四垫圈复合模毕业设计.doc

1目目录录一、设计多垫圈复合模的出发点………………………………………… 2二、多垫圈复合模冲压的工艺分析……………………………………… 41、材料…………………………………………………………………42、尺寸精度……………………………………………………………43、冲压工艺分析………………………………………………………4三、冲压工艺方案的制定………………………………………………… 61、单垫圈、多垫圈复合模的比较……………………………………62、主要难题及解决方法………………………………………………6四、冲压工艺的计算……………………………………………………… 8（一） 、排样计算……………………………………………………………8（二） 、计算各工序压力、选择压力机……………………………………10（三） 、复合模的凸、凹模的计算…………………………………………111、凸、凹模的刃口计算………………………………………………112、凸凹模的设计………………………………………………………13（四） 、弹簧的选用和计算…………………………………………………14五、选择压力机型号……………………………………………………… 16六、主要零部件结构与尺寸的选择和确定……………………………… 17七、绘制模具总装图……………………………………………………… 21八、绘制主要非标准零部件图…………………………………………… 23九、结束语………………………………………………………………… 24参考文献…………………………………………………………………… 252一一、、设设计计多多垫垫圈圈复复合合模模的的出出发发点点因冷冲压能得到形状较复杂的制件，且加工精度高，尺寸稳定，互换性好，在大量生产条件下，制件成本低，生产效率高，易于自动化。

所以随着我国工业的现代化，冷冲压工艺正越来越多地被采用，并在使用中得到不断发展在冲压生产中，冲裁所使用的模具称为冲裁模它是冲压生产中不可缺少的工艺设备，良好的模具结构是实现工艺方案的可靠保证常用的冲裁模典型结构主要有单工序冲裁模、复合模、连续模由这次毕业设计的题目《多垫圈复合模》可知需要设计一付加工垫圈的模具垫圈常用于各种仪器仪表，更可起到防震、绝缘的作用，且年产量高考虑到单工序冲裁生产效率低、难以满足该零件的年产量要求，故考虑采用复合冲裁与连续冲裁复合冲裁是冲床在一次行程中，板料在冲模内经过一次定位，能够同时完成两种或两种以上不同工序的冲压过程对于该零件采用复合模能保证冲压件的形位精度和尺寸精度，且生产效率也高连续冲裁是在一套冲模里，把同一个冲压件的几个工序排列成一定顺序加工时，冲床每次行程，条料在冲模里依次移动一个位置在不同的位置（简称工位）上，分别进行工件所要求的不同工步（即连续冲压工序中每一3单独的工序） ，除最初几次冲程外，以后每次冲程都可以完成一个冲压件对于该零件采用连续冲裁虽能满足其生产效率，但零件的材料为橡胶，质软，采用连续冲裁难以保证冲压件的形位精度和尺寸精度，而且其模具制造、安装较复合模要复杂。

通过对单工序模、复合模、连续模的比较分析，决定采用复合模形式比较合适而这次毕业设计的任务是设计出一付能一次冲出多个垫圈的复合模，其主要是因为某厂生产的垫圈用处广泛，规格繁多，每年的垫圈单件产量多在百万以上由于厂家竞争激烈，产品面临着残酷的考验为此，必须在内部通过优化加工工艺，提高材料利用率、生产效率等来降低成本首先，在指导老师的建议下，将各种垫圈的规格大小进行了分类比较然后设想能否在单冲垫圈的基础上，一模同时冲压出多个各种规格的产品以达到既能提高工作效率，又能提高材料的利用率在查阅了大量的文献资料后，初步掌握了模具的设计方法，由于时间仓促，水平有限，整个设计必然有许多不足之处，这有待于今后在工作、学习中的不断更正和改进4二、多多垫垫圈圈复复合合模模冲冲压压的的工工艺艺分分析析1、材料：该零件的材料为人造橡胶，厚度为 2mm，年产量百万以上常用于各种仪表、仪器等2、 尺寸精度：因为材料性质，所取的凸凹模的间隙应偏小，故模具零件的加工精度较高所以可以初定最大外圆尺寸 Φ500-0.1mm、及最小内孔尺寸 Φ120+0.070均为 IT10 级3、冲压工艺性分析：在排列出的各种规格垫圈中，在最不影响产品质量情况下及在符合产品所允许的公差范围里，选出厚度一样（均为 2mm） 、材料相同的垫圈，将其内外结构、尺寸进行整理如图所示：原垫圈的尺寸 调整后的垫圈尺寸 从图中可以看出，尺寸经过调整后，垫圈的内外圈关系正好是相互套裁的。

