冲压模具设计检 查 项 目是否综合、补充填写学生填写正在按计划完成学生签名： 年 月 日能完成任务书规定的任务工作学习态度端正能遵守纪律、按时出勤每周与指导教师见面累积请假课时累积旷课课时每周与指导教师见面几小时 （小时）指导教师填写任务书填写完整、规范指导教师签字： 年 月 日正按进度计划进行学生态度端正、无旷课每周与学生见面几小时（小时）专业负责人填写是否按要求进行专业负责人签字： 年 月 日任务书一、课题来源、目标及意义机械已经和我们的生活息息相关，垫片又是机械中必不可少的东西，它能够使零件之间的连接更加紧密，垫片虽小，却是比较重要的小零件，其精度要求也不是很高，适合量产。在此次设计垫片冷冲压模具时，使我们对软件的使用更为熟练，比如用UG画模具三维图、CAD绘模具装配二维图等等。通过这次毕业设计，我们对冷冲压模具设计流程又有更进一步的了解。对于本次设计，我们将综合运用所学知识，完成材料的选用、材料的工艺分析、模具结构设计、凸凹模尺寸的确定、绘制主要零件的零件图、模具装配图的绘制等。在以后的设计模具时，我们就知道怎样才能设计更好、更合理的冷冲压模具中凸凹模零件材料、尺寸等问题，在以后工作中设计模具时，我们就知道该怎样才能合理设计一套模具。二、毕业设计（论文）内容及要求本次设计将通过对垫片零件的分析与计算，合理选择结构，并对各个参数进行校核，设计出一副合理，经济、适用的垫片冷冲压模具。本次设计对于学生的能力有很大的提高，意义很大，熟悉凸凹模材料的选择和尺寸的确定；绘制凸凹模等主要零件的零件图；根据冲裁力、压力、材料的力学性能等选择压力机；模具装配图的绘制。三、毕业设计（论文）进程安排序号设计（论文）各阶段名称计划时间1毕业设计辅导，学生进行相关准备工作，选题并审批。2教师下发任务书，学生完成开题报告，教师审核。3学生提交开题报告并开始设计，教师指导。4老师指导，学生更改并定稿。5提交毕业设计材料（电子稿与纸质稿）。6毕业设计答辩。四、参考书及参考文献1翁其金.冷冲压技术.北京：机械工业出版社，20012徐政坤.冲压模具及设备.北京：机械工业出版社，20053 高佩福实用模具制造技术.北京：中国轻工业出版社，19994冲压件可成形性分析培训手册.华中科技大学5冲压工艺及模具结构设计培训手册.华锋精益科技有限公式6甄瑞麟.模具制造技术.北京：机械工业出版社，20057姜奎华.冲压工艺与模具设计.北京：机械工业出版社，20038胡玉石.精密模具制造工艺.北京：机械工业出版社，2004指导教师（签字）: 院（系）主任（签字）: 购买后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396摘 要本文讲述的是关于垫片冷冲压模具的设计。运用三年所学知识对冷冲压模具制造进行系统的研究和分析，对比优劣，设计出相对合理的冷冲压模具。主要内容是从对零件的分析到最后模具设计完成的成型过程，其中涉及了冷冲压模具的特点、零件材料的选择、材料利用率、排样图绘制、凸凹模的设计、模架的选择等。绘制的模具总装配图和零件图。关键词：冷冲压；排样图；凹凸模目 录前 言11 垫片零件22 冷冲压模具简介32.1 冷冲压模具概述、特点及应用32.1.1 冷冲压模具概述32.1.2 冷冲压模具特点32.1.3 冷冲压模具应用32.2 冷冲压模具的分类32.2.1 按工序性质可以分为32.2.2 按工序组合可分为43 材料53.1 材料的选择53.2 材料分析53.2.1 工件结构53.2.2 零件尺寸53.2.3 分析结论64 冲压工艺方案的确定75 工艺的计算85.1 排样方式85.2冲裁排样的设计85.2.1搭边值选取85.2.2 计算料宽B和步距S85.2.3 计算一个步距间的材料利用率95.2.4 冲裁间隙95.2.5 板料规格105.2.6 冲裁力计算106 凸凹模分析126.1 凸凹模126.2凸凹模刃口尺寸的计算126.3凸凹模尺寸计算136.4凸凹模零件图147模具装配图16总 结17致 谢18附 录19参考文献20前 言在当今社会，模具的发展是可观的。模具是工业生产的基础工艺设备，是制造各种金属和非金属零件的一种重要生产工具。采用模具成形工艺代替传统的切削加工工艺，可以提高生产效率、保证零件质量、节约材料、降低生产成本，从而可以取得很高的经济效益。这也是模具能快速发展的重要原因。冷冲压模具是模具的几大类型中的一个，也是相对重要的一个，广泛应用于机械、电器、汽车等领域。它的设计与制造是以塑性变形理论为基础，综合了材料力学、塑性力学、机械原理、机械制造、机械设计工艺等应用，是一门应用性和理论性都很强的课程。学习冲压成形及模具的核心在于对工艺原理的领悟和在工程实践中把握，还要注重理论是需要结合实际的。在我们的日常生活中，大型工业中，都是需要大量的模具来支撑的，模具和我们息息相关，大到我们生活中的汽车，小到我们每天刷牙的牙刷，搜离不开模具。