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冲压 垫片 模具设计 全套 CAD 图纸

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冲压垫片模具设计（全套含CAD图纸）,冲压,垫片,模具设计,全套,CAD,图纸

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任务书一、课题来源、目标及意义垫片是装配过程中不可或缺的零件,它有增大接触面积的作用。而且垫片冲压成型精度要求不高，很适合作为研究项目。随着工业的发展，社会对模具制品的需求愈来愈大，所以学生们需要掌握很高很全面的知识和技能，更需要他们模具做的好，产品质量好，模具结构合理，生产效率高，生产成本低而广泛应用于制造业中。比如用UG画三维图、CAD绘二维图等。通过这次设计，让他们对冲压模有更一步的理解。对于这次模具设计，综合运用本专业所学课程理论和生产实际知识进行一次冲压模具设计工作的实际操作，从而培养学生独立的能力，巩固和扩充了冲压模具设计等课程所学的内容。懂得综合运用所学知识，完成材料的选用、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、怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力和绘画的能力。二、毕业设计（论文）内容及要求运用本专业所学课程理论和生产实际完成材料的选用、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、怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，分析冲压件的性能要求，卸料、压料方式，选取合适的模架型号。进料、导料 、螺钉连接、销钉定位等工作零部件的工作尺寸计算和结构设计。本次设计对于学生的能力有很大的提高，意义重大，在实际应用中模具动作平稳可靠，生产的冲压件符合设计和使用要求。其中要研究的问题主要有冲压件材料的选用、公差等级；压力机的选则。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。 年11 月15日 前2教师下发任务书，学生完成开题报告，教师审核。 年11 月28日 前3学生上交开题报告，开始设计。教师指导 年11 月29日至 年12 月12日4学生完成毕业设计，并上报周记5次，教师指导 年12 月12日至 年3月1日 5学生提交毕业设计材料（电子稿与纸质稿）。 年3 月3日前6毕业设计答辩。 年 月 日四、参考书及参考文献【1】冲压工艺与模具设计. 姜奎华 北京大学出版社,2001. 【2】冲压工艺及冲模设计. 翁其金 徐成新 机械工业出版社，2005. 【3】冷冲压模具设计与制造. 王秀凤 张永春 北京航空航天大学出版社，2003.【4】冲压模具课程设计. 林承全 胡绍平 化学工业出版社，2005.【5】冷冲压模具毕业设计. 徐立 机械工业出版社,2010【6】冷冲压模具结构与设计实例. 阎兵 机械工业出版社,2003.【7】冲压模具设计手册 陈炎嗣 北京工业出版社,2010.【8】冲压成形工艺与模具设计. 胡兆国 机械工业出版社,2011.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摘要本文首先分析垫片的结构设计、性能和工艺要求，确定材料。然后对冲压件结构进行工艺性分析，确定了卸料、压料方式等，选取合适的模架型号。介绍该冲压件的模具设计，重点介绍进料、导料 、螺钉连接、销钉定位等工作零部件的工作尺寸计算和结构设计，对冲压件的设计也做了详细介绍。在实际应用中模具动作平稳可靠，生产的冲压件符合设计和使用要求。最后分析设计结构的可靠性，并运用AutoCAD和UG绘制了一套模具装配图和部分零件图。关键词：垫片；冲压件V目录前言11.绪 论21.1引言21.2模具的现状及发展趋势22.冲压垫片分析32.1尺寸精度分析32.1.1冲压材料分析32.2冲压件设计步骤和方案33.工艺方案分析13.1各类模具结构及特点比较13.2方案的比较和选择：13.3工序排样设计24.工件排样分析35.模具总体结构设计45.1模具类型的选择45.2卸料和出件方式45.2.1卸料方式45.2.2出件方式45.2.3确定送料方式15.2.4 结构设计15.3确定导向方式15.3.1方案分析及确定16.工艺尺寸计算26.1排样图26.2搭边值、切口宽与条料宽度的确定26.3确定材料的利用率27.凸、凹模的结构形式17.1 凸模17.2 凹模17.3 卸料板的设计17.4模架及其它零件的选用18.模具尺寸计算28.1模具外形尺寸28.2 凸凹模的刃口尺寸计算39.冲压设备选择49.1冲裁力计算49.2冲压设备选择410.