冷冲压垫片复合膜精品.docx
《冷冲压垫片复合膜精品.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《冷冲压垫片复合膜精品.docx（43页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
冷冲压垫片复合膜精品
杭州职业技术学院
毕业设计（论文）
（2013届）
题目:
垫片落料冲孔复合模
系（院）别：
友嘉机电学院
专业：
模具设计与制造
班级：
模具1013班
姓名：
高坚权
指导教师：
余永平
2013年05月25日
杭州职业技术学院
友嘉机电系
2013届毕业生毕业设计
任
务
书
二零一三年五月
设计题目：
垫片落料冲孔复合模
专业班级
模具1013
学生姓名
高坚权
题目
冷冲压产品工艺制定及模具设计
选题依据：
从生产实际中收集来的课题（见附件）中，学生自选一个课题.教研室审核同意。
要求（技术要求详见附件）：
⒈熟悉资料、文献的检索、查阅方法；
⒉绘制冲压制件图，确定技术要求；
⒊编制该工件生产的工艺规程，在多种方案比较的基础上，确定一种可行方案；同时编制典型模具零件加工工艺规程。
⒋按既定工艺方案完成冲模或锻模装配图；完成零件图若干；
⒌完成设计说明书（60~70页左右）。
。
任务书发给日期：
2013年02月28日
毕业设计（论文）工作时间
2013年02月28日至2013年06月08日
指导教师（签名）：
余永平
教研室主任意见（签名）：
系部主任意见（签名）：
摘要
当今社会的进步和发展，使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求，然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来。
因此，模具的发展与人们的生活关系越来越紧密。
我们利用模具加工各种的工件，以便来满足人们的需要，模具的发展给我们带来了新的生活，新的时代。
因此这次我们的毕业设计要求设计一副模具以便检验自己所学模具有关方面的知识是否牢固。
由于产品的材料和工艺特性不同，生产用的设备也各异，模具种类繁多，但用的最为广泛的大约有以下几种：
冷冲压模、塑料成型模、锻造模、精密铸造模、粉末冶金模、橡胶成型模、玻璃成型模等。
其中以冷冲压模、塑料模的技术要求和复杂程度较高。
随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快的变化特点，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。
为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD）、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术转变。
在本次毕业设计中利用计算机辅助设计（CAD）绘制模具主要工作零件图和模具的总装配图，运用了数控切削加工、数控线切割电加工等先进加工技术。
是一次对所学知识的全面总结和运用，是巩固和加深各种理论知识灵活运用的实践过程。
在这次设计中根据所给题目的要求，首先对冲压件进行了分析，分析该零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可满足零件精度的要求，再从零件的形状、尺寸标注及生产批量等情况看，选择加工方案。
根据对零件的综合分析，在这次设计中我设计的模具是倒装落料冲孔复合模，主要介绍的是冲裁工艺、冲裁模的结构与设计、冲裁模落料冲孔的工作原理等。
希望能够灵活运用所学的专业知识和技能，圆满完成此次的毕业设计。
目录
一、零件的工艺性分析……………………………………………
（1）
1.1材料……………………………………………………….
（1）
1.2精度,结构与尺寸……………………………………….
