本科毕业设计（论文）( 2015届 )题目：异形垫片冲压模具设计专业：机械主动化班级：11机械主动化三*****学号：指点教师：蔡乐安职称：副传授完成日期：2015年4月17日目录摘要（外文） 2 引言 3 一. 工艺设计（一）零件的工艺性剖析4（二）设计冲裁计划与好坏肯定4二. 排样设计（一）搭边值肯定6（二）排样图展现7（三）物料进距盘算8（四）肯定条料宽度8（五）导料板设置8三. 工艺盘算（一）材料应用率8（二）肯定压力中间9（三）冲裁力的盘算四. 模具总体概要设计（一）卸料方法选择9（二）出件与送料方法选择9（三）导向方法选择10（四）模具总装图10五. 模具零件设计（一）刃口盘算11 （二）导正销15 （三）卸料部件设计15 （四）凹模构造设计16 （五）凸模构造设计17 六. 模架的选择（一）导柱.导套选用18（二）上.下模座选用18（三）材料选用18七. 压力机的选择19申谢21文献参考（附件及活动仿真）22异形垫片冲压模具设计与剖析摘要：模具是现代化工业临盆的重要工艺设备,被称为“工业之母”.而冲压模具又在全部模具工业中的桂林一枝,成长极为敏捷,它在人们的日常生涯及现代工业临盆范畴中占领很重要的地位.本毕业设计是关于异形垫片的冲压模具设计,经由过程剖析异形垫片的构造,尺寸来肯定其所选用的冲压方法.模具构造以及工位排版等设计内容.并最终完成该零件的冲压模具二维图纸.三维立体及加工活动仿真.当所有的参数盘算完后,还要对模具整体的装配计划,重要部件的设计和装配的技巧请求都进行剖析.以便可以或许清楚的表达出该零件的冲压加工进程.症结词：异形垫片;冲压模;设计Abstract：Known as the mother of industry, the mould is an important modern technical equipment of modern industrial production. With the rapidly development, the stamping die is thriving in the mould industry. It plays an important role in daily life and in the field of modern industrial production. The graduation design is about the stamping die design of the profiled gasket. It can determine the design contents, including stamping method, the mould structure and the working layout by analyzing the structure and the size of profiled gasket. And finally thegraduation design finishes the 2D drawing, the 3D drawing and the motion stimulation of that part stamping die. With all parameters done, analysis on the assembling of the moulds and requirement of main parts design and assembling was made. So it can express the stamping process of that part clearly.Key words: profiled gasket; the stamping die; design引言布景：据统计,2003年我国临盆汽车冲压件约240万吨/8亿件,灵活车冲压件约28万吨/19亿件,农业用车冲压件约96万吨/7.1亿件,家电及建筑用材冲压件100万吨/12.8亿件.