垫圈的冲孔落料级进模设计.docx

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垫圈的冲孔落料级进模设计

前言---------------------------------------------------2

第一章：

绪论

1.1冲压模具的发展------------------------------------------------3

1.2模具产品的介绍------------------------------------------------4

第二章：

冲压工艺分析

2.1冲裁件的形状和尺寸--------------------------------------------5

2.2冲裁件的工艺方案----------------------------------------------5

2.3冲裁件的排样--------------------------------------------------6

2.4冲裁的压力中心------------------------------------------------8

2.5冲裁力的确定--------------------------------------------------9

2.6冲压设备的选择------------------------------------------------10

第三章：

冲压模具的设计

3.1凸、凹模的尺寸与公差------------------------------------------11

3.2固定与支承零件------------------------------------------------14

3.3导向零件------------------------------------------------------15

3.4确定模具的闭合高度--------------------------------------------16

3.5落料模具零件材料的选择----------------------------------------17

毕业设计小结----------------------------------------------18

附表------------------------------------------------------19

致谢------------------------------------------------------23

参考文献--------------------------------------------------24

前言

毕业设计是大学三年的综合性实践环节，目的是通过课题的设计研究，培养综合运用各门课程知识的能力，培养独立分析问题和解决问题的能力。

在指导老师的安排和精心指导下，这次毕业设计这次毕业设计从确定设计课题，拟定设计方案，设计过程到毕业答辩都是按照毕业设计工作计划进行。

该课题是真题真做，虽然难度不是很大，但是要使设计图纸能直接用于生产，去造出零件，装配成机器，并能满足使用要求，也不是容易的。

要做好设计工作，减少失误，就需要在设计中主动向老师请教，查阅技术资料和其他专业文献，充分发挥主观能动性，积极思考，大胆创新，这样，我们的毕业设计才有亮点，而且对自己以后的工作有莫大的帮助。

并且要认真修改图纸错误，修改设计说明说，让毕业设计的错误之处达到最少值。

应该说，我基本完成了这套冲裁模的设计工作，通过这次设计，我学到了很多知识和技术。

这次设计中，分析了垫圈的3种工艺方案：

单工序模生产，复合模生产以及级进模生产。

采用级进模，减少模具和设备的数量，工件精度高，便于操作和实现生产自动化。

介绍了毛坯的排样图，计算数据以及设计了垫圈冲孔落料级进模的模具结构。

由于本人的设计水平有限，必然在设计中仍然有很多缺点和错误，敬请老师们批评和指正。

江西蓝天学院

机械工程与自动化07统本

（1）班：

张昪

2011年4月1日

第一章绪论

一、冲压模具的发展

随着工业发展，工业产品的品种、数量越来越多；对产品质量和外观的要求，更是日趋精美，华气。

因此，结合中国具体情况，学习国外模具工业建设和模具生产的经验，宣传、推行科学合理化的模具生产，才能推进模具技术的进步。

全面推行模具标准化：

模具标准化是现代模具设计与制造的基础。

推行模具标准化上实现模具合理化生产必备条件。

美国、德国进行模具标准化工作已有100年的历史。

而中国由于模具标准化程度不高，造成生产供应的标准件品种、规格不齐，质量不高，不能满足互换性要求。

为此，应当采取相应措施，针对模具生产特点，组织行业力量，进行快捷、适时地对模具生产企业进行标准化生产，以便全面推行模具标准化工作。

推行模具设计与制造一体化：

由于模具和制造之间的关系密切，可以说，制造是设计的延续。

而采用人工设计方法比较迟缓，不可能实现模具设计与制造一体化，也不可达到优化设计的要求。

实践证明，模具cad/cam技术是当代最合理的模具生产方式。

推行模上具专业化生产：

模具生产将可以实现高度标准化、通用化和系统化，有利于采用先进设计与制造技术，使模具越做越精，同进，有利于缩短生产周期，降低生产费用。

制造工艺规范化和生产过程控制与管理：

模具制造是模具设计的延续，是验证设计正确性的过程。

重视模具制造的规范化有利于使模具生产过程趋于科学化、合理化。

在模具企业中，对模具生产过程进行计算机控制与管理，是实现合理化生产的保证和条件。

从模具设计、生产准备、加工与装配、试模的全过程始终处于控制与管理之中，因此，推进模具生产过程控制与管理有利于提高模具制造精度与质量，减小生产周期与生产费用。

二、产品的介绍

垫圈：

形状呈扁圆环形的一类紧固件。

置于螺栓、螺钉或螺母的支撑面与连接零件表面之间，起着增大被连接零件接触表面面积，降低单位面积压力和保护被连接零件表面不被损坏的作用；另一类弹性垫圈，还能起着阻止螺母回松的作用。

