垫片落料冲孔复合模具的设计.docx
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垫片落料冲孔复合模具的设计
目录
摘要3
前言5
绪论6
一、国内模具的现状与发展趋势6
1.国内模具的现状6
2、国内模具的发展趋势7
二、国外模具的现状与发展趋势8
第一章任务来源及设计意义9
1.1设计任务来源9
2.1设计目的及意义10
第二章冲压工件的工艺性分析10
2.1冲压及冲裁件的工艺性的概念10
2.2零件工艺性分析11
2.2.1材料11
2.2.2工件结构11
2.2.3尺寸精度11
2.2.4结论：
11
第三章冲压工艺方案的确定11
3.1确定工艺方案的主要原则概括起来主要有以下三点11
3.2工艺方案的确定12
第四章模具结构形式及冲压设备的选择12
4.1模具结构形式的选择12
4.1.1模架及导向方式12
4.1.2毛坯定位方式的选择13
4.1.3卸料、出件方式的选择13
4.1.4主要零部件的定位方式和固定方式13
4.2冲压设备的选择13
第五章主要工艺参数计算14
5.1排样设计与计算14
5.1.1选择排样方法15
5.1.2确定搭边值15
5.1.3计算送料步距与条料宽度15
5.1.4计算材料利用率16
5.1.5画出排样图16
5.2计算工序压力17
5.2.1落料力的计算17
5.2.2顶件力的计算17
5.2.3冲孔力计算18
5.2.4卸料力的计算18
5.3计算模具的压力中心18
5.4计算凸凹模工作部分刃口尺寸计算原则：
19
5.4.1冲裁凸凹模刃口尺寸计算19
5.5弹性元件的选取与设计21
5.5.1上卸料采用橡胶作为弹性元件21
第六章选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸23
6.1确定工作零件23
6.1.1凹模23
6.1.2凸模23
6．2定位零件的设计24
6.3导料销的设计25
6.4卸料部件的设计25
6.4.1卸料螺钉的选用25
6.5模架及其他零部件设计26
6.5.1模架26
6.5.2模柄27
6.5.3固定板、垫板28
6.5.4螺钉与销钉28
第七章模具的总体装配30
第八章模具工作零件的加工工艺31
8.1冲裁模凸、凹模的技术要求及加工特点31
8.2凸、凹模加工的工艺路线有以下几种方案：
31
8.3本副模具工件零件加工方案的确定32
第九章模具零件的材料及热处理36
设计小结37
致谢38
参考文献39
摘要
本模具为垫片落料冲孔模具,在设计时:
1、接受任务书。
2、调研消化原始资料。
3、选择成形设备。
4、拟定模具结构方案。
5、方案的讨论与论证。
6、绘制模具装配图。
7、绘制零件图。
8、编写设计说明书。
9、模具制造试模与图纸修改。
正确的确定模具成形零件的尺寸凸模、凹模等零件是确定制件形状、尺寸和表面质量的直接因素关系甚大，要特别注意。
模具的设计应制造方便,尽量做道使设计的模具制造容易、造价便宜。
特别是比较复杂的成形零件，必须考虑是采用一般的机械加工方法加工还是采用特殊的加工方法加工。
模具的设计应当效率高、安全、可靠。
模具零件应耐磨耐用。
关键词：
模具、凸模、凹模、落料、冲孔。
此处省略NNNNNNNNNN字。
如需要完整说明书和CAD图纸等。
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小麦设计信得过。
本设计已通过答辩！
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绪论
一、国内模具的现状与发展趋势
1.国内模具的现状
模具行业有万多家，从业人员约50多万人，2004年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，2004年模具产值530亿元。
进口模具18.13亿 我国模具近年来发展很快，据不完全统计，2003年我国模具生产厂点约有2美元，出口模具4.91亿美元，分别比2003年增长18%、32.4%和45.9%。
进出口之比2004年为3.69:
1，进出口相抵后的进净口达13.2亿美元，为净进口量较大的国家[1]。
在2万多家生产厂点中，有一半以上是自产自用的。
在模具企业中，产值过亿元的模具企业只有20多家，中型企业几十家，其余都是小型企业。
近年来， 模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：
大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；专业模具厂的数量增加，能力提高较快；“三资”及私营企业发展迅速；国企股份制改造步伐加快等[2]。
虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要。
低档模具过剩，高档模具供不应求，甚至有的依赖进口，因此，模具企业必须找准自己的弱点，尽快缩短与国外的差距。
（1）体制不顺，基础薄弱
“三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用，私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中，但总体来看，体制和机制尚不适应市场经济，再加上国内模具工业基础薄弱，因此，行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术方面。
（2人才严重不足，科研开发及技术攻关方面投入太少
模具行业是技术密集、资金密集的产业，随着时代进步和技术发展，能掌握和运用新技术的人才异常短缺，高级模具钳工及企业管理人才也非常紧缺。
由于模具企业效益欠佳及对科研开发和技术攻关不够重视，因而`协作差