（2）
二、工艺方案的分析与确定………………………………………
（2）
2.1冲压工艺方案的确定……………………………………（3）
三、确定模具总体结构方案………………………………………（4）
3.1模具类型…………………………………………………（4）
3.2操作与定位方式…………………………………………（5）
3.3卸料与出件方式…………………………………………（5）
3.4模架类型…………………………………………………（5）
四、主要工艺参数计算…………………………………………（5）
4.1尺寸换算………………………………………………（6）
4.2确定修边余量△h………………………………………（7）
4.3毛坯排样设计与计算…………………………………（8）
4.4计算各工序压力、压力中心，初选压力机…………（10）
五、模具零件主要工作部分尺寸计算…………………………（11）
5.1计算冲孔凸、凹模刃口尺寸…………………………（12）
5.2计算落料凸、凹模刃口尺寸…………………………（13）
六、其他零件的选择……………………………………………（15）
6.1定位销的选择…………………………………………（15）
6.2导向零件的选择………………………………………（16）
6.3推杆的选择……………………………………………（17）
6.4卸料、压边弹性元件的确定…………………………（18）
6.5紧固件的选择…………………………………………（19）
七、模具结构设计……………………………………………（20）
7.1凹模外形结构、尺寸确定……………………………（20）
7.2凸模外形结构、尺寸确定……………………………（21）
7.3凸凹模的结构尺寸……………………………………（22）
7.4选择模架，模柄及确定其他零件……………………（24）
八、冲压设备选择验算………………………………………（25）
8.1压机的选择……………………………………………（26）
8.2模具闭合高度校核……………………………………（27）
8.3模具总装图……………………………………………（28）
九、模具装配调试工艺…………………………………………（28）
9.1模具安装………………………………………………（28）
9.2该模具安装注意事项…………………………………（29）
9.3试模检测………………………………………………（29）
十、模具制件加工工序卡片……………………………………（30）
十一模具主要零件加工工序卡片………………………………（31）
11.1凹模加工工艺编制……………………………………（31）
11.2冲孔凸模加工艺编制…………………………………（32）
11.3卸料板加工工艺编制…………………………………（33）
十二、参考文献……………………………………………………（34）
十三、设计小节……………………………………………………（35）
毕业设计指导教师评语……………………………（38）
十四、毕业设计评阅教师评语……………………………………（39）
十五、毕业设计答辩记录…………………………………………（40）
十六、毕业设计答辩成绩单………………………………………（41）
前言
在现在工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造，锻造，冲压，塑料，粉末冶金，陶瓷制品等生活生产行业中得到广泛应用。
由于采用模具能提高生产效率、节约材料、降低成本，并且可以保证一定的加工质量要求，所以，汽车，飞机、拖拉机电器、仪表、玩具和日常用品等产品的零部件很多都采用模具加工。
随着工业科学技术的，工业产品的品种和数量不断增加，产品的改性换代加快，对产品质量、外观不断提出新的要求，对模具质量的要求也越来越高。
，如果模具设计及制造水平落后，产品质量低劣，制造周期长，必将影响产品的更新换代，使产品失去竞争能力，阻碍生产和经济的发展。
因此，模具设计及制造技术在国民经济中的地位是显而易见的。
冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力使其产生分离或塑性变形，从而获得所需的零件的一种压力加工方法。
冷冲压在工业生产中应用十分广泛，其加工效率高，且操作方便，易于实现自动化；冲压时模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，一般不破坏冲压件的表面质量，而且寿命比较长，所以冲压件质量稳定，互换性好具有“一模一样”的特征；可以加工出尺寸范围比较大、形状复杂的零件，如小到钟表的秒针，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料冷变形硬化效应，冲压件强度和刚度均较高；冲压没有切屑废料的生成，材料的消耗小，且不需要其他的热设备，也是一种省料的加工方法；冲压件陈本较低；但是冲压一般使用的模具具有专用型，有时一个复杂的零件需要数套模具才能加工成型，且模具精度较高，技术要求高，是技术密集型产业，所以只有在冲压件生产批量较大杜锋情况下才能充分的体现从而获得较好的经济效益。
课题：
垫片落料冲孔复合模
零件简图：
如图所示
工件名称：
垫片
挡片生产批量：
大批量
材料：
45号钢
厚度：
2
1冲裁工艺设计
1.1冲裁件的工艺性分析
冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。
冲裁件的工艺性是否合理，对冲裁件的质量、模具寿命和生产率有很大影响，在一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。
良好的冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。
1.1.1材料
