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原稿YB198-40×40矩形垫片零件的冲压复合模具设计【2周左右】【冲压模具设计稿】
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2周左右
原稿
YB198
40
矩形
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模具设计
左右
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XX学院毕业设计说明书课 题： 4040矩形垫片的冲压复合模具设计专 业 学生姓名 班 组 学 号 指导教师 完成日期 摘要摘要 关于学校这次的毕业设计，我设计了4040矩形垫片的冲孔落料复合模一套经过毕业设计的整个课题精心制作，对我所学的模具设计与制造所有知识得到了一个全面的复习，经过查询我们的教材还有我们学校图书馆里的和我这次毕业设计课题有关的书本，根据模具设计的相关流程进行一步一步的不折不扣制作，把我这次毕业设计的整个设计过程给很清楚的写在这份说明书上了。 在这次设计4040矩形垫片同样先进行了工艺的分析，工艺的计算，确定压力机型号，再将各主要零部件的设计表达出来。 这次毕业设计4040矩形垫片设计说明书的第一个部分是对我这次毕业设计课题的第一套模具，4040矩形垫片坯料的冲孔落料复合模的工艺的分析，工艺的计算，主要零部件的设计。这次4040矩形垫片设计说明书的工艺计算，主要4040矩形垫片的设计。这都为选择冲压设备提供重要依据。也为本次模具设计的AutoCAD装配图，以及AutoCAD主要4040矩形垫片图绘制提供了依据。关键词：冲压模、 - 15 - 目录摘要Abstract第一张 概述41.1 毕业设计的目的41.2 毕业设计的要求41.3 毕业设计的注意事项4第二章 4040矩形垫片坯料工艺设计52.1分析4040矩形垫片坯料的工艺性52.1.14040矩形垫片坯料工艺分析52.1.2确定4040矩形垫片坯料冲压工艺方案5 2.2 4040矩形垫片坯料的工艺计算20第三章 4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模模具零部件设计73.14040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，冲20mm孔凸模的设计73.24040矩形垫片坯料冲孔落料复合模落料凹模设计83.34040矩形垫片坯料冲孔落料复合模凸凹模设计83.4 4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，凸模固定板设计93.54040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，凸凹模固定板设计103.20 4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，推件块设计113.74040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，垫板设计12第四章 4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模具结构设计144.1 4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模模架的选择144.2 4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模压力中心计算144.34040矩形垫片坯料冲孔落料复合模模具装配图和绘制16总结20致谢21参考文献22第一章 概述1.1毕业设计的目的1、在这次毕业设计中通过对毕业设计的课题制作，对我们在学校老师所教的专业知识和我们自己所自学的专业知识进行一个巩固。2、在这次毕业设计中培养我们模具专业的学生在遇到问题时的分析能力和解决问题能力，还有能独立的完成对于模具设计的流程的熟练制作。3、在这次毕业设计中对我们模具设计与制造专业的学生工作作风以及责任心还有安全意识得到较大跨度的一个提升。1.2 毕业设计的要求1、毕业设计的图纸图幅量：一共要最少3张零号的图幅工作量（其中最少要有1张零号装配图，剩下的不做要求）。 2、图纸：最后答辩前上交的图纸必须用AutoCAD绘制，画图时要更具绘图标准去画，最后要交1份AutoCAD图纸和1份1：1打印出来的图纸。 3、毕业设计说明书的字数要求：不少于20000字。4、查看和毕业设计课题有关的各种资料，为顺利的完成毕业设计以及能顺利毕业做好充分的准备工作。5、要求计算准确、结构设计合理、图面整洁，图样及标注符合国家标准。20、要求编制的工艺规程符合生产实际。7、设计计算说明书要求文字通顺，书写工整。1.3毕业设计的的注意事项1、相关安全的事宜：在进行毕业设计的样品加工时一定要遵守各类加工机械的操作规范，确保人生安全，器械安全。2、服从命令听指挥:在进行任何加工都前都要听从老师的安排，认真负责，精心制作，保质保量完成模具加工任务。3、毕业设计的所有内容必须自己独立完成，可以请教同学或老师，但严禁抄袭，做，在模具加工时同样要独立完成。 第二章 4040矩形垫片工艺设计2.1 分析4040矩形垫片坯料的冲压工艺性4040矩形垫片坯料如图2-14040矩形垫片坯料图2-14040矩形垫片坯料2.1.14040矩形垫片坯料工艺分析由图2-1可见,4040矩形垫片坯料的形状比较简单，结构成对称分布，4040矩形垫片尺寸通过一般的冲压能满足4040矩形垫片坯料的尺寸精度要求。尺寸的公差为自由公差，孔20mm的孔边距离外轮廓的距离远远大于凸、凹模所允许的最小壁厚，没有凸、凹模强度的困扰，所以可以采用冲压工序完成4040矩形垫片的生产。