在我国，根据权威化的模具工业协会统计，从1997年开始，我国模具工业的生产总值已经开始超过了机床工业生产总产值。在现代化工业生产中，有60%90%的工业产品需要使用模具来加工，许多产品在生产中都是很依赖与模具的生产，特别是汽车这种大型覆盖件的模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具等。1 垫片零件图1-1为此次设计的零件，表1-1为此次设计零件的名称，材料，材料的厚度，以及其生产方式。图1-1 垫片零件草图表1-1 垫片零件简介零件名称材料料厚生产方式垫片10钢1.5mm量产2 冷冲压模具简介2.1 冷冲压模具概述、特点及应用2.1.1 冷冲压模具概述冷冲模即冷冲压模具，亦称为冲压模具或者冲模，是冲压必不可少的工艺装备。冲压是利用安装在冲压设备上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得的所需零件（冲压件）的一种压力加工方法。因为通常是在常温下进行，所以又把它叫做冷冲压。2.1.2 冷冲压模具特点（1）材料利用率高。利用率有时达到100%,而且废料可以再利用，提高利用率减少材料成本。（2）生产效率高。冲压设备行程次数高，可以一次完成多个冲件，而且操作简单，节省时间。（3）产品互换性好。冲压件由模具保证，完成的工件尺寸相同，模具寿命一般较长，因此互换性好。（4）加工范围广。可以加工金属、非金属、简单的、复杂的等多种工件。2.1.3 冷冲压模具应用应用于汽车、仪器仪表、电子电器、航空航天工业、日常生活用品的生产。2.2 冷冲压模具的分类2.2.1 按工序性质可以分为冲裁模：是材料分离，得到想要的形状和尺寸所制作的模具，主要包括冲孔模、落料模、切边模、半精冲模、切断模、整修模及精冲模等。弯曲模：将半成品或毛坯沿弯曲线弯曲成一定的形状和角度的冲模。成形模：使板类材料料发生局部的塑性变形，按凹模与凸模的形状直接复制完成的冲模，如胀形模、翻边模、缩口模等。 2.2.2 按工序组合可分为单工序模：在压力机上一次行程中，只完成一次冲压基本冲压的冲模复 合 模：在压力机上一次行程中，一个工位同时完成两道及以上的基本冲压的工序冲模。级 进 模：在压力机上一次行程中，依次序在模具的不同工位上完成多道基本冲压工序的冲模3 材料3.1 材料的选择10钢（GBT6991999）10钢韧性和塑性是非常好的，冷热皆可加工。具有较好的韧性和塑性（伸长率=26%），10钢为低碳钢。制造要求：受力不大、韧性高的零件，很适合做垫片零件。3.2 材料分析3.2.1 工件结构该垫片零件很简单，没有任何复杂的形状，10号钢的凸模冲孔的最小尺寸为d1t，最小圆远大于1mm，属于经济型的冲孔，没有无细长的窄槽和悬臂，可以批量生产。表3-1优质碳素结构钢性能指标（GB/T699-1999）材料牌号b/MPa1/MPa5(%)(%)交货状态硬度HBS0832519533601311033520531551373.2.2 零件尺寸零件图上的尺寸都是自由公差，落料和冲孔可按IT7和IT8级精度来确定该垫片零件的公差。因为一般的冲裁方式冲裁1mm的金属板时，它的表面粗糙度为Ra=12.5m到3.2m之间，其毛刺的高度在0.01mm到0.05mm之间，该垫片零件没有在粗糙度和毛刺的高度上没有过多的要求，所以只要该模具设计的精度合理，能够达到达到要求的话，该零件冲裁的断面的质量是可以保证的。3.2.3 分析结论该零件可以冲裁。因该垫片零件的精度要求不是很高，而且10钢的性能相对而言是比较适合的，所以此零件适合冲裁批量生产，用普通的冲裁工艺就可实行。4 冲压工艺方案的确定 （1）单工序模生产，先落料，后冲孔，需两副模具。（2）级进模生产，一模两件。（3）复合模生产，一模两件。（4）级进模生产，隔位冲裁，一模一件。（5）复合模生产，隔位冲裁，一模一件。方案(3)和方案（5）都是用复合模的方法生产的，经有关数据的查阅，凸凹模的壁厚是满足其要求的，但是最好用顺装的方式，这样可以提高凸凹模的寿命和保证冲裁件的平整。然而，复合模的结构是特别复杂的，尤其是方案(3),一模两件，制造的成本是非常高的，同时，一模两件的生产的废料和产品的清理都是很麻烦的。方案（1）的模具虽然简单许多，但是生产的效率是很低的，关于其资源的利用问题野很不合理。因此，这三个方案我们都必须放弃。方案（2）和方案（4）同为级进模，生产效率都是比较高的，模具的设计也并不复杂，二者相比较中，方案（4）要相对好很多，效率是很高的，还有造价的问题，两副模具的成本要远远高于一副模具。故此，决定采用方案（4）。在冲裁出中间那个孔的时候，把整个零件落料下来，生产效率也很好，比较好清理废料。其模具的结构和成本以及生产率都是很适合该垫片零件的。5 工艺的计算5.1 排样方式该零件的排样是不需要说的，横排竖排都是一样的，就是单排和双排的问题，根据零件的图形，可以得到下图的排样图。