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1、垫片的冲压模设计摘 要 本次设计是冷冲模的一种,级进模.它是在一副模具内按所需加工的制件的冲压工艺,分成若干个等距离工位,在每个工位上设置一定的冲压工序,完成零件的某部分冲制工作.被加工材料在送料机构的控制下,经逐个工位的冲制后,便能得到所需的冲压件.在这期间要参考大量相关资料和翻阅手册,并通过计算一确定具体的结构几尺寸,通过不短的学习和修改,在指导老师的耐心指导下,最后画出了一副装配图和五副零件图.关键词: 冲压设计.冲压工艺性.总装图.Stamping Die Design gasketAbstract Die of this design is a form of progressive
2、 die. It is a die within the required processing by the stamping process Products, divided into a number of equidistance-position, the position of each on the setting of a certain stamping process, the completion of parts - a part of a system work. The processing materials in the feed mechanism unde
3、r the control of, the bit-by-the-post system will be able to receive the necessary stamping parts. During this period reference to a large number of relevant information and read manuals, and by calculating the structure of a specific set several dimensions, through a lot of learning and changes in
4、the patient guidance under the guidance of teachers, draw up a final assembly drawing and five zero pieces of Fig.Keywords: Stamping design. Stamping Process. GAD 目 录目 录3绪 论51冲压件工艺分析62 确定合理的冲压工艺方案73模具的总体设计与计算73.1排样、计算条料宽度及确定步距73.1.1条料宽度73.1.2步距83.2计算冲压力93.2.1落料力93.2.2冲孔力93.2.3压力机的选择103.2.4冲裁时的推件力104
5、 确定模具压力中心115 冲模刃口尺寸及公差的计算115.1冲孔部分115.2 落料部分126 确定各主要零件结构尺寸136.1 凹模外形尺寸的确定136.1.1 凹模厚度 的确定136.1.2 凹模宽度的确定136.2 凸模长度的确定147 冲压设备的选择158 部分零件尺寸158.1 模座158.2 导柱158.3 导套158.4 垫板168.5 凸模固定板168.6 凹模168.7 卸料板16技术经济分析16小结17致 谢18参考文献19绪 论大学三年的学习，我对模具知识有了一定的了解，而本次毕业设计是对我大学三年所学的无论是基础知识还是专业知识都是一次全面的检查和考核，同时也是培养我解
6、决具体问题的一种能力和一次深入再学习的过程。通过上学期末对模具的课程设计和本学期的模具制造课程设计的了解，我对模具设计的思路和程序有了一定的掌握，初步具备了设计模具的能力。这次是冲压模具的设计，要求对冲压件进行冲压工艺的设计，冲模的装配图设计，利用电脑设计模具的零件图以及模具零件的制造工艺设计。这就需要我对以前所学过的知识进行全面的、系统的复习与回顾，并且通过借助于资料、手册、图册等设计所需的工具书，在导师的指导下，进行一次全面而系统的设计，同时在设计过程中要进行反复的修改以不断改进设计的质量，以顺利完成本次毕业设计的各项任务，同时也要力求自己设计的模具尽可能地有低成本、高生产率和生产的产品高
