冷冲模毕业设计版

1、冷冲模毕业设计doc版冷冲模毕业设计doc版广西工学院2007毕业论文目录摘要 第一部分一.冲裁模的机理 .第二部分一.冲裁件的工作分析 二.确定合 理的冲 裁 方案 .三进 行工 艺 计计 算 毛 坯 尺（二） 排 样 及 排 样图 （三）确定凸、凹模间隙，计算凸、凹模刃口尺寸 （四）计算冲裁力，确定压力中心 四.确定各主要 零 件 的 结 构 尺落 料 凹 模 的 结 构 尺凸 凹 模 的 结 构 尺寸 （三）冲 孔 凸 模 的 结 构 尺寸 （四）凸 凹 模 固 定 板 的 结 构 尺寸 （五）冲孔凸模的结构尺寸 .（六）卸料板的结构尺寸 .（七）卸料块的结构尺寸 .五.模具的总体设计

2、（1） 工作零件的设计 （2） 定位零件的设计 （3） 退料零件的设计 （4） 模 架 零 件 的 设 计 六.模具图样设计 （一） 绘制模具总装配 图 （二）编写工艺过程卡 七 选 择 冲 压 设 备 八.模 具 装 备 与 调 试 九.结 论 . 十 致 谢 词 . 十 一 . 参 考 文 献 .气筒垫片冲裁模 作者:周兴盛摘 要 冲裁 是利用模具使板料产生分离的冲压工序 ，它包括落料、冲孔、 切口、切边、部切、修整、精密冲裁等。冲裁所得到的工件可以直接为零件使用或用于装备部件 或可以作为弯曲、拉深、成形、冷挤压等其他工序毛坯。冲裁工序是利用凸模与凹模组成上、下刃口，将材料置与 凹模上，凸

3、模下降使材料变形，直至全部分离，因凸模与凹 模之间存在间隙乙故凸模与凹模作用于材料的力量不均匀 分布，主要集中在凸、凹模刃口。通过了解冲裁机理以及工作原理，对气筒垫片进行工艺分 析，确定合理的冲裁方案，设计由结构合理、经济、实用的 冲裁模。关键词 工作原理 结构设计 计算绘图 第一部分 冲裁是利用模具使板料产生分离的冲压工序 ，它包括落料、冲 孔、切口、切边、部切、修整、精密冲裁等。冲裁所得到的工件可以直接为零件使用或用于装备部件 或可以作为弯曲、拉深、成形、冷挤压等其他工序毛坯。精密冲裁的机理根据金属塑性变形原理分析可知，塑性 金属材料在变形过程中，压应力及应变只能使金属材料产生 形态的改变

4、，而不会导致金属材料的断裂破坏，引起变形金 属材料断裂破坏的主要因素是拉应力和拉应变，精密冲裁的 机理，就是设法使冲裁变形区的金属材料在冲裁模刃口处进 行存塑性变形，这样就杜绝了微裂纹的产生及断面撕裂破坏 的可能性，从而获得高质量的纯塑性剪分离的冲裁件断面。第二部分技术要求:工件名称：气筒垫片1.工件外观精美无明显毛刺。材料：08钢2.工件精度按IT8制作。数量：10万件一.工艺分析 气筒垫片的材料为 08钢，08钢是一 种中碳钢，室温下塑性较好。08钢的抗拉强度：8b 3345Mpa抗剪强度：Tb2636Mpa 屈服点：8 s20Mpa以上数据根据工具钳工工艺学 96新版中国劳 动由版社 责

5、任编辑 万象 教材中第233页表15.10黑色金 属的力学性能材料名称牌号材料的状态机械性能抗剪 强度Tb抗拉强度bb屈服点 > 延伸率8(%) 10pa电工用 工业纯铁 CV 0.025% DT1,DT2,DT3已退火的 18 23 26电 工硅钢 D11, D12, D21 , D31 , D4148, D310340, D370 已退火的19 23 26普通碳素钢 Q215 2734 3442 22 26-31 Q235 未经退火的 3138 4447 24 21-25 Q255 3442 4952 26 1923二.确定合理的冲裁方案在冲裁工艺分析的基础上，根据冲裁件的特点，确定