图5-1排样图5.2冲裁排样的设计5.2.1搭边值选取 a,a1搭边值:设计排样的时候，工件之间的、工件与条形料板侧边之间留下的余料称为搭边。由于料厚t=1.5，可知a1=1.0，a=1.2（查书冷冲模具设计与项目实践P73表2-19）5.2.2 计算料宽B和步距S根据这套模具的三维立体图可以看出其是没有侧压装置的。B-=（Dmax+2a+Z）-条料宽度的单向偏差，如下表5-1：得0.15mm式中Dmax条料宽度方向冲件最大尺寸式中a侧搭边值式中Z导料板与最宽调料之间的间隙B-=（Dmax+2a）-=（Dmax+2a）-=（24+2.4）-0.15=26.4-0.15步距S=24+1=25mm表5-1料宽度偏差mm条料宽度B材料厚度t0.50.5112200.050.080.1020300.080.100.1530500.100.150.20表5-2导料板与条料之间的最小间隙Cmin材料厚度t无侧压装置有侧压装置条料宽度B条料宽度B100以下100200200300100以下100以上0.50.50.51580.510.50.5158120.511585.2.3 计算一个步距间的材料利用率=A/Bs*100% =（*（122-32）/26.4*25)*100%=64.2%取3.145.2.4 冲裁间隙如下表5-3，（GB/T16743-1997）初始的双面间隙为Zmin=0.132mm，Zmax=0.240mm表5-3冲裁模初始双面间隙值Z材料厚度t/mm0.8、10、35、0.9Mn2、Q235Q34540、5065MnZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax小于0.5极小尺寸0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.7.0.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.01040.0720.1040.0640.0920.90.0900.1260.0900.1260.0900.1260.0900.1261.00.1000.1400.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.380 2.10.2600.3800.2800.4000.2800.4002.50.3600.5000.3800.5400.3800.5402.750.4000.6400.4200.6000.4200.6003.00.4600.7400.4800.6600.4800.6603.50.5400.8800.5800.7800.5800.7805.2.5 板料规格由其表格可以看出，应该选择1500mmX1000mm较为合理。（查书冷冲模具设计与项目实践P304附录2 常用钢板规格）5.2.6 冲裁力计算F=KLtb式中 F-冲裁力（N）； L-冲裁件周边长度（mm）； t-材料厚度（mm）； b-材料抗剪强度（MPa） K-一般取K=1.3。L=D=3.1424=75.36mmt=1.5mmb=360MPaF=1.375.361.5255=37472.76N 毛坯落料的卸料力：Fx=KxF 落料的推件力：FT=nKTF 毛坯落料的顶件力：FD=KDF Kx-为卸料力系数KT-推件力系数KD-顶件力系数F-冲裁力（N）n-卡在凹模孔内的冲件（或废料）数，n=h/t（h为凹模孔口的直刃壁高度，t为材料厚度）。表5-5卸料力、推件力、顶件力系数材料厚度t（mm）KXKTKD钢0.10.0650.0750.10.140.10.50.0450.0550.630.080.52.50.041400.050.550.06 注：卸料力系数KX，在冲多孔、大搭边和轮廓复杂制件时取上限值。所以Fx=KxF=0.0537472.76=1873.63N FT=nKTF=0.5537472.76=20610.018N FD=KDF =0.0637472.76=2248.3656N垫片零件落料初定采用弹性卸料、从下出该零件的模具结构，所以冲压总力：FZ=F+FT =1873.63+20610.018=22483.648N22KN.因此，所选压力机的公称压力必须大于22KN 6 凸凹模分析6.1 凸凹模图6-1凸凹模6.2凸凹模刃口尺寸的计算落料：Dd=（Dmax-x）+d Dp=（Dd-Zmin）-p=（Dmax-x-Zmin）-p 冲孔：Dp=（dmin+x）-p dd=（dp+Zmin）+d=（dmin+x+Zmin）+d Dd、Dp-落料凹、凸模刃口尺寸（mm）；dd、dp-冲孔凸、凹模刃口尺寸（mm）；Dmax-落料的最大极限尺寸（mm）；dmin-冲孔极小尺寸（mm）；-冲件的制造公差（mm，若冲件为自由尺寸，可按IT14级精度处理）；d、p-凸、凹模刃口制造公差（mm）；X-磨损系数，x值在0.5-1之间，它跟冲压件的精度是相关的，查表6-1，因为我设计的零件厚度是1.5mm，零件又是圆形冲件，所以可知刃口磨损系数x=0.75。