角垫片复合冲压模设计论文说明

1、.本科论文（设计）角垫复合冲压模具设计摘要本文的设计是角垫片复合冲压模具的设计。根据零件的尺寸、材料、量产等要求，仔细分析零件的可制造性，确定正确的落料工艺方案，然后通过工艺。设计计算 进行布局设计和材料利用分析，计算冲压力和压力中心，完成冲压设备的初步选型，设计计算成型零件，然后设计模具结构和主要零件，然后绘制好零件图和装配图，然后完成压力机安装尺寸的校核。在结构设计工作中，本文主要设计冲头、凹模、凹凸模、固定板、卸料板、模具、送带定位方式、推料装置等。它是标准件，所以没有在-这里的深度设计；设计终于完成了。关键词：复合冲压；角垫片；凹模；冲床;凹凸模；摘 要本论文设计复合冲压模具角垫片。由

2、于零件尺寸、材料、批量生产要求，首先需要分析零件的可制造性，冲裁过程首先需要确定零件的可制造性，然后通过工艺流程布局设计和材料利用的设计计算分析。计算冲击力和压力中心计算。早期完成冲压设备的选择。设计计算成型零件。然后进行模具结构和主要零件的设计。绘制细节图纸和装配图，并检查压力机的安装尺寸。其中结构设计工作，本文主要针对冲头、凹模、凹凸模、固定板、卸料、模具、送料和定位方式，顶出装置等进行了设计。部分零件选用标准件，没有进一步设计。最终设计。关键词：复合冲压；垫片角度；模具；冲头；凹凸模；目录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc24185 第 1 章 引言1 HYPE

3、RLINK l _Toc12014 1.1 概述 1 HYPERLINK l _Toc29571 1.2 冲压模具的分类及介绍1 HYPERLINK l _Toc11477 1.3 冲压模具特点1 HYPERLINK l _Toc12512 1.4 冲压加工在制造业中的地位1 HYPERLINK l _Toc11477 1.5 冲压技术发展趋势2 HYPERLINK l _Toc11477 1.6 本文内容介绍2 HYPERLINK l _Toc1322 第二章 工件工艺分析3 HYPERLINK l _Toc21945 2.1冲压工件的工艺分析3 HYPERLINK l _Toc28598

4、2.2 确定工艺计划 3 HYPERLINK l _Toc22829 第 3 章 过程计算5 HYPERLINK l _Toc3183 3.1 版图设计及材料利用率分析计算 5 HYPERLINK l _Toc24477 3.1.1 布局设计 5 HYPERLINK l _Toc21097 3.1.2 材料利用率分析 5 HYPERLINK l _Toc19702 3.2 冲裁力的计算 6 HYPERLINK l _Toc22350 3.2.1 冲力计算 6 HYPERLINK l _Toc8396 3.2.2 冲裁力的计算 6 HYPERLINK l _Toc27632 3.2.3 卸料力计

5、算 7 HYPERLINK l _Toc23928 3.3 计算压力中心 7 HYPERLINK l _Toc8132 3.4 冲压设备的初步选择 8 HYPERLINK l _Toc3062 第 4 章 计算成型零件尺寸9 HYPERLINK l _Toc452 4.1 空白区分析 9 HYPERLINK l _Toc17173 4.2 冲裁模尺寸 9 的计算 HYPERLINK l _Toc17173 4.3冲模尺寸10的计算 HYPERLINK l _Toc3192 第五章 模具结构及主要零件设计1 1 HYPERLINK l _Toc24120 5.1 冲头结构设计及脱料板和固定板的选

6、择 1 1 HYPERLINK l _Toc266 5.2 冲裁模结构设计 1 1. HYPERLINK l _Toc23629 5.3 冲模和落料冲头的结构设计 1 2 HYPERLINK l _Toc266 5.4 模架的选择 1 3 HYPERLINK l _Toc266 5.5 送料定位方式的选择 1 4 HYPERLINK l _Toc266 5.6 推杆装置的选择 1 4 HYPERLINK l _Toc266 5.7 绘制零件图和装配图 1 4 HYPERLINK l _Toc24477 5.7.1冲裁模零件图 图1 4 HYPERLINK l _Toc24477 5.7.2冲裁

