密封垫罩冲压工艺与模具设计.docx

1、密封垫罩冲压工艺与模具设计 目 录摘要 1 1. 前言 2 2.零件的工艺性分析33零件冲压工艺方案的确定33.1冲压工艺方案的计算3 3.2确定工艺方案 64.第一副模具（落料，拉深，冲孔，翻边复合模）的设计与计算：84.1冲裁排样方式的设计及计算：84.2各工序压力的计算9 4.3压力机的初步选定114.4模具类型及结构形式的选择与计算：12 4.5模具工作部分刃口尺寸和公差的计算14 4.6落料，拉深凸凹模高度的确定174.7落料凹模外形尺寸的设计与粗略计算17 4.8模具其他零件的设计与计算18 4.9模具压力中心的设计与计算：195.第二副模具（冲孔、垂直切边模）的设计与计算：205

2、.1各工序压力的计算与压力机的初步选用：20 5.2模具工作部分刃口尺寸和公差的计算20 5.3模具结构类型及形式的选择与设计225.4压力中心的计算：225.5冲模闭合高度的计算：23 5. 6模座的选用236.第三副模具（水平切边模）的设计与计算：246.1各工序压力的计算与压力机的初步选用24 6.2模具结构类型及形式的选择与设计256.3压力中心的计算256.4冲模闭合高度的计算256.5模座的选用25总结与体会 28 致谢词 28 参考文献29摘 要本设计是对给定的产品图进行冲压模具设计。冲压工序的选择是经查阅相关资料和对产品形状仔细分析的基础上进行的；冲压模具的选择是在综合考虑了经

3、济性、零件的冲压工艺性以及复杂程度等诸多因素的基础上进行的；产品毛坯展开尺寸的计算是在方便计算但不影响模具成型的前提下简化为所熟悉的模型进行的。文中还对冲压模具成型零件和其他相关零件的选择原则及选择方法进行了说明。冲压件的设计首先要从冲压生产工艺上对所要设计的密封垫罩进行冲压工艺的分析与计算，然后在分析计算的基础上并参看相关的冲压设计资料确定冲压工艺方案，再在此基础上确定各工序的复合关系后，再进入冲模各具体结构的设计。在此基础上对各副冲压模具的主要零部件的尺寸进行设计与计算，期间要参考大量与冲压相关的资料和翻阅各种冲压手册，并通过计算以确定各副模具具体的结构及尺寸，通过不断的计算与修改，并在指

4、导老师的悉心关怀和耐心指导下进行不间断的反复修改，最终确定画出了三副装配图和10副零件图。通过这次毕业设计使我了解和掌握了许多实际的东西，结合我在生产实习中所看所想的一些东西，有了自己的一些收获。在此特别感谢学院，学校各位老师给我的这次机会和悉心指导。【关键词】冲压工序、冲压模具、毛坯展开尺寸、总布置与校核。AbstractThis project is a press die design based on the original product. The election of press process is based on consulting correlation datum

5、and analyzing the form of manufactured product meticulous; The election of press die is based on synthesis considerations on economical efficiency、the processing property of part and complex degree iso many factors; Calculating the work blank of manufactured product unfold dimension is lined feed on

6、 the premise of calculation convenience but without contribution die confectioning simplified frequent application cast. In the text ,to introduce the election principle and means of press confectioning art and miscellaneous rapport part, otherwise also introducing calculation means on the work blan

7、k form of many kinds of product unfold dimension and simplified cast, and the means of looking up on the reference books of designing press die . Only for a pole box press the piece of the design want first from hurtled to press to produce the craft to carry on to a pole of limit box that I want to

8、design hurtled to press the craft of analysis and calculation, then on the analytical and calculating foundation also see also relatedly hurtled to press to design the data assurance to hurtle to press the craft project, again after this foundation up made sure the compound relation of each work pre

9、face, then enter blunt the mold is each the design of the concrete structor，On this foundation to main parts of each blunt mold of size carry on the design and calculation, the period want to consult a great deal of related data and browse the manual, and pass the calculation with the concrete struc

10、ture and sizes of the assurance, pass the continuous calculation and modify, and at guide the teacher to be concerned with concentrated effort and guide patiently under carry on modifying again and again without a break, most the assurance rowed three assemble diagrams and ten spare parts diagrams.I

11、 know and grasp some positive things in the graduate-designing, combinating what I see and think in the delivery practice, I have some harvest. Thanks ever teacher and the school of leaders!【Key words】Press process , Punch die , The unfold dimension of the workblank , Total arrange to check with sch