模具图绘制510.1装配图绘制510.2 零件图绘制5总结6致 谢7参考文献8前言随着中国当前的经济形势的高速发展，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。本次课程设计的主要任务是冲压垫片模具的设计，也就是设计一副冲压模具来产垫片冲压件产品，以实现自动化提高产量。同时，在设计过程中，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浇注系统、模具冲压部分的结构、送料方式、落料方式、冲压机的选择有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。71.绪 论1.1引言模具是能生产出具有一定形状和尺寸要求的零件的一种生产工具。蒸饭锅也是由金属平板用模具压成这样的形状。任何商品都是用模具制造出来的。它由模具设计人员根据产品(零件)的使用要求，把模具结构设计出来，绘出图纸再由技术工人按图纸要求通过各种机械的加工(如车床、刨床、铣床、磨床、电火花、线切割)做好模具上的每个零件，然后组装调试，直到能生产出合格的的产品，所以模具工需要掌握很高很全面的知识和技能，模具做的好，产品质量好，模具结构合理，生产效率高，生产成本低而广泛应用于制造业中。1.2模具的现状及发展趋势随着工业的发展，社会对模具制品的需求愈来愈大。据统计，在现代化工业生产中，60%90%的工业产品需要使用模具加工，模具工业已经成为工业发展的基础。近年来，随着工业突飞猛进地向前发展，模具设计和制造工业也发生了根本的变化.高效率、自动化、大型、超小型、高精度、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比例越来越大。在我国其发展速度之快、需求量之大是前所未有的，但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距。我国模具行业发展在地域分布上存在不平衡性，东南沿海地区发展快于中西部地区。而且我国模具设计制造水平在总体上比德、美等国家落后许多，在加上产品质量和标准化水平不高。 我国模具行业市场前景广阔，发展持续增长，机遇与挑战并存。2.冲压垫片分析 图 2-1 冲压件 2.1尺寸精度分析1. 生产批量:大批量2. 本产品为冲孔落料件,材料:为08F 材料厚度：1.5mm3. 未标注尺寸按照IT14级处理4. 工件外观必须平顺，毛边物等均需去除 2.1.1冲压材料分析该塑件工件为一般冲压件，材料为08F，具有良好的塑性，适合冲压成型。结构相对不复杂，适合冲压，08F钢强度、硬度很低，而塑性、韧性极高，具有良好的冷变形性和焊接性，正火后切削加工性尚可，退火后导磁率较高，剩磁率较少，但淬透性、淬硬性极低。冷加工时，应采取消除应力热处理，或水韧处理，防止冷加工断裂。故采用此类材料加工。2.2冲压件设计步骤和方案1.)冲压件工艺分析 材料、尺寸、表面质量、结构、批量2.)成形工艺分析与排样方案确定 有多少个工序内容 可以怎么排列、优缺点 画出有了解的排样图选一3.)工艺尺寸计算 排样图尺寸 a.条料 b.步距 利用率4.)模具结构设计 定位 导向 压料 卸料 凸凹模结构形式5.)模具尺寸计算 模板外形尺寸 模具高度尺寸 刃口尺寸计算 6.)冲压设备选 冲裁力计算 冲压设备选择3.工艺方案分析 3.1各类模具结构及特点比较根据制图工艺性分析,其基孔.半圆形，长圆形，切断四道工序。按顺序选后组合，可得如下方案； 表3-1 各类模具结构比较 3.2方案的比较和选择：方案一相对于方案二简单。方案一用一个级进模而方案二却用一个级进模和侧向冲模，但方案一先冲中心距为120.1的孔不容易保证60.05这个尺寸并且冲裁件内外所能达到的经济精度为IT14，将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。所以:综合考虑选择方案二。3.3工序排样设计；满足冲压件的冲压工艺要求，以保证能稳定地冲出质量合格的产品，考虑到大批量生产，产品有四个工位，比较繁琐，故采用连续模加工比较合适。如表分析，每一道工序冲出的零件有所不同，经计算若用冲孔，半圆形，长圆形三道工序进行冲压，则无法定距和零件的宽度，因此零件应由长圆形，两侧边半圆形，两个圆孔，切断四道工序加工生产。 工位1；冲出长圆形 工位2；冲出两侧半圆形 工位3；冲出两个圆孔 工位4；切断4.工件排样分析根据材料的合理利用情况，排样可分少废料和无废料排样二种。(1) 少废料排样 图4-1 排样图少废料排样。因受条料剪裁质量和定位误差的影响，其冲裁件质量稍差，同时边缘毛刺被凸模带入间隙也影响模具寿命。但材料利用率较高，且冲模结构简单。工位1；冲出长圆形工位2；冲出两侧半圆形工位3；冲出两个圆孔 工位4；切断（2）无废料排样 图4-2 排样图如图直接切断条料获得冲件，无任何搭边废料。