7、冲头零件图 图1 5 HYPERLINK l _Toc24477 5.7.3装配图绘制1 6 HYPERLINK l _Toc24477 5.7.4拉伸冲头冲头1 7 HYPERLINK l _Toc3192 第 6 章 检查压力机的安装尺寸1 9 HYPERLINK l _Toc3192 第七章 总结与展望2 0 HYPERLINK l _Toc266 8.1 结论 2 0 HYPERLINK l _Toc266 8.2 展望 2 0 HYPERLINK l _Toc25627 参考文献2 1 HYPERLINK l _Toc25627 至2 2.第一章 简介1.1 概述当今社会，冲压技术广

8、泛应用于现实生活和实际工业生产中，涉及的领域包括电子、电器、机械、航空、车辆、仪器仪表和日用品等。零冲压工艺规范是模具设计的重要依据，良好的模具结构设计是工艺实现的可靠保证。冲压加工属于塑料加工领域。冲压加工的原材料主要是带材和金属薄板，而冲压加工的对象是三维薄壁件和平板。冲压工艺以模具为工具，通过压力机提供动力，使钣金本身塑性成型或分离。由于冲压过程基本上是在室温下进行的，所以也称为冷冲压1 。1.2 冲压模具的分类及介绍冲压加工可分为落料、折弯、翻边、拉深、扩口、局部成形等基本工序。形状复杂的冲压件加工需要通过多个单道工序或组合工序顺序加工来完成1 .冲压工艺研究是如何根据零件的形状特征、

9、材料性能、成形规律和技术要求，制定科学、经济的工艺方案。冲压模具是进行冲压加工的工具。按工序组合可分为级进模、单工序模和复合模。考虑到用途和要求的差异，可分为普通型、简易型、高效型、长寿命型和高精度型冲床。冲压模具的设计和结构方案的选择，必须综合考虑冲压件的生产条件、技术要求、经济成本和生产批次。1.3 冲压模具的特点冲压件的尺寸精度、形状和表面质量取决于模具，不受冲压工人技术水平的影响，因此可以保证生产中冲压件的加工质量。冲压还可以通过塑性变形生产形状复杂的零件，这是其他工艺难以实现的。在总则冲压设备中，冲压生产效率高，大大降低了生产成本。在大批量生产中使用冲压加工钣金件是最经济的工艺。以消

10、隐为例。一般冲裁模具寿命可达数百万次，硬质合金冲裁模具寿命可达数百万次。数千万到数亿次。此外，冲压生产的材料浪费率很低，一般情况下其材料利用率可达70%以上。1.4 冲压工艺在制造业中的地位由于冲压具有生产率高、成本低等诸多优点，不仅可以加工形状复杂的工件，而且质量也比较稳定，在很多行业都有广泛的应用。在世界各种钢材品种中，用于冲压加工的带材和板材占到了67%之多。在模具行业的总产值中，冲压模具占到一半之多3 。在航空航天薄壳零件中，冲压件占70%以上2 。因此，目前，在轻工、机械、电子、国防等工业部门的产品零件中，其成型方式已转向优先采用塑料加工工艺，使零件质量高、耗低、成本低。成本，在激烈

11、的市场竞争中占有一席之地。显着优势2 。1.5 冲压技术发展趋势（1）冲压生产和模具制造向专业化生产方向发展。(2) 钣金成型设备向自动化、机械化、精密化、柔性化方向发展1 。(3) CAD/CAE/CAM的应用技术日趋成熟，代表了模具设计与制造的发展方向2 。(4)重点发展模具表面强化、超硬处理等多种技术，提高模具的使用寿命。1.6 本文内容介绍本论文的设计分为六章。第一章是导论，是对冲压的了解和对冲压模具的分析；第二章为工件的工艺分析，对工件进行准确的工艺分析和工艺方案的确定；第三章是工件分析。本章为工艺计算，包括版面设计及其材料利用分析计算，以及冲裁力的计算、压力中心的计算和冲压设备的选

12、择；第四章是各工件尺寸的计算。如落料模尺寸计算、冲模尺寸计算等；第五章准确设计模具的主要零件及其结构，绘制零件图和装配图；第六章检查压力机的安装尺寸，确保所有尺寸符合安装要求；第七章为总结与展望。第二章 工件工艺分析2.1 冲压工件工艺分析图 2.1 角垫片图 2.1 角垫片是要生产的工件。工件材质为Q235钢，厚度设置为2（mm），尺寸精度为IT9级，用于大批量生产。根据工件的形状、尺寸、厚度和材料，在冲压工艺设计过程中，分析以下几点：1、孔径是否过小为宜，过小会导致冲压强度不足。2、工件有两个工序要完成。是两站完成还是一站完成，哪种方式更能保证满足加工要求，应仔细核对；3、对于这种工件的大

