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1、尹海垫圈冷冲模设计 毕业论文论文名称 压布板冲压模具设计 系 别 机械系 专 业 模具设计及制造 班 级 07模具四二班 姓 名 尹 海 学 号 指导老师 完成日期 指导教师评语建议成绩：优 良 中 及格 不及格 指导教师签字 年 月 日最终评定成绩：优 良 中 及格 不及格系主任签字 年 月 日一章 绪 论1.1冲压加工的概述1.1.1 冲压的概念冷冲压是在室温条件下，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，从而获得所需冲件的一种压力加工方法。在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成冲件（或零件的一种特殊工艺装备，称为冷冲模。合理的冲压成形工艺，先进的模具，高效的

2、冲压设备是必不可少的三要素。冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。1.1.2 冲压加工及分类 冲压加工因冲件的形状，尺寸和精度的不同，所采用的工序也不同，概括起来可以分为分离工序和成形工序。分离工序是指坯料在模具刃口做用下，沿一定的轮廓线分离而获得冲件的加工方法。分离工序主要有冲孔、落料、切

3、断等。成形工序是指坯料在模具压力作用下，使坯料产生塑性变形，但不产生分离而获得具有一定形状的尺寸的冲件的加工方法。成形工序主要有弯曲、拉深、翻边、胀形等。1.1.3 冲压及其模具技术发展（1）冲工艺分析计算现代化（2）模具计算机辅助设计、制造分析（CAD/CAM/CAE）一体化的研究和应用。（3）冲压生产自动化。（4）为适应市场经济的需求，大批量与多品种小批量生产共存，开发了适宜于小批量生产的各种简易模具、经济模具、标准化且容易交换的模具系统等。（5）推广和发展冲压新工艺和新技术。（6）与材料科学结合，不断改进板料性能，以提高冲件的成形能力（7）开发新的模具材料。1.2 冲压设备的选用及制造特

4、点1.2.1 冲压设备的选用 压力机应根据冲压工序的性质、生产批量的大小，模具的外形尺寸以及现有设备等情况进行选择。压力机的选用，包括选择压力机类型和压力机规格两项内容。 1压力机类型的选择 （1）中，小型冲压件 选用开式机械压力机。（2）大，中型冲压件 选用双柱闭式机械压力机。（3）导板模或要求导套不离开导柱的模具 选用偏心压力机。（4）大量生产的冲压件 选用高速压力机或多工位自动压力机。（5）校直、整形和温热挤压工序 选用摩擦压力机。（6）薄板冲裁，精密冲裁 选用刚度高的精密压力机。（7）大型，形状复杂的拉深件 选用双动或三动压力机。（8）小批量生产中的大型厚板件的成形工序 多采用液压压力

5、机。1.2.2 制造的特点和模具材料选用的原则冲压加工与其他加工方法相比，无论在技术方面，还在经济方面，都具有许多独特的优点。主要有：1）冲压加工是少无切削加工方法之一，是一种省能、低耗、高效、的加工方法。因而成本较低。2）具有一模一样的特征，所以产品质量稳定。3）冲压加工可以加工壁薄、重量轻、形状复杂、表面质量好.4）冲压生产靠压力机和模具完成加工过程，其生产效率高、操作简便、易于机械化与自动化。模具材料的选用，不仅关系到模具的使用寿命，也直接影响到模具的制造成本。选择模具材料应遵守如下原则：1）满足使用要求，应具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐冲击性、抗疲劳。2）根据冲压材料和冲压件生产批量

6、选用材料。3）模具材料应具有良好的加工工艺性能，便于切削加工，淬透性好、热处理变形小。4）满足经济性要求。1.3 模具CAD/CAE/CAM技术冲压技术的进步首先通过模具技术的进步来体现出来。对冲模技术性能的研究已经成为发展冲压成形技术的中心和关键。20世纪60年代初期，国外飞机、汽车制造公司开始研究计算机在模具设计与制造中的应用。通过以计算机为主要技术手段，以数学模型为中心，采用人机互相结合、各尽所长的方式，把模具的设计、分析、计算、制造、检验、生产过程连成一个有机整体，使模具技术进入到综合应用计算机进行设计、制造的新阶段。模具的高精度、高寿命、高效率成为模具技术进步的特征。模具CAD/CA

