垫板冲压工艺及模具设计概述

1、摘要毕业设计(论文)垫板冲压工艺及模具设计学生姓名:学 号:专 业:指导教师:学 院:江西·新余独创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）是本人在指导教师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。其中除加以标注和致谢的地方，以及法律规定允许的之外，不包含其他人已经发表或撰写完成并以某种方式公开过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位或证书而作的材料。其他同志对本研究所做的任何贡献均已在文中作了明确的说明并表示谢意。本毕业设计（论文）成果是本人在新余学院期间在指导教师指导下取得的，成果归新余学院所有。特此声明。作者签名（手写）： 签名日期： 年 月 日 版权使用授权书本毕业设计

2、（论文）作者及指导教师完全了解新余学院有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业设计（论文）的复印件和磁盘，允许毕业设计（论文）被查阅和借阅。作者签名（手写）： 指导教师签名（手写）：日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 摘要 目前，我国的冲压技术在世界上还是比较落后的，其原因是我国的冲压理论，和设备方面与工业发达国家有一定的距离，造成磨具的寿命，设计，加工，成产周期等于工业发达国家的差距越来越大。 本论文主要研究垫板的加工工艺及用途，加工点半的模具设计及分析，垫板的用途十分广泛，可用做于变压器里的零件，虽然是一个小的垫板加工性能方便，节约材料，便于大批量生

3、产，垫板作于连接处的缓冲紧固的作用。根据垫板的需求来选取合适的模具，采用级进模。 在设计前主要进行是对工件的尺寸公差的确定，用尺寸公差才能确定模具的精度。经过排样分析来进行模具的分析，首先考虑冲裁力，卸料力，模具冲裁间隙等因素，并将设计方面运用CAD软件画出装配图，零件图，凸模图，凹模图，编写设计要求和任务书。 关键词：垫板； 冲压工艺 ； 级进模 ABSTRACTAt present, China in the world of stamping technology is still relatively backward, the reason is the theory of stam

4、ping, and equipment with the industrialized countries have a certain distance, causing abrasive life, design, processing, and industrial development into the production cycle equal the gap between the countries is growing.In this thesis, plate processing technology and use half of the mold design an

5、d processing and analysis, pad use is very extensive, can be used in the transformer parts, convenience is a small pad processing performance, save material, to facilitate mass production, as the cushion pad connection tightening effect. According to the pad needs to select a suitable mold, the use

6、of progressive die.Before the design is mainly determined dimensional tolerances of the workpiece, to determine the accuracy of the mold with dimensional tolerances in order. After nesting analysis for mold analysis, first consider the punching power, the discharge power, die blanking clearance and

7、other factors, and design using CAD software to draw assembly drawing, part drawings, FIG punch, die diagram, preparation of design requirements and mission statement.Keywords: plate; stamping process; progressive die4目录前 言11 材料分析和模具结构的选定31.1冲压时的工艺性分析41.2冲压材料选用51.3冲裁工艺方案的确定62模具材料的选用73.1 排样方案的确定及计算93

8、.2冲压力的计算113.3模具压力中心的确定123.4 冲模刃口尺寸及公差的计算133.5零件结构尺寸的确定163.6模具总装图214 冲压设备的选择235.模具的装卸255.1模具的装配255.2卸料装置的确定266.模具检测27总结与展望29参 考 文 献31致谢33附录35垫板的冲压工艺及模具分析前 言模具是生产工业的最基本的零件单位，她是国家生产进步的基本设备，它代表着国家和地区的生产工业水平的衡量标准。模具在制造、汽车、机械、电器、各式各样的电用机的制造中有着举足轻重的地位、他是工业发展进步的基本，最终能够要的一环，模具的进步被人们称为国家进步的重要指标。随着国民经济和工业技术的发展

