挡环冲压倒装复合模具设计毕业设计.docx

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挡环冲压倒装复合模具设计毕业设计

挡环冲压模具设计

摘要

冷冲压是在常温下使板料经分离或成形而得到制件的加工方法。

冷冲压工艺是一种生产效率高、少切屑或无切屑的先进加工方法，在经济和技术方面都具有很多优点。

而冲压产品质量的好坏主要取决于冷冲压模具。

模具可保证冲压产品的尺寸精度，使产品质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。

本次设计是对给定的产品图进行冲裁模的设计。

首先通过对进行零件分析，了解零件结构，并利用所学的绘图软件AutCAD和Pro.E进行二维零件图和三维零件图的绘制，然后通过所学的冲压课程的知识进行零件工艺性分析，设计出几套零件加工工序并进行分析，选择一套最合适的加工方案，最终选择了进行落料冲孔复合模的加工方案，确定加工工艺方案后，进行模具的设计，并通过计算选择合适的压力机。

关键词：

冲压、落料冲孔复合模、倒装复合模、工艺性分析

MACHINECOVERPLATESTAMPINGMOLDDESIGN

ABSTRACT

Coldstampingisinroomtemperaturemakestheseparationorsheetformingandgettheprocessingmethod.Coldstampingprocessisakindofhighproductionefficiency,lessscrapsornoscrapsofadvancedprocessingmethodsineconomicandtechnologyhasmanyadvantages.Qualityofproductsandstampingmoulddependsoncoldstamping.Theproductcanensurestampingmoulddimensionaccuracy,maketheproductqualityisstable,butalsointheprocessofproductsurfacedamage.Thisprojectisablankingdiedesignbasedontheoriginalproduct.Thedesignofthelockingleverrider,components,anduseofthestructureofthedrawingsoftwareAutCADandPro.Etwo-dimensionalandthree-dimensionaldrawingpartsdrawing,thenthroughthecourseofstampingprocessanalysis,knowledgepartsdesignseveralsetsofmachiningprocessandanalysis,chooseasuitableprocessingscheme,ultimatelychosecompoundblankandpiercedies,theprocessingplanstepafterprocessingscheme,molddesign,andchoosetheappropriatethroughcalculation.

KEYWORDS:

tamping,compositemodulus,compoundblankandpiercedies,compounddieisflip,processofanalysis

前　言

冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。

冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。

冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。

冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。

冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。

冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。

冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。

与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。

主要表现如下。

（1）冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。

这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。

（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。

（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。

（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。

但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。

所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。

冲压在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。

相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。

在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。

不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。

因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。

随着国民经济的迅速发展，人们越来越意识到模具是一个“效益放大器”。

因为，模具生产的最终产品的价值，往往是模具价格的几十倍，上百倍。

目前，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的最重要标志。

它决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。

模具工业在我国国民经济中的重要性，主要表现在国民经济的五大支柱产业——机械、电子、汽车、石油化工和建筑。

冷冲压是各类模具中所占比例最多，应用最为广泛的一种。

在汽车和家用电器等生产部门占有十分重要的地位。

冷冲压是一种先进的金属加工方法，它是建立在金属塑料性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料金属进行加工，以获得所需要的零件形状和尺寸。

它和切削加工相比较具有生产率高，加工成本低，材料利用率搞，产品尺寸精度稳定，操作简单，容易实现机械化和自动化等一系列优点。

汽车、摩托车行业是冷冲模的最大市场，其占整个模具市场的一半左右。

可见，随着汽车行业的发展，冷冲模在模具工业中的比例越来越大，经济的发展也将越来越迅速，这体现了模具工业在国民经济中的重要性。

当前，由于产品品种增多，更新加快，市场竞争的日益激烈，因此，对模具的要求是交货期短，精度高及成本低。

而模具的标准化程度直接影响着这些因素。

模具的标准化程度越高，专业化生产越强，模具的生产周期就会越短，生产成本越低，模具质量越高。

同时模具设计简化，交货期限缩短，产品更新换代就越迅速。

通过三年的基础课程和专业课程的学习，我对本专业的理论知识已有了系统的掌握，为以后走上工作岗位打下了结实的基础。

但实践经验匮乏，此次设计的冲压模具就是在这种情况下完成的，错误之处难免，敬请指正。

第1章零件的工艺性分析

1.1冲裁件的工艺性分析

1.1.1冲裁件的工艺性

要求：

设计以下工件的落料冲孔复合模，工件图如下所示：

图1-1工件图

技术要求：

1.材料:

