-垫片冲压工艺与模具设计

南南昌昌大大学学高等职业技术学院毕业设计姓名：学号：班级：系别：工程技术系院校：题目：垫片冲压工艺与模具设计（二）指导老师：2011年4月30日目录摘要前言第一章冲压件工艺的分析第二章冲裁工艺方案的确定2.1确定冲压的方案2.2确定冲压的基本工序2.3确定基本工序的尺寸公差2.4排样及材料的利用率第三章模具各工艺力计算及冲裁设备的确定3.1落料力的计算3.2切料力的计算3.3推件力的计算3.4总冲压力的计算3.5总冲裁力的计算3.6冲压设备的选择3.7确定压力中心3.8冲模刃口尺寸及公差的计算第四章模具结构的基本形式和原则4.1工艺分析考虑事项4.2模具结构形式选择的基本原则4.3卸料装置4.4导向装置第五章模具设计及尺寸的计算5.1凹模板外形尺寸的确定5.2凸模固定板外形尺寸的确定5.3凹凸模垫板外形尺寸的确定5.4卸料橡胶的选用第六章固定机构的设计6.1凸模的固定6.2凹模镶块得固定第七章模具的动作过程及特点7.1模具的运动过程7.2本模具结构特点第八章工艺卡片第九章设计并绘制总装配图、选取标准件第十章设计总结第十一章致谢第十二章参考文献摘要冲压成型是金属成型的一种重要方法，它主要适用于材质较软的金属成型，可以一次成型形状复杂的精密制件。本次毕业设计是对垫片进行设计，利用AutoCAD软件对制件进行设计绘图。明确了设计思路，确定了冲压成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。并绘制了模具的装配图和零件图。本毕业设计通过对垫片的冲压模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图。【关键词】：垫片；冲压成型；模具设计。前言冲压模具在实际工业生产中应用广泛。在传统的工业生产中，工人生产的劳动强度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展，工业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视，而被大量应用到工业生产中来。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。模具，做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展具有特别重要的意义，模具技术已成为衡量一个国家产品制造技术的重要标志之一，随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济中的地位日益提高，并在国民经济发展过程中发挥越来越大的作用。设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、生产率、具使用寿命，还可以提高产品经济效益。在进行模具设计时，必须清楚零件的加工工艺，设计出的零件要能加工、易加工。充分了解模具各部件作用是设计者进行模具设计的前提，新的设计思路必然带来新的模具结构。第一章冲压件的工艺分析零件的名称：冲压垫片（如下图所示）生产批量：大批量材料：08F板厚：t=2mm要求设计落料：冲孔复合模图1-1垫片工件图工件的工艺分析：该零件的形状简单、对称，无尖角，是圆性轴对称工件，主要尺寸是内径Φ20，外径Φ42，成品精度要求一般。外形要求公差为mm25.0，角度公差要求为00.10，考虑到装配的要求，抽孔必须保证抽起高度，孔距有位置要求，但孔径无公差配合。第二章冲裁工艺方案的确定2.1工艺方案方案一：先落料，后冲孔。单工序模生产。图2-1方案二：冲孔—落料复合冲压。复合模生产。图2-2方案三：冲孔—落料级进冲压。级进模生产。图2-3表2-1各类模具结构及特点比较模具种类比较项目单工序模（无导向）（有导向）级进模复合模零件公差等级低一般可达IT13～IT10级可达IT10～IT8级零件特点尺寸不受限制厚度不受限制中小型尺寸厚度较厚小零件厚度0.2～6mm可加工复杂零件，如宽度极小的异形件形状与尺寸受模具结构与强度限制，尺寸可以较大，厚度可达3mm零件平面度低一般中小型件不平直，高质量制件需较平由于压料冲件的同时得到了较平，制件平直度好且具有良好的剪切断面生产效率低较低工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率高冲件被顶到模具工作表面上，必须手动或机械排除，生产效率较低安全性不安全，需采取安全措施比较安全不安全，需采取安全措施模具制造工作量和成本低比无导向的稍高冲裁简单的零件时，比复合模低冲裁较复杂零件时，比级进模低适用场合料厚精度要求低的小批量冲件的生产大批量小型冲压件的生产形状复杂，精度要求较高，平直度要求高的中小型制件的大批量生产根据分析结合表分析：方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案二只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小。方案三只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，模具制造工作量和成本在冲裁简单的零件时比复合模低。通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二为佳。2.2确定冲压的基本工序如上图零件图所示，该零件行进冲压加工的基本工序为冲压、落料。根据零件要求进行工艺计算分析。2.3确定基本工序的尺寸公差零件图尺寸未标注公差，按照IT14级确定工件的公差，经查表（GB1800-79）的各尺寸的公差为:查表的：D1=42062.0,D2=2052.00,L1=2452.00,L2=43.002.4排样及材料的利用率排样方式的选方案一：有废料排样沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。