毕业设计（论文）-40x40矩形圆孔垫片零件的复合模具设计

XX职业技术学院XXInstituteofTechnology毕业设计题目40x40矩形垫片零件的复合模具设计姓名学号学院年制专业班级2021年X月X日

XX职业技术学院毕业设计任务书2021—2021学年机械工程学院专业编号批准日期学生院长1.设计题目：40x40矩形垫片零件的复合模具设计2.原始资料：

毕业设计任务书指导教师评语签名：年月日教研室主任签名：

毕业设计任务完成清单说明书：1份共25页；图纸：共10张，其中装配图1张，零件图9张；电子文档：文件夹1个；文档2个；内容：毕业设计说明书全套CAD图纸

XX职业技术学院XXInstituteofTechnology毕业设计说明书论文题目40x40矩形垫片零件的复合模具设计学院机械工程学院专业机械设计与制造毕业生学号XXXXX及姓名XXXXXX指导教师姓名XXXXXX2021年X月摘要对于这次的毕业设计，我设计的是40×40矩形垫片零件的复合模具设计，本次设计运用的我所学习的冲压工艺与模具设计、机械制图、互换性、工程材料、机械设计等的专业知识，是对它们的一次复习和总结。经过查阅我们的教材和图书馆的资料书及网上搜索很用心的来完成这份设计。本次设计先对零件进行工艺分析及计算，确定压力计的型号，然后再将主要的部件表达出来，选择标准件并校核，然后再完成整个模具的整体设计及装配图。模具对于批量生产效率很高，人工需求很低，而且平安系数高，降低平安隐患对一个企业来说是非常重要的，而且模具根据设计经验和加工技术的提高，可以加工出更精密的产品，而且能很好的实现产品的互换性。本次设计还要考虑它的工作环境和加工需求以及存放和运输是否方便，以及后续维修等方面的问题本次设计采用倒装复合模，计算并设计模具的主要零件，凸模的结构及尺寸确实定，凹模尺寸，凸凹模的外形尺寸及内型孔大小，垫板，模柄等。关键字：冲压模，凸凹模，复合模，凸模，互换性目

录TOC\o"1-3"\h\u12997摘要 729206第1章工艺分析 97302 917017

101421

1028540

1025176 1022842 108682 1111461 1122173第2章压力机的选取 1120039 1119048 129372 12614 1323363第3章压力中心的选取和排样设计 135038 135213 1431662 145132 14176第4章冲裁间隙及刃口尺寸计算 1530586 15815 1623873 1612069 1721021第5章凸凹模的设计 1713435 1711266 1810300 183855 1831815 1829431 1910634 1929912 2018698 2024724 2031303 2030248 20106955.5推件块、垫板、卸料板设计 2021147 208379 2024949 2120262第6章标准件的选择 218930 213059 2113286 228906 22126306.3绘制40x40零件复合模具装配图 221464总结与展望 224976参考文献 2426847致谢 25工艺分析材料：20材料厚度：1mm

材料

图1-1该冲裁件的材料是20钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。

零件结构

该零件结构简单，在对称中心线上有一个直径为20mm的圆孔。孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为10mm≥2t，孔在中心。由此可以看出该零件具有良好的冲压性能。