垫圈甲（外径为 Φ50）的孔径为垫圈乙（外径 Φ36）的外径，垫5圈乙的孔径为垫圈丙（外径 Φ26）的外径，垫圈丙的孔径为垫圈丁（外径Φ16）的外径这正符合一模同时冲压下四个垫圈的条件从其普遍的垫圈性质和客户的要求来说，略作尺寸改动并不影响产品的使用，也不影响产品的质量所以如果将原来的一次冲一模改进为一次冲出四模，不仅可使材料的利用率成倍的提高，生产效率更能大幅度地提高四倍并节省了人工、电耗等经济效益十分可观6三三、、 冲压压工工艺艺方方案案的的制制定定1、 方案的制定：冲压垫圈工序较简单，基本工序是冲孔、落料该厂原来都是以单垫圈形式开制的复合模，现在多以用多垫圈复合模为了更清晰了解这两种复合模冲压成型产品的优劣性，下面列表将它们进行比较：从上述列表中可以看出，多垫圈复合模在关键两项——材料利用率和生产效率的对比上遥遥领先于单垫圈复合模从某种意义上来讲，该模具满足了单件产品需求量巨大的情况同时使本厂的竞争力大大提高所以，采用多垫圈复合模冲制零件2、 主要难题及解决方法1）主要难题：由于该零件的结构简单，整个冲制过程并不存在什么问题但是该复合模由多付凸凹模组合而成，所以如何将凸凹模中的产品一次比较项目单垫圈复合模多垫圈复合模材料的利用率K=31%K=61%每一次冲得产品1 件4 件产品质量佳佳调整单件批量容易不易模具开制成本估价2000 元/付×4=8000 元8000 元/付模具寿命长长模具维护简单较难冲压操作简单简单7卸出来成为一个主要难题。

2）解决方法：如下图所示是凸凹模与卸料板的关系图 1 图 2由图 1、2 中可看出，凸凹模是尾部相互固定组合而成而卸料板也必须与其同步而行，一起动作，才能成功卸料所以，需要在组合凸凹模上以穿孔机穿孔，然后经由线切割割出腰圆长槽，用销子 8 将卸料圈串合起来就能成功使卸料板、凸凹模成为一体在腰圆槽里上下同时动作，以达到一次将冲压的四片垫圈卸出来的目的9—打棒8—销子4、5、6、7—卸料板、2、3—凸凹模19876543214、5、6—凸凹模1、2、3—卸料板6543218四四、、 冲冲压压工工艺艺的的计计算算模具设计，牵涉面广，要了解模具的加工工艺，不然设计出的模具无法加工就失败了首先要确定凸凹模的间隙，冲裁模凸模的横断面一般都小于凹模孔凸凹模之间应有适当的空隙，但间隙的大小牵涉范围很多间隙过小时，会使冲裁后的落料件尺寸增大，冲孔件尺寸缩小；间隙过大时，会使冲裁结束后的落料件尺寸缩小，冲孔件尺寸增大间隙大小还对模具寿命有影响当间隙增大时，模具寿命有明显增长同时，间隙的大小还和工件平直、冲裁面毛刺大小等密切相关故应考虑垫片的产品性质，主要要求为：产品要平直、无毛刺。