12、ool, manufacture .1前言:随着经济的发展，冲压技术应用应用范围越来越广泛，在国民经济各部门中，几乎都有冲压加工生产，它不仅与整个机械行业密切相关，而且与人们的生活紧密相连。冲压工艺与冲压设备正在不断地发展，特别是精密冲压。高速冲压、多工位自动冲压以及液压成形、超塑性冲压等各种冲压工艺的迅速发展，把冲压的技术水平提高到了一个新高度。新型模具材料的采用和钢结合金、硬质合金模具的推广，模具各种表面处理技术的发展，冲压设备和模具结构的改善及精度的提高，显著地延长了模具的寿命和扩大了冲压加工的工艺范围。由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状工件等一系列优点，在机

13、械、汽车、轻工、国防、电机电器、家用电器，以及日常生活用品等行业应用非常广泛，占有十分重要的地位。随着工业产品的不断发展和生产技术水平的不断提高，冲压模具作为个部门的重要基础工艺装备将起到越来越大的作用。2零件的工艺性分析本次毕业设计的是密封垫罩冲压件的模具设计。该冲压件是一个高14.5的带凸缘制件，其材料为1Cr18Ni9，属奥氏体不锈钢，具有良好的韧性、塑性、焊接性及抗腐蚀性能，但切削加工性能较差。厚度为0.5，主要加工尺寸14.5和72为IT12到IT14级，圆角半径均为R3，工件四周相隔1200分布有三个由圆弧和矩形构成的孔，但他的外形具有对称性。根据工件的形状和技术要求，进行冲压工艺

14、性分析，可以认为，该零件形状属旋转体，是一般带凸缘圆筒形件，且d凸/d和h/d都比较合适，拉深工艺性好。圆角半径R3较大，不需要整形工序，直接可成形。主要加工尺寸14.5和72可通过增加切边工序来达到精度要求。72圆周上的三个缺槽由半径为3的半圆和矩形构成，圆中心距精度要求不高，只需采用普通冲模（即工作部分采用IT8级以下制造精度）冲制，同时为保证三个缺槽和直径为19的孔的同轴度，加工时应以19孔定位，三个缺槽同时冲出。从以上对密封垫罩冲压件的形状分析当中不难看出，它需要经过落料，拉深，冲孔，翻边，切边等冲压工序，但它需要几次拉深，能否一次翻边成形，翻边预制孔尺寸如何计算以及冲缺槽应该采用哪种

15、方式和如何布置等成为本次设计的重点和难点。至于需几次拉深，拉深的圆角半径等以及冲压件工艺的计算将在后面加以叙述，在此就不在叙述，（后附零件图一份）3零件冲压工艺方案的确定3.1 冲压工艺方案的计算此处省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和设计图纸等.请联系扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载！该论文已经通过答辩按照翻边高度H的计算公式(H = D/2(1-k0)+0.43r+0.72t)，经过变换得到翻边系数计算公式，k0 = 1-2/D(H-0.43r-0.72t)其中：翻边直径 D = (19+0.5) = 19.5 r = 2 t = 0.5 H = 4.5

16、带入得： k0 = 1-2/19.5(4.5-0.4319.5-0.720.5)= 0.664则预冲孔孔径 d0 = k0D = 0.66418.5 = 13 d0/t = 13/0.5 = 6.5, 查冲压手册表5-5，当采用圆柱形凸模，用冲孔模冲孔时，k0根据(极限翻边系数)=0.5 k0=0.664，即一次能安全翻出H = 4.5的高度。为了计算毛坯尺寸，还需要确定修边余量，按带凸缘拉深件考虑1、确定修边余量值 凸缘直径 d凸 = 72 拉深直径 d = 45 + 0.5 = 45.5 d凸/d = 72/45.5 = 1.6查冲压手册表4-5，修边余量 = 3，切边前凸缘直径 dF=

17、d凸+2 = 72 + 6 = 78 ，初算毛坯直径：(翻边前的半成品形状和尺寸如图4-1所示) 按相应数值代入凸缘筒形件毛坯尺寸计算公式得d0 = = = 87 1、 计算拉深次数dF/d = 78/45.5 = 1.71 1.4 ，属宽凸缘筒形件图4-1 翻边前的半成品形状和尺寸t/ d0 100 = 0.5/87 100 = 0.57 ,查冲压手册表4-20得h1/d1 = 0.37 0.44而h/d = 10/45.5 = 0.220.370.44，故一次可拉深成形。32确定工艺方案1、工件19孔的冲制方案此件虽然是一般带凸缘拉深件，但加工底部19孔可有多种加工方案。一种可以采用阶梯拉