7、E/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程。它以计算机软件的形式，为企业提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员借助于计算机对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化4。模具CAD/CAE/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本和提高产品质量已成为模具界的共识。展望国内外模具CAD/CAE/CAM技术的发展，本世纪的科学技术正处于日新月异的变革之中，通过与计算机技术的紧密结合，人工智能技术、并行工程、面向装配、参数化特征建模以及关联设计等一系列与模具工业相关的技术发展之快，学科领域交叉之广前所未见。今后10年新一代模具CAD/C

8、AE/CAM系统必然是当今最好的设计理念、最新的成形理论和最高水平的制造方法相结合的产物，其特点将反映在专业化、网络化、集成化、智能化四个方面。主要表现在4：（1）模具CAD/CAM的专业化程度不断提高；（2）基于网络的CAD/CAE/CAM一体化系统结构初见端倪；（3）模具CAD/CAE/CAM的智能化引人注目；（4）与先进制造技术的结合日益紧密。1.4 模具的发展与现状模具是工业生产中的基础工艺装备，是一种高附加值的高技术密集型产品，也是高新技术产业的重要领域，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志。随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技

9、术要求也越来越高。目前我国模具工业的发展步伐日益加快，“十一五期间”产品发展重点主要应表现在 2：（1）汽车覆盖件模；（2）精密冲模；（3）大型及精密塑料模；（4）主要模具标准件；（5）其它高技术含量的模具。目前我国模具年生产总量虽然已位居世界第三，其中，冲压模占模具总量的40%以上，但在整个模具设计制造水平和标准化程度上，与德国、美国、日本等发达国家相比还存在相当大的差距。以大型覆盖件冲模为代表，我国已能生产部分轿车覆盖件模具。轿车覆盖件模具设计和制造难度大，质量和精度要求高，代表覆盖件模具的水平。在设计制造方法、手段上已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进

10、程中前进了一大步。但在制造质量、精度、制造周期和成本方面，以国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，与国外多工位级进模和多功能模具相比，存在一定差距。二章 设计任务书课程设计的零件及设计技术要求零件图零件名称：垫板零件所用材料：Q235材料厚度：0.5mm生产批量：大批量（二）课程设计工作内容及完成时间1.分析零件的成型工艺性2.工艺方案和模具零件结构尺寸的确定3.压力机的选用4.绘制模具装配图5.绘制模具零件图6.编制设计说明书（三）主要参考资料、文献1.冲压工艺与模具设计 机械工业出版社

11、2.冲压模具设计手册 机械工业出版社3.冲压成型工艺与模具设计 高等教育出版社4.CAD、Pro/E、CAM等软件工具书5.机械制图、公差、金属材料与热处理等书三章 计算说明书3.11 冲压件工艺性分析1 材料该垫圈选用的冲裁材料Q235钢，该类钢属于普通碳素结构钢，Wc凸凹模查表3-8得Zmin=0.04mm Zmax=0.06mm ZmaxZmin=0.02mm查得2-10：x=0.75 25：x=0.5设凸凹模分别按IT6和IT7级加工制造则冲孔： dp =（dmin+x）=（10+0.750.12）mm=10.09mm dp=（dmin+x）=(25+0.50.62) mm=15.81

12、mm dd=(dp+Zmin) =(10.09+0.04) =10.13mm dd=(dp+Zmin) =(15.81+0.04) =15.85mm校核：p+dZmaxZmin 0.008+0.012=0.060.02 即0.02=0.02满足条件孔心距尺寸：Ld=（Lmin+0.5）0.125 = (60.09)+0.50.180.1250.18=180.023mm落料：这类磨损是增大尺寸它们的尺寸公差大于13级x1=0.5,x2=0.5,x3=0.5B1=(160+0.5X0.8)=160.4B2=(120+0.5X0.72)=120.36 二工作零件1. 凹模尺寸（凹模按结构分为整体式和

13、镶拼式）我们选择镶拼式凹模厚度：H=kb=0.296.25=19.25mm凹模壁厚：C=(1.52)H=(28.8838.5)mm实际取C=30mm查标准JB/T7643.1-2008 凹模宽度100mm因此，确定凹模外形尺寸为70mm100mm20mm， 2. 凸凹模尺寸凸凹模长度L=h1+h2+h=14+15+18=47mm其中h1为凸模固定板厚度；h2为弹性卸料板厚度；h为增加高度（包括凸模进入凹模深度、弹性元件安装高度等）.3. 冲孔凸模尺寸 冲孔凸模长度：L凸=h1+h2+h3=14+6+6=26mm 其中h1为凸模固定板厚度；h2为空心垫板厚度；h3为凹模垫板厚度。4.根据凹模零件