材料利用率最高，根据要求大批量生产且精度不高、提高利用率，制件在条料上的布置形式选择图3-2排样比较合理。5.模具总体结构设计 5.1模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用级进模方式冲压，所以模具类型为级进模。5.2卸料和出件方式5.2.1卸料方式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，常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。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裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料较大、厚度大于2mm的模具结构场合。弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于压料作用。冲件比较平整，若弹性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裁间隙。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2mm相对较薄，卸料力不大，由于弹性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。5.2.2出件方式 图5-2 落料出件 因采用级进模生产，故采用向下落料出件5.2.3确定送料方式 图5-3 送料方式因选用的冲压设备为开式压力机且垂直送料方向的凹模宽度小于送料方向的凹模长度故采用横向送料方式，即由右向左（或由左向右）送料。5.2.4 结构设计根据冲件要求综合考虑采用侧孔定距的冲孔落料级进模。模具以侧孔代替了始用导正销、控制条料送进距离，用挡料板进行挡料。因此，在冲头最后一道工序切断后，条料每次送进都在第一次冲孔处定位，且送进距离正好等于一个步距。由于该模具冲裁的板料较薄，所以采用弹性压料、卸料方式。5.3确定导向方式5.3.1方案分析及确定方案一：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。方案二：四导柱模架，具有导向平稳、导向准备可靠、刚性好等优点。常用于冲压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。方案三： 中间导柱模架，导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。但只能一个方向送料，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，即方案一最佳。6.工艺尺寸计算6.1排样图 图6-1 排样图6.2搭边值、切口宽与条料宽度的确定根据所做零件的形状、尺寸、精度要求、批量生产分析不需要用搭边值来进行计算，方便加工，模具结构简单、增加寿命提高经济效益。本设计中采用定距侧刃的 模具，所以条料宽度增加侧刃部分可按以下公式计算： B=（Lmax+2a+nb1）-&=(Lmax+2x1.5+nb1)-& 式中 Lmax条料宽度方向冲裁剪的最大尺寸（mm）： &剪切公差，见（1）中表，当B=Lmax=71,t=1.5时则&=0.6； n侧刃数；采用两个侧刃，以达到冲裁时力的平衡使条料在冲裁时 不产生翘起；根据排样图的分析，合理的布局得出条料的宽度与工件的长度相等，即B=62mm6.3确定材料的利用率材料利用率的计算公式 =S/S0x100%=S/ABX100% 中 材料利用率; S工作的实际面积（mm）； S0所有的材料面积，包括工件与废料的面积（mm）; A步距（相邻两个制件相对点的距离）； B条料宽度 则=S/ABX100%=1468/(24X62)X100%=98.7%7.凸、凹模的结构形式 图7-1 凸凹模的整体结构 凸凹模的固定方式采用整体式，销钉定位，螺钉连接，导柱，导套，间隙配合导向，用弹性压料，打料。 7.1 凸模零件外形相对简单，根据实际情况并考虑加工，为了满足凸模强度和刚性，将凸模设计成直通式，使装配修模方便，采用成型铣、成型磨削加工。 7.2 凹模落料凹模采用整体凹模，采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要根据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。 7.3 卸料板的设计卸料采用Q235制造，卸料板轮廓尺寸与落料凹模轮廓尺寸相同，厚度根据JB/T8066-1995规定，选用160mmx125mmx140-170组模具参考，其厚度为16mm。 7.4模架及其它零件的选用该模具采用的是后侧导柱模架，上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模.