尺寸精度

零件上所有未标公差的尺寸，属于自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。

零件外形尺寸：长度：40-0.62/0mm；宽度：40-0.62/0mm；

零件内形尺寸：

∅mm

；

结论：适合冲裁

40X40矩形垫片需要冲孔和落料两个根本工序，以下三个方案：方案一：采用冲孔落料，级进冲压，采用级进模来完成40×40矩形垫片的加工任务。方案二：采用先落料，然后再采用另一套冲孔模具来完成加工，采用单工序模具完成40×40矩形垫片加工任务。方案三：采用落料冲孔同时进行的复合模加工40×40的矩形垫片。方案一：虽然级进模加工效率也很高，但是级进模具外形较大，制造麻烦且本钱高，而且级进模不适合加工这种结构简单且尺寸小的零件。方案二：虽然这种模具比拟简单且易加工，但是要用两个模具加工，加大了本钱而且效率很低，也不适合加工40X40矩形垫片。方案三：复合模适合加工此零件，复合加工要求的同时，效率高，本钱也不是太高。最终选择方案三，采用冲孔落料复合模具加工40X40矩形垫片。第2章压力机的选取复合模有顺装复合模和倒装复合模两种，但考虑到成型后拿料问题，最终确定使用倒装复合模具。冲裁力：式中：—系数，=1.3；L—冲裁周边长度〔mm〕；t—冲裁件的厚度〔mm〕；τ—材料的抗剪强度〔MPa〕×1××350=101.37(KN)卸料力：式中：K——冲裁力，N；=×=5.07〔KN〕顶件力：·式中：—冲裁力，N；—·×=6.08〔KN〕总压力：＋＋=112.52〔KN〕160，查资料可知选取：开式双柱可倾式压力机型号：JH23-16公称压力：160KN滑块行程：50mm最大闭合高度：220mm闭合高度调节量：45mm工作台尺寸：300mm×450mm模柄孔尺寸：φ40mm×60mm垫板厚度：80mm第3章压力中心的选取和排样设计压力中心是指冲裁力合力的作用点，対称几何图形的压力中心就是几何中心。如右图，压力中心在几何中心O点。排样设计分为：有废料排样、少废料排样、无废料排样本零件采用有废料排样，由于t=1mm，查表2.5.2的搭边a=1.5,条料宽度方向零件轮廓最大尺寸为D=40mm查表2.5.3得条料下料剪切公差为：B=材料的利用率直接影响产品的本钱，而在冲压零件的本钱中，材料费用占到约60%以上，所以设计生产必须考虑到。利用率:==71.9%式中：η—材料利用率S—工件的实际面积—所用材料面积，包括工件面积及废料面积第4章冲裁间隙及刃口尺寸计算冲裁间隙对冲裁件断面有极其重要的影响而且还影响着模具的寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。查表2.2.3得，，冲孔局部按冲孔凸模为基准计算，冲孔凹模按间隙值配制；落料局部以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙配制，即以落料凹模、冲孔凸模为基准，凸、凹按间隙配制。由于零件为注公差尺寸，按IT14级取值，料厚1mm，故x均取0.5。Φ20由冲孔获得，40×40由落料获得，查表2.2.3知，间隙值mm，mm4.2.1冲孔〔Φ〕；凸模下偏差：凹模上偏差：×〕==〔20.26+0.1〕式中：——冲孔凸模根本尺寸，mm；——冲孔凹模根本尺寸，mm；△——制件公差，mm；——冲孔件空的最小极限尺寸，mm；——冲孔凹模上偏差，mm；——冲孔凸模下偏差，mm；X——.1；4.2.2落料〔40〕=〔-〕；=〔-〕凸模下偏差：凹模上偏差：×0.62〕=〔39.69-0.1〕式中：——落料件的最大极限尺寸，mm；——落料凸模根本尺寸，mm；——落料凹模根本尺寸，mm；——凹模上偏差，mm；——凸模下偏差，mm；△——制件公差，mm；X——.1；第5章凸凹模的设计由于考虑到凸模用于冲孔，条料较薄，孔径适中，应选择整体台阶式凸模最适宜。毛坯材料为20钢，由于考虑到凸模的精度和使用寿命，凸模材料选择Cr12MoV满足需要。由于复合模具使用弹压卸料，故模具长度为：——凸模固定板厚度，16mm；——卸料板厚度，10mm；t——板料厚度，1mm；mm——附加长度，包括凸模的修磨量、凸模进入凹模的深度及凸模固定板与卸料板间的平安距离。〔1〕凸模承载能力校核凸模最小断面承受的压应力，必须小于凸模材料强度允许的压力，即：——凸模最小断面的压应力，MPa；——凸模纵向总压力，N；——凸模最小截面积，；——凸模材料的许用压应力，MPa；故满足要求。凸模失稳弯曲极限长度该凸模长度一般，毛坯料较薄，材料抗剪强度不大，故凸模强度满足需求。为了凹模制造方便，刃口强度高，且刃磨后工作局部尺寸不变，冲裁公差要求较小，选用直筒式刃口凹模。凹模外形选用矩形，外形尺寸应保证有足够的强度、刚度和修模量；凹模厚度：H=Kb凹模壁厚：C=b——冲裁件的最大外形尺寸，40mm；K——故：H=14mmC=30mm根据冷冲模国家标准手册中选取:H=15mmC=30mm凹模一般采用螺钉和销钉固定，凹模洞孔轴线应与凹模顶面保持垂直，上、下平面应保持平行。型孔的外表有外表粗糙度要求，Ra=。凹模材料选择与凸模一样，但热处理后的硬度应略高于凸模。由于零件结构的要求，凸凹模不需要考虑最小壁厚；由于凸凹模易磨损等的影响，应选择嵌入式固定方式。材料选用和凸模相同，热处理去应力，硬度略高于凸模。凸模固定板厚一般为凹模的60%-80%，平面尺寸根据零件尺寸确定，材料选用45钢，热处理45—50HRC。凸凹模固定板厚度选用凹模的60%-80%，材料选用45钢，热处理45—50HRC。5.5推件块、垫板、卸料板设计通过压力机的模梁作用在一些传力元件上，使推件力把料推出凹模，材料选用45钢。垫板的作用是防止凸模传递的压力使模座产生局部压陷，故可用凸模传递的单位面积压力校核。故；所以垫板采用45钢，热处理45—50HRC，厚度取3—10mm。凸模垫板尺寸：mm凸凹模固定板：mm由于采用弹性卸料装置，卸料板采用固定式；装在凹模上，与凹模距离不变。第6章标准件的选择根据工件及其加工要求选用后侧导柱模架，前面和左右不受限制，送料和操作方便。〔滑动式〕查询资料选择标准模架:GB/T2851.3-90H*B*H=100*100*170上模座：GB/T2855.5-90100*100*30下模座：GB/T2855.6-90100*100*40导套：GB/T2861.1-9022*130导柱：GB/T2861.6-9022*70*28模架材料选择HT200满足要求。。采用旋入式模柄；查资料可知选用JB/T76