圆垫片落料冲孔级进模设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 紫琅职业技术学院 毕业设计 题 目： 圆垫片落料冲孔级进模 副 标 题： 学 生 姓 名： 所在 系、专业 ： 班 级 ： 指 导 教 师 ： 日 期： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 冷冲压工艺 是 现代工业生产中重要的工艺装备之一。不仅在生产行业中得到广泛运用，而且某些发达国家的模具总生产量已超过机床工业的总产值。在这些国家，模具工业已摆脱了从属地位而发展成为独立的行业。近年来，我国的模具工业也有了较大的发展，模具制造工艺和生产装 备智能化程度越来越高，极大的提高了模具制造的精度 质量和生产率。本此设计的模具的其主要作用是落料和冲孔，且设计的零件是常用的垫片。该模具在设计时考虑到在实际生产中加工方便且零件的精度要高，所以采用的是级进模，除此之外，不仅要根据冲裁件的材料来选择模具的材料，还要根据冲裁件的形状 尺寸和精度来确定模具的类型和冲裁的工艺方案。确定合理的冲裁间隙是本模具的重中之重，它不仅影响冲裁件的形状 尺寸和精度，还影响模具的使用寿命。 在模具材料的选择时应注意材料的性能和强度。应尽量选择模具的标准件，这样不仅可以提高模具的寿 命还可以缩短模具的制造周期。在模具设计时不仅要考虑使做出的零件能满足工作的要求，还要保证它的使用寿命 关键词 ： 垫片 、 落料 、 冲孔 、 级进模 买文档 就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he is in In of in of an In of is of to to to of is is it of of In to to so of In to of to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 目 录 摘 要 . I . 录 . I 1、冷冲压的概述 . 1 冲压的概念 . 1 冲压加工的特点 . 1 冲压模具的基本结构 . 2 2、工艺分析及模具结构设计 . 2 件的工艺性分析及工艺计算 . 2 艺分析 . 2 样及工艺计算 . 3 边 . 5 距长度 . 6 料利用率 . 6 裁压力中心及压力的计算 . 6 模压力中心的确定 . 6 裁力的计算 . 7 凹模刃口及结构尺寸计算 . 8 具刃口尺寸的计算 . 8 料凹模刃口形式 . 10 3、模具总体总体设计及主要部件设计 . 11 板尺寸的确定 . 11 模板材料 . 11 定模板尺寸 . 11 孔凸模与凸凹模结构尺寸确定 . 12 模刚度（细长杆失稳）校核 . 13 具总体结构设计 . 13 料定位机构设计 . 13 料的卸除 . 13 件的卸除 . 13 孔废料的卸除 . 13 4、压力机的规格 . 14 5、零件图及装配图 . 14 计构思 . 14 钉 螺钉的安装 . 15 涉检验 . 15 6、模具装配图 . 15 致 谢 . 16 参考文献 . 17 买文档就送您 纸全套， Q 号交 流 401339828 或 11970985 1 1、 冷冲压的概述 冲压的概念 冲压加工的特点 冲压加工与其他加工方法相比，无论在 经济 方面，还是在 其他各个 方面，都有许多独特的优点。其主要特点有： 制品有 很 好的互换性。冷冲压件的尺寸具有 “ 一模一样 ” 的特征，且一般 不要 做 其他的 机械加工，故同一产品的加工尺寸具有 很 高的精度和 很 好的一致性，因而具有 很 好的互换性。 节省材料。冷冲压是能做到少废料和无废料生产，不仅是少、无切削加工方法之一。而且即使在有边角余料的情况下，余料也可以充分利用，制成其他的零件，使之不会浪费且还可以充分 利用材料，提高了材料利用率。 