复合模。以凹模轮廓尺寸为依据，选择模架规格。8.模具尺寸计算8.1模具外形尺寸 图8-1 根据条料和使用要求来确定外形尺寸 图8-2 根据凸凹模的使用要求来确定高度尺寸 8.2 凸凹模的刃口尺寸计算 由图可知 查表:2amin=0.15 2amax=0.19 则2cmax-2cmin=0.04 由公差得：R5为IT14级取X=0.5, 24为IT14级取 X=0.5 冲孔4取X=0.75 由此可知，只有缩小p、d,提高制造精度，p=0.4X0.04=0.016d=0.6X0.04=0.024所以dp=4.04 dd=4.19其它计算公式不在这里一一计算了,可以参考其它文献可以得到。9.冲压设备选择9.1冲裁力计算根据冲裁的计算公式 Fp=KpLt=Ltb 则Fp=Ltb=(L落料+L冲孔)tb =(69X2+24+20+2)+(2x2X2+2X1/2X2X3+2X5+2X10)X1.5X300N =43KN9.2冲压设备选择以凹模轮廓尺寸为依据，选择模架规格。应选用的冲压设备为开式压力机且垂直送料方向的凹模宽度小于送料方向的凹模长度故采用横向送料方式。根据设计指导书查表可知选择压力机型号为J23-6.5压力机最合适。10.模具图绘制10.1装配图绘制 图10-1 装配图示意图装配示意图弹簧卸料、压料方式，选取合适的模架型号。进料、导料 、螺钉连接、销钉定位等工作零部件的工作尺寸计算和结构设计。在实际应用中模具动作平稳可靠，生产的冲压件符合设计和使用要求。10.2 零件图绘制绘制零件图时，要考虑到冲压件的表面粗糙度要求，还有凸模凹模的精度、尺寸。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。 总结通过这次模具设计，综合运用本专业所学课程理论和生产实际知识进行一次冲压模具设计工作的实际操作，从而培养我们学生独立的能力，巩固和扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容。懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力和绘画的能力，在这个过程中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。致 谢在本次毕业设计过程中，老师对该论文从选题、构思、资料收集到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导，使我对冲压模有了深刻的认识，使我得以最终完成了毕业设计，在此表示衷心感谢参考文献【1】姜奎华.冲压工艺与模具设计,北京大学出版社,2001 【2】翁其金,徐成新,冲压工艺及冲模设计机械工业出版社,2005【3】王秀凤,张永春,冷冲压模具设计与制造,北京航空航天大学出版社,2003【4】林承全,胡绍平,冲压模具课程设计,化学工业出版社,2005 【5】徐立,冷冲压模具毕业设计,机械工业出版社,2010【6】阎兵,冷冲压模具结构与设计实例,机械工业出版社,2003【7】陈炎嗣,冲压模具设计手册,北京工业出版社,2010【8】胡兆国,冲压成形工艺与模具设计,机械工业出版社,2011开题报告一、课题来源、选题依据、课题研究目的、应用价值 垫片是装配过程中不可或缺的零件,它有增大接触面积的作用。而且垫片冲压成型精度要求不高，很适合作为研究项目。随着工业的发展，社会对模具制品的需求愈来愈大，所以我们需要掌握很高很全面的知识和技能，更需要我们模具做的好，产品质量好，模具结构合理，生产效率高，生产成本低而广泛应用于制造业中。比如用UG画三维图、CAD绘二维图等。通过这次设计，我们将对冲压模有更一步的理解。对于这次模具设计，综合运用本专业所学课程理论和生产实际知识进行一次冲压模具设计工作的实际操作，从而培养我们学生独立的能力，巩固和扩充了冲压模具设计等课程所学的内容。懂得综合运用所学知识，完成材料的选用、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、怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力和绘画的能力，在这个过程中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。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，我们首先考虑所设计的冲压件是否符合使用要求，运用本专业所学课程理论和生产实际完成材料的选用、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、怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，分析冲压件的性能要求，选择出符合该制件的材料。