产品材料为人造橡胶，适宜选偏小间隙，查表后可确定其双边间隙为 0.08mm其次，要计算凸、凹模的尺寸大小、冲裁件的排样方式和了解被加工零件的冲裁力、卸料力、推料力等，还要根据计算出来的冲压力选择压力机了解该压力机的开闭合高度，安装板的大小等，才能考虑模具的总厚度是多少并确定模架根据冲压零件的材料、批量来定模具凸凹模的材料，淬火硬度等一） 、排样计算为了合理利用材料，并尽可能的节省材料，应对冲裁件进行合理地排样1、板料规格的确定：零件材料为人造橡胶，厚度为 2mm，选用2mm×500mm×500mm2、方案的确定：方案一：采用单排法1）查表得搭边值 a=2mm，a1=1.5mm 则9B=D＋2a=50＋2×2=54mm2）确定步距 ss=D＋a1=50＋1.5=51.5mm3）裁板条数 n1=Bb/B=500/54=9 条，余 14mm；每条冲零件个数 n2=（Lb－a1）/s=（500－1.5）/51.5=9 个，余 35mm；每板冲零件总个数 n总=n1×n2=9×9=81 个板料的利用率为η总=[n总×π(R2－r2)/LbBb]×100%=[81×3.14×(252－62)/500×500]×100%=60%方案二：采用多排。

1）如图所示，根据相关几何知识可知B=D＋2a=[(50＋1.5)sin60＋50]＋2×2=44.6＋50＋4=98.6mm2）步距 s=D＋a1=50＋1.5=51.5mm3）裁板条数 n1=Bb/B =500/98.6=5 条，余7mm；每条冲零件个数 n2=（Lb－a1）/s=（500－1.5）/51.5=9 个余 35mm；每板冲零件总个数 n总=2n1×n2=90 个10板料利用率为η总=[n总×π(R2－r2)/LbBb]×100%=[90×3.14×(252－62)/500×500]×100% =66.6%由上述可知，采用单排的板料利用率为 60%，采用多排的板料利用率可提高到 66%很明显，多排方式是能达到提高材料利用率的要求，所以采用多排方式二） 、计算各工序压力、选择压力机该产品只需冲孔、落料复合冲压一道工序，并根据复合模的结构能一次冲出四个垫圈已知产品材料为人造橡胶，厚度为 2mm，查表得 τ=50N/mm2四垫圈冲裁力 P冲=KLtτ=1.3×(50＋36＋26＋16＋12)×3.14×2×50=57148N人造橡胶的 K卸系数根据材料性质并查表得 K卸=0.01四垫圈卸料力 P卸=K卸P冲=0.01×57148=571.48N同理得,K顶=0.015四垫圈顶料力 P顶=K顶P冲=0.015×57148=857.22N多垫圈复合模结构主要是采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁工艺力,11故P总=P冲＋P卸＋P顶=57148＋571.48＋857.22=58576.7N=58.5767.×103N=59KN按现有规格选用 100KN 压力机比较适宜。

但是考虑到模具结构，为了能满足模具最大封闭闭合高度，选用 160KN 压力机才更适宜三） 、复合模的凸、凹模刃口计算1、复合模的凸、凹模刃口计算1）冲孔部分：凸凹模中的凹模部分和冲孔凸模部分，可采用分开加工如图所示，该零件的材料为人造橡胶，厚度t=2mm属于一般的冲孔、落料件Φ120+0.070mm 由冲孔获得查双边间隙表得，Zmin=0.0615mm,Zmax=0.09mm 则 Zmax－Zmin=0.09－0.0615=0.0285mm零件精度 IT10 以上，χ=1按照模具制造精度高于冲裁件精度 3～4 级的原则，设凸、凹模按 IT5 级制造，冲孔 Φ120+0.070mm，查表得,δ凸=δ凹=0.008mmd凸=(d＋χΔ)0－δ 凸=(12mm＋1×0.070)0－0.008=12.070－0.008mmd凹=(d＋χΔ＋Zmin)0＋δ 凹=(12mm＋1×0.070＋0.0615)0+0.008=12.13150+0.008mm校核：δ凸＋δ凹≤Zmax－Zminδ凸＋δ凹=0.008＋0.008=0.016mm<0.0285mm12故凸、凹模刃口尺寸可确定根据模具结构要求，可确定凸模以台肩固定的方式固定。

因是采用弹性卸料板的小凸模，可确定凸模长度为：L=h1＋h2＋δ＋h式中 L—凸模长度h1—凸模固定板厚度（20mm）h2—卸料板厚度（15mm）δ—材料厚度（2mm）h—附加长度，它包括凸模的修模量，凸模进入凹模的深度，凸模固定板与卸料板。