2.1.2确定4040矩形垫片坯料冲压工艺方案1、方案的种类 4040矩形垫片坯料需要冲孔落料2个基本的工序，我们用以下3种加工的工艺方案来进行加工：方案一：先把坯料冲下来，然后再利用另外的一套冲孔的模具进行孔的加工，用单个工序的模具来对4040矩形垫片坯料的制作。方案二：采用冲孔落料，级进冲压，采用级进模具来完成4040矩形垫片坯料的生产加工任务。方案三：采用落料和冲孔同时进行的复合模具完成4040矩形垫片坯料的生产任务。2、方案的比较 每种加工方案的特点以及方案比较如下。方案一：所需要的模具的结构不怎么复杂，在加工模具时比较容易，但要2个工序才能将加工中心坯料加工出来，用两个模具整个生产，这样生产的成本有点高，并且加工时的效率很低，最为重要的是这个方案加工不能保证4040矩形垫片坯料的尺寸精度。这个方案我们不要。方案二：虽然用级进模他的加工效率是比较高的。但是级进模具外形很大，制造模具时麻烦，这样他的成本代价太高，本身这种模具就不适合加工这种形状很小，结构还很简单的4040矩形垫片，因而这种案我们也不要。方案三：这个就要一个模具就行了，而且4040矩形垫片坯料的4040矩形垫片精度还有生产的速度要求都能够达到要求，关键成本也不太高。3、方案的最终确定 综上所诉，4040矩形垫片坯料冲压模具采用冲孔落料复合模具进行产品的加工。2.1.2确定4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模结构形式的确定有正装复合模具还有倒装复合模具2种复合模。考虑到成型后拿料问题。最终确定我们用倒装式复合模具进行4040矩形垫片的冲压加工。2.2 工艺计算2.2.14040矩形垫片坯料4040矩形垫片的排样设计如图2-2排样图2-2排样1、搭边值的确定1冷冲压工艺及模具设计表2.10得出工件的搭边对于本次的设计，我们a1选取2mm，工件侧面a=2.5mm2、条料步距的确定 步距值：33mm+2mm=35mm 宽度150mm+2.5mm+2.5mm=155mm。根据三维软件进行测量得出，面积为1285.84平方毫米，周长222.83mm3、材料的利用率计算 =S工/S总=1285.84/44mm41.5100=70.42.2.2凸模和凹模的工作部分尺寸4040矩形垫片图上所注公差经查标准公差表1.2为IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全可以满足要求。表1.2部分标准公差值（GB/T1800.31998）公差等级IT20IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14IT15基本尺寸/m /mm320812183048750.120.180.300.4820109152232058900.150.220.3200.58101811182743701100.180.270.430.70183013213352841300.210.330.520.843050120253920210012000.250.390.2021.0050801930420741201900.300.4200.741.2080120223554871402200.350.540.871.40根据表1.2分析：该4040矩形垫片冲裁工艺性较好，适宜冲裁加工。查公差表得各尺寸公差：4040矩形垫片外形： 40mm4040矩形垫片内形： 20mm1、 确定凸、凹模的间隙以及制造公差。2冷冲压模具毕业设计指导与范例表2-7可得凸、凹模的间隙最小值Zmin=0.100mm，凹模间隙最大值Zmax=0.140mm冲孔凸、凹模计算设冲孔尺寸为根据以上原则，冲孔时以凸模设计为基准，首先确定凸模刃口尺寸，使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸，再增大凹模尺寸以保证最小合理间隙Zmin。凸模制造偏差取负偏差，凹模取正偏差。其计算公式为：凸模 dp=(dx)0- p 凹模 dd=(Zmin)0+ d(dXZmin) 0+ d式中dd冲孔凹模基本尺寸(mm)； dp冲孔凸模基本尺寸(mm)； d冲孔件孔的最小极限尺寸(mm)； Ld同一工步中凹模孔距基本尺寸(mm)； Lmin制件孔距最小极限尺寸(mm)； 冲孔件孔径公差(mm)； Zmin凸、凹模最小初始双面间隙(mm)；X磨损系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸，与工件制造精度有关，可查表9.1取值：当工件精度IT10以上，取x=1；当工件精度IT11IT13，取x=0.75；当工件精度IT14，则取x=0.5。表9.1磨损系数X料厚t(mm)非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差/mm1122440.1200.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.3200.420.500.2000.1200.200.240.300.1200.200.240.30根据图1.1和表9.1查得磨损系数X取0.5，即X=0.75设凸、凹模分别按IT20和IT7级加工制造，所以凸模： dp =(d+X) 0- p=(20+0.750.21)=20.120凹模： dd=( dp +Zmin)=(20.120+0.10)=20.220二、落料凸、凹模计算凹模： Dd=(DX)凸模： Dp=( DdZmin)(DXZmin)式中Dd落料凹模基本尺寸(mm)；Dp落料凸模基本尺寸(mm)；D落料件最大极限尺寸(mm)；r落料件外径公差(mm)；Zmin凸、凹模最小初始双面间隙(mm)；X磨损系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸，与工件制造精度有关。