生产率较高。用 一般的 压力机进行加工 时 ，每分钟可达几十件； 当 用高速压力机生产 时 ， 则 每分钟可达百件或千件以上。 冷冲压还可以加工壁薄 重量轻 形状复杂 刚性较好 表面质量好的零件。 操作 方便 。冷冲压 其生产率高，操作方便且可以 用简单的生产技术，通过压力机和模具完成加工过程。 6 )由于冷冲压生产效率高，材料利用率高，故生产的制品成本较低。 7 它是无屑加工，被加工的金属在再结晶温度以下产生塑性变形，不产生切屑，变形中金属产生加工硬化。 冲压工艺存有的不足之处有：对于批量较小的制件， 模具费用使得成本明显增高，所以一般要有经济批量，同时，模具需要一个生产准备周期：冲压生产会产生噪声和震动，劳动保护措施不到位时，还存在安全隐患；冲压件的精度取决于模具的精度，如零件的精度要求过高，用冷冲压生产就难以达到。 总体上看，冲压式一种制件较好、生产效率高、成本低、其他加工方法无法代替的加工工艺，在机械、车辆、电机、仪器仪表、农机、轻工、日用产品、航空航天、电子、通信、船舶、铁道、兵器等制造业中获得了十分广泛的运用，表 1所示为比分产品中冲压加工零件所占比例。有些机器设备往往以冲压件占得比例多少作为评价 结构是否先进的指标之一。 表 1 各类产品中冲压加工零件所占得比例 产品 汽车 仪表仪器 电子 电机电器 家用电器 自行车 比例 60 70 60 70 85 70 80 90 80 工业发达国家如美国、日本等 )模具工业的产值以超过机床工业，从这些国家钢材品种的构成可看出冷冲压的发展趋势，如表 2 所示，其中钢带和钢板所占全品种的67%，说明冲压加工方法以成为现代工业生产的重要手段和发展方向。 买文档就送您 纸全套， Q 号交 流 401339828 或 11970985 2 表 2 工业发达国家钢材品种构成 钢材品种 钢带 钢板 棒材 型材 线材 管材 其他 比例 % 50 17 13 9 7 2 2 冲压模具的基本结构 不同的冲压件 、 不同的冲压工序所使用的模具业不同，但模具的基本结构组成，可按一下三种方法进行分类。 按模具工作时的位置分类 可将模具分为两大部分，即上模部分和下模部分。 按凸模的位置分类 冷冲压模具有正装式和倒装式两种结构。其中正装式是凸弄置于上模部分，倒装式则是凸模置于下模部分。 (3)按冷冲压模具零部件的功用分类 可将组成；冷冲压模具零件的构成分为两大类，即工艺结构零件和辅助结构零件。 1 )工作零件 。直接对毛坯、板 材 料进行冲压加工的零件。 2 )定位零件。确定条料或毛坯在冲模中 具有 正确位置的零件。 3 )导向零件。用 来 确定上下模的相对位置，保证运动 时的 导向精度零件 ) 4 ) 压料和卸料零件。将冲切后的零件或废料从模具中卸下来的零件 。 5 )固定零件。将凸模、凹模固定于上、下模座上，以及上下模固定在压力机上的零件。 6 )连接零件。吧模具上所有零件连接成整体的零件。 2、 工艺分析及模具结构设计 件的工艺性分析及工艺计算 艺分析 图 1 零件图 由图 1可知，产品 为圆片落料、圆片冲孔。产品形状结构简单对称，无狭槽、尖角；买文档就送您 纸全套， Q 号交 流 401339828 或 11970985 3 孔与孔之间、孔与零件之间的最小距离满足 c求。 （ 040 c （ 1）尺寸精度 任务书对冲件的尺寸精度要求为 查参考文献 2知，普通冲裁时对于该冲件的精度要求为 以尺寸精度满足要求。 （ 2）冲裁件断面质量 因为一般用普通冲裁方式冲 2下的金属板料时，其断面粗糙度 达 .2 m ，毛刺允许高度为 产品在断面粗糙度上没有太严格的要求，单要求孔及轮廓边缘无毛刺，所以只要模具精度达到一定要求，在冲裁后加修整工序，冲裁件断面的质量就可以保证。 （ 3）产品材料分析 对于冲压件材料一般要求的力学性能是强度低，塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计的产品材料为 08 钢，属优质碳素结构钢，其力学性能是强度、硬度低而塑性较好，非常适合冲裁加工。另外产品对于厚度与表面质量没有严格要求，所以尽量采用国家标准的板材，其冲裁出的产品表面质量和厚度公差就可以保证 经上述分析 ，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。 样及工艺计算 样 冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法叫排样。同意零件可以采用不同的排样方式，排样方式不同，材料利用率不同。大批量生产时，在冲裁件的成本中，材料费用一般占 60%以上，因此材料的经济利用时一个重要问题，特别对贵重的有色金属。同样排样要考虑方便生产操作、冲模结构简单、寿命长以及车间生产条件和原材料状况等。 总之，排样是冲裁模设计中的一项极其重要的工作。排样方案对材料利用率、冲裁件质量、生产率、生产成本和模具结构形式 都有重要影响。 根据材料的合理情况，排样的形式可分为 3种，即有 无 废料排样、 少 废料排样和 有废料排样。 无废料排样。冲件与条料侧边之间 或 冲件与冲件之间均无搭边，沿 曲 线或 直 线切断板 料而获得冲件。冲件的质量和模具的寿命 较 差，但材料利用率 较 高。当送进步距为两倍零件 的 宽度时，一次 就可以 获得两个冲件， 能够较好的 提高劳动生产率。 少废料排样。沿冲件部分外形 冲裁 或 切断 ，只在冲件与条料侧边之间 或 冲件之间留有搭边。因受剪裁质量和定位误差的影响， 所以 冲件质量 较 差， 并且 边缘毛刺被凸模带入间隙也 会 影响模具 的使用时 间 ， 且 材料 的 利用率稍高 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交 流 401339828 或 11970985 4 有废料排样。沿冲件全部外形冲裁， 冲件与条料之间 、冲件与冲件之间 都 会 有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证， 所以 精度高，模具 的使用时间长 ，但材料利用率低。 当 用少、无废料的排样 时，不但能 简化 模具的 结构， 还能适当的 减小冲裁力。但是，因为 条料导向与定位误差以及 板 料本身的公差 的 影响，冲裁件公差等级 会比较 低。同时，由于模 具 单边受力，不但会降低模具 的使用时间以及加剧模具磨损 ，而且也会直接影响冲裁件的断面质量。为此，排样是必须全面考虑。 按工件外形特征的排样情况，排样的形式可分为直排、斜排、直对排、斜 对排、混合排、多行排及裁搭边等形式，见表 3。 表 3 排样的主要形式表 对于形状复杂的冲件，通常用纸片剪成 3 5 个样件，然后摆出各种不同的排样方法，经过分析和计算，决定出合理的排样方案。 (1)零件的形状。零件的合理排样与其形 状有密切关系，例如圆形零件不可能实现无废料排样。在使用条件许可时，也可改变零件形状，以设计最佳排样方式。 (2)零件的断面质量、精度要求。当零件的断面质量和尺寸精度要求较高且形状较复杂时，应采用有废料排样形式。 (3)冲模结构。有废料排样的冲模结构比较复杂。少、无废料排样冲裁多用连续模、买文档就送您 纸全套， Q 号交 流 401339828 或 11970985 5 导板模，当零件孔与外形相对位置公差很小时，可用复合模。在无废料冲裁中，多数凸模单面切割，受到很大的侧向力，为此，凸模侧面要有支撑结构零件，如反侧压挡块。 (4)模具寿命。有废料排样模具全部刃口参与冲裁，受力均匀，模寿命较高； 少、无废料排样凸模单面切割，有时毛刺会被凸模带入间隙，导致模具寿命较短。 (5)操作的方便与安全。有废料排样模具的零部件较为安全，操作方便、安全；少、无废料排样的模具结构简单，操作时往往欠方便与安全。 (6)生产率。有的少、无废料排样模具一次冲裁可获得两个以上的零件，有利于提高生产率。 本次设计的 零件外形为圆形 ，可以采用单排、交叉双排或多排；考虑到零件为中等批量生产，如果采用交叉双排或多排，则模具尺寸和结构就会相应增大，从而增加模具生产成本，所以本设计决定采用单排结构。如图 2示。 图 2 排 样图 边 排样时 冲裁件与条料侧边之间 以及 冲裁件之间以留下的工艺废料 称为 搭边。 (1)搭边的主要作用 避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉入模具间隙，从而 减少 模具 的使用时间 。 补偿剪板误差 和 定位误差， 保证能够 冲出合格零件； 增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率； 搭边值对 冲裁件质量 及 冲裁过程 具有较大 的影响，因此一定要 确定合理懂得 搭边值。 搭边过小时，搭边的 刚 度和 强 度不够，冲裁时容易被拉断 或 翘曲，不仅会增大冲裁件的毛刺， 也会增大 单边拉入间隙，造成 模具刃口的损 坏和 冲裁力不均匀 ； 搭边过大，材料利用率低。 (2)影响搭边值的因素 材料的力学性能：硬材料的搭边值可小一些，软、脆材料的搭边值要大一些； 材料厚度：材料越厚，搭边值也越大； 冲裁件的形状与尺寸：零件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值取大一些； 卸料方式：弹性卸料壁刚性卸料搭边值要小一些； 买文档就送您 纸全套， Q 号交 流 401339828 或 11970985 6 送料及挡料方式：用手工送料，有侧压装置的搭边值可以小一些，用侧刃定距比用挡料销定距的搭边小一些。 (3)搭边值的确定 搭边值是有经验确定的，表 4所示为最小搭边值的经验数表。 表 4 最小搭边的经验值 (通过查表 ，确定搭边值 a ， b。 当 t=2时， a=2， b= 步距长度 B=D+2a=80+2*2=84距长 S D b=80 材料利用率 式中 n 一个歩距内冲裁件数目； A 冲裁件面积（包括内形结构废料）； S 歩距长度； B 板料宽度； 取： n=1; A= *40=S=B=84 =4= 裁 压力 中心 及压力的计算 模压力中心的确定 模压力中心就是冲压力合力的作用点。为了保证压力机和模具的正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。否则，冲压时滑块就会承受 偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向部分不正常的磨损，还会使合力间隙得不到保证，从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。在实际生产中，可能会出现由于冲件的形状特殊或排样特殊，从而模具结构设计与制造考虑不宜使压力中心与模柄中心买文档就送您 纸全套， Q 号交 流 401339828 或 11970985 7 线重合的情况，这时应注意使压力中心的偏离不致超出所选用压力机所允许的范围。 由于本次设计的零件其形状为圆形，所以其压力中 心在零件的圆心处。 裁力的计算 1 冲裁力 冲裁力是冲裁过程中凹模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度 (凸模行程 )而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。