冲压模具 毕业设计说明书 垫圈16

毕业设计（论文）说明书题目：异形垫片冲裁模设计系名专业学号学生姓名指导教师年月日摘要模具是现代工业的重要工艺设备，随着科学技术的不断进步，它在国民经济中占有越来越重要的地位，发展前景十分广阔。

装备制造业在2007年的迅速发展，尤其是汽车和电子电器产品的高速增异形，为模具工业的发展营造了良好的市场环境。

本次综合实训设计垫片的复合冲压模具，从零件的工艺性分析到模具结构的设计再到工艺计算，一直到最后的模具装配图。

同时，模具也是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备,具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点,被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器、仪表等行业。

随着我国汽车工业的迅猛发展，汽车性能不断提高，汽车零部件中对高精度、形状复杂锻件的需求量越来越大，锻造新工艺、省材、节能工艺等技术的开发对于新型汽车零件的生产尤为重要。

我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、复杂、异形寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。

本文主要是以异形垫片为例，设计和制定异形垫片的工艺设计和工艺设备的选择以及冲压模具设计。

关键词：异形垫片；工艺设计；冲压模具；模具设计ABSTRACTMold is mechanical manufacturing technology advanced, profoundly important technical equipment，High production efficiency, material with high efficiency and good quality, technology parts good adaptability etc. Characteristics. Widely used in motor vehicles, machinery, aerospace, aviation, light industry, electronics, electricappliances, instruments and other industries. With the rapid development of China's automobile industry, The car's performance to improve, Auto parts of high precision, complicated shape of forging an increasing demand for, Forging new craft, material, energy saving technology province technology development for new type of car parts production is especially important. Our country stamping die in the number no matter, or in quality, technology and ability are already has great development, But with the national economy needs and the advanced world level, compared to a gap still, Some large, sophisticated, complex, the long life of high-grade die every year in the importation of large still, Especially in high-grade car covering mould, at present still mainly rely on imports.The paper is an inert round of forging production, Processing techniques, Design and manufacturing, some mould, including, fall round of forgings upsetting, eventually forging, and trimming punching production processing mould.Introduced again, trimming punching the design of the composite film.Key words: Mould ；Finally bore；Flash tank；Clamp mouth目录第一章绪轮 (1)1.1 模具工业简介 (1)1.2 模具分类 (3)1.3 冲压模具简介 (3)1.4 我国冲压模具发展现状和趋 (5)第二章零件的工艺分析拟定 (7)2.1冲裁件的工艺性分析 (8)2.2确定冲压工艺方 (10)2.3选择模具结构形式 (15)2.3.1 模具的形式 (16)2.3.2 定位装置 (16)2.3.3 卸料装置 (17)2.3.4 导向零件 (18)2.3.5 模架 (19)第三章必要的工艺计算 (19)3.1排样设计与计算 (19)3.2计算冲压力 (20)3.3计算模具压力中心 (24)3.4计算模具刃口尺寸 (22)第四章垫片复合模主要零件的设计计算 (22)4.1落料凹模 (23)4.2冲孔凸模异形度及强度校核 (23)4.3凸凹模异形度确定及壁厚校核 (24)4.4凸凹模固定板尺寸 (24)4.5垫板结构与设计 (25)4.6卸料板的设计 (26)第六章压力机校核 (26)5.1模柄孔的校核 (27)5.2模具闭合高度的校核 (28)5.3压力机工作台尺寸的校核 (29)5.4冲裁力校核 (29)注释 (26)参考文献 (27)附录 (28)外文资料 (29)中文译文 (30)致谢 (31)第一章绪论1.1模具工业简介模具工业是国民经济的重要基础工业之一。