表9.1取X=0.5。由公差表（1.2）查得：设凸、凹模分别按IT20和IT7级加工。所以凹模 40:Dd2=(D2-X)=(40-0.50.62)0+0.025 =39.690+0.025mm凸模 40:Dp2=(Dd2- Zmin)=(39.69-0.10)=39.59 mm式中，由已知条件4040矩形垫片为非圆形，材料的厚度是1mm，以及4040矩形垫片的公差大于0.42mm，查询冷冲压模具设计表2-9磨损系数X5得X=0.5，制件精度为IT14级时查询冲压模具毕业设计指导与范例。2、 4040矩形垫片坯料冲压模，冲压力计算计算冲裁力是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力一般可以按下式计算：Fp=Kp Lt =Lt （20.1）式中材料抗剪强度（MPa）；L冲裁周边总长（mm）；t材料厚度（mm）；系数Kp是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动，取Kp =1.3。2.1 冲裁力Fp的计算据图5.3可得一个4040矩形垫片内外周边之和L=222.83mm。查碳素结构钢的力学性能表知：钢板的抗剪强度=2120Mpa304Mpa，取2200Mpa，制件厚度t=2mm，则根据公式(20.1)： Fp= Kp Lt=1.31.0222.832200=753120.54(N)75.32（KN）2.2卸料力Fq1的计算Fq1=KxFp （20.2）式中Kx卸料力系数，查表20.1取Kx0.05。根据公式（20.2）： Fq1= KxFp=0.020575.32（KN）4.90(KN)表20.1卸料力、推件力和顶件力系数料厚t/mmKxktKd钢0.10.10.50.52.52.520.520.50.02050.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.02030.0550.0450.0250.140.080.0200.050.032.3顶件力Fq2的计算Fq2= KdFp （20.3）式中Kd顶件力系数。查表20.1得Kd0.020.根据公式（20.3）： Fq2= KdFp =0.1475.32（KN）10.54（KN）2.4总的冲压力F的计算根据模具结构总的冲压力F=FP+Fq1+Fq2=75.32+4.90+10.54=90.720(KN)选用的压力机公称压力P（1.11.3）F，取系数为1.3，则： P1.3F=1.3x90.720 (KN)=117.99(KN)。从满足加工的工艺要求考虑，可拟选用J23-16查冲压模具毕业设计指导与范例表9-9开式双柱可倾压力机技术规格2J23-16参数：公称压力/KN ：160滑块行程次数/次min-1：115最大封闭高度/mm:220封闭高度调节量/mm: 60立柱距离/mm: 220工作台尺寸/mm：450300垫板尺寸/mm：厚度： 60模柄尺寸/mm：直径： 30深度： 50 第三章 4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模工作部分4040矩形垫片设计 3.14040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，冲20mm孔凸模的设计4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，冲20mm孔凸模材料选择：为保证模具的寿命以及4040矩形垫片的精度和材料供应问题我们选择Cr12MOV。4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，冲20mm孔凸模形式确定： 采用国家规定形式中的(GB28203.2-81)。 材料选择：为保证模具的寿命以及4040矩形垫片的精度和材料供应问题4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，冲20mm孔凸模的热处理： 58202HRC。4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模。冲20mm凸模的冷处理： 加超深冷冷处理（零下400C）因为光靠热处理没法完全的去除材料的内应力。在材料刚刚经过热处理后接着进行材料的加超深冷冷处理。这样可以最大限度的去除材料的内应力。以增加模具的使用寿命。保证产品的尺寸精度稳定性。4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，冲20mm凸模的固定方式：采用压入式固定。4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，冲20mm凸模具体设计图纸如：图3-1冲孔凸模所示。图3-1冲孔凸模3.24040矩形垫片坯料冲孔落料复合模落料凹模设计4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，落料凹模材料的选择： 同凸模的材料一样选择Cr12MoV。4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，落料凹模的热处理： 200204HRC。4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，落料凹模的冷处理： 加超深冷冷处理（零下400C应为光靠热处理没法完全的去除材料的内应力，在材料刚刚经过热处理后接着进行材料的加超深冷冷处理，这样可以最大限度的去除材料的内应力，以增加模具的使用寿命，保证产品的尺寸精度稳定性）。4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，落料凹模的具体设计图纸如：图2-4落料凹模所示。