由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。
目前国内每年生产的模具，商品模具只占45%左右，其余为自产自用。
模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。
模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。
（5）模具材料及模具相关技术落后
模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。
塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。
2、国内模具的发展趋势
巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。
虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。
未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面:
（1）.模具日趋大型化；
（2）.在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；
（3）.模具扫描及数字化系统；
（4）.在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术；
（5）.提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；
（6）.发展优质模具材料和先进的表面处理技术；
（7）.模具的精度将越来越高；
（8）.模具研磨抛光将自动化、智能化；
（9）.研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；
（10）.开发新的成形工艺和模具。
二、国外模具的现状与发展趋势
模具是工业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。
用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是其他加工制造方法所无法替代的。
模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交易总额为600～650亿美元左右。
美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。
国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50%以上；国外模具企业的组织形式是“大而专”、“大而精”。
2004年中国模具协会在德国访问时，从德国工业、模具行业组织--德国机械制造商联合会（VDMA）工模具协会了解到，德国有模具企业约5000家。
2003年德国模具产值达48亿欧元。
其中（VDMA）会员模具企业有90家，这90家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的90%，可见其规模效益。
随着时代的进步和技术的发展，国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才，他们的技术水平比较高．故人均产值也较高．我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右，而国外模具工业发达国家大多15～20万美元，有的达到25～30万美元。
国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70%以上，而我国才达到45％．
第一章任务来源及设计意义
1.1设计任务来源
设计题目：
垫片
材料：
45钢
厚度：
2mm
生产批量：
大批量生产
图（1-1）产品零件图
2.1设计目的及意义
冷冲压模具设计是为模具设计与制造专业学生在学完基础理论课，技术基础课和专业课后，所设置的一个重要的实践性教学环节。
用模具生产的制件具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。
本设计题目为垫片，但对做毕业设计的毕业生有一定的设计设计目的及意义。
其目的有以下几点：
1.综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识，全面系统巩固课堂教学的基本知识，进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练，提高综合能力的培训及扩大模具领域的新知识，从而培养和提高学生独立工作的能力。
2.巩固与扩充“冷冲压模具设计”等课程所学的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤。
3.掌握冷冲压模具设计的基本技能，如计算，绘图，查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。
本课题的意义是：
通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者冷冲模设计的基础，为设计更复杂的冷冲模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。
此处省略NNNNNNNNNN字。
如需要完整说明书和CAD图纸等。
互联网腾讯公司二四柒伍玖伍玖零玖捌
小麦设计信得过。
本设计已通过答辩！
长期有效
8.2凸、凹模加工的工艺路线有以下几种方案：
方案一：