9、，各中机械零件各种材料对模具的需求量和需求种类越大，模具的技术难度也提升。工业专家认为，模具种类虽然有各种各样，但在“十二五”期间它发展的难点应该是既能满足大量的零件要求，又有很高技术要求，然而那些不能自主设计的模具还需要从海外市场进货的模具来说是一大难题，需要大量进口的模具来满足国内要求，然而进口的模具虽然能长时间的使用，还能向精密复杂的方向进步的模具需要人们自主研发来满足市场的需求。模具的种类。大小精度,种类生产难度等要求对整个工业的影响是不可估量的，它可以直接影响整个工业的生产进度和需求。因此，有一些重要的模具需要重点培养发展，一般的模具发展也应该有更快的发展必须比重要件的发展更快来能提

10、高模具的发展速度，来提高模具的质量跟精度达到更标准的地步。可以缩短他的生产周期。我国的模具在市场上有着足够的优势。不敢是在质量上，还是价值上都比其他国家的模具有优势，对于这个优势我国应该多对于模具的出口这方面应该作为重点来发展，所出口的模具应该有自己的特色跟独到之处，选取精度较高技术要求高的模具应该重点发展应用于出口，这对于我哥工业的进步将会是有着重大的作用，然而我国的模具对于先进的发达国家来说我国的模具制造技术是比较落后的，应该从技术装备生产条件的方面加以研究。然而我国的模具的发展要落后很多这与我国制造业的发展有很大的关系，可见，我国模具工业的发展还有很长的路要走。垫板的冲压工艺及模具分析1

11、 材料分析和模具结构的选定零件简图 ：如图1.1所示工件名称 ：垫板生产批量 ：大批量材 料 ：10号钢厚 度 ：2mm 图1.1零件图1.1冲压时的工艺性分析工艺性是指冲压工艺方面的要求来衡量设计是否正确。总体来说，在要求适合工件正常使用的条件下，用最轻松最有效最节能的方式将工件制造出来。就说概工件的工业性好，不然就是该工件的性能差。工件的工艺性的好坏并没有特别的要求，是在相同的工件在不同的冲压方式得到的工件比较出来的。工件的好坏收到冲压技术要求和设备等外在条件的影。1.冲裁工件內部形状与外部形状形的转角要尽量减少尖角最好用圆弧过渡。 2.冲裁工件的凸凹部分的长度不应该太小，要减少长时间的悬

12、挂与摇摆。3.冲裁工件的孔与孔的距离，受到模具宽度的限制不能太小也不能太大4.冲裁件的形状应能符合材料合理排样，减少废料。5.冲裁直线和曲线的连接点，应该有一定角度圆角。圆形冲裁件，满足圆弧半径则冲裁件的直径应大于板料宽的一半多，这样才能让少废料排出；如果设计圆弧的R等于工件的宽度的R则就不能排样，就会产生台肩。冲孔的过程中，会受到凸模的限制，则孔的尺寸不能太小弯曲工件或拉深工件冲孔的时候，工件的孔壁与工件的距离不应该太小。对冲压材料冲压应用所冲压的材料，要能够适应产品设计的技术难点，还得应当满足切削加工，环节的加工要求。工艺方案的确定：一：该工件使用单工序模，要先落料完成后才冲孔，需要两套不

13、一样模具模具；二：该工件使用复合模具，一次九能完成落冲孔需要一套模具；三：该工件使用级进模跟单工序模相反先冲孔再落料，一套模具。三种方案的比较见表1.1。表1.1 三种方案的比较 模具种类比较项目单工序模复合模连续模 生产效率低高一般生产质量低高高生产批量适合大、中、小批量适合大批量适合大批量模具成本较低较复杂高模具复杂程度较易较复杂高模具外形尺寸较低较高高模具制造周期较快较长长模具外制作程度较小中等较大冲压设备能力较小中等较大工作条件一般较好好这是需要单工序模具生产的工件，需要两个工序，则两套模具模具的生产费用高生产效率不好，不能保证尺寸的精度则方案一不能使用。如果使用级进模制造的南多九更高