表6-1刃口磨损系数x料厚t/mm非圆形冲件圆形冲件10.750.50.750.5112244冲件公差/mm0.16 0.170.35 0.36 0.16 0.160.20 0.210.41 0.42 0.20 0.200.24 0.250.49 0.50 0.24 0.240.30 0.310.59 0.60 0.30 0.306.3凸凹模尺寸计算凹模版采用整体式结构，刃口形式选择直壁形刃口，落料选择下漏料方式。因为料厚为1.5mm，所以K取0.39。（查书冷冲模具设计与项目实践P96表2-27）凹模板厚度： H=KS2=0.39*24=9.36因为凹模厚度不能小于15，所以厚度取16.计算凹模板宽度B W1=1.5*16=24 W2=1.5*16=24 L=W1+S1+S2 =24+25+24 =73mm计算凹模板长度L W3=1.5*16=24 W4=1.5*16=24 L=W3+S2+W4 =24+24+24 =72mm凸模长度的计算： L=h1+h2+h3 =16+18+20 =546.4凸凹模零件图图6-2凸模零件图图6-3凹模零件图7模具装配图图7-1模架装配草图总 结三年的时间就这么过去了，仿佛昨天我们刚步入这个我们生活了三年之久的校园。而今天，毕业设计就这么横在了我的面前。经过我三个星期的努力，在老师的带领和帮助之下，和同学们之间互相帮助之下，终于是马马虎虎的完成了自己的这份毕业设计，给我的大学三年画上了一个句号，为自己这三年交上了一份相对而言较为满意的答复。我这次设计的是一个制作垫片零件的冲裁级进模具：从零件的选择，到该垫片零件的排样图的设计，之后的模架的选择，再到其模具内部的凹模、凸模设计，UG装配图的设计与绘制，重要板块的尺寸计算，最后导出的CAD二维图以及汇总做出这份毕业设计。由此可以看出，这次工程是浩大的，三个星期基本没有休息的时间，每天都在为了自己的毕业设计做努力，努力的想做好这一份可能是学习生涯中的“最后一份作业”。从这次的毕业设计中，我明白我们该行业的困难，一系列的专业知识，都是我们必须掌握的。而且每一步都是重要的，就算是一个尺寸的马虎，那也是不允许的，因为这样做出的零件是偏差的，也是不合格的，所以前期的设计、计算以及理论性的东西是特别重要的，不能马虎对待。就拿我设计的这个零件来说，首先我们要看的是这个零件的尺寸必须是合理的(是可以设计的)。然后才能着手去设计它的排样图，根据书上的表格之类的算出其搭边值、料宽等等重要尺寸，然后根据这些已知的条件再来设计凹模，在之后是根据其形状尺寸再来做凸模，最后是选择一套合适自己设计的模具的模架，可以看出每一步都是息息相关的，一步出错，下面做的再多都是徒劳。在做这份毕业设计时，运用到了我们这三年来学习的所有知识，还查阅了很多的资料，多数关于本专业的知识，还有很多书上的知识。最后在老师的帮助和同学的帮忙之下，做好了这份毕业设计。过程是特别的辛苦的，但此次的收获是很多的，让我比以前更了解了这个专业很多，很多以前漏掉的知识都是运用起来了。也让我明白了做事虽然需要创新，但在不成熟的情况下，按部就班也是不错的选择。致 谢感谢老师在毕业设计期间对我的帮助和对我的照顾，解决了很多毕业设计上存在的问题，让我懂得了很多，知道了很多，也补上了以前因为不认真听讲而漏掉的很多知识，学到了很多。同时还要感谢我的学校-苏州健雄职业技术学院，她为我们提供了良好的学习环境，还给我们提供了充足的设备和仪器，在这个学校中，因为这样，我们学到了很多很多。专业必备的知识，一些社会的经验以及对于事情的处理上的问题等等。在毕业设计期间，还要感谢我的同学们，互相帮助，相互帮助下，也解决了各自遇到的很多问题，这种现象是很好的，增进的同学之间的感情和解决毕业设计的问题。最后，感谢老师这三年对我的照顾，感谢学校给我们提供的良好的学习环境和给我们成长的环境，感谢我的同学对我的帮助和三年来的欢乐。附 录 零件图名称零件图号垫片模具装配图00下垫板01冲裁凹模02卸料板03凸模04凸模固定板05上垫板06参考文献1翁其金.冷冲压技术.北京：机械工业出版社，20012徐政坤.冲压模具及设备.北京：机械工业出版社，20053模具实用技术丛书编委会.模具设计应用实例.北京：机械工业出版社，20004冲模设计手册编写组.冲模设计手册.北京：机械工业出版社，20015姜奎华.冲压工艺与模具设计.北京：机械工业出版社，20036甄瑞麟.模具制造技术.北京：机械工业出版社，20057胡玉石.精密模具制造工艺.北京：机械工业出版社，20048 高佩福实用模具制造技术.北京：中国轻工业出版社，19999华中科技大学.冲压件可成形性分析培训手册10华锋精益科技有限公式.