业内专家估计,跟着冲压成形行业最大市场用户汽车行业今的缓慢成长,中国冲压业迎来了一个敏捷成长机会时段,但可否抓住机会获得新的更快的成长,进步的道路上另有很多阻力和障碍须要战胜与冲破.意义：选择冲压模的设计作为课题是因为课题涉及常识面较广,其重要目标是使本身能更好的巩固和融会大学生涯中所进修到的常识,并应用于现实模具设计进程中,进步自身软件操纵闇练度,设计思绪及模具构造清楚度.并且本设计的设计请求较高,对学生的设计才能是一个很好的锤炼.课题研讨内容包含机械工程及主动化学科的材料力学,热力学,机械道理,机械设计,公役与交换性,机械制作工艺等常识,特殊锤炼学生设计规范性的才能.使学生能得到全方位的锤炼.课题要肄业生具备较强的机械设计才能.逻辑思维才能和创新才能,对学生是一个挑衅.课题为典范的机械设计类课题,涉及机械常识周全,与工程机械专业偏向联合慎密.内容：本毕业设计是关于异形垫片的冲压模具设计,经由过程剖析异形垫片的构造,尺寸来肯定其所选用的冲压方法.模具构造以及工位排版等设计内容.并最终完成该零件的冲压模具二维图纸.三维立体及加工活动仿真.以便可以或许清楚的表达出该零件的冲压进程.一、工艺设计（一）零件的工艺性剖析零件三维如图1-1所示,为很多机械上都须要用到的手柄,材料为厚度为0.15mm的H68,请求零件粗步应定为中批量临盆,外精度请求不高,但概况必须要包管平整而圆孔是该零件须要包管精度的重点.综上所述：该零件合适冲压,零件的冲压机能优越.图 1-1 异形垫片二维零件图（二）设计冲裁计划与好坏肯定该冲压件由冲孔.压扁.落料等多个根本工序构成.肯定冲裁件工艺计划：该冲裁件的成型工序包含落料和冲孔,对其可能的加工计划有以下三种：计划一：用单工序模进行临盆.先冲孔,后落料.计划二：用复合模进行临盆.冲孔加落料复合冲压.计划三：用级进模进行临盆.冲孔加落料级进冲压.表1-1 三个计划好坏程度的比较三个计划的比较：计划一：模具构造简略,造价便宜,且每次冲裁所需的冲裁力较小,便于解决冲压设备冲压力吨位缺少的问题.其缺陷在于难以包管零件的尺寸精度,且零件较小,二次冲孔时,不克不及准肯定位,轻易使人受伤,临盆效力低.易于加工和模具的维修,实用于小批量或试制件.计划二：只需一副模具,制件精度与临盆效力较高,且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚,模具强度能知足请求.模具零部件加工制作比较艰苦,成本较高,并且凸凹模轻易受到最小壁厚的限制,使得一些内孔的间距.内孔与边沿的间距都较小的工件不宜采取.计划三：只需一副模具,临盆效力高,模具寿命长,操纵便利,精度也能知足请求,临盆成本较低.总结：经由过程对上述三种计划的剖析与比较,采取级进模（计划三）较为合理,精度较高.二.排样设计冲裁件在板料.带料或条料上的安插办法称为排样.排样的目标在于材料合理化的消费.进步临盆效力和延伸模具应用寿命,根据材料应用率程度和成本降低方面,排样可以分为有废料排样.少废料排样和无废料排样三种,根据制件在条料上的安插情势,排样有可以分为直排样.斜排样.对排样.混杂排样.多排样等多种排样情势.在进行多工位级进模的设计时,起首要肯定条料排样图的设计,因为条料排样图的设计是进行级进模设计时的一个重要根据.多工位级进模条料排样图的设计是否合理,对模具设计及产品的最终成本的影响是很大的.尤其是在大批量临盆中,若设计的排样图消失错误,会导致制作出来的模具无法冲制所需零件.除此以外,条料排样图一经肯定,冲制零件的各部分在模具中的冲压次序.模具的工位.工序数.零件的排样方法.模具步距的公称尺寸.条料载的设计情势等一系列问题也就被肯定了.在这套模具中,排样设计的总原则是：先辈行废料的冲裁和条料压扁,然落后行冲孔.压弯,最后割断,并且要时刻斟酌模具材料的强度和刚度,以及构造的合理性.