图3-2落料凹模3.34040矩形垫片坯料冲孔落料复合模凸凹模设计- 16 - 总 结4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，凸凹模材料的选择： 和凸模的材料一样我们用Cr12MoV。4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，凸凹模的热处理： 58202HRC。4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，凸凹模的冷处理： 加超深冷冷处理（零下400C应为光靠热处理没法完全的去除材料的内应力，在材料刚刚经过热处理后接着进行材料的加超深冷冷处理，这样可以最大限度的去除材料的内应力，以增加模具的使用寿命，保证产品的尺寸精度稳定性）。4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，凸凹模设计图纸如：图2-5凸凹模所示。图3-3凸凹模3.4 4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，凸模固定板设计4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，凸模固定板材料选择：45。4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，凸模固定板热处理要求：4550HRC。4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，凸模固定板设计如：图2-20凸模固定板所示。图3-4凸模固定板3.54040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，凸凹模固定板设计4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，凸、凹模固定板材料选择：45。4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，凸、凹模固定板热处理要求：4550HRC。4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，凸、凹模固定板设计图纸如：图2-7凸、凹模固定板所示。图3-5凸凹模固定板3.20 4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，推件块设计4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，推件块材料选择：45。 图3-20推件块4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，具体设计如：图2-8推荐号。3.74040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，垫板设计4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，垫板材料选择：45。4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模，垫板具体设计如：图2-9所示。图3-7垫板第四章 4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模具结构设计4.14040矩形垫片坯料冲孔落料复合模模架的选择模架形式的选用后侧导动，结合设计的凹模等，先大概的确定一下模架的尺寸，最后再通过查询资料选取标准模架。上模座尺寸80mm80mm75mm，材料选用，HT250下模座尺寸80mm80mm90mm，材料选用，HT2504.2 4040矩形垫片坯料冲孔落料复合模压力中心计算由4040矩形垫片坯料图就可以看出压力中心，因为4040矩形垫片坯料4040矩形垫片是对称的，没有必要进行压力中心的计算。4.34040矩形垫片坯料冲孔落料复合模模具装配图和4040矩形垫片的绘制见图纸总 结将近3个多月的毕业设计已近进入尾声，请各位老师对我的毕业设计4040矩形垫片做最后的检查。在我们目前的生活中绝大部分的用品都是利用模具做出来，无论是精密4040矩形垫片还是普通精度的4040矩形垫片，用模具都能高效率的生产出来，并且成本还很低，模具对我们影响的不单单是生活中的方方面面，也包括其它的各个行业。我们国家的起步不是太早，所以目前一些比较大型的还有比较精密的大部分都是依靠国外进口，就连好的材料和刀具也是依赖于进口，不过根据目前我们国家的发展速度，在不久我们就能赶上与世界先进水平的差距，我们就能独立的做出先进的模具。所以我们学院安排的这次毕业设计。对我们学生来说意义非常的大。可以将我们所学的知识进行一个完美的组合。同时还提高了我对于问题的思考能力。对于问题的解决能力。也让我体会到了只要努力去做，付出了，“面包“总是会有的，只是时间问题。- 22 -致谢致谢这次我的毕业设计课题4040矩形垫片能够成功个完成，首先要感谢我的毕业设计指导老师模具教研室的主任，老师不仅借给我几本关于本次4040矩形垫片毕业设计非常好的资料，而且还帮我把控整个毕业设计的方向。在我遇到瓶颈时也耐心的辅导我，帮助我顺利的完成我的4040矩形垫片课题设计。同时也感谢我们学院教过我的老师，在我AutuCAD工程绘图时遇到不会时她耐心的教我如何用AutuCAD绘图，这才使我的设计图能够顺利的用绘图软件画出来，并在设计说明书中插入部分图纸，还有教我们模具设计在我的设计出现于实际生产不相符的时候及时的指导我，让我设计的4040矩形垫片弯
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