用普通平刃口模具冲裁时： 冲裁力公式为 落孔 式中 F 冲裁力； 孔F 冲孔冲裁力； 落F 落料冲裁力。 2冲孔冲裁力孔F孔 式中 K 系数（取 K= n 孔的个数， n=3。 孔L 冲孔周长， mm t 材料厚度， t 材料抗剪强度，查参考文献 2知 260 360300 3 0 = 落料冲裁力 落F 。 落 所以 9 8 . 0 2 K N. 7 0 1 落F 4卸料力 卸F 卸卸卸 式中 卸K 卸料系数，查参考文献 1知 K 。 所以 卸F 推料力 推F 推推推 式中 推K 推料系数，查参考文献 1取 买文档就送您 纸全套， Q 号交 流 401339828 或 11970985 8 n 同时卡在凹模洞孔内的件数， 3n 。 所以 推F 顶件力 顶F ）（ 落孔顶顶 式中 顶K 顶件系数，查参考文献 1取 K 。 所以 顶F 总冲压力 总F 冲裁时，压力机的压力值必须大于或等于冲裁各工艺力的总和，即大于总的冲压力。总的冲压力根据模具结构不同计算公式不同，当采用弹压卸料装置和下出件的模具时，总的冲压力为 推卸落孔推卸总 选压力机： 凹模刃口及结构尺寸计算 具刃口尺寸的计算 模具采用级进模结构，计算刃口尺寸时宜采用尺寸转换法计算。 凸、凹模刃口尺寸计算的原则： 1) 冲孔以凸模为基准，先确定凸模尺寸，再确定凹模尺寸 ； 2) 落料以凹模为基准，先确定凹模尺寸，再确定凸模尺寸； 零件上包含三个尺寸：落料尺寸 0 A ； 冲孔尺寸 0 B , B ； 位置尺寸 H 。 查得冲裁模刃口双间隙 Z Z 1）落料刃口尺寸计算： 0 的凸凹模的制造公差由表查得 ， 。 由于 m a Z 凸凹 ， 故采用凸模与凹模 分开加工方法 ， 由表查得 X=： ）（）（ 凹凹 i n ( 凸凹凸 买文档就送您 纸全套， Q 号交 流 401339828 或 11970985 9 其工作部分结构尺寸如 3所示： 图 3 2）冲 40 的凸凹模的制造公差由表查得 ， . 由于 m a Z 凸凹 , 故采 用凸模与凹模分别加工方法， 由表查得 X=，则： ）（）（ 凸凸 i n ( 凹凸凹 , 其工作部分结构尺寸如图 4所 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交 流 401339828 或 11970985 10 图 4 3冲 5 的凸凹模的制造公差由表查得 ， . 由于 m a Z 凸凹 , 故采用凸模与凹模分别加工方法， 由表查得 X=，则： ）（）（ 凸凸 i n ( 凹凸凹 其工作部分结构尺寸如图所示： 图 5 料凹模 刃口形式 如图 6示为常用的几种凹模刃口形式 图 6 型： 柱孔口锥形凹模，刃口强度较 高，修磨后刃口尺寸不变常用于冲裁形状较复杂或精度要求较高的工件。但是在孔口内容易积存冲裁件，增加冲压力和孔壁的磨损，磨损后孔孔形成倒锥形状，使孔口内的冲裁件容易反跳到凹模表面上，影响正常冲裁进行，严重时会损坏冲模，所以刃口高度不宜过大。 买文档就送您 纸全套， Q 号交 流 401339828 或 11970985 11 型： 柱孔口直向形凹模，刃口强度较高， 加工简单， 修磨后刃口尺寸 没有变化 ，工件容易漏下。 型： 直向凹模，刃口强度较高，修磨后刃口尺寸无变化，此结构多用于有顶出装置的复合模。 型： 凹模磨损后修磨量较小， 锥形凹模冲裁件容易漏下，但刃口强度不高，刃磨后刃口有变大的 现象 ， 且 制造 比 较困难。此结构使用于冲制 精度不高、 自然漏料、形状简单的工件。角一般电加工时取 =4 20，机加工经钳工精修时取 =15 30。 型： 具有锥形柱孔的锥形凹模，其特点是孔口不易积存工件或废料，刃口强度略差，一般用于形状简单，精度要求不高的工件。 根据以上几点，在本次设计中选用的是第二种 柱孔口直向型凹模。 