（一）搭边值的肯定排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺的余料,称之为搭边.搭边的用途是补足定位误差,保持工件条料有必定的刚度,包管零件质量与送料便利.搭边值过大,材料糟蹋.搭边值过小,冲裁时条料轻易翘曲或被拉断,不但会增长冲压件的毛刺,并且还会拉入凸模.凹模间隙中破坏模具刃口,导致模具寿命降低.或影响送料工作.根据制件厚度与制件的排样办法查表2-1得：两制件之间搭边值a1=1.8mm.图 2-1 搭边值二维表 2-1 搭边值和侧边值（二）排样图的展现图 2-2 排样图二维在进行这个级进模具的工序排样设计时,为进步模具寿命最好尽量疏散各工位.斟酌到简化模具构造,该级进模一共有2个工位,个中包含有冲孔1个工位,落料1个工位. （三）送料进距的盘算条料在模具上每送进一次的距离称为送料进距,每个进距都可以冲出一个或多个零件.L=D+1.8=55+1.8=56.8（如图） 个中D.a1.l 如图2-2所示 （四）肯定条料宽度由上述可知,冲裁件所采取的是有废料排样,且侧搭边值a =2.0mm,所以条料宽度为49mm.同时可知板料规格：板料H68,板料的长度：500mm, 宽度：49mm, 采取横裁的办法（五）导料板设置导料板是条料的向定位机构,对条 料的宽度偏向进行定位,从而使条料沿直线送进. 具体的工位安插如下： 冲孔→落料三.工艺盘算（一）材料应用率盘算单个零件的材料应用率η=S/S0×100%=S/AB ×100% 冲裁面积SS=1000mm 2n=1;B=49;L=518㎜ S 指冲裁件面积S0指所用材料面积,包含工件的面积和废料的面积 B 指调料宽度.A 指送料步距.N 指一个步距内冲件数η=S/AB=495110001⨯⨯×100%≈40.01%由此可知,η值越大,材料的应用率就越高,废料越少.工艺废料的若干决议于搭边和余量的大小,亦取决于排样情势和冲压方法.是以,须要进步材料应用率,就必须合理排样,削减工艺废料.（二）肯定压力中间冲压模具的压力中间指的是冲压时诸冲压力合力的感化点.为了包管压力机与模具正常工作,必须让冲压模的压力中间和压力机滑块的压力中间相合.不然会使得冲呀模和压力机滑块产生偏幸载荷,从而会让滑块和导轨间的磨损变大,模具导向零件的磨损加模具和压力机的应用寿命削减.冲压模的压力中间,可以按照下面的办法来肯定：单一的外形对称的冲裁件,其压力中间就是冲裁件的几何中间.散布地位对称的雷同工件,其压力中间和工件的对称中间相合.不规矩或则外形庞杂的工件,其压力中间可用解析盘算法.解析法的理论根据是：各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩.所以他的合力感化点的座标地位(x0,y0),就是模具的压力中间如图3-1.将工件周长分为L1/L2/L3……L10根本线段,求得各段长度及中间地位.图 3-1 压力中间图压力中间盘算公式为L1(0,21)=31.4 L2(12,31)=4 L3(30,42)=50.24 L4(48,24)=19 L5(50,10)=4 L6(55,5)=15.7 L7(40,0)=20 L8(26,4)=25.12 L9(22,9.5)=3 L10(16,11)=12 所以压力中间为点（28.159,20.216）（三）冲裁力盘算冲裁力是冲裁进程中凸模对材料的压力,它是随凸模行程而变更的.平凡所说的冲裁力是指冲裁力的MAX值.平刃冲模的冲裁力可按下式盘算：平刃口模具冲裁力：Fp=KPLtτ查经常应用黄铜的力学机能表得：Σb=240—300Mpa取σb=300Mpa查表得：K卸=0.06,K推F落料=Ltσb=172××300≈7740NF冲孔=Ltσ×××FQ1=nk1FP=6×××F冲裁力四.模具总体概要设计经剖析,工件平整度请求低,尺寸精度请求低,外形简略,但是工件产量比较大,且材料厚度=0.15mm,为包管冲压模的临盆率偏高,经由筛选,该多工位级进模决议实行工序分散的工艺计划,刚性卸料装配+通俗导正销定距.