14、尺寸，结合倒装式复合结构特点，查标准JB/T7643.4-2008。确定其他模具结构零件，见表1：表1序号名称长宽高材料数量1上模板125806T8A12凸模固定板12580144513空心垫板1258064514卸料板12580154515凸凹模固定板12580164516下垫板125806451根据模具零件结构尺寸，查标准GB/T2855.1-2008选取后侧导柱125mm100mm（120150）mm标准模架一幅。五章 冲压设备的选用及工艺一跟据总冲压力F总=243.59kN，模具闭合高度、冲床工作台面尺寸等，并结合现有设备，选用J23-40开式双柱可倾冲床，并在工作台面上备制垫块，其主

15、要技术参数如下：公称压力：400kN 滑动行程：长度80mm；行程次数45次/min最大闭合高度（有垫片）：235mm 最小闭合高度（有垫片）：170mm模柄孔直径：50mm 模柄孔深度：70mm打杆直径：16mm 打杆孔深度：70mm打杆行程：40mm 上滑块台面前后：260mm 上滑块尺寸左右：300 上滑块不进入导轨 滑块中心至机身距离：250mm 工作台台面前后：260mm工作台尺寸左右：720mm 工作台漏料孔：150mm二模具主要零件加工工艺规程的编制 表2 冲孔凸模加工工艺规程工序号工序名称工序内容设备工序简图（示意图）1备料将毛坯锻成圆棒82热处理退火3车削按图车全形，单边留0

16、.2mm精加工余量车床4热处理按热处理工艺淬火、回火达到5862HRC5磨削磨外圆、两端面达设计要求磨床6钳工精修全面达到设计要求7检验表3 落料凹模加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备工序简图（示意图）1备料将毛坯锻成12985242热处理退火3粗刨刨六面达到1258121互为直角刨床4热处理调质5磨平面光六面，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6064HRC10磨平面磨上下、平面光磨床11线切割按图切割型孔达到尺寸要求12钳工精修全面达到设计要求1

17、3检验六章 模具总装配图的绘制其他零件明细表表4序号名称数量材料热处理标注代号参考尺寸1下模座1HT200GB/T2855.2-20081046462卸料螺钉44524-28HRCJB/T7650.5-20083导柱360-64HRCGB/T2861.1-20084固定板14528-32HRCJB/T7643.1-20081046465橡胶16导料销245JB/T7649.10-20087落料凹模160-64HRCJB/T7643.1-200810464168推件块14534-38HRC9固定板14528-32HRCJB/T7643.1-2008104641410导套258-62HRCGB/T

18、2861.3-200811垫板1T8A54-58HRC12销钉113上模板1HT200GB/T2855.1-2008104641414模柄1Q235JB/7646.1-200815打杆14528-42HRC16螺钉145GB70.1-2000M82517冲孔凹模2T10A56-60HRCJB/T5825-200818凸凹模1T10A60-64HRC19挡料销14543-48HRCJB/T7649.10-2008 总装图 七章 模具主要零件图的绘制凹模1冲大、小圆凸模设计总结课程设计是一种综合性较强的专业实践环节，它的知识面宽、学科广、综合性强，通过这次课程设计，我巩固了以前学过的知识，提高了查

19、阅资料能力，使我更加认识到课程设计的重要性，从而提高了我理论联系实际的设计能力和动手能力。为我今后走向工作岗位打下了一定的基础。本次设计，在查阅了相关文献后，我设计了用来加工垫圈的加工工艺设备落料-冲孔复合模。通过这次设计，我尝到了许多的东西。首先对于autoCAD和pro/E的应用更加熟练；其次，通过模具设计我对于模具设计的流程基本上熟悉。能较正确的选用适当的标准件。这次设计是对以前所学的专业知识的一次综合性的实践。涉及到机械制图、金属材料与热处理、.冲压工艺与模具设计、公差以及CAD/CAM等各个方面的内容。设计过程中按照任务书的要求和目的，循序渐进，力求数据准确，结构合理。参考了许多文献资料。由于本人水平有限，改革探索经验不足，组织工作还有缺陷，何况形势总在不断发展，现在未完远不能说本设计的相关内容特别完善。还需要在改革的实践中不断检验，不断修改、锤炼、不断完善，永无休止。其中修改方向可以向导柱导套型、柔性化、及其它结构上的修改，以至完善