垫片零件如上图所示：
生产批量为大批量，材料为45号钢，材料厚度为2mm。
45号钢具有较高的强度和较好的冲压加工性能。
从材料上来讲，此零件适合冲裁。
1.1.2结构与尺寸，精度
垫片零件的结构简单而且对称，无精度要求，未标注精度的按IT14级处理。
综上所述：
此零件适合冲裁。
2、工艺方案的分析与确定
2.1冲压工艺方案的确定
该工件包括冲孔、落料两个基本工序，可以有以下三种方案：
方案一：
先落料，后冲孔，采用单工序模生产；
方案二：
落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产；
方案三：
冲孔—落料连续冲裁，采用级进模生产。
三种方案比较见表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
级进模
冲件精度
较低
高
一般
生产效率
较低
较高
高
生产批量
适合大、中、小批量
适合大批量
适合大批量
模具复杂程度
较易
较复杂
复杂
模具成本
较低
较高
高
模具制作精度
较低
较高
高
模具制造周期
较快
较长
长
模具外形尺寸
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
方案一模具结构简单，但需要两道工序，两副模具，生产率较低，难以满足该零件的年产量要求。
方案二只需一套模具，冲压件的形位精度容易保证，且生产率也高。
尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单，模具制造并不困难。
方案三也只需要一副模具，生产率也高，但零件的冲压精度较差。
欲保证冲压件的形位精度，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造安装较复合模复杂，且成本高。
通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳。
3、确定模具总体结构方案
3.1模具类型
模具：
该冲件属于普通冲裁，精度要求不高又属于大批量生产，刃壁较薄，采用倒装比较合适，因此选用倒装复合模。
3.2操作与定位方式
定位：
采用导料销进行条料边定位，挡料销定布距。
3.3卸料与出件方式
卸料和出件：
采用弹性卸料和漏料出件
3.4模架类型
模架：
该模架选择中间导柱方形模架，导向装置安装在模具的对称线上，滑动平稳，导向准确可靠。
4、主要工艺参数计算
4.1排样方案的确定
排样是指冲裁零件在条料、带料或板料上布置的方法。
合理有效的排样有利于保证在最低的材料消耗和高生产率的条件下，得到符合设计技术要求的工件。
在冲压生产过程中，保证很低的废料百分率是现代冲压生产重要的技术指标之一。
合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在大批量生产中，冲压件的年产量达数十万件，甚至数百万件，材料合理利用的经济效益更为突出。
保证在最低的材料消耗和最高的劳动生产率的条件下得到符合技术要求的零件，同时要考虑方便生产操作、冲模结构简单、寿命长以及车间生产条件和原材料供应等情况，以选择较为合理的排样方案。
根据材料的合理利用情况，条料排样方法可以分为以下三种：
（一）有废料排样：
冲件与冲件之间、冲件与条料之间都存在搭边废料，冲件尺寸完全由冲模来保证，因此精度高，模具寿命也高，但材料利用率低。
（二）少废料排样：
只在冲件与冲件之间或冲件与条料之间留有搭边值，因受剪裁条料质量和定位误差的影响，其冲件质量稍差，同时边缘毛刺被凹模带入间隙也影响模具寿命，但材料利用率高，冲模结构简单。
（三）无废料排样：
冲件与冲件之间或冲件与条料之间均无搭边，沿直线或曲线切断条料而获得冲件。
冲件的质量较差，模具寿命较短，但材料利用率高。
采用少、无废料的排样可以简化冲裁模结构，减小冲裁力，提高材料利用率。
但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差影响，冲裁件公差等级低。
同时，由于模具单边受力，不但会加剧模具磨损，降低模具寿命，而且也直接影响冲裁件的断面质量。
综上分析，并考虑冲裁零件的形状、尺寸、材料，选取有废料排样。
4.2搭边的选取
排样时，工件及工件与条料侧边之间的余料叫搭边，搭边的作用是补偿定位误差和保持条料有一定的刚度，以保证冲压件质量和送料方便。
搭边太宽，浪费材料；搭边太窄会引起搭边断裂或翘曲，可能“啃刃”现象或冲裁时会被拉断，有时还会拉入模具间隙中、损坏模具刃口，从而影响模具寿命。
搭边值的大小与下列因素有关：
材料的力学性能。
硬材料可小些，软材料的搭边可要大些。
工件的形状与尺寸。
尺寸大或有尖突的复杂的形状时，搭边要取得大值。
材料厚度。
薄材料的搭边值应取的大一些。
送料方式及挡料方式。
用手工送料、有侧压板导向的搭边值可以取小些。
表2.1搭边值表
材料料厚
手动送料
圆形
非圆形
往复送料
a
b
a
b
a
b
≤1
1.5
1.5
2
1.5
3
2
＞1~2
2
1.5
2.5
2
3.5
2.5
＞2~3
2.5
2
3
2.5
4
3.2
＞3~4
3
2.5
3.5
3
5
4
＞4~5
4
3
5
4
6
5
＞5~6
5
4
6
5
7
6
＞6~8
6
5
7
6
8
7
＞8
7
6
8
7
9
8
注1.a为冲件与冲件之前的搭边值，b为冲件与条料边之间的搭边值
由表2.1确定搭边值
根据零件形状两式件间按非圆形取工件间搭边值a=2.5
，侧边取搭边值b=2
。
4.3送料步距、条料宽度及板料间距计算
4.3.1送料步距送料步距是指两次冲裁间板料在送料方向移动的距离，用S表示，其值等于冲裁件相应部分宽度加上工件间搭边值
，即
=22+2.5=24.5
4.3.2条料宽度及板料间距的计算
条料宽度按下式：
.