方案二：少废料排样因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。方案三：无废料排样冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳。排样图为：图2-1排样图毛坯直径为42，考虑操作方便，采用单排排样。首先查表明确搭边值。考虑零件形状，两零件之间按照圆形取搭边值a=1.2mm，侧边搭边值取a1=1.5mm。所以进料步距为S0=43.2mm。条料宽度的计算:B=)a2(D10查表得=0.5所以B=2X1.5)420(=4505.0第三章模具各工艺力计算及冲裁设备的确定3.1落料力的计算tKLP落08钢查表抗剪强度a320a360~260MPMP，取10001882.9131.31tXXXKLP落落=64.5KNP落--落料力L落--工件外轮廓的周长t—材料厚度--材料抗剪强度3.2卸料力的计算卸料力有两种即下模卸条的力Ps1和上模卸工件的力Ps2Ps1=K卸F落=0.05X64.5=3.225KNPs2=K卸F落=0.05X(64.5+32.5)=4.85KN3.3推件力的计算P推=PKn冲2经查表的K2=0.05,取n=4得：P推=7.15KNK2--推件力的因数n—工件在凹模内的个数3.4总冲压力的计算PP0+P推=97+7.15=104.15KN3.5总冲裁力的计算P0=P+P推P=PP落冲=32.5+64.5=97KN3.6冲压设备的选择为使压力机能安全工作，取：KNF55.0177p)1.8-.61(压公称压力：250KN滑块行程：100mm最大封闭高度：270mm连杆调节量：55mm滑块地面尺寸:左右250mm前后220mm工作台尺寸：134X950mm模柄孔尺寸：40X60mm最大角度：30电动机功率：2.2KW3.7确定压力中心根据图形分析，因为工作图形对称，故落料和冲孔中心都在工件几何中心。3.8冲模刃口尺寸及公差的计算（1）冲孔凸模刃口尺寸计算：)(min0Xddp内孔基本尺寸为20mm的刃口尺寸dp1：因为mmd20min1查表得公差52.025.0p=0.13查表的X=0.5所以dp1=26.20013.0内孔基本尺寸为22mm的刃口尺寸dp2因为mmd22min2查表得公差52.025.0p=0.13所以dp2=26.22013.0内孔基本尺寸为4mm的刃口尺寸dp3因为mmd4min3查表得公差3.025.0p=0.075所以dp3=15.40075.0（2）落料凹模刃口尺寸:压圈外圈基本尺寸为42mm，差公差表的mm62.0155.0d因为mmD42max69.41)(155.000maxXDDdmm（3）凹凸模内部刃口尺寸根据凸模刃口实际尺寸配作保证双面间隙为0.25-0.36mm凹凸模外部刃口尺寸根据凹模刃口实际尺寸配作保证双面间隙为0.25-0.36mm2.8确定主要零件的结构尺寸（1）凹模外形尺寸的确定凹模厚度H的确定：H=)1.0(03/1P=21.8mm查表取H=25mmC=34mm根据压力中心图得出凹模外径D=110mm（2）去凹凸模垫板的厚度为9mm，直径为110mm（3）取凹凸模固定板的厚度为15mm，直径为110mm（4）取回程卸料板厚度为10mm，直径为110mm（5）取凹模垫板的厚度为8mm，直径为110mm（6）取凸模垫板的厚度为8mm，直径为110mm（7）取凸模固定板厚度为20mm，直径为110mm（8）凸模长度的确定：hhh321L凸=53mm其中h1为凹模厚度25mm，h2为凹模垫板厚度为8mm，h3为凸模固定板厚度为20mm。（9）模板的选用：选用1251901160125—GB/T285.3-90即滑动导向后侧导柱模架。第四章模具结构的基本形式和原则4.1工艺分析考虑事项在工艺分析的基础上，根据产品图纸进行必要的工艺计算，然后分析冲压件的冲压性质，冲压次数，吃那个呀顺序和工序组合方式，提出各种可能的冲压工艺方案。通过对产品质量，生产效率，设备条件，模具制造和寿命，操作安全以及经济效益等方面的综合考虑分析和比较，确定出一种合适于本单位生产的最佳工艺方案，确定工艺方案时应考虑到以下的内容：4.1.1冲压性质;剪裁，落料，冲孔，是常见的冲压工艺各冲压工序有其不同的性质，特点和用途，编制冲压工艺时，可以根据产品图和生产批量等要求，合理的选择这些工序。4.1.2冲压次数：冲压次数是指同一性质的工序重复进行的次数，对于拉深件，可以根据它的形状和尺寸，以及板料许可的变形程度，计算出拉深次数，弯曲件或冲裁件的冲压次数也是根据具体形状和尺寸及极限变形来决定的。4.1.3冲压顺序：冲压件各工序的先后顺序，主要依据工序的变性特点和质量要求等安排，一般按原则进行：（1）对于带孔的或有缺口的冲裁件，如果选用简单模，一般先落料再冲孔或切口使用连续模时，则应先冲孔或切口，后落料。（2）对于带孔的弯曲件，孔边与弯曲线的间距较大时，可以先冲孔后弯曲，如果孔边在弯曲先附近，必须在零件压完后再冲孔，孔与基准面的间距有严格要求时，也应先压弯后冲孔。（3）对于带孔的拉深件，一般来说，都是先拉深，后冲孔，但是孔的位置在零件底部，且孔径尺寸要求不高，也可以先在毛坯上冲孔，后拉深。（4）多角弯曲件，应从材料变形和弯曲时材料流动两方面安排弯曲的先后顺序。一般情况下先弯外角，再弯内角。（5）对于形状复杂的拉深件，为便于材料变形和流动，应先成形内部形状，再拉深外部形状。（6）整形或校平工序，应在冲压件成形后进行该零件进行冲压加工的基本工序为冲孔、落料、其中，冲孔和落料属于简单分离。4.1.4组合方式：工序的组合方式可以选用复合模和连续模，主要取决于冲压件