冲压工艺及模具结构设计培训手册19 编号 毕业设计（论文）题 目:垫片冷冲压模具设计学生姓名:学 号:院（系）:专业班级:指导教师:职 称: 年 月开题报告一、课题来源、选题依据、课题研究目的、应用价值机械已经和我们的生活息息相关，垫片又是机械中必不可少的东西，它能够使零件之间的连接更加紧密，垫片虽小，却是比较重要的小零件，其精度要求也不是很高，适合量产。在此次设计垫片冷冲压模具时，使我们对软件的使用更为熟练，比如用UG画模具三维图、CAD绘模具装配二维图等等。通过这次毕业设计，我们对冷冲压模具设计流程又有更进一步的了解。对于本次设计，我们将综合运用所学知识，完成材料的选用、材料的工艺分析、模具结构设计、凸凹模尺寸的确定、绘制主要零件的零件图、模具装配图的绘制等。在以后的设计模具时，我们就知道怎样才能设计更好、更合理的冷冲压模具中凸凹模零件材料、尺寸等问题。在以后工作中设计模具时，我们就可以运用这些知识来设计需要的模具，达到客户的要求。二、课题研究的基本思路、研究的关键问题和研究手段（途径）对于垫片的设计而言，我们首先要考虑我们所设计的冲压件是否符合制造要求，然后运用冷冲压模具冲压成型工艺及冷冲压模具设计的基础知识，分析其冲压件的性能要求，选择出符合该制件的材料。之后凸凹模的尺寸确定、绘制主要零件的零件图、模具装配图的绘制等。在设计该模具期间，我们将遇到很多问题，其中要研究的关键问题主要有冲压件件材料的选用；排样图的设计；凸凹模的设计。还有一些细节方面，也是我们此次设计中将遇到的的问题。比如绘制零件图时，要考虑凸凹模的尺寸、公差、刃口尺寸等等。通过老师的指导和同学的帮助，还有相关书籍的翻阅以及相关资料，我们最终完成了自己的毕业设计，设计出了一套模具。三、论文的主体框架和主要内容概述想要设计出一套模具，必须掌握本设计冲压件工艺及冷冲压模具设计的基础知识，设计一套完整的冷冲压模具一般按以下的步骤来完成：1 冲压件的材料：1）材料的选择；2）工件结构分析。2 冲压工艺方案的确定。3 工艺的计算：1）排样方式；2）冲裁排样的设计；3）搭边值选取；4）计算料宽和步距；5）计算一个步距间的材料利用率；6）冲裁间隙的选择；7）板料规格的选择；8）冲裁力的计算。4 凸凹模的分析：1）凸凹模；2）凸凹模刃口尺寸的计算；3）凸凹模的尺寸计算；4）凸凹模的零件图。5 模具总装配图。以上5点基本上包括了设计一套冲压模具所需的步骤和要求。同时，在之后的设计过程中，我们将通过查阅大量资料、手册、标准等，结合教材上的知识也对冲压模具的组成结构（凸凹模零件尺寸设计、材料的选择等）有了更深层次的理解。四、论文工作进度与安排起讫日期工作内容达到要求毕业设计辅导，学生进行相关准备工作，选题并审批。选题审批完成教师下发任务书，学生完成开题报告，教师审核。完成开题报告学生提交开题报告并开始设计，教师指导。开题报告审核完成，并已开始设计老师指导，学生更改并定稿。毕业设计最终稿完成提交毕业设计材料（电子稿与纸质稿）。材料上交完成毕业设计答辩。五、指导教师意见 指导教师：年 月 日六、所在专业负责人审查意见 专业负责人：年 月 日七、参考文献阅读清单（要求8篇以上）序号题 目（及作者）出处（书籍及出版社、期刊名及期刊卷期号等）1翁其金.冷冲压技术北京：机械工业出版社，20012徐政坤.冲压模具及设备北京：机械工业出版社，20053高佩福实用模具制造技术北京：中国轻工业出版社，19994冲压件可成形性分析培训手册华中科技大学5冲压工艺及模具结构设计培训手册华锋精益科技有限公式6甄瑞麟.模具制造技术北京：机械工业出版社，20057姜奎华.冲压工艺与模具设计北京：机械工业出版社，20038胡玉石.精密模具制造工艺北京：机械工业出版社，2004苏州健雄职业技术学院毕业设计（论文）评价表（指导教师用）学生： 设计（论文）题目：垫片冷冲压模具设计评价项目评价要素评价内涵成绩评定满分得分检查选题质量01选题方向和范围符合本专业的培养目标，基本达到科学研究和实践能力培养和锻炼的目的。602难易度满足专业教学计划中对素质、能力和知识结构的要求，有一定难度，工作量适当。403理论意义和实际应用价值选题符合本学科专业的发展，符合科技、经济和社会发展的需要，解决理论或实际工作中的问题，并能理论联系实际，具有一定的科技、应用的参考价值。5能力水平04查阅和应用文献资料能力基本掌握检索中外文献资料的方法，对资料进行初步分析、综合、归纳等整理，并能适当应用。1305综合运用知识能力能够综合应用所学知识，对课题所研究问题进行分析，研究目标明确，内容具体，且具有一定的深度。1106研究方法与手段较熟练运用本专业的方法、手段和工具开展课题的分析、设计和实施工作。707实验技能和实践能力已基本掌握了专业技能和研究设计方法，实践能力较强。908创新意识能够在前人工作的基础上，进行科学的分析与综合，提出问题，探索解决问题的方法、手段有一定的特色或新意，结论有新见解。