（一）卸料方法的选择刚性卸料与弹性卸料互相比较：刚性卸料是用固定卸料板.一般用作卸料精度请求偏低的冲压件.一：且当卸料板仅仅起到卸料感化的时刻和凸模之间的间隙跟着材料厚度的增大而增大,单边间隙为0.2t-0.5t.二：当固定卸料板还具有对凸模导向感化的时刻,卸料板和凸模的合营间隙要小于卸料板和凸模的冲压间隙.工件精度请求偏低,料厚取0.15mm较薄,所以可以用刚性卸料方法.（二）出件与送料方法的选择因为采取级进模临盆,所以采取刚性下出件.（工件从模具下方脱落）因为选用的冲压设备是开式压力机,所以采取横向送料方法,（由右向左送料）（三）导向方法的选择计划一：采取导柱在模架对角的方法.因为导柱装在模具压力中间对角线之上,所以上模座在导柱上滑动相对安稳.计划二：采取导柱在模架后方的方法.因为前阁下三方位没有限制,进料和工资操纵相对便利.并且导柱装在模架后方,工作时,模具的偏幸距将导致导套及导柱的单边损耗,会轻微影响到模具的应用寿命,并且这种导向方法不实用于浮动的模柄.计划三：采取四方都有导柱的模架方法.该方法导向安稳.精确.靠得住.刚性好.经经常应用于冲裁件尺寸教大或者精度请求比较高的冲压件.计划四：采取导柱在模架中央的方法.导柱装在模架的对称轴上,导向趋于安稳.精确.但缺陷是仅能一个偏向送料.根据以上四个计划的比较以及模具构造和送料方法的合营筛选,为了进步模具的寿命和工件的质量,采取计划一,即导柱在模架对角的导向方法,较为合理.（四）模具总装图图 4-1 模具总装图五.模具零件设计（一）刃口的盘算冲压件的尺寸精度重要取决于模具刃口的尺寸精度,然而模具合理的间隙也要靠模具的刃口尺寸及制作精度来包管.精确明白模具刃口尺寸和制作公役,是冲压模设计的重要义务之一.从临盆及实践中可以知道：1.因为凸模与凹模之间有间隙,使得落料和冲出孔都带有锥度（毛刺）,且落料件大端尺寸等于凹模的尺寸,冲孔件小端尺寸等于凸模的尺寸.2.于测量和应用进程中,可发明落料件以大端尺寸为基准,冲孔孔径以小端尺寸为基准.3.冲裁时,凸模与凹模要与冲压件或废料产生摩擦,凸模越磨越小,凹模越磨越大,从而使得间隙就越来越大.综上所述决议模具刃口尺寸和制作公役时,要斟酌以下原则：1.凹模尺寸决议落料件尺寸,凸模尺寸决议冲孔尺寸.所以设计落料模时,将凹模做为基准,在凸模上取间隙;设计冲孔模时,将凸模尺寸做为基准,在凹模上取间隙.2.斟酌到冲压中凸模和凹模的损耗,在设计落料凹模时,凹模的根本尺寸取尺寸公役()0Pp A A x δ-=+∆2p P C C δ=±规模内的较小尺寸;在设计冲孔模时,凹模的根本尺寸取孔尺寸公役规模内的较大尺寸.如斯在凸模与凹模损耗到必定程度时,依旧可以冲出及格的冲压件.凸凹模的间隙仍然取合理间隙的最小值.3.落实冲模刃口尺寸公役时,要斟酌冲压件的公役请求.若刃口精度请求太高（即制作公役过小）,则会使得模具制作变得艰苦,成本变大,临盆周期变茶长;若对刃口精度请求太低（即制作公役过大）则会使得临盆出来的制件及格降低,模具的应用寿命降低.假如工件没有标注公役,那么对于不是圆形的工件可以按照国度“合营尺寸的公役数值”IT14等级进行处理,冲模则可按照IT11等级进行制作;对于圆形工件则可按照IT17～IT9等级进行模具制作.冲压件的尺寸公役则按“入体”原则进行单项公役标注,落料冲压件上误差为零,下误差为负;冲孔冲压件上误差为正,下误差为零.表 5-1 磨损盘算公式表5-2 冲裁零件各部分周长大圆孔=2π 中圆孔=2π 小圆孔=2π冲孔模刃口尺寸盘算公式：变小的尺寸变大的尺寸 0)(Px B B P δ-∆-= 不变的尺寸式中AP ,BP ,CP 为凸模刃口尺寸;X —磨损系数,其值由参考文献;∆—工件公役;p δ.d δ—凸.