再此期间，我们将遇到很多问题，卸料、压料方式，选取合适的模架型号。进料、导料 、螺钉连接、销钉定位等工作零部件的工作尺寸计算和结构设计。在实际应用中模具动作平稳可靠，生产的冲压件符合设计和使用要求。其中要研究的问题主要有冲压件材料的选用、公差等级；压力机的选择。还有一些细节方面，比如绘制零件图时，要考虑到冲压件的表面粗糙度要求，还有凸模凹模的精度、尺寸。通过老师的对冲压模相关知识的讲解和翻阅很多有关冲压模具设计的书籍、文献，我们会对上述的关键问题逐一解决。三、论文的主体框架和主要内容概述想要设计出一套完美的设计，必须掌握本设计冲压成型工艺及模具设计的基础知识，设计一套完整的冲压模设计一般按以下的步骤来完成： 1、冲压件分析：1）尺寸精度分析与材料分析2）设计步骤和方案2、工艺方案分析：1）各类模具结构及特点比较2）方案的比较和选择3）工序排样设计3、模具总体结构设计：1）凹凸模结构形式 2）导料方式的选择3）卸料方式4）草图绘制4、工艺尺寸计算：1）排样图 2）搭边值、切口宽与条料宽度的确定3）确定材料的利用率5、凸、凹模的结构形式：1）凸模2）凹模3）零件图的绘制4）卸料板的设计5）模架及其它零件的选用6、模具尺寸计算；1）模具外形尺寸2）凸凹模的刃口尺寸计算7、冲压设备选择；1）冲裁力计算 2）冲压设备选择8、模具图绘制； 1）装配图绘制 2）零件图绘制 以上是设计一套模具所需的步骤和要求。同时，在设计过程中，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（导料方式、导向部分、）有了系统的认识。在这个过程中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。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冲压工艺与模具设计. 姜奎华北京大学出版社,2001.2冲压工艺及冲模设计. 翁其金 徐成新机械工业出版社，2005. 3冷冲压模具设计与制造. 王秀凤 张永春北京航空航天大学出版社，2003.4冲压模具课程设计. 林承全 胡绍平化学工业出版社，2005.5冷冲压模具毕业设计. 徐立机械工业出版社,20106冷冲压模具结构与设计实例. 阎兵机械工业出版社,2003.7冲压模具设计手册 陈炎嗣北京工业出版社,2010.8冲压成形工艺与模具设计.胡兆国机械工业出版社,2011.摘要本文首先分析垫片的结构设计、性能和工艺要求，确定材料。然后对冲压件结构进行工艺性分析，确定了卸料、压料方式等，选取合适的模架型号。介绍该冲压件的模具设计，重点介绍进料、导料 、螺钉连接、销钉定位等工作零部件的工作尺寸计算和结构设计，对冲压件的设计也做了详细介绍。在实际应用中模具动作平稳可靠，生产的冲压件符合设计和使用要求。最后分析设计结构的可靠性，并运用AutoCAD和UG绘制了一套模具装配图和部分零件图。关键词：垫片；冲压件I目录前言11.绪 论21.1引言21.2模具的现状及发展趋势22.冲压垫片分析32.1尺寸精度分析32.1.1冲压材料分析32.2冲压件设计步骤和方案33.工艺方案分析13.1各类模具结构及特点比较13.2方案的比较和选择：13.3工序排样设计24.工件排样分析35.模具总体结构设计45.1模具类型的选择45.2卸料和出件方式45.2.1卸料方式45.2.2出件方式45.2.3确定送料方式15.2.4 结构设计15.3确定导向方式15.3.1方案分析及确定16.工艺尺寸计算26.1排样图26.2搭边值、切口宽与条料宽度的确定26.3确定材料的利用率27.凸、凹模的结构形式17.1 凸模17.2 凹模17.3 卸料板的设计17.4模架及其它零件的选用18.模具尺寸计算28.1模具外形尺寸28.2 凸凹模的刃口尺寸计算39.冲压设备选择49.1冲裁力计算49.2冲压设备选择410.模具图绘制510.1装配图绘制510.2 零件图绘制5总结6致 谢7参考文献8前言随着中国当前的经济形势的高速发展，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。本次课程设计的主要任务是冲压垫片模具的设计，也就是设计一副冲压模具来产垫片冲压件产品，以实现自动化提高产量。同时，在设计过程中，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浇注系统、模具冲压部分的结构、送料方式、落料方式、冲压机的选择有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。71.绪 论1.1引言模具是能生产出具有一定形状和尺寸要求的零件的一种生产工具。蒸饭锅也是由金属平板用模具压成这样的形状。任何商品都是用模具制造出来的。