7设计（论文）质量09内容与写作较完整地反映实际完成的工作，概念清楚，内容基本正确，数据可靠，结果可信。710结构与水平结构较严谨，语言通顺，立论正确，论据充分，分析较深入，结论基本正确。1111要求与规范化程度符合本院的毕设工作的规范要求，论文中的术语、格式、图表、数据、公式、引用、标注及参考文献均符合规范。1212成果与成效有一定的实用价值；有实物作品、实际运行的原型系统；初步得到应用或具有应用前景的成果。8综合意见100指导教师签字：时间： 2017 届学生毕业设计（论文）材料袋题 目：垫片冷冲压模具设计学生姓名：学 号：院（系）：专业班级：指导教师：职 称：材 料 目 录序号名 称数量备注1毕业设计（论文）选题审批表12毕业设计（论文）任务书13毕业设计（论文）开题报告14毕业设计（论文）指导教师评阅表15毕业设计（论文）评阅教师评阅表16毕业设计（论文）答辩记录17毕业设计（论文）答辩审查及成绩评定表18毕业设计（论文）（附所有电子资料）1双面打印、装订（封面用牛皮纸）9其它材料（如大学生论文检测报告单等）1 年 月 日毕业设计（论文）答辩审查及成绩评定表设计(论文)题目垫片冷冲压模具设计毕业设计（论文）答辩资格审查以下各项，已完成的打“”，否则打“”任务书、开题报告、评阅表等材料齐全已完成任务书基本要求无严重违纪现象（如：旷课达1/3者、论文检测总文字复制比大于50%、违反规定造成重大损失者）审查结果指导教师意见：同意答辩 暂缓答辩 签字： 年 月 日评阅教师意见：同意答辩 暂缓答辩 签字： 年 月 日毕业设计（论文）答辩成绩答辩小组评审意见：成 绩（百分制）：组长（签字）：年 月 日答辩委员会评定成绩组成部分分值比例指导教师评阅分30%评阅教师评阅分30%答辩成绩40%最终得分毕业设计等第（五级分制）：答辩委员会主席（签章）：年 月 日毕业设计（论文）答辩记录毕业设计（论文）题目垫片冷冲压模具设计指导教师职 称工作单位答辩日期、时间答辩组成员（签字）：答辩记录：记录人（签字）：年 月 日答辩组组长（签字）：年 月 日摘 要本文讲述的是关于垫片冷冲压模具的设计。运用三年所学知识对冷冲压模具制造进行系统的研究和分析，对比优劣，设计出相对合理的冷冲压模具。主要内容是从对零件的分析到最后模具设计完成的成型过程，其中涉及了冷冲压模具的特点、零件材料的选择、材料利用率、排样图绘制、凸凹模的设计、模架的选择等。绘制的模具总装配图和零件图。关键词：冷冲压；排样图；凹凸模目 录前 言11 垫片零件22 冷冲压模具简介32.1 冷冲压模具概述、特点及应用32.1.1 冷冲压模具概述32.1.2 冷冲压模具特点32.1.3 冷冲压模具应用32.2 冷冲压模具的分类32.2.1 按工序性质可以分为32.2.2 按工序组合可分为43 材料53.1 材料的选择53.2 材料分析53.2.1 工件结构53.2.2 零件尺寸53.2.3 分析结论64 冲压工艺方案的确定75 工艺的计算85.1 排样方式85.2冲裁排样的设计85.2.1搭边值选取85.2.2 计算料宽B和步距S85.2.3 计算一个步距间的材料利用率95.2.4 冲裁间隙95.2.5 板料规格105.2.6 冲裁力计算106 凸凹模分析126.1 凸凹模126.2凸凹模刃口尺寸的计算126.3凸凹模尺寸计算136.4凸凹模零件图147模具装配图16总 结17致 谢18附 录19参考文献20前 言在当今社会，模具的发展是可观的。模具是工业生产的基础工艺设备，是制造各种金属和非金属零件的一种重要生产工具。采用模具成形工艺代替传统的切削加工工艺，可以提高生产效率、保证零件质量、节约材料、降低生产成本，从而可以取得很高的经济效益。这也是模具能快速发展的重要原因。冷冲压模具是模具的几大类型中的一个，也是相对重要的一个，广泛应用于机械、电器、汽车等领域。它的设计与制造是以塑性变形理论为基础，综合了材料力学、塑性力学、机械原理、机械制造、机械设计工艺等应用，是一门应用性和理论性都很强的课程。学习冲压成形及模具的核心在于对工艺原理的领悟和在工程实践中把握，还要注重理论是需要结合实际的。在我们的日常生活中，大型工业中，都是需要大量的模具来支撑的，模具和我们息息相关，大到我们生活中的汽车，小到我们每天刷牙的牙刷，搜离不开模具。在我国，根据权威化的模具工业协会统计，从1997年开始，我国模具工业的生产总值已经开始超过了机床工业生产总产值。在现代化工业生产中，有60%90%的工业产品需要使用模具来加工，许多产品在生产中都是很依赖与模具的生产，特别是汽车这种大型覆盖件的模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具等。1 垫片零件图1-1为此次设计的零件，表1-1为此次设计零件的名称，材料，材料的厚度，以及其生产方式。