7、合格率的要求，使它具有较高的性价比。本次设计包括模具总装配图张，工件图一张，模具各零件图七张左右。 1冲压件工艺分析级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件，用简单模或复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。但级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件考虑主要有以下几个方面：（1） 材料必须符合制件设计要求,物理力学性能应稳定。（2） 条料厚度公差要小,常选,级精度。（3） 条料宽度公差要小,有利送料.对滚剪机滚切带料,其料边平直度差,不宜用作多工位级进模冲压.（4） 被冲零件生产批
8、量要足够大,不然经济效益差。该零件形状简单、对称，是由圆弧和直线组成的由表2-10、2-11查得，冲裁件内外所能达到的经济精度为IT14，孔中心与边缘距离尺寸公差为0.2mm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其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用利用导正销进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的冲孔落料模进行加工. 图1-1制件图2 确定合理的冲压工艺方案由前面的分析可以知道，该工件要经过落料，冲孔，等工序，因此加工方案可以 有以下几种：（1）采用复合模加工。复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精
9、度高，冲模的轮廓尺寸较小。但复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。（2）采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件，用简单模或复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。但级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件，考虑到经济性和加工难易程度以及加工过程中的实际情况，我们可以选择第二种方案，也就是说加工该零件一共一副模具。模具的具体作用如下： 该副模具先冲出大孔，然后冲小孔，最后落料。 3模具的总体设计与计算该部分主要设计各副
10、模具的基本结构和各个零件的主要尺寸，具体设计内容见以下各章节。3.1排样、计算条料宽度及确定步距3.1.1条料宽度 差为负值。条料宽度可用公式计算： (公式3-1)式中 条料宽度方向冲裁件最大尺寸冲裁件与条料侧边的搭边条料宽度的单向偏差条料宽度为：由公式得 （公式3-2） =（19.8+22.2）-0.5 式中查表3-1表3-1 条料宽度偏差 （mm）条料厚度条料宽度505010010020020010.50.50.51.0130.51.01.01.0341.01.01.01.5461.01.01.52.03.1.2步距 定义：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲出一个或多个零
11、件根据材料厚度t=2查表得：两工件间的搭边：a=2.0mm；工件边缘搭边： a1=2.2mm； 根据前边的作图及计算确定零件的毛坯尺寸为19.8 mm，综合各种因素及查看相关的资料后决定采用单排形式，并根据冲压手册p44页表2-17查得：则进距：h=22.65+2=25mm 条料宽度： b-=(D+2a+)- （公式3-3） =25-0.7确定后排样方式如图3-1：图3-1排样图3.2计算冲压力3.2.1落料力式中 材料抗剪强度（） 冲裁周边总长（） 材料厚度（） 系数是考虑到冲裁模刃口的磨损、凸模与凹模间隙之波动（数值的变化或分布不均）、润滑情况、材料力学性能与厚度公差的变化等因素而设置的安
12、全系数，一般取13。在此模具中取1.3。 （公式3-4） 3.2.2冲孔力 1）落料工序压力的计算；参照课本P45例题且查看冲压手册以确定A3（Q235），b=300MPa，则：中心孔： 2个小孔： 3.2.3压力机的选择由于压力机的压力0必须大于工作中需要的压力，所以从冲压设计资料中可以选择压力为45吨的压力机。部分参数如下：滑快行程：70 最大闭合高度：220 3.2.4冲裁时的推件力查表 序号1的凹模刃口形式，则个故 （公式3-5） 为避免各凸模冲裁力的最大值同时出现，且考虑到凸模相距很近时避免小直径凸模由于承受材料流动挤压力作用而产生倾斜或折断故把三冲孔凸模设计成阶梯凸模如图3-2图3