6、冲裁工艺方案。方案1.采用级进冲裁模。是压力机在一次行程中，依次在模具多个不同的位置上同时完成多道冲压工序的冲裁模，模具材料比复合模相对较多，具要求送料相对位置精度较高，模具结构复杂。方案2.采用倒装复合模。是冲床一次行程中，在模具同一位置上能完成几个不同的 冲裁工序。采用钢性推件的倒装复合模，材料不是处在被压紧的状态 下冲裁，因而平面精度不高，这种结构适用于冲裁较硬的或 厚度大于0.3mm的板料，如果上模推料块采用弹性推件装 置，就可用于冲制材料较软的或板料厚度小于0.3mm且平面度要求较高的冲裁件。综合以上得：级进模比倒装复合模的制件精度底，止匕外，级进模的结构复 杂、制造困难，而且不易定

7、位；而倒装复合模模具结构比级 进模简单，制造精度易保证，能准确定位。因此，选用倒装复合模。三.进行工艺计算（一）计算毛坯尺寸 1.毛坯尺寸：根据：冲压工艺与模具结构中国劳动社会保障生版由版人：张梦欣 课本教材里的表25搭边值数 料厚（mm）手工 送料自动送料圆形非圆形往复送料a b a b a b a b 1大于12大于23大于34大于45大于56大于68 8以上 1.5 2 2.5 3 4 5 6 7 1.5 1.5 2 2.5 3 4 5 6 2 2.5 3 3.5 5 6 7 81.5 2 2.5 3 4 5 6 7 3 3.5 4 5 6 7 8 9 2 2.5 3.5 4 5 6 7

8、 8 3 4 5 6 78 2 3 4 5 6 7查得由，确定毛坯尺寸如图所示。（二）排样及排样图 排样是指制件在板料上的布置方 法，直接影响材料的利用率、冲模结构、制件质量和生产率 等，条料冲裁时，所产生的废料分为两种情况：1 .工艺废料2.结构废料 排样方法重要有三种：A有搭边排样B无搭边排样C少搭边排样气筒垫片形状比 较复杂，精度要求较高，适合于采用单边有搭边排样。有搭边排样是在板料上冲裁轮廓；四周都有搭边，搭边为 废料，其特点是材料利用率低， 制件的质量和冲模寿命较高。（三）确定凸、凹模间隙，计算凸、凹模刃口尺寸。1 .凸、凹模之间的间隙：凸、凹模之间的间隙对冲裁质量、冲裁力模具寿命影

9、响很大，是冲裁工艺与模具设计中的一个积极重要的问题。凸、凹模间隙的计算：公式：Z=mt Z间隙M 系数，与材料性能及厚度有 关，m=812% T材料厚度，t=1.5mm为了保证冲模问隙小于最大合理间隙（Emax）,凸模和凹模制造公差必须保 证。6凸I + I初| < Zmaxmin经校核，证明所选的 6凸 和6凹均合适。因是冲裁模，所以间隙取 Zmino3.凸、凹模刃口尺寸计算：确定凸、凹模工作部分尺寸及制造精度时必须考虑到冲裁变 形规律，冲裁件质量等级，模具磨损和制造的特点：（1）落料时，先确定凹模工作尺寸，具大小取接近或等 于工作的最小极限尺寸，为保证凸模磨损到一定范围内仍能 冲由合

10、格工件，凸模公称尺寸应比凹模尺寸小一个最小合理 间隙。（2）冲孔时，先确定凸模工作部分尺寸，具大小应取 接近或等于孔的最大极限尺寸，保证凸模磨损到一定范围内 仍能冲由合格工件，凹模公称尺寸大一个最小合理间隙。由于加工模具的方法不同，凸模和凹模刃口部分在尺寸 的计算方法和制造公差的标柱上不同，刃口尺寸的计算方法 基本上可分为两类：（1）凸模与凹模分开加工（2）凸模与凹模配合加工 凸、凹模分开加工，是指凸模与凹模分别按图纸加工由合格的尺 寸，要分别标柱凸模和凹模的刃口尺寸与制造公差，而且要 求较高的制造精度，适用于圆形或简单的（方形或矩形）的 工件。凸、凹模配合加工是指加工凸模（或凹模） ，然后根