13、批量生产，要注意模具材料和结构的选择。4、模具的落料模具形状复杂，应注意其制造工艺和精度。对于冲孔14（mm），查阅文件冲压工艺与模具设计（表2-17），可冲的最小孔径d=1.5t，所以14（mm）孔满足工艺要求；分析 零件尺寸符合要求。所以适合打孔。2.2 确定工艺计划根据工件的工艺分析，有两种基本工艺：落料和冲孔。依次组合可以得到以下三种方案：（1）采用单工序模具生产（先冲裁，后冲孔）；（2）级进模生产（冲孔-落料和连续冲孔）；（3）复合模生产（冲孔-落料复合冲压）；考虑到工件的生产批量大，工件本身尺寸小，方案（1）的生产效率低，操作安全系数低，不适用；方案（2）虽然容易实现自动化生产，但

14、价格与工位成正比，需要为其设计配套模具，工艺较复杂，成本较高，不适合这种下料方案；方案（3）中，可以在同一个工位同时完成两个联序，既满足生产要求，又易于操作。所以这个计划是最好的。根据复合模工作部件安装位置的不同，可分为前装式复合模和倒装式复合模两种：正装式复合模冲头和冲模在上冲模、落料模和冲头在下模上；冲头和凹模安装在下模上，落料模和冲头冲头安装在上模上8 。 （这里选择的复合模具是作为倒装芯片复合模具生产的）第 3 章 过程计算3.1 版图设计及材料利用率分析计算3.1.1版图设计在带材或片材上排列落料零件的方法称为套料。布局的功能很多。合理的布局可以减少材料的浪费。它是计算材料配额和材料

15、切割的依据。布局为模具结构设计提供了重要的参考。由于工件形状复杂，加工难度大，为了加工出最好的产品，这里采用单排布局方案，如图3.1布局图所示：图 3.1 布局图查阅文献冲压工艺与模具设计（表2-12），可知搭接尺寸a的值为a=3（mm）， a1 =2（mm）。下料垂直于进给方向的尺寸D=216.37（mm）可从图1-1中的角垫片计算又因为a=3（mm），根据带材宽度B的计算公式：B=216.37+2*3=222.37(mm)可用步距H=76.36(mm)这样一来，排版就只有一个工位，将冲孔和落料这两个工序结合起来，进行冲孔和落料。3.1.2材料利用率计算与分析从文献冲压模具技术手册中可以得知

16、材料利用率的计算公式：=nA/bh100% 2式中：n整板冲压的零件数；A零件的实际面积，A=12916(mm)；b带材宽度（mm）；h进给步距（mm）；求得：12916/(222.7376.36)100%76.07%3.2 冲力计算在冲裁过程中，冲头所施加的压力称为冲裁力；模具的设计和压力机的选择都是以冲裁力为基础的。其计算公式为：F=lt b 3式中：F冲裁力（N）；l落料工件的周长（mm）；t落料工件材料的厚度（mm）； b 冲压工件材料的抗拉强度（MPa）3.2.1冲力计算由公式： F = lt b根据工件材料类型选择： b材料的抗拉强度，460（MPa）；和：l=214=87.92(

17、mm)；t=2(mm)；所以我们有：F冲头=87.922460=80.89(KN)。3.2.2冲裁力的计算由公式：F下降= lt b其中t=2(mm)； b =460 (MPa)；和：l=401.41+242+291+2133=588.4(mm)；所以我们有：F下降= 588.4 2 460 = 541.33 (KN)3.2.3卸荷力的计算由公式：F卸载=KP式中，F卸荷-卸荷力（KN）；K卸荷力系数，可查阅文件冲压工人实用操作手册（表2-26）：K取0.05；P冲裁力（KN）；必须：F卸载=0.05(541.33+80.89)=31.46(KN)。总冲力计算：F总= F rush + F d