下料→锻造→退火→毛坯外形加工（包括外形粗加工、精加工、基面磨削）→划线→刃口轮廓粗加工→刃口轮廓精加工→螺孔、销孔加工→淬火与回火→研磨或抛光；
方案二：
下料→锻造→退火→毛坯外形加工（包括外形粗加工、精加工、基面磨削）→划线→刃口轮廓粗加工→螺孔、销孔加工→淬火与回火→采用成形磨削进行刃口轮廓精加工→研磨或抛光；
方案三：
下料→锻造→退火→毛坯外形加工→螺孔、销孔、穿丝孔加工→淬火与回火→磨削加工上、下面及基准面→线切割加工→钳工修整；
具体分析：
方案一，钳工工作量大，技术要求高，适用于形状简单，热处理变形小的零件；
方案二，能消除热处理变形对模具精度的影响，使凸、凹模的加工精度容易保证，可用于热处理变形大的零件；
方案三，主要用于以线切割加工为主要工艺的凸、凹模加工，尤其适用形状复杂，热处理变形大的直通式凸模、凹模零件。
8.3本副模具工件零件加工方案的确定
本副冲裁模具设计，模具零件加工的关键在工作零件。
由于本副模具的工作零件形状相对比较简单，凸凹模，落料凹模热处理变形大，故采用方案三；冲孔凸模形状简单，且热处理变形小，故采用方案一。
例如：
表（8—1）冲孔凸模II加工工艺过程、表（8—2）凹模加工工艺过程
。
模具典型零件机械加工工序卡
零件图号
08
零件名称
冲孔凸模II
工序号
工序名称
工序内容
设备
1
备料、锻造
将毛坯锻成圆棒φ20mm×60mm
2
热处理
退火
3
车削
按图车全形，单边留0.2mm精加工余量
车床
4
热处理
按热处理工艺，淬火、回火达到58～62HRC
5
磨削
磨外圆，两端面达到设计要求
磨床
6
钳工精修
全面达到设计要求
7
检验
表（8—1）冲孔凸模II加工工艺过程
模具典型零件机械加工工序卡
零件图号
11
零件名称
凹模
工序号
工序名称
工序内容
设备
1
备料、锻造
将毛坯锻成长方体325mm×155mm×38mm
空气锤
2
热处理
退火
3
粗刨
刨六面达到321mm×151mm×34mm，互为直角
牛头刨床
4
热处理
调质
5
磨平面
磨光六面，互为直角
磨床
6
钳工划线
划出各孔位置线，型孔轮廓线
7
铣漏料孔
达到设计要求
铣床
8
加工螺钉孔、销钉孔及穿丝孔
按位置加工螺钉孔、销钉孔及穿丝孔
钻床
9
热处理
按热处理工艺，淬火、回火达到60∽64HRC
10
磨平面
磨光上、下平面
磨床
11
线切割
按图纸切割型孔达到尺寸要求
电火花线切割机床
12
钳工精修
全面达到设计要求
13
检验
表（8—2）凹模加工工艺过程
第九章模具零件的材料及热处理
结合本模具的性能，由文献[1]中表1.4.4得模具零件的材料及热处理
如下表：
零件名称
材料牌号
热处理硬度/HRC
冲孔凸模
T8A
58～62
落料凹模
T10A
60～64
凸、凹模
9Mn2V
62～64
模柄
45
43～45
导柱
20
58～62
导套
20
5～628
垫块
45
43～45
推板、顶板
Q235
————
推杆、顶杆
45
43～45
导正销
T10A
56～62
固定板、卸料板
Q235
42～45
导料销
T8
45～52
挡料销、定位销
45
43～48
设计小结
通过大学三年的学习，使我对模具这个专业从一无所知到现在熟练掌握专业知识，深入了解模具行业在工业生产的重要位置，使我更加增强了今后在工作和学习中的信心。
三年的学习中，我修读了冲压成形原理、冲压成形工艺、模具设计与制造工艺及与本专业相关的专业基础课，使我对冲压技术的认识更加深入。
通过学习，我能从事中等偏复杂的冲压工艺规程编制、冲模设计及冲模制造工艺的编制，能从事冲压技术工作。
本设计的内容为垫片冲裁模设计，通过对垫片的设计，基本掌握了对冷冲模设计的方法及步骤，对冷冲模有了更进一步的了解和认识，对模具的制造方法和制造过程更加熟悉，为今后的工作积累了丰富宝贵的经验。
通过这次设计，我更加深入地学习了冷冲压技术工作设计的内容。
冷冲压技术工作设计的内容包括冷冲压工艺设计、模具设计及冲模制造三方面内容，尽管三者的工作内容不同，但三者之间存在着相互渗透、相互补充、相互依存的关系。
冷冲压工艺设计是针对给定的产品图样，根据其生产批量的大小、冲压设备的类型规格、模具制造能力及工人技术水平等具体生产条件，从对产品零件图的冲压工艺性分析入手经过必要的工艺计算，制定出合理的工艺方案，最后编写冲压工艺卡的一个综合分析、计算、设计过程。
冲压工艺方案的确定包括工序性质、数量的确定，工序顺序的安排，工序组合方式及工序定位方式的确定等内容。
冲压模具设计则是依据制定的冲压工艺规程，在认真考虑毛坯的定位、出件、废料排出诸问题以及模具的制造维修方便、操作安全可靠等因素后，设计计算并构思出与冲压设备想适应的模具总体结构，然后绘制出模具总装图和所有非标准零件图的整个设计绘图过程。
冲模制造是根据模具结构、模具材料、尺寸精度、形位精度、工作特性和使用寿命等项要求，综合考虑各方面的特点，并充分发挥现有设备的一切特长，正确选择加工方法和装配方法，选出最佳加工方案，制定出合理的冲模加工工艺规程的过程。
通过这次设计，我也更认识到除了正确掌握和应用书本知识外，吸取他人的设计经验和劳动成果也是非常重要的。
参考文献
[1]刘建超、张宝忠主编《冲压模具设计与制造》高等教育出版社
[2]薛彦成主编《公差配合与技术测量》机械工业出版社
[3]丁松聚主编《冷冲模设计》机械工业出版社
[4]中国机械工业教育协会组编《冷冲模设计与制造》机械工业出版社
[7]王孝培主编《冲压手册》机械工业出版社
[8]马正元、韩启主编《冲压工艺与模具设计》机械工业出版社
[9]陈锡栋、周小玉主编《实用模具技术手册》机械工业出版社
[10]李绍林、马长福主编《实用模具技术手册》上海科学技术出版社[11]杨玉英主编《冲压工艺及模具设计手册》机械工业出版社，[12]翟德梅主编《模具制造技术》河南机电高等专科学校
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