11、据制 造好的凸模（或凹模）的实际尺寸，配做凹模（或凸模）在凹模（或凹模）修由最小合理间隙值，其方法是把先加工由的凸模(或凹模)作为基准件，它的工作部分尺寸作为基 准尺寸，而与它配做的凹模(或凸模)只需在图纸上标柱相 应部分的凸模(或凹模)配做，每边保证最小合理间隙，这种加 工方法在工厂中被广泛应用，适合形状复杂的冲裁件.因此,采用分开加工方法.其凸模和凹模刃口尺寸计算如下：根据工具钳工工艺学96新版中国劳动由版社责任编辑万 象 教材中的第231页公式：(1)落料 设制件尺寸为D , 其计算公式如下：D 凹=(D-X A) 口凸=(D 凹-Zmin) = ( D-X AZmin )(2)冲孔设制

12、件孔的尺寸为d ,其计算公式如下：d 凸=(d+X ) d 凹=(d 凸 +Zmin ) = (d+ X A+Zmin ) 式 中：D凸、D凹一一分别为落料凸、凹模基本尺寸，mm D、d 分别为落料件和冲孔件的基本尺寸，mm d凸、d凹一一分别为冲孔凸、凹模基本尺寸，mm 零件的制造公差，mm Zmin 最小合理间隙(双边)，mm 6凸、6凹分别为凸、凹模的制造公差，如图 15.8所示X 磨损系数，在 0.51之间，与制造精度有关，如表15.9所示 外形30 mm, 2个R10 mm属落料，18 mm和2个10 mm属于冲孔， 工作无特殊要求，根据工具钳工工艺学96新版 中国劳 动由版社 责任

13、编辑 万象 教材中第230页表15.7冲裁模合理间隙值 Z 材料厚度 0.8、10、35、09Mn、Q235 16Mn 40、小于0.550 65Mn Zmin max Zmin max Zmin max Zmin max无间隙 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 1.75 2.0 2.1 2.5 2.75 3.03.5 4.0 4.5 5.5 6.0 8.0 0.040 0.048 0.064 0.072 0.090 0.100 0.126 0.1320.2200.2460.2600.3600.4000.4600.5400.6400.720 0.9101.0800

14、.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.240 0.3200.3600.3800.5000.5600.6400.7400.8801.0001.280 1.4400.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.220 0.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.6800.7800.840 0.9401.2000.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.240 0.3200.0380.4000.5400.6000.6600.7800.9200.9601.100 1.200

15、1.3001.6800.0400.0480.0640.0720.0900.1000.132 0.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.780 0.9801.1400.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.230 0.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9201.0401.320 1.5000.0400.0480.0640.0900.0900.0600.0720.0920.092 0.126 0.126 由表查得：Zmax=0.24mm Zmin=0.132mm (1)落料：30

16、 mm制造公差由图示可知 0.05mm 根据工具钳工工艺学96新版 中国劳动由版社 责任编辑 万象 教材中表15.7冲裁模合理间隙值 Z材料厚度 0.8、10、35、09Mn、Q235 16Mn 40、50 65Mn Zmin max Zmin max Zmin max Zmin max小于 0.5 无间隙 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 1.75 2.0 2.1 2.50.100 0.1260.1320.2200.2460.2600.3600.4000.4600.5400.640 0.7200.9101.0800.0600.0720.0920.1040.126

17、0.1400.180 0.2400.3200.3600.3800.5000.5600.6400.7400.8801.000 1.2801.4400.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.170 0.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.6800.780 0.8400.9401.2000.0600.0720.0920.1040.1260.1400.180 0.2400.3200.0380.4000.5400.6000.6600.7800.9200.960 1.1001.2001.3001.6800.0400.0480.06