目录摘要 (2)绪论 (4)第一章零件图和零件方案的拟订 (6)一．零件图及零件工艺性分析 (6)二、工序分析 (7)第二章落料模的设计与计算 (7)一、毛坯尺寸计算 (7)二、冲压工艺方案的确定 (7)三、模具结构形式的确定 (8)四、主要工艺设计计算 (8)五、主要零部件的设计 (12)第三章弯曲模的设计与计算 (15)一、冲压工艺分析及工艺方案的制订 (15)二、弯曲力的计算 (16)三、零件设计与计算 (17)第四章冲孔模的设计与计算 (20)一、冲压工艺性分析及工艺方案的确定 (21)二、冲裁工艺方案的确定 (22)三、冲压工艺参数计算 (23)四、零部件的设计 (25)结束语……………………………………………………………………….........……………29参考文献………………………………………………….…………………………………………30摘要模具技术水平的高低是衡量一个国家制造业水平的重要标志之一.我们国家工业的进一步发展要求模具行业向大型的、精密的、复杂的、高效的、长寿命的和多功能的方向发展.模具制造业属于典型的面向资源单件订货的制造行业；满足项目交货期是模具企业进行生产计划与控制主要的追求目标；模具企业大多为多项目生产,在单项目进度的同时需要保证多项目总工期的按时完成；由于资源分配不合理以及生产过程中不确定性因素的影响,多项目任务间的资源争夺频繁发生,项目间的资源争夺直接限制了各项目的生产率,严重影响到多项目的完工期；传统的资源冲突消解方法已不能满足现实多变的模具动态多项目生产环境；因此,如何及时科学地消解模具生产中的资源冲突,对于多项目的成功实施有着重大意义；近年来，我国模具需求越来越高，模具的大力生产制造势在必行；模具制造技术还需要很大程度的提高；关键词：冷冲压；模具设计计算；板形件；板料成形；模具；AbstractMould level of technology is the measure of a country manufacturing level one of the important marks. The further development of our country industry requirements to large mould industry, precision, complex, high efficiency, long life and multifunctional direction. Die and mould industry belongs to typical resource-oriented piece order of manufacturing industry. To meet project delivery time is mould enterprises to carry out the production plan and control the main pursuit of the goal. Mold enterprise for production projects, mostly in single project progress at the same time as the need to make sure that the total project time limit for a project completed on time. Due to the unreasonable allocation of resources and the influence of uncertainty factors in the process of production, resources among multiple project tasks for the frequent, project resource contention between productivity directly limits the various purposes, seriously affect the completion date is multiple purpose. Traditional resource conflict