毕业设计说明书、冷冲压、复合模、模具设计

1、天津轻工职业技术学院专 业学生姓名指导教师提交日期班级 学生学号毕业设计（论文）课题：密封圈落料冲孔模具设计成绩答辩日期 答辩成绩答辩教师总评成绩课题设计要求1、 毕业设计（论文）的写作程序大体分为四个阶段： （1）工程（工艺）操作 或上机实验（试验）；（2）理论计算和技术经济分析；（3）撰写设计报告或论文初 稿；（4）修改定稿。2、毕业设计（论文）要求设计方案合理、各方面的数据可靠、图表规范清晰、文字表达的语言流畅简练准确；原则上米用文内图表，不能米用文内图表的，制图、 制表形式可根据实际需要而定，论文正文自述不得少于5000字。3、若学生在顶岗实习期间为实习单位设计或参与产品生产的，经系里

2、同意，可写出详细的产品设计说明书（不少于 3000字），并附设计图纸，以代替毕业设计 （论文）。4、排版要求：全部打印、A4纸张，全文一律采用宋体字，按封皮、课题设计 要求、评语（见B34）、内容摘要、关键字、目录、正文、致谢、参考文献的顺序左 装订，毕业设计（论文）排版格式如下，可参考模板：一级标题：宋体小二号、加粗字体（段前 12磅，段后12磅，）二级标题：宋体四号、加粗字体（段前 6磅，段后6磅，）三级标题：宋体小四号、加粗字体（段前 6磅，段后6磅，）正文：宋体小四号，有页眉和页脚（页眉页脚均为宋体五号，居中）页边距：上下2.5厘米，左3.0厘米，右2.5厘米行间距：25磅图或表标题、

3、内容宋体五号，尽量图文混排。设计题目密封圈落料冲孔模具设计指 导 教 师 综 合 阅 评意见平时成绩020材料成绩040指导教师内容摘要本说明书以密封圈冲压件为工作任务， 从该件的冲压工艺性分析入手， 介绍了工 艺方案的制定、 模具方案的选择及到模具设计的全过程。 文中详细介绍了排样图设计 过程、材料利用率计算、冲压力计算、压力机的选择及刃口尺寸计算等工艺计算，还 介绍了模具工艺零件及结构零件的设计和选择， 其中重点介绍了一些标准件和非标准 件的选用和设计。设计过程借助了 CAD软件。本文是学生在学习完 冲压模具设计及主要零部件加工 、模具制造技术 课程 之后、结合顶岗实习企业的冲压件进行模具

4、设计的一次实践， 对日后从事模具设计工 作会有所帮助。关键字 ：落料冲孔、复合模、排样图、刃口、压力机、装配图目录第一章设计任务书及产品图 11.1 产品图 11.2 技术要求 1第二章冲压工艺性分析22.1 结构工艺性分析22.2 冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度分析2第三章冲压工艺方案确定 3第四章模具结构形式的论证及确定 44.1 正装式复合模与倒装式复合模的论证 44.2 导向 44.3 卸料 54.4 定位 5第五章冲压工艺计算及设计 65.1 排样图设计及材料利用率计算 65.2 工序压力计算75.3 压力中心确定 85.4 模具工作零件刃口尺寸计算85.5 落料凹模结构设计95.6

5、冲孔凸模结构设计 115.7 卸料用橡胶块设计计算 12第六章模具零件选用、设计及计算 136.1 模具整体结构设计 136.2 工作零件的选用、设计及计算 136.3 定位零件的设计 146.4 出件装置的设计 146.5 板类零件的设计 156.6 模架和模柄的选用 16第七章模具装配图 17第八章冲压设备的选定 18第九章总结 19致谢 20参考文献 21本说明书配套16张图纸（装配图+零件图）,有需要的请联系我,1366880771（图纸免费）第一章设计任务书及产品图1.1产品图：见图1-1 080J0Q图1-11.2技术要求：名称：密圭寸圈材料：T2紫铜厚度：1mm批量：大批量 制件