18、40.0720.0900.100 0.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.680 0.7800.9801.1400.0600.0720.0920.1040.1260.1400.180 0.2300.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9201.040 1.3201.5000.0400.0480.0640.0900.0900.0600.0720.092 0.092 0.126 0.126 查得：Zmx=0.18mm Zmin=0.126mm 表 15.8 规则形状(圆形、方 形)冲裁凸、凹模的制造公差基本尺寸

19、 凸模 凹模<18 >18-30 >3080 0.020 0.020 0.025 0.030 > 80120 0.025 0.035 120180 >180260 0.030 0.040 0.045 > 260360 0.035 0.050 >360500 0.040 0.060 >500 0.050 0.070 查得： 凸、凹模制造公差6凸=0.02mm 8凹=0.025mm表15.9磨损系数X 材料厚度t ( mm)非圆形 圆形1 0.75 0.5 0.75 0.5>0.24>0,50 >0,600.16 <0,20

20、<0,24 <0.30 >0,16 >0,20A 0.30查得：X=1 贝U Zmax-Zmin=0.18-0.126=0.054mm 因为 0.02+0.025 v 0.018-0.126,故能满足 6凸+ 6凹wZmaxZmin的条件 将已 知和查表得到的数值代入公式，即得 D凹=(D-X4)= (30-1X0,05 )=29.95 mm D 凸=(D 凹-Zmin )=(D-X AZmin ) = (30-1X0.05-0.126 ) =29.824 mm (2)落 料：R10 mm查表15.8得凸、凹制造公差 6凸=0.02mm 6凹 =0.02mm查表15.9

21、得磨损系数 X=1因为0.02+0.025 < 0.18-0.126,故能满足| 6凸| + |%| < Zmaxrmin的条件 将已知和查表得到的数值代入公式，得：D 凹=(D-X® = (10-1X0,05) =9.95 mm D 凸=(D 凹-Zmin) =(D- X AZmin ) = (10-1X0.05-0.126 ) =9.824 mm (3) 冲 孔 制造公差由图示可知 0.05mm查表15.7得合理间隙值 Zmax=0.18mm Zmin=0.126mm 查表 15.8 得凸、凹制造公差 6凸=0.02mm 6凹=0.02mm 查表15.9得磨损系数 X

22、=0.75 = ( 18+0.75X0,05 )=18,038 d 凹=(d 凸+Zmin )= (d+XA+Zmin ) =(18+0.75X0.5+0,126 ) =18.164 mm (4) 冲 孔10查表 15.7得合理间隙值 Zmax=0.18mm Zmin=0.126mm 查表15.8得凸、凹制造公差 6凸=0.02mm 8XA+Zmin ） = （10+0.75X0.05+0.126 ） =10.164 mm （四） 计算冲裁力及总压力，确定压力中心。1.计算冲裁力 P=LxTx 8 b式中P冲裁力（N ） L 冲裁线长度（mm） T制件厚度（mm）6 b -材料抗拉强度（pa）

23、,可从有关手则中查得，08钢8 b=330450Mpa根 据公式得：6 b=390X107且L=0.2636X2+0.1936X4+0.0758X2+0.0314X10X2+0.0314X18=2.6464 （ m ） P=LxTx 6 b =2.6464X0.015X390X107=1.548144X108N 1.总压力 P总=p+Q顶+Q卸 式甲P总 压力机所需总压力P一冲裁力 Q顶一一顶件力 Q卸一一卸料力 而 Q 顶=K 顶 p= 0.06X 1.548144X108 =9.288864X106 Q ® =K ®p=0.06X1.548144X108=9.28886

24、4X106式甲Q顶、Q卸分别为顶件力、卸料 力（N） K顶、K卸一一分别为顶件力系数、卸料力系数， 一般取0.05-0.08 P 冲裁力 因此：P 总=p+Q 顶 +Q 卸 =1.548144X108+9.288864X106X2 =1.73392128X108 2.确定压力中心 3.冲压力合力的作用点 称为压力中心。在设计冲裁模时，应尽量使模具压力中心与压力机滑块中心相重合，否则会产生偏心裁荷，使模具倾斜，间隙不均匀，严重时会啃刃口，加速压力机和模具等导向部分及刃口磨 损。在模具设计中，使柄的轴线通过压力中心，在安装模具时，便能实现压力中心与滑块中心重合。由于此制件为对称的制件，所以压力中心

