垫板冲裁模设计.docx

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垫板冲裁模设计

优秀设计

毕业设计

题目

垫板冲裁模设计

系别

专业

班级

姓名

学号

指导教师

日期

设计任务书

设计题目：

垫板冲裁模设计

设计要求：

1．确定合理的冲裁工艺及方案；

2．正确计算有关零件的尺寸及公差；

3．完成加工工艺及装配方案。

设计进度要求：

11月26日～11月29日收集资料；

11月30日～12月5日主要设计计算；

12月6日～12月13日结构设计；

12月14日～12月21日模具的整体设计；

12月22日～12月25日校核、修改、提交论文；

12月26日～12月31日论文答辩。

指导教师（签名）：

毕业设计答辩记录

姓名

专业

班级

答辩时间

答辩地点

设计题目

垫板冲裁模设计与制造

本副模具为何采用复合模生产？

只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度能满足要求但由于本副模具比较简单，仅有冲一个Φ26的孔采用该方案造价相对比较高，由于需要再定位装置精度很难达到工件上所标注的尺寸公差，故采用复合冲裁为佳。

冷冲模用钢应具有哪些力学性能？

应具有较高的变形抗力。

应具有较高的断裂抗力。

应具有较高的耐磨性及抗疲劳性能。

应具有较高的冷热加工工艺性。

试述排样方案的确定原则？

提高材料的利用率（在不影响制件使用性能前提下，还可以适当改变制件的形状）。

排样方法应使冲压操作方便，劳动强度小而且安全。

模具结构简单、寿命高。

保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。

模具刃口尺寸及制造公差的一般原则是什么？

落料尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时孔的尺寸有凸模尺寸决定。

考虑到冲裁中凸模、凹模的磨损设计落料模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。

确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差。

该模具的定位方式是如何选择的？

该模具采用是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。

控制条料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。

而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测定。

记录教师（签名）：

摘要

模具是典型的按订单单件生产的行业，每一个订单都要与客户进行详细的业务和技术方面的沟通，否则将会产生严重的后果。

我国模具行业专业化程度还比较低，模具自产自配比例过高。

国外模具自产自配比例一般为30%，我国冲压模具自产自配比例为60%。

这就对专业化产生了很多不利影响。

现在，技术要求高、投入大的模具，其专业化程度较高，例如覆盖件模具、多工位级进模和精冲模等。

而一般冲模专业化程度就较低。

由于自配比例高，所以冲压模具生产能力的分布基本上跟随冲压件生产能力的分布。

但是专业化程度较高的汽车覆盖件模具和多工位、多功能精密冲模的专业生产企业的分布有不少并不跟随冲压件能力分布而分布，而往往取决于主要投资者的决策。

我设计的该模具是根据市场要求所设计的，通过对零件的认识可知，该零件所用的材料是10号钢，生产批量为大批量生产，再经过方案比较，故选择复合冲裁作为该副模具工艺生产方案即比较加工又便于经济；经过计算分析完成该模具的主要设计计算；选出符合该模具的定位方式、卸料出件方式导向方式；设计模具的工作部分即凸、凹模的设计，选择模具的材料即确定每个零部件的加工方案；仅接着根据模具的装配原则，完成模具的装配装配模具试冲通过试冲可以发现模具设计和制造的不足，并找出原因给予纠正，并对模具进行适当的调整和修理。

关键词：

垫板模具冲压

引言

由于历史和体制上的原因，我国模具专业化和标准化水平一直很低，其中冲压模具的专业化比塑料模和压铸模更低。

这在一定程度上妨碍了冲压模具的发展，根据国内外模具专业化情况来看，专业化可以有多层意思：

1）模具生产独立于其他产品生产，专业生产模具外供；2）按模具种类划分，专门从事某一类模具（如冲压模具）生产；3）在某一类模具中，按其服务对象或模具工艺及尺寸大小，选取该类模具中的某种模具（例如汽车覆盖件模具、多工位级进模具、精冲模具等等）进行专业化生产；4）专业生产模具中的某一些零件（如模架、冲头、弹性元件等）供给模具生产企业；5）按工序开展专业化协作。

例如目前社会上专门从事模具设计的公司、专门进行型腔加工或电加工协作的企业、专门接受测量或热处理委托业务的企业及专业从事抛光业务的企业等等，这种多层次的专业化促进了模具行业的发展。

但专业化的路途仍旧遥远，必须加快进程才能适应形势。

在信息化带动工业化发展的今天，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，我国冲压模具必须尽快提高水平。

通过改革与发展，采取各种有效措施，在冲压模具行业全体职工的共同努力奋斗之下，我国冲压模具也一定会不断提高水平，逐渐缩小与世界先进水平的差距。

“十一五”期间，在科学发展观指导下，不断提高自主开发能力、重视创新、坚持改革开放、走新型工业化道路，将速度效益型的增长模式逐步转变到质量和水平效益型轨道上来，我国的冲压模具的水平也必然会更上一层楼。