18、深后车去底部，另一种可以采用阶梯拉深后冲去底部，再一种可以采用拉深后冲底孔，再翻边。这三种方法中，第一种车底的质量高，但生产效率不高，且该零件材料切削加工性能差，且费时，该零件底部要求不高的情况下不宜采用；第二种冲底孔，要求零件底部的圆角半径压成接近清角（R0），这就需要增加一道整形工序且质量不易保证；第三种采用翻边，生产效率较高且省料，材料韧性好，翻边端部不如以上好，该零件高度14.5有精度要求，翻边后采用水平切边可达到要求，前两种都达不到所要求的尺寸精度。综合比较，采用第三种方法是比较合理的。1、 确定工序的合并与工序顺序当工序较多，不易一下确定工艺方案时，最好先确定出零件的基本工序，然后

19、将各基本工序作各种可能的组合并排出顺序，以得出不同的工艺方案，再根据各种因素进行分析比较，找出合适于具体生产条件的最佳方案。 根据上面的分析，此件全部基本工序有落料、拉深、冲13孔、翻边、冲四周的三个缺槽、垂直切边、水平切边。 首先看一下冲13孔工序能否与翻边工序合并:模壁厚度a = (19-13)/2 = 3 由冲压手册表2-43查得凸凹模的最小壁厚1.6，模具壁厚大于最小壁厚，模具不会损坏，所以冲13孔工序能否与翻边工序可以合并。 根据以上的基本工序及所计算的，可以拟出以下几种方案：方案一：落料与拉深合并，其余按基本工序方案二：落料与拉深合并，并13孔和翻边合并，其余按基本工序方案三：落料

20、与拉深合并，13孔和翻边合并，冲四周的三个缺槽和垂直切边合并，水平切边为单工序方案四：落料、拉深、冲13孔、翻边四个工序合并，冲四周的三个缺槽和垂直切边合并，水平切边为单工序方案五：除水平切边外，其它全部工序合并分析以上几种方案，可以看到： 方案一：虽然模具结构简单，单副模具制造成本不高，但生产效率低，工件尺寸的累积误差大。 方案五：除水平切边外，其余全部工序合并，因没个镶块都必须具有一定的厚度，这样会造成模具壁厚太薄，模具易损坏。 方案二、三可行，但同方案四比较起来，需要多副模具，同样存在方案一的问题。方案四：可保证工件尺寸精度要求，也可提高生产率，同时采用弹性压料及顶件装置，工件平整，且操

21、作比较安全，垂直切边和水平切边两到工序还有对工件的整形作用。只有当拉深件高度较高时，才有可能采用落料，拉深复合模，因为浅拉深件若采用复合模，落料凸模（兼拉深凹模）的壁厚较薄，强度不足。此工序凸凹模壁厚b = (87-45)/2 = 21,能保证足够强度，故采用落料，拉深复合模工序是合理的，为保证尺寸精度，经过计算一次翻边成形，所以冲孔、翻边复合也是合理的，再从经济可行性考虑虽模具较复杂，单副模具制造成本高，但比加工多副模具更经济一些，应把落料，冲孔，拉深,翻边工序合并。综上所述，方案四为最佳方案。所以工艺方案为：落料、拉深、冲13孔、翻边四个工序合并，冲四周的三个缺槽和垂直切边合并，水平切边为

22、单工序2.分析各工序的的模具结构第一副：该副模具完成的主要任务为落料、拉深、冲13孔、翻边并为后续工序做好准备。该副模具所完成的工序内容多，比较复杂，也是本次设计的重点和难点所在，其计算工作量也是最大的。第二副：该副模具的主要任务是完成冲72圆周上的三个孔和工件的切边修边工作，由于拉深后的工件存在修边余量和局部凸缘，而所要求生产的工件没有凸缘，因此要进行修边工序，同时也把它作为后一道工序来安排。该模具主要是为了提高工件的精度和质量而设计的，结构相对复杂。第三副：该副模具完成的工序是水平切边。因高度尺寸14.5有精度要求，以必须有一道切边工序才能达到要求。所同时也把它作为最后的一道工序来安排。该

23、模具主要是为了提高工件的精度和质量而设计的，结构相对复杂。4第一副模具（落料，拉深，冲孔，翻边复合模）的设计与计算：41冲裁排样方式的设计及计算：根据前边的作图及计算确定零件的毛坯尺寸为：87，综合操作方便等各种因素及查看相关的资料后决定采用单排形式。并根据冲压手册表2-17查得：沿送进方向搭边值a = 1.5，侧向搭边 a1 = 1.5则进距 A = d0 + a = 87 + 1.5 = 88.5条料宽度 B = d0 + 2a1 = 87 + 21.5 = 90 板料规格拟用 0.59001800标准钢板裁板方案有纵裁和横裁两种，比较两种方案，选用其中利用率高的一种。纵裁时，每张板料裁成