25、为几何中心。四.确定各主要零件的结构尺寸五.模具的总体设计 （一）工作零件的设计（1）凸模设计 凸模材料：凸模的结构形式，根据冲孔尺寸的大小分三种：1 .标准圆形凸模 2.冲大孔凸模 3.带护套的小孔凸模凸模冲件形状已决定了横向尺寸和形状，所以在一般情况下，凸 模的强度是足够的，但是，对于特制细长的凸模和板料厚度 大的情况下，才需进行压应力和弯曲应力的校核，检查其危 险面尺寸和自由长度是否满足强度要求。压应力校核公式：圆形凸模 DminA4Tx6压 非圆形凸模 Amin>F8 压 弯曲应力的校核 圆形凸模 非圆形凸模 无导向装置 LmaxA 95 d2/ LmaxW 425 带导向装置

26、LmaxA 270 d2/ Lmax< 1200冲孔凸模直径18和 10的圆形凸模参照GB2863.281选取凸模，凸模基本尺寸分别为 18和1。冲孔凸模的固定方式：采用凸模固定板固定，凸模与固定板是紧配合（H7/m6）,上 端带台阶，预防脱落。(3)凹模设计：凹模结构：分为整体式和镶拼式两种。镶拼结构常用于大型冲裁模，冲件形状不易制造及有易损 部分的级进模。凹模刃口形式：有两大类，分别是直壁式和锥形式，锥形刃口凹模，冲裁件 或废料容易通过，修磨量较小，刃口强度低，修磨后刃口增 大，适合于形状简单、精度要求又高、材料厚度较薄工件的 冲裁，而直壁式刃口凹模，刃口强度较高修磨后刃口尺寸不 变

27、，但孔口容易积有工件和废料，推件力大且磨损大，适合 于形状复杂且加工精度要求较高的冲裁。凹模的固定形式：本模具是小型模具，而且气筒垫片形状较复杂且加工精度 要求较高，因此，凹模采用直壁式刃口、整体式结构。采用销钉定位、螺钉紧固方法。(4)凸凹模设计：凸凹模材料：凸凹模是复合模的主要特点，凸凹模内外边缘均为刃口， 内外壁之间的厚度决定了冲件的尺寸，不象凹模那样可以将 外边缘尺寸扩大，所以从强度考虑，壁厚受最小限制。凸凹模的最小壁厚受冲裁结构影响，凸凹模装在上模时， 内孔不积存废料，胀力可以小于等于最小壁厚；凸凹模装在 下模时，内孔有积存废料，胀力要大于最小壁厚。目前，凸凹模的最小壁厚值一般按经验

28、数据决定：不只集废料的凸凹模的最小壁厚：1）对黑色金属硬材料约为工件料厚的1.5倍，但不小于0.7mm 2）对有色金属和软材料的工件约等于工件料厚，但 不小于0.5mm （二）定位零件的设计 1.导尺 导尺是保证材 料在冲裁模中具有准确位置的零件。导尺的宽度由板料的宽度来确定。2 .定位销 按实际要求来加工。（三）退料零件1.卸料零件 是将材料从凸模或凸凹模上 的料卸下来，包括钢性卸料装置和弹性卸料装置。钢性卸料常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后 卸料，而弹性卸料即起到卸料又起到压料的双作用。冲裁件较为平整，适于精密冲裁。所以用弹性卸料装置。1 .顶件装置 顶件装置是将卡在凹模中的料顶