resolution methods cannot satisfy the reality and changeable mold dynamic multi-project production environment. Therefore, how to dispel the resource conflicts in the mold production scientifically, in time for the successful implementation with a number of great significance.In recent years, China's mold demand is higher and higher, vigorously of mould manufacturing is imperative. Also need to greatly improve mould manufacturing technology.Key words: cold stamping; Mold design and calculation; Strip shape; Sheet metal forming. Die;绪论模具是工业生产的基础工艺装备，被称为“工业之母”；我国模具行业发展在各个地域分布上存在不平衡性，东南沿海地区发展快于中西部地区；而且我国模具设计制造水平在总体上比很多国家落后许多，在加上产品质量和标准化水平不高；我国模具行业市场前景广阔，发展持续增长，机遇与挑战并存；当前汽车、IT、建材、展具、医疗、卫浴等诸多产业当中，80%以上的零部件都是有模具制造出来的，我国模具工业发展比较晚，一直没有形成产业规模，经过十五，十一五高速发展，现代模具产业在新兴工业化道路上驶上了快车道，模具作为重要的制造装备行业在为各行各业服务的同时，也直接为高新技术产业服务，模具在制造业产品研发、创新和生产中所具有的独特的重要地位，是的模具制造能力和水平的高低也称为国家创新能力的重要标志；我国模具工业的现状与发展目前,国内模具市场越来越大,国际上将模具制造逐渐向我国转移的趋势和跨国集团到我国进行模具国际采购的趋向十分明显.所以,看向未来,国际、国内模具市场总体发展前景是一片美好.我国模具工业将会有一个继续高速发展的机遇期.与世界发达国家的差距目前全世界模具年产值超过600亿美元；日本、美国等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业；虽然中国模具工业近几年设计、制造技术、模具质量水平等取得了很大的发展，但与发达国家相比仍存在较大的差距；模具设计体系规范模具设计软件系统开发是当务之急；制造工业水平国内模具生产厂家公益条件参差不齐，不少厂家特别是私人企业，由于设备不全套，很多工件依赖手工完成，严重影响精度和质量；而欧美许多模具企业的生产技术水平在国际上是一流的；调试水平模具的最终目的是生产出来合格的产品；国内模具的质量和性能检验大多数就在用户处，容易给用户造成大量的损失和浪费；然而国外大多都拥有自己的试模场所和设备，可以模拟用户的各种工作条件试模，所以能在最短的期限内达到较好的效果；原材料问题国外材料综合机械性能、耐磨、耐腐蚀性能及抛光亮度军明显优于国产材料；材料从根本上影响国产磨具的外观质量和使用寿命；价格因素对用户来说合理的质量价格比是最好选择，所以说进口模具价格比国产模具高8-10倍，仍然有其市场空间；配套体系我国模具生产企业往往忽视与其它设备、原料供应商合作，无形中使用户走了许多弯路；4 .冷冲压工艺的特点（1）冷冲压是少、无切屑加工的方法，所获得的冲压件一般不需要再次加工；(2)冷冲压加工方法是一种高效率的加工方法；(3)冲压件的尺寸精度由模具保证，所以精度高，质量稳定，可批量生产；(4)冷冲压可以加工壁薄、重量轻、刚性好、形状复杂等其他方法无法加工的零件，是其他加工方法所不能替代的加工方法；另外，冷冲压加工不需要加热、无氧化皮，表面质量好，操作方便，成本费用较低；由于具有上述突出特点，冷冲压在生产中得到了广泛的应用；全世界的钢材中，有大多数是板材，其中的绝大部分是经过冲压制成；第一章零件图及零件工艺方案的拟定一．零件图及零件工艺性分析1.