它由模具设计人员根据产品(零件)的使用要求，把模具结构设计出来，绘出图纸再由技术工人按图纸要求通过各种机械的加工(如车床、刨床、铣床、磨床、电火花、线切割)做好模具上的每个零件，然后组装调试，直到能生产出合格的的产品，所以模具工需要掌握很高很全面的知识和技能，模具做的好，产品质量好，模具结构合理，生产效率高，生产成本低而广泛应用于制造业中。1.2模具的现状及发展趋势随着工业的发展，社会对模具制品的需求愈来愈大。据统计，在现代化工业生产中，60%90%的工业产品需要使用模具加工，模具工业已经成为工业发展的基础。近年来，随着工业突飞猛进地向前发展，模具设计和制造工业也发生了根本的变化.高效率、自动化、大型、超小型、高精度、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比例越来越大。在我国其发展速度之快、需求量之大是前所未有的，但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距。我国模具行业发展在地域分布上存在不平衡性，东南沿海地区发展快于中西部地区。而且我国模具设计制造水平在总体上比德、美等国家落后许多，在加上产品质量和标准化水平不高。 我国模具行业市场前景广阔，发展持续增长，机遇与挑战并存。2.冲压垫片分析 图 2-1 冲压件 2.1尺寸精度分析1. 生产批量:大批量2. 本产品为冲孔落料件,材料:为08F 材料厚度：1.5mm3. 未标注尺寸按照IT14级处理4. 工件外观必须平顺，毛边物等均需去除 2.1.1冲压材料分析该塑件工件为一般冲压件，材料为08F，具有良好的塑性，适合冲压成型。结构相对不复杂，适合冲压，08F钢强度、硬度很低，而塑性、韧性极高，具有良好的冷变形性和焊接性，正火后切削加工性尚可，退火后导磁率较高，剩磁率较少，但淬透性、淬硬性极低。冷加工时，应采取消除应力热处理，或水韧处理，防止冷加工断裂。故采用此类材料加工。2.2冲压件设计步骤和方案1.)冲压件工艺分析 材料、尺寸、表面质量、结构、批量2.)成形工艺分析与排样方案确定 有多少个工序内容 可以怎么排列、优缺点 画出有了解的排样图选一3.)工艺尺寸计算 排样图尺寸 a.条料 b.步距 利用率4.)模具结构设计 定位 导向 压料 卸料 凸凹模结构形式5.)模具尺寸计算 模板外形尺寸 模具高度尺寸 刃口尺寸计算 6.)冲压设备选 冲裁力计算 冲压设备选择3.工艺方案分析 3.1各类模具结构及特点比较根据制图工艺性分析,其基孔.半圆形，长圆形，切断四道工序。按顺序选后组合，可得如下方案； 表3-1 各类模具结构比较 3.2方案的比较和选择：方案一相对于方案二简单。方案一用一个级进模而方案二却用一个级进模和侧向冲模，但方案一先冲中心距为120.1的孔不容易保证60.05这个尺寸并且冲裁件内外所能达到的经济精度为IT14，将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。所以:综合考虑选择方案二。3.3工序排样设计；满足冲压件的冲压工艺要求，以保证能稳定地冲出质量合格的产品，考虑到大批量生产，产品有四个工位，比较繁琐，故采用连续模加工比较合适。如表分析，每一道工序冲出的零件有所不同，经计算若用冲孔，半圆形，长圆形三道工序进行冲压，则无法定距和零件的宽度，因此零件应由长圆形，两侧边半圆形，两个圆孔，切断四道工序加工生产。 工位1；冲出长圆形 工位2；冲出两侧半圆形 工位3；冲出两个圆孔 工位4；切断4.工件排样分析根据材料的合理利用情况，排样可分少废料和无废料排样二种。(1) 少废料排样 图4-1 排样图少废料排样。因受条料剪裁质量和定位误差的影响，其冲裁件质量稍差，同时边缘毛刺被凸模带入间隙也影响模具寿命。但材料利用率较高，且冲模结构简单。工位1；冲出长圆形工位2；冲出两侧半圆形工位3；冲出两个圆孔 工位4；切断（2）无废料排样 图4-2 排样图如图直接切断条料获得冲件，无任何搭边废料。材料利用率最高，根据要求大批量生产且精度不高、提高利用率，制件在条料上的布置形式选择图3-2排样比较合理。5.模具总体结构设计 5.1模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用级进模方式冲压，所以模具类型为级进模。5.2卸料和出件方式5.2.1卸料方式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，常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。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裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料较大、厚度大于2mm的模具结构场合。弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于压料作用。