6、精度：IT14级第二章 冲压工艺性分析2.1 结构工艺性分析2.1.1. 材料 ：制件材料硬度太高则容易在冲压过程中开裂， 硬度太低则容易出现毛刺过长和制 件翘曲现象。该零件的材料为T2紫铜，抗拉强度220MPa具有良好的冲压性能，适 合冲裁。2.1.2. 结构 ： 冲裁件的形状应力求简单、 对称。尽可能采用圆形或矩形等规则形状， 应避免 过长的悬臂和窄槽。该零件属于较典型冲裁件，形状简单、对称，没有过长的悬臂和 窄槽。 冲裁件的外形和内形的转角处， 要避免尖角，应以圆弧过渡， 以便于模具加工， 减少热处理或冲压时在尖角处开裂的现象。 该零件无尖角， 外形和内形转角处均为圆 角过渡。 冲裁件上

7、孔与孔之间，孔与边缘之间的距离b、bl不宜太小，b> 1.5t,b1t , 否则模具的强度和冲裁件的质量就不能得到保证。该制件孔与孔之间的距离为 11.6mm孔与边缘之间的距离为5mm均符合要求。 冲孔时，由于受到凸模强度的限制，孔的尺寸不能太小，查设计手册得，冲铜 材d>0.9t，该制件上最小的孔直径为10mm符合工艺要求。2.2 冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度分析冲裁件的精度一般可分为精密级和经济级两类，普通冲裁的尺寸精度一般在IT10IT11级以下，冲孔精度比落料精度高一级。当冲裁厚度为 2mm以下的金属板料 时，其断面粗糙度 Ra一般可达3.212.5卩m该制件没有标注尺寸公

8、差和表面粗糙 度，则按照 IT14 级确定制件公差。结论：根据以上分析，此产品冲压工艺性较好，故选择冲压方法进行加工。第三章 工艺方案确定该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案 : 先落料、再冲孔。采用单工序模加工。 冲孔一落料级进冲压。采用级进模加工。 落料一冲孔复合冲压。采用复合模加工。方案模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产 率太低，难以满足零件大批量生产的需求。方案只需要一套模具，生产效率高，但零件的冲压精度差，由于制件有孔中 心距的要求，故该模具较复合模复杂。方案只需要一套模具， 冲压件的形位精度和尺寸易于保证， 且生产效率也高 尽管模具

9、结构较方案复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。通过以上三种方案的分析比较，对该冲压件生产以采用放案为佳。 该制件属于大批量生产，且零件形状简单、工艺性良好，只需一次冲孔落料即可，故采用冲孔落料复合模进行加工第四章 模具结构形式的论证及确定在压力机的一次冲程中，于模具的同一位置上完成两个或两个以上的冲压工序， 冲出一个完整制件的模具称之为复合模。 冲压生产中， 常用的有落料冲孔模、 落料拉 伸复合模等。复合模由于不受送料误差的影响， 因而具有许多优点： 内外形相对位置及零件尺 寸的一致性非常好，制件精度高；制件表面平直；适宜冲制薄料，也适宜冲制脆性或 软质材料；可充分利用短料或

10、边角料； 模具结构紧凑， 要求压力机工作台面的面积较 小。但复合模也存在一定的缺陷：凸凹模壁厚受到限制，尺寸不能太小，否则影响模 具强度； 制件不能从压力机工作台孔中漏出， 必须解决出件问题； 复合模复合的工序 内容多时，特别是既有冲裁工序又有成型工序时，会对模具刃口的刃磨带来不便。4.1 正装式复合模与倒装式复合模的论证正装式复合模：冲制薄件能达到平整度要求。操作不方便，不安全，孔的废料由打棒打出。废料不会在凸凹模孔内积聚， 每次由打棒打出， 可减少孔内废料的涨力， 有利于 凸凹模减小最小壁厚。装凹模的面积较大，有利于复杂制件用拼块结构。倒装式复合模：不能达到平整度要求。操作方便，能装自动拨

11、料装置， 既能提高生产效率又能保证安全生产。 孔的废料 通过凸凹模的孔往下漏掉。废料在凸凹模孔内积聚，凸凹模要求有较大的壁厚以增加强度。如凸凹模较大，可直接将凸凹模固定在底座上省去固定板。 结论：根据以上论证，操作安全、方便和提高生产率，决定采用倒装结构。4.2 导向：采用滑动导向的后侧导柱模架。 该装置的特点是导向装置在后侧， 横向和纵向送 料都比较方便，但如果有偏心载荷，压力机导向又不精确，就会造成上模歪斜，导向 装置和凸凹模都容易磨损，从而影响模具寿命。4.3 卸料：为便于制造与操作，采用弹压卸料并用顶件器顶出制件4.4 定位：采用导料销和挡料销来保证条料正确送进。第五章冲压工艺计算及设

