垫圈片零件的冲裁设计.docx

1、中文题目：垫圈片零件的冲裁设计2冲压件的工艺分析2.1零件的工艺分析2.1.1零件的材料分析该零件为垫圈片，如图1-1所示，生产信息见表1-1图1-1垫圈片表1-1零件参数产品名称冲件材料冲件厚度未注公差等级生产批量垫圈Q2351mmIT12大批量Q235属于低碳钢，塑性良好，适于冲压加工，同时零件尺寸不大，料厚1mm。坯料及冲裁件的刚性较好便于送料和出件，且该零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。2.1.2零件的尺寸分析该零件最小孔尺寸是3.5mmo满足冲裁最小孔径dmin1.0t=2mm的要求。另外，经计算孔距离外形的最小孔距为5mm,满足冲裁件最小孔边距lminl.5t=3nim

2、的要求。且未注公差等级为IT12,可用于大批量冲裁完成。2.2结论分析该零件可以冲裁。因该垫片零件的精度要求不是很高，而且Q235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。3零件工艺方案的确定3.1成型工序分析零件耳的直径为3.5mm的孔可以用冲孔来实现，中间直径为18mm的圆也用冲孔，零件的外形用落料将其与金属材料分开，初步分析可得：该零件所涉及的工序有冲孔、落料。3.2成型工艺分析3.2.1先落料后冲孔，采用两套单工序模生产模具结构简单，但是需要两套工序，两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不合适用。3.2.2落料冲孔复合冲压，

3、采用复合模生产该方案只需一副模具，冲压件的形状位置精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽管模具较方案单工序模生产复杂，但是由于零件结构简单模具制造并不困难。3.2.3冲孔落料冲压，采用级进模生产该方案只需一副模具，生产效率也高，但是与方案复合模生产方式相比，生产的零件精度较差。欲保证冲压件的形状位置精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造，装配较复合模略复杂。综合分析可得：因公差等级为IT12,且大规模生产，因此复合生产方式效率要高一些,所以这套模具采用复合模具生产。4工艺计算4.1间隙值查表可得冲裁模初始双面间隙值Zmax=O.180mmZmin=0.140mm,4.2采用横排无测压排样设计

4、图4-1横排排样图经查表分析可得侧边搭边值取2mm,两个工件之间的距离1mm,从图上可以看出步距S=35mm,所以：料宽Bf=(Z)max+2a+Z)0=(34+2*2+0.5)0=38.5硕取料宽为39mm计算该方案的材料利用率：n=A/B*S*100%=73%5冲压力5.1计算冲压力5.1.1冲裁力凸模工作过程中击穿金属材料所需要的压力就是冲裁力。K取1.3.经查表得知Q235钢材的抗剪强度为304Mpa，该零件经测量得周长为213.5,取214。F=KLtn=1.3*214*1*304=84572.8(N)工85(KN)所以冲裁力为85(KN)5.1.2卸料力卸料力：(Kx取().()5

5、)Fx=Kxf=0.05*85=4.25(KN)5.1.3顶件力顶件力(取为().06)Fd=Kdf=0.06*85=5.1(KN)5.2压力机公称压力计算该模具采用刚性卸料装置则:=85+4.25=85(KN)由公式可知采用刚性卸料装置，顶件力和推件力不用考虑。且压力机的公称压力比冲裁总压力大1.11.3倍，贝上pM(1.11.3)=(1.11.3)85=94-111查表取压力机型号为J23.106冲裁间隙及冲孔尺寸的计算6.1冲裁间隙查表可知初始的双面间隙为Zmin=0.246mm,Zmax=0.360mm6.2冲孔尺寸的计算磨损后变大的尺寸A(034-0.22),尺寸的公差等级为IT12

6、,磨损系数X取1,刃口计算公式为Ad=(34-1*0.22)+0.22/4二33.78+0.055=33.835mm。磨损后变小的尺寸B1(018+0.520),B2(03.5+0.30),尺寸的公差等级为IT12,磨损系数X取1,刃口计算公式为Bdl=(18+1*0.52)-0.52/4=18.52-0.13=1839,Bd2=(3.5+1*0.3)-0.3*4=3.8-0.075=3.725mm磨损后不变的尺寸Cl(026±0.2),C2(120°±30"),尺寸公差等级为IT12,磨损系数取1,Cdl=(26+1*0.2)±0.2/8=2