29、由来。分弹性顶件装置和钢性顶件装置两种。钢性顶件装置，具特点是顶件力大，工作可靠，但要求顶 杆长短一致，分布均匀。所以难于加工，不易保证。而弹性顶件装置，没有那么严格的要求它的长短一致性, 而还起到压料的作用，制件平整度较高。因此，采用弹性顶件装置 （四）模架零件的设计 1.导柱、 导套 模具中导向副的作用是保证上模相对于下模有一定位 置关系，分为滑动导向副和滚动导向副两类。滚动导向副磨损系数小，提高模具导向副的使用寿命， 但是滚动导向副的价格高，难于制造，而滑动导向副价格低 廉，容易制造，对于批量生产的气筒垫片来说，考虑到经济 性和生产性，滑动导向副就能满足生产要求，因此采用滑动 导向副。2

30、 .垫板 垫板根据模座承受压力大小来确定，垫板厚度一 般取6-12mm,外形尺寸按固定板形状决定。2,固定板 固定板用于中、小型凸、凹模固定在模座上按 外形分为：圆形和矩形两种。其平面轮廓尺寸厚度一般取凹模厚度的60% 80% ,固定板孔与凸、凹模采用过度配合（H7/m6）。压装后端面磨平，以保证冲模垂直度。3 .模柄 模柄是放在上模上， 起到支撑上模上、下运动的 主要零件，制成台阶式，与上模座过度配合，有利于防止因 裁荷过大而脱落。六.模具图样设计七.选择冲压设备 1.选择冲压设备冲压设备是根据所完成冲压工艺的性质、生产批量的大小、冲 压件的几何尺寸和精度来选择的。1 .模具的闭合高度应在压

31、力机的最大闭合高度和最小闭 合高度之间。2,压力机的滑块行程必须满足制件的要求。3,为了便于模具安装，压力机工作台的尺寸应大于模具 下模座要求，一般每边大于 5070mm,台面上的孔应能保 证工件或废料漏卸。对于冲制气筒垫片这类零件的小型冲裁模具，主要采用 机械压力机，虽然精冲模有专用压力机，但是由于压力机的 公称压力比冲压力大数十倍，造成极大的浪费。因此，根据现有条件，气筒垫片要选用单柱固定台压力机八.模具的装备和调试 对于导柱复合模，一般先安装上模， 然后我正下模中凸凹模的位置，按照冲孔凹模型孔加工由顶 件块，这样既可以保证上模中卸料装置与模柄中心对正，又 可避免顶件块错位，而后从凸凹模为

32、基准分别调整落料与冲 孔的间隙，使之均匀，再安装其他零件。安装顺序：1,组件装配 模架的组装，模柄的装入，凸模及凸凹模在固 定板上的组装。2 .总装配 先装上模，再以上模为基准装下模。3 .调整凸、凹模的间隙 4,安装其他辅助零件 5.检查、试件装配过程编写工艺过程卡 工艺过程卡 零件名称 卸料 板 零件编号12件数1材料 Q235毛坯105X75X10。2序号 工件名称 加工简要说明 工时 设备 工艺简图1 磨削磨两个大平面为基准 1h铳削平面磨床M7130T 2铳 削 铳剩下所有的面，并保证工艺尺寸 3h 3线切割 钻04 穿线孔，然后按图纸加工 3h钻床线切割机床 A500-E 4 钻削

33、钻定位销孔 0.5h钻床5铳削铳送料槽 铳削铳床 6钳工 四周倒角2h徒刀 日期2009年9月9号 工艺过程 卡 零件名称 凸凹模固定板 零件编号15件数1材料Q 235 毛坯 105X75X25。2序号 工件名称 加工简要说明 工时 设备 工艺简图1 磨削磨两个大平面为基准1h铳削平面磨床M7130T 2铳削铳剩下所有的面，并保证工艺尺寸3h铳床3线切割钻04穿线孔，然后按图纸加工 3h钻床 线切割机床 A500 E 4钳工 四周倒角 2h徒刀 日期2009年9月9号 工艺过程卡零件名称凸模零件编号 11件数1材料 Crwmn毛坯 23#料 序号 工件名称 加工简要说明 工时 设备 工艺简图1粗车削 车端面，把22长，车成18长 1h车床CA6140