14、了，简单的尺寸都得不到确定，生产效率也不高则也不能使用级进模，所以方案三也不合理。用复合模制冲件的过程中，工件的结构简单清楚并且成轴对称，制造起来更加方便，复合模的生产成本不高，难度校，尺寸精度高，对于三种方案的可行性，由上可看出应该选用方案二合理，用级进模进行生产。1.2冲压材料选用冲压工艺对材料的基本要求主要是：1. 对性能的要求设计时能既能提高冲压过程的变形和工件的质量，材料应有优良的冲压性能为了有利于冲压变形和制件质量的提高，材料应具有良好的冲压成形性能。材料的性能与它的机械性能相连，要求材料具备，弹性小塑形强板间应力大。2. 对材料厚度公差的要求工件的厚度应满足国标，有限的间隙可用于

15、一定宽度的材料，功差的不合适可影响贡献的质量，还能造成模具跟冲床的撞击，要求材料的表面平滑没有损伤没有被氧化和其他的杂物，材料的表面质量越好冲裁件的质量会越好。3. 常用冲压材料冲压材料的种类，形状，质量，尺寸。一般小零件都使用 剪裁后的条料。这样的条料跟冲裁件的尺寸相差无几，可减少对材料的浪费，所以应该选取跟冲高呀工件的尺寸差不多的材料进行冲压。 由上面3点可以看出，冲压材料应选择10号钢作为材料。1.3冲裁工艺方案的确定从零件的形状，尺寸来选择加工的方案，由于是垫板则 可以选择冲孔，落料的方法，由于是大批量生产，工序集中可提高工作效率，减少工人的劳动效率还一天提高安全性。把这两道工序加在一

16、起九形成两种不痛的方案，先冲孔再落料工步；落料冲同时完成。使用方案2加工时，很难使长度尺寸的长度，很容易造成冲头的磨损，则使用方案一较好。该工件是呈轴对称的，除孔和这两个位置有精度要它位置没有尺寸要求。材料为Q-235A钢它的冲压性良好。表1.2 强度系数料厚t0.40.50.60.70.80.91.01.21.51.75最小壁厚m1.41.61.82.02.32.52.73.23.84.0最小直径D151821料厚t2.02.12.52.753.03.54.04.55.05.5最小壁厚m4.95.05.86.36.77.88.59.310.012.0最小直径D212528323540452模

17、具材料的选用模具市场零件它的质量要求，寿命期都是影响产品的因素，可减少消耗，使产品在市场中的主要要求，模具的各种性能，取决于模具制造时所选取的材料和哪种热处理方式，及各种影响模具性能的因素利用模具生产制品零件，其模具质量的好坏，寿命的长短，直接关系到产品制造精度。把它们降到最低才能使模具的适用性更好。冷冲模有，级进模，复合膜，弯曲模。重默在使用中受到拉伸，弯曲等作用力，模具时常失效，所以用钢材作为冲压的材料，它具有这种性能是最好的选择。1. 材料应有很高的抗断裂能力及塑形能力好。最主要是抗弯曲变形，防止材料断裂，材料韧性越好，其抗冲击能力越好。弯曲应力和凸模的应力集中，所以要很好的韧性。2.

18、材料应有很强的抗力，如压力，变形里淬火等抗力，衡量模具的抗力的因素是硬度，硬度高是膜具有很强的抗变形力，使模具耐磨，高温热处理在60应具有较高的断裂抗主要抗力指标有材料的抗冲击性能抗压强度、抗弯强度 断裂抗HRC强度下保持韧性，才有较强的抗性。3. 材料应具备耐磨，抗疲劳性，为了提高耐磨性，提高钢的性能，可在它交变应力下产生破坏。4.材料应具备优良的冷热加工性，包括可锻性加工型淬透性。由此可见：凸、凹模使用工作部分局部材料也用淬火变形的模具钢。3模具设计计算3.1 排样方案的确定及计算模具设计的过程中减少废料是很重要的，很麻烦的一项工作，排样的好处可使材料有最大的利用率，材料的质量和节约材料可