7、6.2±0.025,Cd2=120°±3.75mm7凹凸模的尺寸计算7.1凸模装置设计计算凸模装置乙=九+人2+压+"（取"为20mm）与凸模固定板的配合按H6/m5,得高度L为66mm图7-1凸模装置图7-1凸模装置7.2凹模板结构设计7.2凹模板结构设计凹模板刃口形式选择直壁形刃口，落料选择下漏料方式,凹模板厚度:凹模板厚度:H=K，（查表得知k=0.35）=0.42*34=0.42*34=14.28mm取凹模板厚度16mm计算凹模板宽度B计算凹模板宽度BW=2*16=32取凹模板长度100mm取凹模板长度100mmW2=2*16=32乙=

8、Wi+Si+胀=32+34+32=98mm计算凹模板长度LWi=2*16=32W2=2*16=32L=VVi+5i+W2=32+93+35=160mm取凹模板长度160mm图7-2凹模板取标准模架：凸凹模板160*100*16,导柱25*15(),导套25*90*387.3其他零件7.3.1毛坯定位为便于送料操作，提高生产率，拟采用导料板(而非导料销)+挡料板定位。7.3.2卸料出件由于产品材料为Q235,料厚1mm,刚性较好，可以采用固定卸料板刚性卸料，下出件的方式，简化模具结构。8模架的选取模架选用后侧导柱模架经查表（冷冲模具设计与项目实践P3I2）得：凹模周界L=160mm>B=1

9、00mm、闭合高度H=I60195、I级精度的后侧导柱模架。模架160*100*160195IGB/T2851.3。技术条件：按GB/T2854的规定代替GB2851.3-81上模座选取：160*100*40下模座选取：160*100*50曰幺士心£口通过本冲裁模项目设计可以看出，冲裁工艺方案和模具结构的设计必须紧紧围绕项目给出的所有信息来展开，与冲压工艺知识相结合，深入挖掘这些信息对应的技术内涵，并且相互关联，前呼后应，全面兼顾，方能设计出合理的冲压模具。以本项目为例，结构工艺性分析时，根据零件结构特点主要验证槽口的宽深比;确定工艺方案时，模具结构方案已经基本确定，并综合考虑了生产

10、效率、模具成本、生产条件等多方面因素；固定板型空的形状既满足了凸模的定位要求，乂降低了加工成本，应培养这种工艺思考习惯。在工艺计算时，刃口尺寸计算最为关键，本项目涉及的几个要点需要掌握：1. 尺寸性质。落料时有时有冲孔性质的尺寸，冲孔时有时有落料性质的尺寸，即：落料凹模的部分刃口可能实质上是冲孔凹模的刃口，计算公式不能用错，并旦要理解，这与刃口尺寸的计算原则（落料时以凹模为基准，冲孔时以凸模为基准）并不矛盾。2. 单向尺寸与双向尺寸。当尺寸界线的基面之一为不可见儿何要素（如轴线）时，该尺寸为单向尺寸，间隙、偏差应该取双向值的一半。模具制造方面，由于凹模和卸料板与下模座由同一对销钉定位，为装配方

11、便，凹模和卸料板的销钉孔友线切割分别加工，所以给出了卸料板的加工工艺，应加以理解。另外，理解此项目的设计过程后，可以按弹压卸料方式再次进行相关计算和结构设计。n参考文献1 欧麦嘉，周泽宇.现代注塑模设计与制造.北京：电子工业出版社，2007.2 陈志刚.塑料成型工艺及模具设计.北京：机械工业出版社，2007.3 申开智.塑料成型模具.北京：中国轻工业出版社，2005.4 邹继强.塑料制品及其成型模具设计.北京：清华大学出版社，2005.5 洪慎章.实用注塑成型及模具设计.北京：机械工业出版社，2006.6 宋玉恒.塑料注塑模具设计手册.北京：航空工业出版社，1994.7 王孝培.塑料成型工艺及

12、模具简明手册.北京：机械工业出版社，2000.8 高佩福.实用模具制造技术.北京：中国轻工业出版社，1999.9 王树勋.注塑模设计.广州：华南理工大学出版社，2005.10 丁友生，邹吉权.冷冲模设计与项目实践.浙江：浙江大学出版社，2012.本设计题目为垫圈冲裁模，加强了设计者对冲裁模基础知识的理解以及运用，为之后设计更复杂的冲裁模具做好铺垫。该设计运用了冲裁工艺及模具设计的基本知识，首先对零件进行工艺分析，确定能否作为冲裁材料以及批量生产；然后分析了板材的性能要求，为选取模具类型做好选择；最后分析冲裁件的特征，用于确定模具的设计参数、设计要点。本设计采用落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产