12、计5.1排样图设计及材料利用率计算冲裁件在条料或板料上的布置方式称为排样。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。排样设计原则： 提高材料利用率。冲裁件生产批量大，生产效率高，材料费用一般会占成本的 60沖上，所以材料利用率是衡量排样经济性的一项重要指标。在不影响零件性能的 前提下，应合理设计零件外形及排样，提高材料利用率。 改善操作性。冲裁件排样应使工人操作方便、安全、劳动强度低。一般说来，在冲裁生产时应尽量减少条料的翻动次数， 在材料利用率相同或相近时，应选用条料 宽度及进距小的排样方式。 使模具简单合理，使用寿命高。 保证冲裁件质量。5.1.1.

13、排样图设计因制件外轮廓大致呈正方形，故采用直排有搭边排样方式。查询参考文献表1-8得：工件间距a1=1.5mm边距a=1.5mm确定后的排样图见图5-1。1.5.LITt.1_J/ /11AJ.5 丿图5-15.12 材料利用率计算由下表计算可知条料宽度 103.50-0.5m m,步距101.5mm查参考文献表18.3-42选取t=1.0mm, 700mm1430mnt勺紫铜板。一个步距材料利用率94.4% （计算见下表）。每条铜板可剪裁为6张条料（103.5mm 1430mm每张条料可冲14个工件，故每 张材料利用率为83.2%,计算见表5-1。5.2工序压力计算该模具采用倒装式复合模，拟

14、选弹性卸料，刚性出件，冲压力的相关计算见表5-1。计算得：总冲压力为187kN,根据总冲压力查参考文献附表 6-1，初选压力机 为JC23-35 （公称压力350kN）表5-1排样冲压力计算表计算分类项目公式结果备注排样冲裁件 面积S2S= (10000-86 ) mm29914mm条料宽度BB= ( L+2a+b0)0-103.5 0-0.5 mm查参考文献表1-10取b0=0.5mm,表1-9MA =0.5mm步距AA=100+ a1=101.5mm101.5mm一个步 距材料 利用率nS100%AB9914 100% 101.5 103.594.4%一张紫 铜板材 料利用 率n总-nS

15、100%LB84 9914100%1430 70083.2%n=14 6=84件冲压力落料力F落F落 =Lt d b=382.8x1x22084.2KN查参考文献表 18.3-40 取 d b =220Mpa L=382.8mm冲孔力F冲卜冲=Lt d b=376.9122082.9KNL=4x31.4+251.3=376.9mm推件力F推F推 =nK 推 F冲=20.0982.915KNn=2查参考文献表1-12取F 推 =0.09卸料力F卸F卸=K卸 F落 =0.0684.25.1KN查参考文献表1-12取K 卸=0.06总冲压 力F总F总=卩落+ F冲 + F推+ F卸=84.2+82.

16、9+15+5.1187.2KN5.3压力中心的确定该工件形状、尺寸对称，因此该工件的压力中心在工件轮廓的几何中心0上，见图 5-2。Y厂7X，图5-25.4模具工作零件刃口尺寸的计算查参考文献表1-14取Zmax 0.07 mm Zmin查表1-16，得磨损系数x=0.5 o对零件中未注公差的尺寸，按IT14级可知：100 0-0.87 mm R1C0-o.36 mm ? 8Oo+°.74mm ? 1Oo+o.36mm 80± 0.37mm本零件形状较为复杂，且为薄件，为保证凸模、凹模之间的间隙值，必须采用凸尺寸及分类计算公式结果备注落料100 -0.87 mmdDd (D