19、提高生产率和模具的使用寿命，所以排样的好坏是经济的原因之一。冲裁可产生两种废料，一是孔内产生取决于工件的形状称为废料，二是由于材料与刀口之间加工产生的侧面废料称为工业废料。合理的排样可以使工艺废料得到最大得减少，可提高材料的使用率，代编工件的形状结构。排样的过程中，工件件的条料的余料叫做搭边。搭边值的大小与下列因素有关： 材料的塑形有关，工件尺寸，形状有关。材料的厚度有关，暴毙材料的搭边值应该大一些、 在工件加工时送料的方式有关，手工送料的搭边值应该小一些。常用的排样方法有两种： 有料排样：指工件的外轮廓冲裁，工件之间的搭边，则材料的利用率很低，但是工件之间的搭边会有利于提高工件的质量，模具的

20、使用寿命也会增加。无料排样：指工件之间和条料之间没有大便的存在，刀口顺序切下而获得工件。从排样的方法可以看出有料排样的方式虽然简单，但工件的质量比较低，模具的使用寿命会降低。搭边值得多少可以确定工件的质量和材料的利用率，排样的方式主要是看工件的形状，外形来确定的。综上所述排样如图3.1所示。表3.1搭边值表料厚手送料自动送料圆形非圆形往复送料11.51.521.532>1221.52.523.52.532>232.5232.543.5>3432.53.535443由表3.1 确定搭边值表根据零件形状两式件间按矩形取搭边值，侧边取搭边值。则进距： 条料宽度 b-=(D+2a+)

21、0-b-=(19.8+2×2.2+0.7)0-0.7图3.1排样图3.2冲压力的计算1） 落料力 2）冲孔力中心孔： 2个小孔：3）冲裁时的推件力表3.2卸料力、推件力及顶件力系数冲裁材料K卸K推K顶纯铜、黄铜0.020.060.030.09铝、铝合金0.0250.080.030.07钢材料厚度mm0.10.060.0750.10.14>0.10.50.04500550.0650.08>0.52.50.040.050.0500.06>2.56.50.030.040.0400.05>6.50.020.030.0250.03查表3.2 序号1的凹模刃口形式，则 个

22、故：      在冲裁的时候降低压力机的摆动，可以用凸模冲裁，加热冲裁，由于过程中会受到材料的压力作用而折断，这把凸模设成阶梯凸模如图3.2。图3.2阶梯凸模则最大冲压力：3.3模具压力中心的确定如图3.3由图可知，工件成对称性，落料时，落在中心力01,冲孔F的压力在02上。图3.3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：由此算得   3.4 冲模刃口尺寸及公差的计算1）冲孔部分对于冲孔来说，一般采用采用凸模和凹模分开来加工。表3.3 初始双面间隙Zmax、Zmin材料厚度t/mm08、10、3509M2、Q23

23、5Q34540、5065MnZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmaxZmin小于0.5极小间隙0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0920.90.0900.1160.0900.1260.0900.1260.0900.1261.00.1800.1200.1000.1400.1000.

24、1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.380由表3.3 确定初始双面间隙Zmax、Zmin的值： 表3.4规则形状冲裁时凸模、凹模的制造公差基本尺寸凸模公差凹模公差基本尺寸凸模公差凹模公差1818303080801201201800.0200.0200.0200.0250.0300.0200.0250.0300.0350.04018060260360

25、3605005000.0300.0350.0400.0500.0450.0500.0600.070对冲孔时：， 对冲孔时：， 故满足条件冲孔部分： 冲孔部分：尺寸极限偏差转化为2）落料部分加工外轮廓的落料，会因为形状的原因，采用配合的方法加工。当用凹模为，凸模的刀口尺寸的变化，则属于A类。零件图中末注公差的尺寸其极限偏差：、 、尺寸极限偏差转化为、 表3.5 因数X材料厚度t/mm非圆形x的值圆形x值10.750.50.750.5工件公差/mm10.160.170.350.360.160.16120.200.210.410.420.200.20240.240.250.490.500.