图1-1 垫片零件草图表1-1 垫片零件简介零件名称材料料厚生产方式垫片10钢1.5mm量产2 冷冲压模具简介2.1 冷冲压模具概述、特点及应用2.1.1 冷冲压模具概述冷冲模即冷冲压模具，亦称为冲压模具或者冲模，是冲压必不可少的工艺装备。冲压是利用安装在冲压设备上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得的所需零件（冲压件）的一种压力加工方法。因为通常是在常温下进行，所以又把它叫做冷冲压。2.1.2 冷冲压模具特点（1）材料利用率高。利用率有时达到100%,而且废料可以再利用，提高利用率减少材料成本。（2）生产效率高。冲压设备行程次数高，可以一次完成多个冲件，而且操作简单，节省时间。（3）产品互换性好。冲压件由模具保证，完成的工件尺寸相同，模具寿命一般较长，因此互换性好。（4）加工范围广。可以加工金属、非金属、简单的、复杂的等多种工件。2.1.3 冷冲压模具应用应用于汽车、仪器仪表、电子电器、航空航天工业、日常生活用品的生产。2.2 冷冲压模具的分类2.2.1 按工序性质可以分为冲裁模：是材料分离，得到想要的形状和尺寸所制作的模具，主要包括冲孔模、落料模、切边模、半精冲模、切断模、整修模及精冲模等。弯曲模：将半成品或毛坯沿弯曲线弯曲成一定的形状和角度的冲模。成形模：使板类材料料发生局部的塑性变形，按凹模与凸模的形状直接复制完成的冲模，如胀形模、翻边模、缩口模等。 2.2.2 按工序组合可分为单工序模：在压力机上一次行程中，只完成一次冲压基本冲压的冲模复 合 模：在压力机上一次行程中，一个工位同时完成两道及以上的基本冲压的工序冲模。级 进 模：在压力机上一次行程中，依次序在模具的不同工位上完成多道基本冲压工序的冲模3 材料3.1 材料的选择10钢（GBT6991999）10钢韧性和塑性是非常好的，冷热皆可加工。具有较好的韧性和塑性（伸长率=26%），10钢为低碳钢。制造要求：受力不大、韧性高的零件，很适合做垫片零件。3.2 材料分析3.2.1 工件结构该垫片零件很简单，没有任何复杂的形状，10号钢的凸模冲孔的最小尺寸为d1t，最小圆远大于1mm，属于经济型的冲孔，没有无细长的窄槽和悬臂，可以批量生产。表3-1优质碳素结构钢性能指标（GB/T699-1999）材料牌号b/MPa1/MPa5(%)(%)交货状态硬度HBS0832519533601311033520531551373.2.2 零件尺寸零件图上的尺寸都是自由公差，落料和冲孔可按IT7和IT8级精度来确定该垫片零件的公差。因为一般的冲裁方式冲裁1mm的金属板时，它的表面粗糙度为Ra=12.5m到3.2m之间，其毛刺的高度在0.01mm到0.05mm之间，该垫片零件没有在粗糙度和毛刺的高度上没有过多的要求，所以只要该模具设计的精度合理，能够达到达到要求的话，该零件冲裁的断面的质量是可以保证的。3.2.3 分析结论该零件可以冲裁。因该垫片零件的精度要求不是很高，而且10钢的性能相对而言是比较适合的，所以此零件适合冲裁批量生产，用普通的冲裁工艺就可实行。4 冲压工艺方案的确定 （1）单工序模生产，先落料，后冲孔，需两副模具。（2）级进模生产，一模两件。（3）复合模生产，一模两件。（4）级进模生产，隔位冲裁，一模一件。（5）复合模生产，隔位冲裁，一模一件。方案(3)和方案（5）都是用复合模的方法生产的，经有关数据的查阅，凸凹模的壁厚是满足其要求的，但是最好用顺装的方式，这样可以提高凸凹模的寿命和保证冲裁件的平整。然而，复合模的结构是特别复杂的，尤其是方案(3),一模两件，制造的成本是非常高的，同时，一模两件的生产的废料和产品的清理都是很麻烦的。方案（1）的模具虽然简单许多，但是生产的效率是很低的，关于其资源的利用问题野很不合理。因此，这三个方案我们都必须放弃。方案（2）和方案（4）同为级进模，生产效率都是比较高的，模具的设计也并不复杂，二者相比较中，方案（4）要相对好很多，效率是很高的，还有造价的问题，两副模具的成本要远远高于一副模具。故此，决定采用方案（4）。在冲裁出中间那个孔的时候，把整个零件落料下来，生产效率也很好，比较好清理废料。其模具的结构和成本以及生产率都是很适合该垫片零件的。5 工艺的计算5.1 排样方式该零件的排样是不需要说的，横排竖排都是一样的，就是单排和双排的问题，根据零件的图形，可以得到下图的排样图。图5-1排样图5.2冲裁排样的设计5.2.1搭边值选取 a,a1搭边值:设计排样的时候，工件之间的、工件与条形料板侧边之间留下的余料称为搭边。由于料厚t=1.5，可知a1=1.0，a=1.2（查书冷冲模具设计与项目实践P73表2-19）5.2.2 计算料宽B和步距S根据这套模具的三维立体图可以看出其是没有侧压装置的。