（2-1）
其中
为冲裁件宽度方向的最大尺寸；
为导料板与最宽条料之间的间隙查表取C=0.2。
表2.2导料板与最宽条料之间的间隙表
.条形宽度（B）
条形厚度（t）
≤1
＞1~2
＞2~3
＞3~5
△
C
△
C
△
C
△
C
≤50
0.4
0.1
0.5
0.2
0.7
0.4
0.9
0.6
＞50~100
0.5
0.1
0.6
0.2
0.8
0.4
1.0
0.6
＞100~150
0.6
0.2
0.7
0.3
0.9
0.5
1.1
0.7
＞150~220
0.7
0.2
0.8
0.3
1.0
0.5
1.2
0.7
＞220~330
0.8
0.3
0.9
0.4
1.1
0.6
1.3
0.8
B-A=（39+2×2+0.2）0-0.7=43.20-0.5
4.4排样图
图4.1排样图
4.4排样利用率
4.4.1n=l-2/2=499（个）
y=499x43.2/1000x23.5=87.8%,因此符合标准的排样。
4.5冲裁力和压力中心的计算
4.5.1冲裁力
冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度而变化的。
通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。
用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力F一般按下式计算：
F=Ltτb（2-2）
=99×2×570
=212.16KN
式中F-------冲裁力
L-------冲裁周边长度
t-----材料厚度
τb----材料抗剪强度（τb=570MPa）
K-----系数（一般取K=1.3）
卸料力Fx=KxF（2-3）
推件力Ft=nKtF（2-4）
顶件力Fd=KdF（2-5）
式中Kx、Kt、Kd-----卸料力、推件力、顶件力,如表2.3所示
n-----同时卡在凹模内的工件数量
式中h-----凹模内的直刃壁高度
t-----板料厚度
根据以上模具结构类型，采用弹性卸料和漏料出件，F总=F+FX=FT，卸料力FX=KXF,取KX=0.05，则：
FX=0.05X112=5.6（KN）
推件力FT=NKTF,查表（1-26），取凹模刃壁垂直部分高度h=6mm,t=2mm,n=6/t=3;取KT=0.05，则：
FT=3X0.05X112=16.8（KN）
表1-26
主要参数
材料厚度t/mm
α
β
刃口高度h/mm
≤0.5
＞0.5~1
＞1~2.5
15
2
≥4
≥5
≥6
＞2.5~6
＞6
30
3
≥8
≥10
总冲压力Fz总冲压力是各种冲压工艺的总和，根据不同的模具结构计算，由于本模具采用弹性卸料装置和漏料方式的冲裁模，则：
Fz=F+Fx+Fd（2-6）
=112+5.6+16.8
=135KN
选用的压力机公称压力P≥（1.1~1.3）F总
取系数为1.3，则：
P≥1.3F总=1.3X135=175（KN）
4.5.2压力中心的计算
模具的压力中心就是冲压力合力的作用点，为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。
对于级进模以及轮廓形状复杂或多凸模的冲裁模，必须求出冲压力合力的作用点即压力中心。
模具的压力中心应与模柄的轴线重合，否则会影响模具及压力机的精度和寿命。
设直径为是10的圆心为中心坐标，则压力中心：
因为此零件对称，因此压力中心落在Y轴。
L1=31.4（0,0）
L2=51.81（0.3.3）
L3=14（-8.-15）
L4=5.64（-6，-24）
L5=8（0,-26）
L6=5.64（6，-24）
L7=14（8.-15）
Y=-14X15X2-5.64X48-26X8/14X2+5.64X2+8
=19.008