零件图：根据零件图分析零件的工艺路线，制造要求；材料:08钢厚度: 205mm图1-1工件名称：铰链该零件材料厚度t=2.5mm<3.2mm,属于薄板冲裁；零件外形相对简单；外轮廓圆角半径满足表1-1的要求，零件外形符合冲裁件外形设计规范；表1-1 冲裁件的外形圆角半径连接角度α≥90oα<90oα≥90oΑ<90o 简图低碳钢黄铜、铝高碳钢、合金钢0.30t0.24t0.45t0.50t0.35t0.70t0.35t0.20t0.50t0.60t0.45t0.90t零件最大尺寸为64mm，属于小型冲件；由于图中未标注公差等级，确定其精度等级为IT14级，批量生产；2.冲压件的材料性能；该零件材料为08钢，查表1-2可知其抗剪强度τ=255~253MP，具有良好的冲压性能，满足冲压工艺要求；表1-2 08钢的主要力学性能抗剪强度抗拉强度伸长率屈服强度弹性模量255-353MPa 330-450MPa 32% 200MPa 1.9×MPa 二、工序分析由零件图可知，该铰链成形工序为落料——弯曲——冲孔；该工序成形的主要难点在与四个孔中两对孔的同心度；故冲孔要在弯曲工序后面，并且需要用侧冲孔的方式，并且两对孔同时冲；弯曲时后端两个耳朵将会向下，凹模应该留出合适的空隙；第二章落料模的设计与计算一、毛坯尺寸计算由零件图可知，落料是只是横向尺寸不同，故长度方向尺寸增加；总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和，查表2-1得中性层位移系数x=0.28.表2-1 中性层位置因子k与r/k比值的关系r/t 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8k 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.27 0.28r/t 1 1.2 1.5 2 2.5 3 4 5 7.5k 0.31 0.33 0.36 0.37 0.40 0.42 0.44 0.46 0.5中性层半径ρ=r+kt=2+0.28×2.5=2.8(mm)ρ————中性层半径（mm）r————弯曲半径（mm）K————中性层位置因子t————材料厚度（mm）弯曲件的展开尺寸：L=64-5+44-5+2.8×3.14/2=106.5(mm)二、冲压工艺方案的确定本单工序冲裁模可以采用以下三种方案：方案一：采用无导向的单工序冲裁模；方案二：采用导板导向的单工序冲裁模；方案三：采用导柱导向的单工序冲裁模；方案一模具结构简单，尺寸小，重量轻，模具制造容易，成本低，但冲漠在使用安装时麻烦，需要调试间隙的均匀性，冲裁精度低且模具寿命短；它适合于精度要求低、形状简单、批量小的冲裁剪；方案二精度高，模具使用寿命长，但模具制造较复杂，冲裁时视线不好；方案三冲裁精度最高，使用寿命长；但与前两种方案相比，成本高；由于产品批量较大，故采用导柱导向的单工序冲裁模；采用滑动导向的标准模架，不仅能满足冲压工艺要求降低，缩短模具的制造周期，还能降低成本，所以本工件采用滑动导向的单工序冲裁模；三、模具结构形式的确定（1）操作方式选择：采用手工送料操作方式；（2）定位方式的选择：选用导料板、固定挡料销定位方式；（3）卸料方式的选择：本工件坯料较厚，所以选择固定板卸料；（4）模具结构简图的绘制：四、主要工艺设计计算(1 )调料宽度：60mm；根据调料宽度50~100mm，材料厚度t=2.5mm，据表2-2，得调料宽度偏差Δ=-0.8mm，查表2-3得调料与导板之间的间隙C=0.8mm；表2-2 调料宽度偏差(mm)调料宽度B （mm）材料厚度t(mm)~1 1~2 2~3 3~5~50 -0.4 -0.5 -0.7 -0.9 50~100 -0.5 -0.6 -0.8 -1.0 100~150 -0.6 -0.7 -0.9 -1.1 150~220 -0.7 -0.8 -1.0 -1.2 220~300-0.8-0.9-1.1-1.3表2-3 调料与导料板之间的单面间隙C (mm)板料厚度t无侧压装置有侧压装置调料宽度≤100>100~200>200~200≤100 ≥100 ≤10.5 0.5 1 5 8 >1~50.81158送料步距为S=L+α1=109mm.