18、rop + F unload + F push = 80.89 + 541.33 + 31.46 + 27.07 = 680.75 (KN)3.3 计算压力中心(Y)（X）图 3.2 压力中心分析图因为工件是轴对称零件，其重心在对称中心线上，所以计算压力居中时仅考虑图 3.2 所示的 Y 方向的值。根据：X C =l y /l；另外，l y =l 1 y 1 +l 2 y 2 +l 3 y 3 +l 4 y 4=13347.02+42108.89+14.14123.74+14101.12=17024.48;l=l 1 +l 2 +l 3 +l 4 =133+42+14.14+14= 233.0

19、8;所以 Xc=17024.48/233.0873.04（毫米）。3.4 冲压设备的初步选择压力机的主要技术参数是在模具设计中选择冲压设备和确定模具结构的重要依据。（1）公称压力：指滑块与下死点之间的一定角度（称为公压力角，即20 -30 角），即滑块所能承受的最大工作压力。(2)滑块行程：指滑块从上止点到下止点的行程距离。滑块的行程应保证毛坯能顺利放入模具和取出。(3)闭合高度：指滑块在下死点从其底面到垫板下表面的高度。(4)工作台尺寸：工作台的宽度和面长不应小于模具下模座的尺寸，而应大于它。大模下模座最大尺寸的60(mm)100(mm)。(5)漏孔尺寸：当废料通过工作台漏孔落下，或模具底部

20、安装顶出装置时，漏孔尺寸必须大于外形尺寸顶出装置或下落部分。(6)电机功率：必须保证压力机的电机功率大于冲压所需的功率。结合以上冲压力计算给出的数值，查阅文献冲压工艺与模具设计（表1-4），一次压力机的型号规格为J23-100。具有操作方便简单、成本低、工作台三边开放等优点。压力机和模具设计的相关参数有：公称压力：1000（KN）；最大关闭高度：400(mm)；滑块行程：140（mm）；工作台尺寸：900mm600(mm)；闭合高度调节：110（mm）；模柄孔尺寸：60mm75(mm)；工作台厚度：50（mm）。第 4 章 计算成型零件的尺寸4.1 落料间隙分析落料间隙是指冲头的相应尺寸与落料

21、模的模边之差。落料间隙是落料工艺的重要参数，对落料零件的断面质量、尺寸精度、模具寿命、落料力等有很大影响。在冲压实际生产中，间隙值的确定需要根据零件的具体要求，综合考虑以上因素，选择合理的间隙。根据材料厚度2（mm），从文件冲压模具技术手册（表3-6）中得出：间隙值Z max = 0.40（mm），Z min = 0.28（mm）。4.2 模边尺寸的计算模具边缘尺寸的计算方法有两种：凸模与凹模独立加工时的尺寸计算，凸模与凹模相互配合时的尺寸计算；这里是凸模和凹模独立加工时的计算方法 尺寸计算。因为这种方法适用于圆形或简单形状的落料零件，而且这种方法生产的模具和冲头时间短，便于批量制造和互换性。

22、根据文件模具设计与模具CAD基础（表4-2和表4-3）和文件冲压工人实用操作手册（表1-20）；冲裁凸凹模尺寸参数可计算（x），标准公差值（）根据冲裁凸凹模基本数据尺寸计算：考虑到工件的制造精度比模具的制造精度低34个等级，将模具的制造精度设为IT6级，有下表4.1冲裁模尺寸计算值：表 4.1 下料尺寸的计算工件价值冲头尺寸模具尺寸检查： 凸+ 凹Z max -Z min = 0.40-0.28 =0.12(mm)从检查表可以得出结论，凸、凹模具的尺寸偏差满足要求的限制，因此选择的-凸和-凹是可用的。4.3 冲模尺寸的计算经查：凸+凹Z max -Z min = 0.40-0.28 =0.12

23、mm由此可以得出结论，所选择的凹和凸满足要求。的制造公差可以参考文件冲压工人实用操作手册（表1-20），求得凸=0.011mm，凹=0.011mm，所以：=从文献3的表2-13可以得到两个孔的中心距公差：中心距L=140.10.06L凹=(140.1+0.50.06)0.06/8=140.040.0075(mm)工件尺寸如图4.2所示：图 4.2 工件尺寸第五章模具结构及主要零件设计模具零件按功能可分为工艺零件和结构零件；工艺部件包括工作部件（冲模；凹模；凸凹模）、定位部件（量规销；导销；凸凹模固定板；倒料板、导料销；侧压板）、出料和出料受压件（侧刀、侧边块；承料板；卸料板；顶出器；压料板），