冲件比较平整，若弹性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裁间隙。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2mm相对较薄，卸料力不大，由于弹性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。5.2.2出件方式 图5-2 落料出件 因采用级进模生产，故采用向下落料出件5.2.3确定送料方式 图5-3 送料方式因选用的冲压设备为开式压力机且垂直送料方向的凹模宽度小于送料方向的凹模长度故采用横向送料方式，即由右向左（或由左向右）送料。5.2.4 结构设计根据冲件要求综合考虑采用侧孔定距的冲孔落料级进模。模具以侧孔代替了始用导正销、控制条料送进距离，用挡料板进行挡料。因此，在冲头最后一道工序切断后，条料每次送进都在第一次冲孔处定位，且送进距离正好等于一个步距。由于该模具冲裁的板料较薄，所以采用弹性压料、卸料方式。5.3确定导向方式5.3.1方案分析及确定方案一：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。方案二：四导柱模架，具有导向平稳、导向准备可靠、刚性好等优点。常用于冲压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。方案三： 中间导柱模架，导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。但只能一个方向送料，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，即方案一最佳。6.工艺尺寸计算6.1排样图 图6-1 排样图6.2搭边值、切口宽与条料宽度的确定根据所做零件的形状、尺寸、精度要求、批量生产分析不需要用搭边值来进行计算，方便加工，模具结构简单、增加寿命提高经济效益。本设计中采用定距侧刃的 模具，所以条料宽度增加侧刃部分可按以下公式计算： B=（Lmax+2a+nb1）-&=(Lmax+2x1.5+nb1)-& 式中 Lmax条料宽度方向冲裁剪的最大尺寸（mm）： &剪切公差，见（1）中表，当B=Lmax=71,t=1.5时则&=0.6； n侧刃数；采用两个侧刃，以达到冲裁时力的平衡使条料在冲裁时 不产生翘起；根据排样图的分析，合理的布局得出条料的宽度与工件的长度相等，即B=62mm6.3确定材料的利用率材料利用率的计算公式 =S/S0x100%=S/ABX100% 中 材料利用率; S工作的实际面积（mm）； S0所有的材料面积，包括工件与废料的面积（mm）; A步距（相邻两个制件相对点的距离）； B条料宽度 则=S/ABX100%=1468/(24X62)X100%=98.7%7.凸、凹模的结构形式 图7-1 凸凹模的整体结构 凸凹模的固定方式采用整体式，销钉定位，螺钉连接，导柱，导套，间隙配合导向，用弹性压料，打料。 7.1 凸模零件外形相对简单，根据实际情况并考虑加工，为了满足凸模强度和刚性，将凸模设计成直通式，使装配修模方便，采用成型铣、成型磨削加工。 7.2 凹模落料凹模采用整体凹模，采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要根据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。 7.3 卸料板的设计卸料采用Q235制造，卸料板轮廓尺寸与落料凹模轮廓尺寸相同，厚度根据JB/T8066-1995规定，选用160mmx125mmx140-170组模具参考，其厚度为16mm。 7.4模架及其它零件的选用该模具采用的是后侧导柱模架，上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模.复合模。以凹模轮廓尺寸为依据，选择模架规格。8.模具尺寸计算8.1模具外形尺寸 图8-1 根据条料和使用要求来确定外形尺寸 图8-2 根据凸凹模的使用要求来确定高度尺寸 8.2 凸凹模的刃口尺寸计算 由图可知 查表:2amin=0.15 2amax=0.19 则2cmax-2cmin=0.04 由公差得：R5为IT14级取X=0.5, 24为IT14级取 X=0.5 冲孔4取X=0.75 由此可知，只有缩小p、d,提高制造精度，p=0.4X0.04=0.016d=0.6X0.04=0.024所以dp=4.04 dd=4.19其它计算公式不在这里一一计算了,可以参考其它文献可以得到。9.冲压设备选择9.1冲裁力计算根据冲裁的计算公式 Fp=KpLt=Ltb 则Fp=Ltb=(L落料+L冲孔)tb =(69X2+24+20+2)+(2x2X2+2X1/2X2X3+2X5+2X10)X1.5X300N =43KN9.2冲压设备选择以凹模轮廓