26、240.2440.300.210.590.600.300.30查表3.5得则： 由此可看出该零件模刃口部分的尺寸应按刀口尺寸配制，保证双面间隙值。3.5零件结构尺寸的确定1）凹模外形尺寸的确定凹模厚度的确定：取总压力工件长 凹模宽度的确定：取步距 工件宽 2）凸模长度的确定凸模长度计算为其中初定：导尺厚 卸料板厚 凸模固定板厚 凸模修磨量 则： 图3.4落料凸模图3.5冲孔凸模图3.6凹模3.6模具总装图图3.7总装图 1-模柄；2-上模板；3-导套；4-导柱；5-卸料板；6-螺钉；7-下模座；8-螺钉；9-凹模；10-条料；11-定位销；12-凸模；13-上垫板；14-圆柱销4 冲压设备的选

27、择按公称压力选取压力机查表4.1表4.1开式双柱可倾压力机技术规格型号J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16J23-16BJ23-25JC23-25公称压力31.563100160160250350滑块行程25354555706580滑块行程次数2001701451201205550最大封闭高度120150180220220270280封闭高度调节量25353545605560滑块中心线至床身距离90110130160160200205立柱距离120150180220220270300工作台尺寸前后160200240300300370380左右25031037045045056

28、0610工作台孔尺寸前后90110130160110200200左右120160200240210290290直径110140170210160260260垫板尺寸厚度30303540605060直径150模柄孔尺寸直径25303040404050深度40555560606070滑块底面尺寸前后90180190左右100200210床身最大可倾角454535 35 3535 20 选取公称压力630KN的开式双柱可倾压力机，该压力机与模具设计的有关系参数为：公称压力：630滑块行程：130封闭高度调节量：80工作台尺寸：模柄孔尺寸：3.模架的外形尺寸及弹簧尺寸确定选取模架（GB/T2851.3

29、90）。上模座：下模座：导柱： 导套： 导柱、导套渗碳深度,硬度冲孔凸模、落料凹模、凸凹模及弯曲凸、凹模的材料可用，热处理硬度。5.模具的装卸5.1模具的装配在冲床上经过两次以上的行程的工序时叫做复合膜，这样的模具结构比较复杂装配的能力高，适用于各种静谧的工件加工。下面为装备步骤：拉开机器装入模柄，位置应该平整，与后面的顶出轴平行。把模具安装在下座模处，底座应该干净整洁，再把模具固定在下模座上，使其不能松动。把模具在模腔中应有足够的空间让工件从顶出机构的作用下使其脱落。则上模处应该有工件的上模空间来确定工件的位子，确定位置后要拧紧螺丝，防止模具的滑动。把凸模装在模腔中使，保持数值，底面平整，对

30、面整洁。用夹板把上凸模的固定板把上模座固定，使加工工件时顶出模具时，使导柱进入导套中使其把工件定出来落在模具腔中，在模具的侧面应该有足够大的空间以便于扇热和落料。加工时有足够的操作空间。加工时，外圆的加工和配合装配时应有足够的空间，在固定模具后凸凹模应在同一平面内这样可以提高材料的使用率。5.2卸料装置的确定卸料和顶出装置是吧完成一次冲压，把完成冲件的废料冲模中取出来。通常，把冲件或废料从凸模上卸下来称为卸料。一般按卸料的方式可分固定式的装置，在固定装置是，可方便废料的排出和装置的稳定控制，是一种简单有效的卸料装置。还有一种弹性装置。弹性装置一般是经过弹簧的作用经过压力的作用吧落料从模腔中挤压

31、出来，这样的方式虽然很简单，但是使用时间不够长需要长时间的更换弹簧，使用效率不够高，所以一般都选用固定式装置来卸料，很方便切废料和跟工件能有效的分离出来。顶出装置是吧工件从模具口顶出来落在型腔中的一种装置然而落在型腔中，把装载上模座上的工件通过顶出机构的作用把工件卸载下来。这样的装置叫做顶件装置。要综合考虑使用模具的构成和技能以及材料的厚度。卸料力的大小都有利于落料的方便性。这样可以提高生产效率和使用率。6.模具检测序号质量管理及检测内容说明1组织质量监控系统，对模具生产过程全面检查与监控1模具原材料的质量检验2具装配后前后的检验。3模具试模后的验收。4具内在质量的无损探伤检测。5具包装、运输