13、。首先凹凸模冲出一个1)18mm和三个63.5mm的圆孔，然后利用之前冲好的圆孔做精确定位使外形凹凸模共同作用使工件落料成形。关键词：冲裁；质量；影响；选择方法前言11冲压模具概述31.1冲压模具简介31.2冲压模具分类31.2.1根据工艺性质分类31.2.2根据工序组合程度分类32冲压件的工艺分析42.1零件的工艺分析42.1.1零件的材料分析42.1.2零件的尺寸分析42.2结论分析43零件工艺方案的确定53.1成型工序分析53.2成型工艺分析53.2.1先落料后冲孔，采用两套单工序模生产53.2.2落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产53.2.3冲孔-落料冲压，采用级进模生产54工艺计算6

14、4.1间隙值64.2采用横排无测压排样设计65冲压力75.1计算冲压力75.1.1冲裁力75.1.2卸料力75.1.3顶件力75.2压力机公称压力计算86冲裁间隙及冲孔尺寸的计算96.1冲裁间隙96.2冲孔尺寸的计算97凹凸模的尺寸计算107.1凸模装置设计107.2凹模板结构设计107.3其他零件117.3.1毛坯定位117.3.2卸料出件118模架的选取12总结13致谢14附录14参考文献15刖W冷冲压模具的设计与制造以塑性变形理论为基础，综合了塑性力学、材料力学、机械原理与设计、机械制造工艺等多学料的应用，是一门理论性很强的课程。在数字化技术应用的高度发展的今天，冷冲模开发的三个层面已经

15、高度集成、紧密融合在一起。冲裁类模具是模具中的一个大类，而随着社会、经济的快速发展，冲压行业仍是方兴未艾，对各层次冲压技术人才的需求持续增长。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，初学者应注重理论结合实际，首先对冲压成形做到定性地理解，然后再结合公式、表格对工艺规律进行分析、总结并掌握基础应用，最后才是系统把握和综合应用。同时，由于冷冲模技术已经进入数字化设计与制造的新时代，CAD等软件的普遍应用对于冲压模具制造精度和周期的影响巨大。因此，要学好冷冲模技术，作为重要的工具手段，CAD等软件也是必要修的。工程图是工程师的语言。绘图是工程设计乃至整个工程建设中的一个重要环

16、节。然而,图纸的绘制是一项极其繁琐的工作，不但要求正确、精确，而且随着环境、需求等外部条件的变化，设计方案也会随之变化。一项工程图的绘制通常是在历经数遍修改完善后才完成的。在早期，工程师采用手工绘图。他们用草图表达设计思想，手法不一。后来逐渐规范化，形成了一整套规则，具有一定的制图标准，从而使工程制图标准化。但由于项目的多样性、多变性，使得手工绘图周期氏、效率低、重复劳动多，从而阻碍了建设的发展。于是，人们想方设法地提高劳动效率，将工程技术人员从繁琐重复的体力劳动中解放出来,集中精力从事开创性的工作。例如，工程师们为了减少工程制图中的许多繁琐重复的劳动,编制了大量的标准图集，提供给不同的工程以

17、备套用。利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。简称CADo在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判断和修改;利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。CAD能够减轻设计人员的计算画图等重复性劳动

18、，专注于设计本身，缩短设计周期和提高设计质量。在大学三年课程学习和课程、实习，我熟练的掌握了运用软件进行机械绘图、机械设计、机械原理等以及专业基础课和专业课方面的知识。在设计的过程中，虽然有一定的困难，但在指导老师的细心指导、同学间的讨论和闩己的努力下，有一定的自信完成设计设计任务。但是由于自身的水平有限，而且缺乏经验,设计中难免会出现不妥疏漏之处，敬请各位老师指正。1冲压模具概述1.1冲压模具简介冷冲模即冷冲压模具，亦称冲压模具或冲模，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，从而获得所需零件（冲压件）的一种加工方法。由于通常是在常温下进行，故而称为冷冲压。1.2冲压模具分类1.2.1根据工艺性质分类冲裁模：沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。弯曲模：使板料毛坯或其他坯料沿著直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而