凹模制作公役,模具公役p δ,d δ按下面两式盘算 ()∆=51~41p δ∆=41d δ 凹模刃口：图 5-1 凸模刃口盘算公式： Δ ×0.2)△25.00+05.00+ ×0.2)025.0△-005.0- ×0.2)△25.00+05.00+A4=(19＋0.1)±△025.0025.0＋－×0.2)025.0△-005.0- ×0.2)△25.00+05.00+A7=(20＋0.1)±△025.0025.0＋－×0.2)△25.00+05.00+ ×0.2)25.0△-005.0-A10=(12＋0.1)±△±△025.0025.0＋－表 5-3 冲孔凸模加工工艺卡车床 车床C C图5-2 冲孔凸模三视图凸模刃口：图 5-3 凹模刃口盘算公式：b1=(15.8＋0.15) 025.0△－05.0-b2=(11.8＋0.15) 025.0△－05.0-b3=(5.8＋0.15) 025.0△－05.0-(二)导正销对于冲压模应用导正销的目标在于清除用挡料销和导料板进行粗定位时的定位误差,包管冲压件在不合工位上冲出外形相符相对地位公役请求.导正销重要应用在多工位级进模中,当然也可以用于单工序模,导正销一般设计在落料凸模上,与挡料销合营应用,所以我们采取导正销.图 5-4 导正销装配在落料凸模上如图所示：a.b.c类型实用于导正派径小于10mm的冲孔,图d实用于导正派径为10-30mm的冲孔,图e实用于导正派径为20-50mm的冲孔.为了便利拆装,针对较小的导正销也可以用图f所示的构造,改换相对便捷.根据现实临盆请求,本模具采取图c的导正销装配方法,材料为45钢,热处理硬度为43-48HRC,技巧请求按JR/T7653-1994请求.本模具设计的定位零件采取导正销定位.（三）卸料部件的设计本模具设计卸料零件的重要目标,是便于将零件冲压后卡逝世在凸模或者凹模上的冲压件或冲压废料卸失落,以包管模具下次进行正常冲压,一般用的卸料方法有：刚性卸料方法.弹压卸料板.刚性卸料一般也称固定卸料,特色是卸料力气大,卸料靠得住,实用于板料较厚.卸料力较大.平直度请求较低的冲压件.弹压卸料的特色是,分解卸料及压料的感化,冲压件的质量较好,平直度较高.实用于质量请求较高的冲压件或板料较薄的冲压件.是以,此次设计采取了刚性卸料方法.刚性卸料装配的装配具有必定的装配请求：在模具开启状况,卸料板要凌驾模具工作零件刃口0.3mm-0.5mm,便利卸料.（四）凹模的构造设计凹模：在冲压进程中和凸模互相合营直接对冲压件进行分别或成形的冲压零件.凹模刃口的类型如图5-4所示,个中a.b.c三种类型称为直筒式刃口凹模,它的特色是制作便利,刃口强度高,刃口磨损后工作部分尺寸不变,广泛用于冲压公役请求较小,外形较为庞杂的周详冲压件.但是因为废料的累积而大大增大了推件力和凹模的涨裂力,轻微影响了凸.凹模的强度.一般级进模和上方出件的冲压模用a.c类型,下方出件则用b.d类型,个中d类型是锥筒式刃口,在凹模内不集合材料,侧壁磨损相对较小,但刃口强度略差,刃口磨损后径向尺寸会增大.综上本设计选用b型刃口.因为该零件是H68材料比较软,该凹模材料应选45钢,热处理43-48HRC图 5-5 凹模类型外形尺寸盘算：一般凹模构造可以分为整体式和镶拼式两种,本次设计凹模采取整体式凹模,各类冲裁的凹模孔都采取线切割机床加工（快走丝慢走丝联合）,安插模架上凹模地位时,要根据盘算压力中间的数据,将压力中间和模柄中间相合.它的具体凹模轮廓尺寸肯定如下：凹模厚度：H=Kb(≥15mm) 凹模壁厚：C=(1.5～2)H(≥30～40mm) 凹模外形尺寸：B=b+2C.L=l+2c 式子中：b——冲裁件的最大外形尺寸;（mm）;K——系数,斟酌板料厚度的影响（见书《冲压工艺与模具设计（第二版）高级教导出版社 2006》表格）;H——凹模厚度;C——凹模壁厚;B——凹模外形最大尺寸;L——凹模外形的长度.×60=30mm;凹模壁厚： C=(1.5～2H)=(1.5～2)×30=45mm;取凹模厚度：H=30mm;取凹模壁厚C=45mm.