调料宽度：B -Δ0=(D max +C)-Δ0=53+0.8=53.88.00-（mm) B ————调料宽度D max ————调料宽度方向冲裁件的最大尺寸 Δ————调料宽度的单向偏差C ————调料与导料板之间的单面间隙 导料板间距A=B+C=54.16mm (2) 材料利用率计算K=na/A ×100=73%其中，K 为材料利用率；n 为条料上生产的冲件数； a 为每一冲件的面积； 为条料面积； (3) 冲压力计算落料尺寸L=393.16mm,落料力：F 落=1.3τLt=1.3×393.16×2.5×353=4.5105×105N推件力计算：设同时卡在凹模中的工件数为1，查表得推件力系数k=0.055, F 推=nK T ×F=2×0.055×451.05=49620N 总冲压力F 总=F 落+F 推=500670N (4) 压力机选择；选择的压力机的标称压力应大于总冲压力，查《冲漠设计手册》，选择型号为J21-63系列开始固定台压力机，压力机的参数为： 公称压力：630KN;滑块行程：120nn;压力机工作台面尺寸：540mm×840mm（前后×左右）;压力机工作台漏料孔尺寸：290mm×330mm(前后×左右)；滑块模柄孔尺寸： 50mm×70mm;压力机最大装模高度：270mm;连杆调节量：70mm；(5)落料模刃口尺寸计算模具的刃口尺寸计算对于整个模具来说是非常重要的，模具的凸、凹模之间的间隙对冲裁件的断面质量、尺寸精度、冲裁力、模具寿命等都有很大的影响；冲裁模间隙是制定冲裁工艺和设计模具时要确定的一个非常重要的工艺参数；因此确定合理的冲裁间隙至关重要，确定合理的冲裁间隙大小的方法有两种：一、理论确定法；二、经验确定法；理论确定法的主要依据是保证裂纹重合，根据材料的力学性能、板料厚度等因素来确定间隙值；但理论确定法在实际生产加工中使用不太方便，所以生产中广泛使用的是经验确定法，用经验公式来确定间隙数值，加工方便适应各种情况，非常实用；影响凸、凹模间隙值因素有多种，而断面质量和和尺寸精度要求也各不相同；所以，在实际生产中很难确定统一的间隙值，我们只能够根据相应要求及材料的力学性能、所用板料的厚度，来确定一个适当的范围作为合理间隙值；当间隙偏大时，会导致毛刺较高较厚；当间隙偏小时，会导致端面质量有一定的缺陷；因此合理的间隙值极为重要，合理间隙值的最小值我们称为最小合理间隙Z min ，最大值称为最大合理间隙Z max ；在设计和制造模具时还应考虑到模具凸、凹模在使用中会因磨损而使间隙增大，故应按最小间隙 Z min确定模具间隙值；在设计冲裁工艺的时候，应该考虑到冲裁件对冲裁工艺的适应效果，也就是适应性；.冲裁零件的形状，本次设计的零件为“铰链”形状简单、对称；外形没有尖角有利于模具的制造，还能提高模具寿命；2.零件的精度要求，设计是零件的精度要求也是非常重要的考虑因素；一般通过增加余料来提高精度，也就是搭边，选取合理的搭边值不仅可以提高零件的精度还可以提高模具的寿命；一副模具的凸、凹模刃口尺寸精度是影响冲裁件尺寸精度的重要因素也是主要因素；因此，在冲裁模设计中，正确确定与计算凸、凹模刃口尺寸及其公差是极其重要的；下面根据参考文献和计算凸、凹模刃口尺寸及其公差的原则和有关公式来分别确定凸、凹的刃口尺寸；根据零件形状特点，尺寸要求和查《冷冲模设计》可得：（1）落料时通常先确定凹模的尺寸大小，再根据最小合理间隙来确定凸模的尺寸大小；落料件尺寸的基本计算公式为：D D= (D max– XΔ)0+δDD P= (D P– Z min)0-δP=(D – XΔ- Z min) 0-δP查得最小间隙Z min =0.29mm，最大间隙Z max =0.35mm，凹模制造公差δD=0.040mm，凸模制造公差δT=0.030mm；将以上各值代入:δD+δP < Z max- Z min校验是否成立，经校验，不等式不成立，可减小δD、δP的值，按下面公式取值δP =0.4（Z max- Z min）=0.024mmδ D =0.6（Z max- Z min）=0.036mm所以落料时工作零件刃口尺寸为：D D1=106.460+0.03 mmD P2=106.520-0.02 mm搭边值的确定搭边值时排样时需要考虑的一个重要因素，搭边值的选取要合理，因为它会对工件的精度造成较大的影响。