32、质量检验。2组织对加工设备及工装夹具检查1检查加工设备运行情况及加工精度2检验共装卡具工作及精度状况。3组织产品质量分析1进行产品质量分析。2提出提高产品质量措施3提出改进方案、意见4组织质量教育与技术教育1对操作者进行质量全面管理教育，以提高操作者责任心。2对操作者进行技术培训，以提高操作者技术水平5组织维护、保养量器具 对在检测过程中、所使用的量具、量仪等进行保管、维护，并提出定期鉴定的申请。6组织对模具的整体验收表6.1 冲裁模具试冲检测表7.总结与展望7.1总结 模具技术在未来的发展前景是信息化精度化方向发展。未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。由此看来模具的发展也代

33、表着时代的发展人类的进步。从设计的方向来说各种设计技术的重点发展将成为一大重要点他的使用将得到很大的提升。应当大力发展CAD/CAE/CAM技术的应用，并完善智能化技术将是一项重要立马进行的一项技术。我们材材料成型及控制工程开设的专业课有机械制图先进的加工技术以及马克思主义和毛泽东理论等基础课，数控编程、锻造工业学冲压工艺与模具设计等专业课，通过这些课程的学习让我更加明白了解，也通过所学的能帮助我完成这次的毕业设计特别是机械制图及AUTOCAD的学习有很大的作用通过课程的帮助能过很容易的完成这次毕业设计。7.2展望 随着社会的进步对于模具的要求越来越高，精度也要求严格。各种软件的成长对于模具的

34、要求会变得更好。面对当今社会的压力难度没有激素你建辉被社会所淘汰，合理的运用自身的技术才能在社会说立足，利用自身的能力我们应该有良好的设计基础，中的那运用自己的软件能力，敏捷的眼光，吸收新的知识，应有足够的时间去完成这次设计，通过这次设计对自己的思想能力等有了更深的了解。我的这次设计有许多不够好的地方希望老师您能批评改正。 致 谢时间流逝，从开始做设计开始已经有3个多月了现在眼看就要完成了心了多少有点激动，停笔之际，很是难过很多感慨，很希望自己能把这次设计做好座完善，不足之处能尽量的去完善希望能够在深入一点能够做得好一点成功一点，虽然论文结束了，但是学无止尽希望自己能有更深的研究，课题知识自己

35、迈出的第一步 将来还有很远的要走，更加值得自己的深入研究。时间过得真快眼看4年就过去了，这4年终度过了一点美好的时光，依然记得大一时的青涩，不懂事，懵懂，那是多么的有意思。突然觉得时间真的好快。面临毕业，感谢这4年终老师同学们的帮助才让自己走出这令人无妨忘记的时光。光心中难免有一些不舍，但是我会怀着一个永不停歇的脚步去学习完成未曾了解的方向希望自己能有所突破。在这4年终得到了老师同学的无私帮助和教导。 经过3个月的思考计算、整体设计、修改、定稿，这三个月的时间总算没有浪费，这次设计终于有所完成，在这次设计中我衷心的感谢老师的悉心指导，老师您付出了很多精力时间来帮助我完成，老师你对于我们来说拥有

36、丰富的知识面，聊了我们不理解的东西你很是无私的帮助我了解。整整的三个月的时间懂得了一个人必须拥有足够的东西。通过此次毕业设计，让我学到很多。在这次设计过程中用到了很多以前上课时学的知识，尤其是老师上课教给我们的一些分析问题、解决问题的思想在这次项目中都得到了很好的印证，使我在这些方面能够很深的领悟。在此，再次感谢张老师这么多天在设计过程中给予的帮助。感谢他为我指点设计中存在的不足。在严格按照撰写规定下为我修改论文中的不足，无论什么问题他都是那么的认真思考、查找资料。同时感谢我们班同学在这次设计中给予我的帮助！2016年参 考 文 献1.成虹.冲压工艺与模具设计.高等教育出版社1987.2.冲模设计编.冲模设计手册之四.机械工业出版社19