45钢

2.材料厚度:

2mm

3.未注公差:

按IT14级确定

4.4.生产批量：

中批量

工艺性：

挡环属于中等尺寸工件，料厚2mm，外形复杂程度一般，尺寸精度要求一般，工件材料为45，具有良好的塑性，市场上容易得到这种材料，价格适中。

因此工件外形可采用落料工艺获得。

孔尺寸精度要求一般，可采用冲孔。

此工件只有外形落料和冲孔两个工序。

由以上分析可知，图示工件具有比较好的冲压工艺性，适合冲压生产。

1.1.2冲裁件结构的工艺要求

1.冲裁件的形状

冲裁件的形状应尽量简单、对称，工件的形状及尺寸应考虑到使废料尽量减少，增加材料利用率。

2.冲裁件的圆角

冲裁件的最小允许圆角半径与材料的厚度及种类等因素有关，一般情况下，应使R＞（0.3～1）t。

满足冲裁件最小圆角半径。

表1-1冲裁件最小圆角半径R

零件种类

黄铜、铝

合金钢

软钢

备注/mm

落料

交角

0.18t

0.35t

0.35t

0.70t

0.25t

0.5t

>0.25

>0.5

冲孔

交角

0.2t

0.4t

0.45t

0.90t

0.3t

0.6t

>0.3

>0.6

3.为了保证冲裁模的强度及冲裁工件的品质，孔边距b1、孔间距b2不能太小，一般取b1>=1.5t、b2>=2t。

b1=30、b2=50

30>1.5×250>2×2满足要求。

4.最小冲孔直径

查表得无护套凸模的最小冲孔尺寸为0.8×1.2=0.96,已知冲裁件最小冲孔尺寸20，所以满足条件。

第2章工艺方案及模具形式

该零件所需的基本冲压工序为落料和冲孔，可拟订出以下三种工艺方案。

方案一：

用简单模分两次加工，即先落料,后冲孔。

采用单工序模生产。

方案二：

落料——冲孔复合模。

采用复合模生产。

方案三：

冲孔——落料级进模。

采用级进模生产。

分析各方案的优缺点

方案一：

生产率低，工件的累计误差大，操作不方便，由于该工件为大批量生产，方案二和方案三更具有优越性。

该零件Φ20的孔与外边缘之间的最小距离为30mm，大于此零件要求的最小壁厚（Lmin=2t=2×2=4mm），可以采用冲孔落料复合模或冲孔，落料级进模。

复合模的行位精度和尺寸精度容易保证，且生产也高，尽管模具结构较复杂，但由于零件的几何形状复杂程度一般，所以模具的制造并不太困难；级进模的生产效率也高，但零件的冲裁精度稍差，预保证冲压件的行位精度，需要在模具上设置导正销导正，故模具的制造，安装较复合模复杂。

通过对上述三种方案的分析比较，该零件的冲压生产采用方案二的复合模具为佳。

第3章主要工艺参数计算

3.1排样的设计与计算

3.1.1排样的设计

该零件是圆形零件，直排时材料的利用率较高。

虽没有无废料排样材料的利用率高，但制件的精度可以得到保证。

排样图如图3-1所示：

图3-1排样图

3.1.2合理搭边值及条料宽度的确定

查表得沿边搭边值a=1.5，工件与工件间搭边值

=1.2。

3.1.3计算送料步距和条料的宽度

条料宽度的尺寸计算与条料送进时模具上有无侧压装置及是否有侧刃有关。

此冲裁件选用无侧压装置，无侧压装置时，条料的宽度计算：

（3-3）

导板间的距离为：

（3-4）

式中B——条料宽度基本尺寸（

）；

A——导板间距离尺寸（

）；

——垂直于送料方向冲件的基本尺寸（

）；

a——侧面搭边值（

）；

Z——条料与导板间的最小间隙（

）；

——条料宽度的单向偏差，可查表3-1。

表3-1条料宽