垫圈是机械装置中关键零件之一,随着机械工业的迅速发展,其中垫圈零件的数量日益增加,过去,采用复合模进行生产,虽然生产率高,但是制造周期长,生产成本高,现把导柱模架的设计进行简易化,这样可以降低制造模具生产成本,缩短制造周期,同时又能保证零件的质量和尺寸,现采用一种行之有效的工艺方法,即冲孔-落料连续模冲压工艺。

第二章冲压工艺分析

一、冲裁件的形状和尺寸：

由图可见，该零件形状简单、对称，是由圆组成的，料厚为1mm。

有一个直径9mm和一个直径61mm的圆组成；孔与孔，孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为52mm。

因为对于冲压件的外形尺寸为自由公差，因此，冲裁件内外所能达到的经济精度为IT14，孔中心与边缘距离尺寸公差为±0.2mm，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。

其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用利用导正销进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的冲孔落料模进行加工。

图2-1

二、冲裁件的工艺方案

在分析了冲压件的工艺性之后，通常在对工序性质、工序数目、工序顺序及组合方式的分析基础上，制定几种不同的冲压工艺方案。

从产品质量、生产效率、设备占用情况、模具制造的难易程度和模具寿命高低、工艺成本、操作方便和安全程度等方面，进行综合分析、比较，确定适合于工厂具体生产条件的最经济合理该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可用以下3种工艺方案

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-落料连续冲压，采用级进模生产。

方案一：

模具结构简单，但需要两道工序两套模具，生产效率较低，难以满足该零件的年产量要求。

方案二：

用复合模加工。

复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，冲模的轮廓尺寸较小。

但复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高。

复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。

方案三：

采用级进模加工。

级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。

对于特别复杂或孔边距较小的冲压件，用简单模或复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。

但级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。

通过以上3种方案的分析比较，对该零件冲压生产以采用方案3为佳。

三、冲裁件的排样

3.1、排样的确定

1）有废料排样有废料排样的材料的利用率较低，但制件的质量和冲模寿命较高，常用于制件形状复杂、尺寸精度要求较高的排样。

2）少废料排样这种排样方法，材料利用率较高，常用于某些尺寸要求不高的制件排样。

3）无废料排样这种排样方法，材料利用率最高，但对于制件的形状结构要求严格，所以，其应用范围有一定的局限性，制件设计时要考虑这方面的工艺性能。

3.2、搭边

排样时制件与制件之间、制件与条料边缘之间留下的余料叫搭边.

合理的搭边值选择应在保证制件质量的前提下,越小越省料.据搭边的经验数表,得零件的排样图为下图所示:

图2-2

根据零件形状两式件间按矩形取搭边值a1=1.5mm，侧边取搭边值a=1.5mm。

则进距：

h=61+1.5＝62.5mm≈63mm

条料宽度：

由附表一查得∆=0.6mm

B=D+2a+△

所以B=61+2*1.5+0.6=64.6mm ≈65mm

其中：

B——条料宽度的公称尺寸（mm）

D——制件在宽度方向的尺寸（mm）

a——侧搭边的最小值（mm）

∆——条料宽度的单向（负向）公差（mm）

3.3材料利用率

衡量排样经济性、合理性的指标是材料的利用率。

材料的利用率η是指零件的实际面积A0与所用材料面积A的百分比,即:

η=A0/A×100%

=84.7%

1）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心

2）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。

3）形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心。

图2-3

根据图形分析：

因为工件图形对称，故落料时F落的压力中心在上O1；

冲孔时F孔1、F孔2的压力中心在O2上

四、冲裁力的确定

计算冲裁力的目的是为了选用合适的压力机，设计模具以及检验模具的强度。

压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁工艺的需求。

1）落料力F落=KLtζ

式中F——冲裁力（N）

L——冲裁周长（mm）

t——板材厚度（mm）

ζ——材料的抗剪强度（MPa）

K——系数

∴F落=1.3X234.18X3X350=319655.7N=320KN

2）冲孔力

1、中心孔

F1=KLtζ=1.3X（∏X33）X3X350=141441.3N=141KN

2、两个小孔

F2=2KLtζ=2X1.3X（∏X12.3）X3X350=35146.02N=35KN

3）冲裁时候的推件力

由附表二得Kt=0.045

凹模为直筒形刃口其h取5~10mm

则卡在凹模内的数量为n=h/t=6/3=2

F推落=nKtF落=2X0.045X3X320=86KN

F推孔1=nKtF1=2X0.045X3X141=38KN

F推孔2=nKtF2=2X0.045X3X35=10KN

则总的冲压力为

F总=F落+F1+F2+F推落+F推孔1+F推孔2

=320+141+35+86+38+9

=630KN

五、冲压设备的选择

（1）压力机的选择，必须满足以下要求：

Hmax﹣5㎜≥Hm≥Hmin﹢10㎜

式中Hmax,Hmin—分别为压力机的最大、最小装模高度，㎜

Hm—模具闭合高度，㎜

当