3、 模具总体总体设计及主要部件设计 板尺寸的确定 模板材料 根据产品的形状简单、精度不高、冲裁厚度小于 3模具设计指导书表 3 5)，要求耐磨性较好、淬火变形 小，使用寿命长的特点 (实用冲压技术手册表 9 2)，冲孔凸模和凹模材料选用 凹模材料选用 9、下模座板材料为常用的余非标准件材料选用 45钢 。 定模板尺寸 1) 凹模的厚度： H=中 b 凹模孔的最大宽度 ( K 系数 H 凹模厚度 通过差表 系数 K=80 28 所以厚度为 28 。 通过凹模板的确定，可算出其他 板的厚度 下模座厚度： 28 42向板厚度： 12模固定板厚度： 28 22.4 板厚度： 12模座厚度： 28 42模板尺寸： 下模座： 16042模板： 12028文档就送您 纸全套， Q 号交 流 401339828 或 11970985 12 导向板： 12012模固定板： 120板： 12012模座： 16042)选用标准螺钉： 根据模具要求和为便于安装，查模具设计指导书表 3 25 选用 8 枚 孔凸模与凸凹模结构尺寸确定 冲孔凸模长度 L 凸模长度应根据冲模的整体结构来确定。一般情况下，在满足使用要求的前提下，凸模越短，其强度越高，材料越省。 采用固定卸料板的冲裁模的长度为： L h 1+ (15 20)中 凸模固定板的厚度； 导向板厚度； 增加长度，包括凸模进入凹模的深度 (1 L 凸模长度 。 式中的 (15 20)括凸模进入凹模的深度 、 凸模修模量 、 冲模在闭合状态下凹模板到凸固定板的距离。一般根据具体结构再加以修正。 其中 凸模固定板 0模板厚 向板厚 2凸模修磨量 Y=18则 L= 12 + 1 + 20 = 了加工方便，故冲孔凸模取 56 凸模强度（压应力）校核 在一般情况下，凸模的强度是足够是的，无需校核。但对于特别细长的凸模 或板料厚度较大的情况，应对凸模进行 弯曲应力和 压应力校核，检查其 自由长度和危险断面尺寸是 可以 满足要求。 校核公式为 压孔 凸模最小断面积， 222m i n ； 压 凸模材料的许用压应力，凸模材料选用 参考文献 2知，压 （ 1000 1600） 压 1200 因为 所以凸模强度校核符合要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交 流 401339828 或 11970985 13 模刚度（细长杆失稳）校核 校核公式 孔m 式中 凸模最大自由高度； E 凸模材料弹性模量，一般取 E 凸模最小断面惯性矩，圆形断面 644 ； 支承系数，无导板导向 2 ； n 安全系数，钢取 n 2 3。 代入公式得 0 0 0 024m a xm a x 孔际 l 以凸模刚度符合要求 具总体结构设计 冲孔废料由冲孔凸模冲入凹模洞口中，积累到一定数量，由下模漏料孔排出，不必清除废料，操作方便，应用很广，但工件表面平直度较差，凸凹模承受的张力较大，因此凸凹模的壁厚应严格控制，以免 强度不足。 经分析，此工件有三个孔，若采用倒装式级进模，操作很不方便；另外，此工件无较高的平直度要求，工件精度要求也较低，所以从操作方便、模具制造简单等方面考虑，决定采用正装式级进模。 料定位机构设计 使用挡料销纵向定位，安装在凸模固定板与导向板之间。工作时可随凹模下行而压入孔内，工作很方便 料的卸除 为简化模具结构，方便冲裁时的操作，一般设计成下出件的形式。因垫圈有一定的料厚，所以选择刚性卸料装置，如此可降低冲裁力。 件的卸除 采用打料装置将工件从落料凹模中推下，罗在模 具工作表面上。 孔废料的卸除 下模座上采用漏料孔排出。冲孔废料在下模的凸凹模内积聚到一定数量，便从下模座的漏料孔中排出。 买文档就送您 纸全套， Q 号交 流 401339828 或 11970985 14 4、 压力机的规格 压力机的规格主要是根据模具的公称压力通过计算 F=表，的压力机规格