13、-2阶梯凸模则最大冲压力： （公式3-6） 4 确定模具压力中心 如图3-4，根据图形分析，因为工件图形对称，故落料时F落的压力中O1；冲孔时F孔1、F孔2的压力中心在O2上。图4-1压力中心设冲模压力中心离O1点的距离为x，根据力矩平衡原理得： （公式4-1）由此算得 5 冲模刃口尺寸及公差的计算5.1冲孔部分对冲孔和 采用凸、凹模分开的加工方法由表2-23查得， 由表2-28查得对冲孔时：， 对冲孔时：， 故满足条件查表2-30得，则冲 孔部分： （公式5-1） （公式5-2） 冲孔部分：尺寸极限偏差转化为5.2 落料部分对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用配合加工方法当以凹模为基准件时
14、，凹模磨损后刃口部分尺寸都增大，因此均属于A类尺寸. 查表2-30得 则： （公式5-3） 该零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，保证双面值。6 确定各主要零件结构尺寸6.1 凹模外形尺寸的确定6.1.1 凹模厚度 的确定 （公式6-1）取总压力工件长 6.1.2 凹模宽度的确定 （公式6-2） 取 步距 工件宽 凹模外形如图6-1 图6-1凹模6.2 凸模长度的确定凸模长度计算为 （公式6-3）其中初定： 导尺厚 卸料板厚 凸模固定板厚 凸模修磨量 则： 凸模外形如图6-2 图6-2落料凸模7 冲压设备的选择先用冲床的公称压力应大于计算出的总压力；最大闭合高度应大于冲模闭合高
15、度；工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。按上述要求，结合工厂实际，可称用J23-16开式双柱可倾压力机。并需在工作台面上配备垫块，垫块实际尺寸可配制。双柱可倾压力机J23-16参数：公称压力：滑块行程：最大闭合高度：连杆调节量：工作台尺寸（前后左右）： 垫板尺寸（厚度孔径）：模柄尺寸（直径深度）： 最大倾斜角度：8 部分零件尺寸8.1 模座上模座： 下模座：8.2 导柱 8.3 导套 8.4 垫板 8.5 凸模固定板 8.6 凹模 8.7 卸料板技术经济分析本次毕业设计需要完成的是要求年产上万件垫片的冲模设计.根据对零件尺寸,形状,结构等诸因素的分析,中和冲压生产的实际情况,我采用的方案是：
16、冲大孔-冲小孔-落料。在制定本次设计的工艺时,工序的分散与集中是比较复杂的问题,它取决于零件的批量,结构,质量要求,工艺特点。对于板材冲压件,一般来说,考虑到生产批量较大,应尽量把工序集中起来,同时对模具结构尽可能的采用镶拼形式,以便于即时更换损坏部件。而且在模具制造中节约了成本。此次设计能够基本上达到高效率，低成本的要求。在本副模具的制造中可采用较为简单的方式进行加工，但还存在许多不足之处。小结通过本次毕业设计，在理论知识的指导下，结合认识实习和生产实习中所获的实践经验，在老师和同学的帮助下，独立地完成了本次毕业设计。在本次设计的过程中，通过自己实际的操作计算，我对以前所学过的专业知识有了进
17、一步更深刻的认识，也认识到了自己的不足之处。到此时才深刻地体会到，以前所学的专业知识还是有用的，而且都是模具设计与制造最基础、最根本的知识。本次毕业设计历时三个月左右，从最初的领会毕业设计的要求，到对拿到自己手上的冲压件的冲压性能的分析计算，对结构的分析，对形状的分析等，通过不断地分析计算，对要进行设计的三孔垫片有了一个比较全面深刻的认识，并在此基础上综合考虑生产中的各种实际因素，最后确定本次毕业设计的工艺方案。然后是对排样方式的计算，直到模具总装配图的绘制，历时近两个月左右。在这段时间里，进行了大量的计算：从材料利用率的计算，到工序压力的计算，到工作部分刃口尺寸的计算及公差的计算，到各种零件
18、结构尺寸的计算以及强度刚度的核算。其间在图书馆翻阅了许多相关书籍，因此从某种意义上讲，通过本次毕业设计的训练，也培养和锻炼了一种自己查阅资料，获取有价值信息的能力。总之通过本次毕业设计的锻炼，我对模具设计与模具制造的整个过程都有了比较深刻的认识和掌握。使我接受了一个数控专业的毕业生应该有的锻炼和考查。我很感谢学校和各位老师给我这次锻炼机会。我是认认真真地做完这次毕业设计的，也该认认真真地完成我大学几年里最后也是最重要的一次设计。但是由于水平有限，错误和不足之处再所难免，恳请各位导师、教授批评指正，不胜感激.参考文献 1 万站胜.冲压模具设计M.北京：中国铁道出版社，20042 彭建声.冲模技术问答M.北京：机械工业出版社，20063 王孝培.冲压设计资料M.北京：机械工业出版社，20004王孝培.冲压手册M.北京：机械工业出版社，20015 涂光祺.冲模技术M.北京：机械工业出版社，20046 黄毅宏.模具制造工艺M.北京：机械工业出版社，20067 成虹.冲压工艺与模具设计M.北京：高等教育出版社，2004