17、max X )o0.220Dd 99.57。mm以落料凹模和 冲孔凸模的实 际尺寸，配作凸 凹模，保证双面 间隙Zmi n Zma)=0.050.07mm0RIO-o.36 mm0.090Dd 9.82o mm冲孔+0.74? 8Oo mmDp (D min X)p0Dp 80.37o.i9omm+0.36? 1Oo mm0Dp 1 0 1 8 0.090 mm中心距80 ± 0.37mmLd L/8Ld 800.09 mm5.5落料凹模结构设计t/R Cx.0,8# 0X2 A 1-丄 口（12 点# 0.02A0.02A亦口 CL8 周亦口 CL8 周4xML04xML0或0斗驻

18、耳0斗驻40606000阔阔<ioa200ioa200图5-35.6冲孔凸模结构设计017R0.500-8o IDL 0i4 0口夹0 lD,6ki 00,02 A图5-45.7卸料用橡胶块设计计算具体计算结果见表5-3。表5-3橡胶块计算表项目公式结果备注卸料板工作行程hIh | =h1 +t+ h23mmh1为凹凸模凹进卸 料板的高度1mmh2为凹凸模冲裁后进入凹模深度1mm橡胶工作行程H |Hi=hi+ h修5mmh修为凸凹模修模量2mm每个橡胶承受的载荷Fi-F卸F1.275KN选用4个圆筒形橡胶拟选橡胶查参考文献表 22.5-12和22.5-13初选 32X10.5X20 JB

19、/T 7650.9-1995聚胺脂弹性体橡胶预压缩量H预H预=10%H自由4mm一般取H预=(10%-15%) H自由校核橡胶自由咼度H自由0.5 H自由 /D=0.631.5合适D为橡胶外径32mm橡胶的安装咼度H安H安=H自由-H预16mm橡胶自由高度20mm第六章 模具零件选用、设计及计算6.1 模具整体结构设计6.1.1. 模具类型的选择 由冲压工艺性分析可知，采用复合冲压，所以模具类型为复合模。6.1.2. 定位方式的选择 该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销无测压装置。控制条料 的送进步距采用活动挡料销来定距。6.1.3. 卸料、出件方式的选择 倒装式复合模，采用弹性卸

20、料，刚性出件。6.1.4. 导向方式的选择 为方便安装调整，同时为送料的方便，故采用后侧导柱模架。6.2 工作零件的选用、设计及计算6.2.1. 落料凹模查参考文献表 1-19 得 k=0.18凹模的厚度： H=kb=0.18100=18m(取整 20mm凹模的壁厚： C=2H=2x20=40mm凹模宽度： B=b+2c=100+2 40=180mm凹模长度： L= b+2c=100+2 40=180mm查参考资料表 22.5-15 (JB/T 7643.1-1994 )选取标准件：凹模：长200mm宽200mm厚20mm材料Cr12凹模刃口形式选择阶梯形刃口凹模，凹模刃口厚度10mm对推件器

21、导向性好,适合于冲裁薄件的复合模。凹模固定螺钉：查参考文献表 22.6-1 选取固定螺钉 M10X95GB/T 70.1-2000。使用 4 个螺钉紧固。凹模定位销钉：查参考文献表 22.6-12选取销钉8X80 GB/T 119.1.使用2个 销钉定位。6.2.2. 冲孔凸模结合工件外形考虑加工，将凸模设计成带肩式圆凸模，与凸模固定板按 H7/m6 配合。其总长度： L=30+20=50mm式中：30mm为凸模固定板厚度，20mn为落料凹模厚度。凸模固定板定位销钉：查参考文献表 22.6-12选取销钉8X70 GB/T 119.1.使用 2 个销钉定位。6.2.3. 凸凹模结合工件外形考虑加

22、工，将凸凹模设计成带肩式，与凸凹模固定板按H7/m6配合。高度： L=2+16+13+30=61mm式中：2mm为模具闭合时凹凸模高出卸料版的高度，16mm为卸料版厚度，13为 橡胶压缩后的厚度， 30为凸凹模固定板厚度。凸凹模固定板定位销钉： 查参考文献表 22.6-12 选取销钉 8X70 GB/T119.1. 使用 2 个销钉定位。6.3 定位零件的设计6.3.1. 挡料销：在卸料版上安装挡料销，查参考文献表22.5-58得，采用A10挡料销。6.3.2. 导料销：使用两个导料销，查参考文献附表3-3得，采用B4x16，导料销露出卸料版 6mm6.4 出件装置的设计采用刚性出件，由推杆推