根据公式：B=b+2C=66.8+2×L=l+2C=20+20+1.8+2×拔取凹模外形尺寸B××131.8mm.得凹模轮廓尺寸为200mm×160mm×30mm.（五）凸模的构造设计凸模构造可以分为整体式和镶拼式两大类,整体式凹模中根据加工办法的不合又可以分为纵贯式和台阶式两小类.纵贯式凸模的工作部分以及固定部分其外形和尺寸做成一样,这一类凸模平日采取线切割（快走丝+慢走丝）办法进行加工处理,台阶式凸模一般用以机械加工进行处理,当外形过于庞杂时,成型部分平日采取磨削成型.对于圆形凸模,GB2836—81的冷冲模尺度已经制订出了其尺度构造情势与尺寸规格,因为在本毕业设计中凸模是由圆形构造和异性构造相联合的,所以分解来看采取整体式的纵贯式,合营凸模固定板（合营为H7/m6）,并按照凸模的尺度构造情势与尺寸规格进行选择.模具刃口对于耐磨性的请求较高,同时请求要能推却冲裁所产生的冲击力,是以要有较高的硬度与韧性.所以该凸模材料选则为SKD-11,热处理为43-48HRC,凸模与推件块的间隙为0.035mm.表 5-4 凸模与推件块.导柱与导套的间隙六.模架的选用按凹模鸿沟尺寸为凭证,凹模鸿沟L=250mm,B=160mm,模架闭合后高度为180mm-230mm,查表（JB/T7181.4）可以知道模架为250mm×200mm×180mm-230mm（拔取200mm）,技巧请求按JB/T7183-1995划定履行.(一)导柱.导套的选用据书本《表JB/T7286.1》查得：导柱尺寸可选择：28mm×180mm据书本《表JB/T2861.3》查得：导套尺寸可选择：28mm×110mm×43mm(二)上.下模座的选用据书本《冲压模设计》模架的规格选择,对应的上模座及下模座选择如下：上模座为：320mm×280mm×45mm （JB/T2855.4）下模座为：320mm×280mm×45mm （JB/T2855.4）（三)材料的拔取模架材料选择为钢板模架,上模及下模座均用45钢（GB/T699）制作.图 6-1 模架七.压力机的选择进行零件冲压时,冲压压力机的公称压力一般要大于或等于冲压各个工艺力的总数.冲压设备属于锻造压力类机械.广泛的冷冲压设备可分为机械压力机（用Jxx代表型号）和液压机（用Yxx代表型号）.表7-1 经常应用冷冲压设备的工作道理及其特色表7-2 压力机的重要技巧参数（J23系列开式双柱可倾）根据之前盘算的冲压力,应选择开式双柱可倾压力机,其型号为：J23-16致谢本毕业设计是在蔡乐安先生的悉心指点和严厉请求下完成的,从课题选择.计划论证到具体设计和核定,我都邑积极地和先生沟通交换,同心专心想把毕业设计一般的完成,所以本设计凝集着我和蔡先生的血汗和汗水,在四年的大学本科进修和生涯时代,也始终感触感染着导师的仔细指点和忘我关心,我受益匪浅.在此向蔡乐安先生暗示深深的感激和崇高的敬意.并愿望毕业之后能遵守先生的教诲,一步步走好我的人生.不积跬步何故至千里,不积小流何故成江河.本设计可以或许如期顺遂的完成,除了要感激蔡先生的仔细教诲,也归功于列位任课先生以及指点员的卖力负责,使得我可以或许很好的控制和应用专业常识,并在设计中能有表现.也恰是有了他们的悉心帮忙和果断支撑,才使得我的毕业论文可以或许的顺遂完成,在此向温州大学瓯江学院理工分院的全部先生暗示由衷的谢意.感激他们四年来的辛苦栽培.参考文献[1]成虹冲压工艺与模具设计（第二版）高级教导出版社 2006[2]姜伯军级进冲模设计与模具构造实例机械工业出版社 2008[3]刘占军多工位级进模设计及实例精解化学工业出版社 2009[4]贾俐俐冲压工艺与模具设计人平易近邮电出版社 2008[5]宛强冲压模具设计及实例精解化学工业出版社2008[6]王树勋典范模具构造图册华南理工大学出版社 2005[7]冯炳尧模具设计与制作简明手册（第3版）上海科学技巧出版社 (2008年6月1日)[8]模具工业杂志[9]模具论坛附件：三维装配图：凹模零件图：仿真视频.avi 活动仿真：。