1冲压件的工艺性分析与方案确定

1.1冲压件工艺性分析

工件名称：

垫板

零件简图：

如图1所示

生产批量：

大批量

材料：

10钢

材料厚度：

图1零件图

冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。

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。

冲裁件的形状应能符合材料合理排样，减少废料。

冲裁各直线或曲线的连接处，宜有适当的圆角。

冲裁件凸出或凹入部分宽度不宜太小，并应避免过长的悬臂与窄槽。

腰圆形冲裁件，如允许圆弧半径，则R应大于料宽的一半，即能采用少废料排样；如限定圆弧半径等于工件宽度之半，就不能采用少废料排样，否则会有台肩产生。

冲孔时，由于受到凸模强度的限制，孔的尺寸不宜过小。

冲裁件的孔与孔之间，孔与边缘之间的距离，受到模具强度的限制，不能太小。

在弯曲件或拉深件上冲孔时，其孔壁与工件之间的距离不能过小。

此工件只有落料和冲孔两个工序。

材料为10钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。

该零件形状简单、对称，是由圆弧和直线组成的，孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为。

根据所标注的尺寸公差可知，冲裁件内外形所能达到的经济精度为，工件的未标注尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，孔中心与边缘距离尺寸公差为。

将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，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。

1.2冲裁工艺方案的确定

该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案。

方案一：

先落料，后冲孔。

采用单工序模生产。

方案二：

先落冲孔复合冲压。

采用复合模生产。

方案三：

冲孔—落料级进冲压。

采用级进模生产。

方案一模具结构简单，但需要两道工序两副模具，成本较高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。

方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但工件最小壁厚远远大于凸、凹模许用最小壁厚3.2mm模具强度较高，制造难不大，成本相对比较低些，并且操作十分方便工件精度也能满足要求。

方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求但由于本副模具比较简单，仅有冲一个的孔采用该方案造价相对比较高，由于需要再定位装置精度很难达到工件上所标注的尺寸公差，故而采用该方案不符合市场经济规律（降低成本提高生产效率）。

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复合冲裁为佳。

2主要设计计算

2.1排样方案的确定及计算

设计复合模，首先要设计条料的排样图。

垫板的形状具有一头大一头小的特点，直排样时材料利用率低，应采用直队排样，如图2所示的排样方法，设计成隔位冲压，可显著地减少废料。

隔位冲压就是将第一遍冲压以后的条料水平方向旋转1800，再冲第二遍，在第一次冲裁的间隙中冲裁出第二部分工件。

搭边值取由表2.1查得最小搭边值：

。

表2.1最小搭边值a

卸料板型式

条料厚度t/mm

搭边值/mm

用于圆形及r>2t

用于矩形L<50

用于矩形L>50

a

a1

a

a1

a

a1

弹性卸料板

~0.25

1.2

1.0

1.5

1.2

1.8~2.6

1.5~2.5

0.25~0.5

1.0

0.8

1.2

1.0

1.5~2.5

1.2~2.2

0.5~1.0

1.8~2.6

1.5~2.5

1.0~1.5

1.3

1.0

1.5

1.2

2.2~3.2

1.8~2.8

1.5~2.0

1.5

1.2

1.8

1.5

2.4~3.4

2.0~3.0

图2排样图

计算冲压件毛坯面积：

条料宽度：

布距：

一个步距距的材料利用率：

式中一个布距内冲裁件数目

冲裁件面积

条料宽度

布距

2.2冲压力的计算

平刃口模具冲裁时，其理论冲裁力（N）

可按下式计算：

式中：

冲裁件周长

材料厚度

材料抗剪强度

材料抗剪强度，材料厚度

落料力

冲孔力

落料时的卸料力

查表2.2：

取

表2.2卸料力、顶件力、推件力系数

材料及厚度/mm

钢

0.065~0.075

0.1

0.14

0.1~0.5

0.045~0.055

0.065

0.08

0.5~2.5

0.04~0.05

0.055

0.06

2.5~6.5

0.03~0.04

0.045

0.05

>6.5

0.02~0.03

0.025

0.03

铝、铝合金

0.025~0.08

0.03~0.07

紫铜、黄铜

0.02~0.06

0.03~0.09

故

冲孔时的推件力

取图3的凹模刃口形式，，则个

查表2.1：

故

选择冲床时的总冲压力为：

该模具采用弹性卸料和下出料方式。

根据计算结果，冲压设备拟选J23-40。

图3凹模刃口形式

图4压力中心

2.3压力中心的确定及相关计算

确定模具压力中心按比例画出零件形状，选坐标系，如图4所示。

因零件左右对称，即，故只需计算。

将工件冲裁周边分成基本线段，求出各段长度及各段的重心位置：

故压力中心C坐标为：

（0，46.27）

有以上计算结果可看以出，若选用J23-40冲床，C点仍在压力机模柄孔投影面积范围内，满足要求。

2.4工作零件刃口尺寸计算

在确定工件零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。

结合该模具的特点，工作零件的形状相对比较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各孔的同轴度，使装配工作简化。

因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法计算。

查表2.3得间隙值，。

表2.3初始双面间隙Zmax、Zmin

材料厚度t/mm

08、10、35

09M2、Q235

Q345

40、50

65Mn

Zmax

Zmin

Zmax

Zmin

Zmax

Zmin

Zmax

Zmin

<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

0.0.048

0.072

0.048

0.072

0.048

0.072

0.048

0