24、结构件包括支撑和固定件（上模座、下模座；模柄；公母模固定板；垫板；）、导向件（导向板、导向柱、导向套、导向筒）、紧固件等零件（螺钉；销钉；其他零件）。5.1冲头结构设计及脱料板、固定板的选择由于冲压件的尺寸和形状不同，其装配工艺和加工条件也不同，所以在实际生产中使用的冲压结构种类也很多。按结构分为直通式、整体式、护套式、插入式和阶梯式等；根据刃口形状有斜边和斜边；按截面形状分为非圆形和圆形等。直通冲头采用成型铣削或成型磨削、线切割等方式加工，截面形状复杂的冲头广泛用于这种结构。因此，这里的冲床结构为直通式，其结构及冲床零件图如图所示。单边间隙为 0.4 (mm)。冲头长度的计算公式为：L=h

25、1 +h 2 +h 3 +h在哪里：L冲头长度值（mm）；h 1 固定板的厚度，0.7H凹=28（mm）；h 2脱料板厚度为18mm；h 3 导板厚度或材料厚度（mm）；h附加长度，通常取1520（mm），这里取20（mm）；计算：L=2818220=68(mm)。5.2 落料模结构设计虽然工件的形状比较复杂，但为了设计方便，模具采用整体模具，具体结构见模具零件图。 22) 可以看出落料模壁厚C的取值为45(mm)58(mm)，其中C=45(mm)；长宽的分界值为LB=315250mm。根据文献2 冲压模具技术手册中模具的经验公式，可得：凹的最小厚度= 37.23mm落料模厚度为40mm；5.

26、3 冲模和落料冲头的结构设计冲模与落料凸模组成凸凹模，具体结构见零件图。图 4.1 冲模和凹模图 4.2 落料模5.4 模架的选择模座由下模座和上模座组成。模座是安装模具各部分的基体，承受和传递大部分冲裁力，因此必须有足够的刚度、强度和足够大的外形尺寸。上下模座通过导柱和导套连接形成模座。常用的标准模板有中导柱模板、斜导柱模板、后侧导柱模板和四导柱模板。后侧导柱模组的特点是导向装置在后侧，便于水平或垂直进给。由前模尺寸确定的边界尺寸LB=315250mm可参照文件中国模具设计规范（表22.3-46）选择滑动导轨后导柱模架400mm355mm195mm-240mm/GB/7181.1-1995。

27、导套：32H5100mm38mm；材质为20钢。导柱：32h5190mm；材质为20钢。下模座：315mm250mm50mm；材质为HT200。上模座：315mm250mm40mm；材质为HT200。5.5 送带定位方式的选择选择挡料销作为定位装置，可以保证带材进料的步距，挡料销作为活动挡料装置；选择导料销作为图 2-2 X 方向的定位，可以保证带材直线进给。5.6 推料装置的选择推杆装置的选用应为带弹性元件和推杆的装置，安全系数高，受力均匀，如装配图所示。5.7 绘制零件图和装配图5.7.1绘制落料模零件图图 5.1图 5.1 冲裁模零件5.7.2绘制落料冲头零件图图 5.2图 5.2 凸模

28、零件5.7.3装配图的绘制如下图5.3所示图 5.3 装配图5.7.4画冲冲如下图5.4所示图 5.4 冲孔第 6 章 检查压力机安装尺寸由上可知，选用的模座外形尺寸为400355（mm），合模高度为195-240（mm），因为选用的压台尺寸为900mm600mm , 最大闭合高度为 400 mm。闭合高度调整量为110（mm），背板厚度可从文件冲压模具技术手册（表2-5）中得到100（mm），校核计算也满足： H min +10=H Mold =H max -5，符合安装要求，所选模具手柄孔尺寸与该副模具相符。第七章结论与展望7.1 结论通过本课件的设计，综合运用冲压技术的理论知识，掌握了分析和解决一般冲压过程中遇到的实际问题的能力。通过这个设计，我也对冲压工艺有了进一步的了解。根据冲压时的温度可分为冷冲压和热冲压两种方法，而这两种方法的选择取决于工件材料的强度。厚度、塑性、变形程度、设备能力等因素还应考虑材料的原始热处理状态和最终使用条件