Y中=19.008x47.28+51.83x3.3+0/51.81+47.28+31.4
=8.2
因此中心压力点为（0，-8.2）
五、模具零件主要工作部分尺寸计算
5.1、刃口尺寸计算
因冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法也不同，基本上可分为两类：
（1）按凸模与凹模图样分别加工法：
它主要用于圆形或简单规则形状的工作,因冲裁此类工件的凸、凹模制造相对简单，精度容易保证，所以采用分别加工。
（2）按凸模与凹模配作法加工：
常用于冲制复杂形状的冲模。
这种加工方法的特点是模具的间隙有配置保证，工艺比较简单，不必校核
的条件，并且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易。
表3.1初始双面间隙
、
材料厚度
/
08、10、35
09M2、Q235
Q345
40、50
65
小于0.5
极小间隙
0.5
0.040
0.060
0.040
0.060
0.040
0.060
0.040
0.060
0.6
0.048
0.072
0.048
0.072
0.048
0.072
0.048
0.072
0.7
0.064
0.092
0.064
0.092
0.064
0.092
0.064
0.092
0.8
0.072
0.104
0.072
0.104
0.072
0.104
0.064
0.092
0.9
0.090
0.126
0.090
0.126
0.090
0.126
0.090
0.126
1.0
0.010
0.14
0.100
0.140
0.100
0.140
0.090
0.126
1.2
0.126
0.180
0.132
0.180
0.132
0.180
1.5
0.132
0.240
0.170
0.240
0.170
0.240
1.75
0.220
0.320
0.220
0.320
0.220
0.320
2.0
0.246
0.360
0.260
0.380
0.260
0.380
由表3.1确定初始双面间隙
、
的值：
Zmin=0.460mmZmax=0.640mm
表3.2规则形状凸、凹模的制造偏差
基本尺寸
凸模偏差
凹模偏差
基本尺寸
凸模偏差
凹模偏差
～18
18～30
18～30
0.020
0.020
0.025
0.030
120～180
180～160
0.030
0.040
0.045
80～120
0.025
0.035
160～360
1360～500
500～30
0.035
0.040
0.050
0.050
0.060
0.070
由表3.1确定
、
的值：
5.1.1冲孔刃口尺寸计算
对于冲小孔
转换为
利用公式
（3-1）
（3-2）
其中
——磨损系数的选取查下表3.3
△——是工件的公差值
表3.3磨损系数表
材料厚度t/mm
非圆形
圆形
1
0.75
0.5
0.75
0.5
工件公差/mm
≤1
≤0.16
0.17~0.35
≥0.36
＜0.16
≥0.16
＞1~2
≤0.20
0.21~0.41
≥0.42
＜0.20
≥0.20
＞2~4
≤0.24
0.25~0.49
≥0.50
＜0.24
≥0.24
＞4
≤0.30
0.31~0.59
≥0.60
＜0.30
≥0.30
因孔为圆形，所以查上表得
=0.5
以冲孔为标准。
则
=（10+0.5x0.36）0/-0.09.
凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配作，保证双面间隙Zmax-Zmin.
5.2.2落料刃口尺寸计算
当以凹模为基准件时，凹模磨损后刃口部分尺寸都增大，因此均属于A类尺寸第一类尺寸。
它的基本尺寸及制造公差的确定方法按公式
（3-3）
其中
——模具基准尺寸（
）
——工件极限尺寸（
）
△——
升级会员 