23、动顶板，顶板推动顶杆，顶杆推动推件块，将制件推出。641.推杆：根据各板高度，和模柄孔径查参考文献表 22.5-59取带肩推杆：A 12X110 JB/T 7650.1-2008 。6.4.2. 推件块：推件块的周界尺寸和零件的周界尺寸相同，凸缘厚度5mm考虑凹模厚度的因素，取总高度 15mm。6.4.3. 顶板：查参考文献表22.5-62，取D形顶板，D125 JB/T 7650.46.4.4. 顶杆： 根据上模座厚度、垫板厚度、凸模固定板厚度、推件块厚度计算选取标准顶杆，查参考文献表 22.5-61，选顶杆4x51.5 JB/T7650.36.5 板类零件的设计6.5.1. 卸料板： 查参

24、考文献表 20.1-33 ，选用卸料板轮廓 ,200 200 16mm卸料螺钉：模具采用橡胶弹性卸料橡胶由上可知橡胶孔直径10.5mm查标准取圆柱头卸料螺钉 M8X80 JB/T 7650.5-1994 卸料钉尾部有足够的形成空间， 卸料螺钉 拧紧后，应使卸料板超出凹凸模端面 1mm有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫 片来调节。使用 4个卸料螺钉。6.5.2. 凸模垫板： 查参考文献表 22.5-17 选取凸模垫板 200X200X1045 钢 JB/T 7643.36.5.3. 凸模固定板：查参考文献表22.5-16选取凸模垫板200X200X30-45钢 JB/T 7643.2凸模固定板

25、固定螺钉：查参考文献表 22.6-1选取固定螺钉M10X68 GB/T 70.1-2000 。使用 4个螺钉紧固。6.5 .4.凸凹模固定板：查参考文献表22.5-16选取凸模垫板200X200X30-45钢 JB/T 7643.2凸凹模固定板固定螺钉：查参考文献表22.6-1选取固定螺钉M10X68 GB/T70.1-2000 。使用 4个螺钉紧固。6.6 模架和模柄选用模架：250X200X220- 265 GB/T 2851.3-1990 上模座： 250X200X50 GB/T 2855.5-1990 下模座： 250X200X60 GB/T 2855.6-1990 导柱： 32X21

26、0 GB/T 2861.1-1990 导套： 32X115X48 GB/T 2861.6-1990 模柄： B 50 JB/T 7646.3-1994 该模具的闭和高度：H 闭=H+H+H+H4+H+H-H7=50+10+30+20+61+60-1=230mm式中： H1 为上模座厚度H 2为垫板厚度H3 为凸模固定板厚度H为凹模厚度H5 为凸凹模高度f为下模座厚度H 7为凸凹模进入凹模的深度 1mm。第七章模具装配图1、凹模6、卸料板7、凹模8、推件块9、凸模10、凸模11、顶杆12、上模座13、 凸模固定板销14、凸模固定版紧固螺钉15、模柄16、打料杆17、推板18、 模柄紧固螺钉19、

27、凹模紧固螺钉20、凹模定位销21、导套22、导柱23、凸模垫板 24 、凸模固定板 25 、卸料橡胶 26 、卸料螺钉 27 、导料销 28 、挡料销图 7-1第八章 冲压设备的选定根据总冲压力F总=187.2KN,模具闭合高度230mm冲床工作台面的尺寸，选用J23-35。其主要设计参数如下：公称压力； 350KN滑块行程： 80mm最大封闭高度： 280mm工作台尺寸（前后 左右）380mm 610mm模柄孔尺寸：50mm 70mm最大倾斜角度： 20o机床工作台孔尺寸（直径 前后 左右）：260 200 290因下模座外形尺寸（前后 左右）： 200 250小于机床工作台孔的尺寸故需加垫板：材料 45模架垫板尺寸350mmx300mmx20mnm第九章总结在大学的学习过程中，毕业设计是一个重要的环节。是我们步入社会参与实际工 作的一次很好的演示。此次的毕业设计师我们从大学毕业走向工作岗位的重要一步， 从最初的选题、开题到计算、绘图直到