B-=（Dmax+2a+Z）-条料宽度的单向偏差，如下表5-1：得0.15mm式中Dmax条料宽度方向冲件最大尺寸式中a侧搭边值式中Z导料板与最宽调料之间的间隙B-=（Dmax+2a）-=（Dmax+2a）-=（24+2.4）-0.15=26.4-0.15步距S=24+1=25mm表5-1料宽度偏差mm条料宽度B材料厚度t0.50.5112200.050.080.1020300.080.100.1530500.100.150.20表5-2导料板与条料之间的最小间隙Cmin材料厚度t无侧压装置有侧压装置条料宽度B条料宽度B100以下100200200300100以下100以上0.50.50.51580.510.50.5158120.511585.2.3 计算一个步距间的材料利用率=A/Bs*100% =（*（122-32）/26.4*25)*100%=64.2%取3.145.2.4 冲裁间隙如下表5-3，（GB/T16743-1997）初始的双面间隙为Zmin=0.132mm，Zmax=0.240mm表5-3冲裁模初始双面间隙值Z材料厚度t/mm0.8、10、35、0.9Mn2、Q235Q34540、5065MnZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax小于0.5极小尺寸0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.7.0.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.01040.0720.1040.0640.0920.90.0900.1260.0900.1260.0900.1260.0900.1261.00.1000.1400.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.380 2.10.2600.3800.2800.4000.2800.4002.50.3600.5000.3800.5400.3800.5402.750.4000.6400.4200.6000.4200.6003.00.4600.7400.4800.6600.4800.6603.50.5400.8800.5800.7800.5800.7805.2.5 板料规格由其表格可以看出，应该选择1500mmX1000mm较为合理。（查书冷冲模具设计与项目实践P304附录2 常用钢板规格）5.2.6 冲裁力计算F=KLtb式中 F-冲裁力（N）； L-冲裁件周边长度（mm）； t-材料厚度（mm）； b-材料抗剪强度（MPa） K-一般取K=1.3。L=D=3.1424=75.36mmt=1.5mmb=360MPaF=1.375.361.5255=37472.76N 毛坯落料的卸料力：Fx=KxF 落料的推件力：FT=nKTF 毛坯落料的顶件力：FD=KDF Kx-为卸料力系数KT-推件力系数KD-顶件力系数F-冲裁力（N）n-卡在凹模孔内的冲件（或废料）数，n=h/t（h为凹模孔口的直刃壁高度，t为材料厚度）。表5-5卸料力、推件力、顶件力系数材料厚度t（mm）KXKTKD钢0.10.0650.0750.10.140.10.50.0450.0550.630.080.52.50.041400.050.550.06 注：卸料力系数KX，在冲多孔、大搭边和轮廓复杂制件时取上限值。所以Fx=KxF=0.0537472.76=1873.63N FT=nKTF=0.5537472.76=20610.018N FD=KDF =0.0637472.76=2248.3656N垫片零件落料初定采用弹性卸料、从下出该零件的模具结构，所以冲压总力：FZ=F+FT =1873.63+20610.018=22483.648N22KN.因此，所选压力机的公称压力必须大于22KN 6 凸凹模分析6.1 凸凹模图6-1凸凹模6.2凸凹模刃口尺寸的计算落料：Dd=（Dmax-x）+d Dp=（Dd-Zmin）-p=（Dmax-x-Zmin）-p 冲孔：Dp=（dmin+x）-p dd=（dp+Zmin）+d=（dmin+x+Zmin）+d Dd、Dp-落料凹、凸模刃口尺寸（mm）；dd、dp-冲孔凸、凹模刃口尺寸（mm）；Dmax-落料的最大极限尺寸（mm）；dmin-冲孔极小尺寸（mm）；-冲件的制造公差（mm，若冲件为自由尺寸，可按IT14级精度处理）；d、p-凸、凹模刃口制造公差（mm）；X-磨损系数，x值在0.5-1之间，它跟冲压件的精度是相关的，查表6-1，因为我设计的零件厚度是1.5mm，零件又是圆形冲件，所以可知刃口磨损系数x=0.75。表6-1刃口磨损系数x料厚t/mm非圆形冲件圆形冲件10.750.50.750.5112244冲件公差/mm0.16 0.170.35 0.36 0.16 0.160.20 0.210.41 0.42 0.20 0.200.24 0.250.49 0.50 0.24 0