24、条料数n1 = 900/90 = 10 条每块条料冲制的制件数 n2 = (1800-1.5)/88.5 = 20 个 (余30)每张板料冲制件数n = n1 n2 = 1020 = 200 个材料利用率 = 200/4(872-132)/(9001800) 100= 71.7横裁时，每张板料裁成条料数n/1 = 1800/90 = 20 条每块条料冲制的制件数 n/2 = (900-1.5)/88.5 = 10 个 (余5)每张板料冲制件数n = n1 n2 = 1020 = 200 个材料利用率 / = = 71.7由上述计算结果，采用横裁和纵裁时材料利用率相同，任一种方法都可以，这里我们

25、采用横裁。如图5-1所示排样图5-1 42各工序压力的计算（1） 计算冲裁力1、落料力F落料 = 1.3F = 1.3d0tb= 1.33.14870.5480= 85232 N式中 b(抗剪强度)= 480 MPa，由冲压手册表8-7查得。F (=d0tb)计算冲裁力d0毛坯直径t冲件材料厚度2、落料的卸料力 F卸= K1 F落料= 0.0585232= 4262 N式中：K1 = 0.05， 由冲压手册表2-37查得。3、冲预制孔的力F冲 = 1.3d tb= 1.33.14130.5480= 12736 N式中：K1 = 0.05， 由冲压手册表2-37查得。b(抗剪强度)= 480 M

26、Pa，由冲压手册表8-7查得，d预制孔直径4、推件力F推=n.K2 F冲=80.06312736=6419 N式中：K2 = 0.063， 由冲压手册表2-37查得。N = 8 ,同时卡在凹模里的废料片数。(设凹模直筒口径高度 h = 4 ,n= h/t = 4/0.5 = 8)5、拉深力F拉深 = d1 t K1cp=3.1445.50.56000.22=9429 N式中：cp = 600 MPa , 由冲压手册表8-7查得。 K1 = 0.5 , 由冲压手册表4-86查得。6、压边力F压边 = /4 d02-( d1+2r)22.5= /4872-(45.5+22) 2 2.5= 1004

27、5N7、翻边力F翻边 = 1.1t(D- d0) s=1.13.140.5(19.5-13) 196=2156 N式中：s = 196 MPa , 由冲压手册表8-7查得。8、顶件力顶件力取翻边力的10，则F顶件 = 10F翻边= 102156= 216 N43压力机的初步选用综上计算所知，因为选用的是弹性卸料结构,所以总压力F总为各力的总和，其中包括卸料力.故F总= F落料+F卸+F冲+F推+F拉深+F压边+F翻边+F顶件= 85232+4262+12736+637+6419+9429+10045+2156+216= 131126 N135 KN在考虑各因素后，取一安全系数0.7左右，所以必

28、须选用大于180KN的公称压力机.则根据所需总压力初选公称压力为250KN的开式压力机。（参看冲压手册相关章节543页。公称压力滑块行程/行程次数/min-1最大闭合高度/25080 100250技术参数如下表1所示封高度调节量工作台模柄孔尺寸前后左右直径深 度703605605070表144模具类型及结构形式的选择与计算：本次设计第一副模具采用落料，冲孔，拉深,翻边的复合模结构。本次设计的冲压件可一次拉深到所要求的高度，原则上属于浅拉深凸缘形件，落料，冲孔，拉深,翻边复合模采用典型结构，即落料、冲孔采用正装式，拉深、翻边采用倒装式。模座下的缓冲器兼作压边和顶件装置，另设有弹性卸料和刚性推件装置。该结构的优点是操作方便，出件畅通无阻，生产率高。缺点是弹性卸料装置使模具结构较复杂与庞大，特别是拉深深度大、料厚、卸料力大的情况，需要较多较大的弹簧，使模具结构过分庞大。所以适合于拉深深度不太大，材料较薄的情况。为了简化上模部分，可采用刚性卸料板，但其缺点是拉深件留在刚性卸料板内，不易出件，带来操作上的不方便，并影响生产率。这种结构适用于拉深深度较大，材料较厚的情况。对于此工序。由于拉深深度为4.5，不算太大，材料厚度为0.5较薄，因此采用弹性斜料较合适。另外在下模座下部