设计任务书：密封垫片要求表面平整、无毛刺，尺寸精度要求不高。

材料为优质碳素结构钢（如20），料厚1.0mm，属于大批量生产。

一、冲压工艺性分析图1 密封垫片由图1得知，该制件结构简单，形状对称，无狭缝、窄槽，无尖锐角。

制件上孔与边缘的最小距离b1=7mm，大于1.5倍的料厚；孔与孔的最小距离b2=12mm，大于2倍料厚。

该制件上Φ16的孔为后续安装孔，所以精度要求较高（IT12级），其他均为未注公差，精度要求不高，视为IT14级，同时要求表面平整无毛刺。

材料为20钢，具有较好的冲裁性能，适宜采用冲裁加工。

二、冲裁工艺方案制订1.冲裁工艺方案初定该零件包括落料、冲孔两道工序，可以采用以下三种工艺方案：1)采用单一工序的冲压方法：即先落料，再以外形定位冲孔，如图2所示。

a）落外形 b)冲孔图2 单一工序2)采用复合工序的冲压方法：即冲孔和落外形在同一副模具同一工位的一次冲压行程中完成，如图3所示。

图3 复合工序3)采用级进工序的冲压方法：即在同一副模具的不同工位上先后连续完成冲孔→落外形，如图4所示。

图4 级进工序2.冲裁工艺方案分析1）第一种方案的优点是模具结构简单，设计与制造周期短，成本均低。

但需采用两副模具分别进行落料和冲孔，冲压生产率低，不能满足零件大批量生产的需求。

2）第二种方案的优点是冲压的生产效率较高，且制件的平整度较高。

但模具结构较第一种方案复杂，因此设计制造周期较长，模具成本较高。

3）第三种方案的优点是冲压生产过程易于实现机械化和自动化，生产效率较高。

但模具结构较第一种方案复杂，因此设计制造周期较长，模具成本较高。

综合以上分析，以满足制件质量和生产纲领为主要因素，第一种方案显然不能满足要求，因此暂定采用第二或第三种方案。

三、排样设计1.排样方法选择经分析该制件可采用直排和斜排的排样形式，如表1所示。

表1 排样方法案例零件图排样方案简图直排竖排横排斜排2.搭边值确定密封垫片料厚为1mm，由表2-12可查得，工件间搭边值a1=1.2mm，沿边搭边值a=1.5mm，如表2所示。

双耳止动垫圈模具设计说明书_冲压课程设计说明书上海工程技术大学课程设计说明书双耳止动垫圈级进模设计上海工程技术大学冲压模具课程设计说明书题目名称双耳止动垫圈模具设计说明书学院材料工程学院专业名称材料成型及控制工程(CAD/CAM) 班级 0531111 学号 053111131 姓名指导教师曹阳根、邓沛然完成日期 2014.12.18上海工程技术大学课程设计说明书双耳止动垫圈级进模设计目录1.冲压零件工艺性分析............................................. ..................1 2.冲压工艺方案的确定............................................. ............... (2)2.1冲压方案设定 (2)2.2冲压方案优缺点分析 (2)2.3 排样方式及材料利用率......................................................2 3. 模具总体设计. (6)3.1 模具结构形式合理性分析 (6)3.2 模具主要零件设计 (6)3.2.1 落料凹模的设计 (6)3.2.2 冲孔凸模的设计 (8)3.2.3 凹模的设计 (9)3.2.4 卸料部件的设计 (9)3.2.5模架及其它零部件设计 (9)3.3模具总装图.....................................................................13 4.凸凹模尺寸及压力中心的计算. (14)4.1 凸、凹模工作部分尺寸与公差 (14)4.1.1 凸凹模间隙 (14)4.1.2 凹凸模尺寸计算 (14)4.2 压力中心计算、弹性元件的选用及计算..................................... 16 5.冲裁力计算、设备类型及吨位的确定. (17)上海工程技术大学课程设计说明书双耳止动垫圈级进模设计5.1 冲裁力计算 (17)5.2压力机的选定.....................................................................18 6.其它说明...............................................................................18 7.小结....................................................................................20 8.参考文献. (20)上海工程技术大学课程设计说明书双耳止动垫圈级进模设计 1、冲压零件工艺分析此次冲压件为双耳止动垫圈(GB855-88)，规格为10mm，材料为Q235-A，经退火、不经表面处理。