垫片级进模毕业设计

1、垫片级进模设计摘要3绪论3第1章冲裁件的工艺分析 41.1工件材料41.2工件结构形状41.3工件尺寸精度5第2章 冲裁工艺方案的确定 5第3章模具结构形式的确定 6第4章模具总体设计74.1模具类型的选择 74.2操作方式74.3卸料、出件方式74.3.1卸料方式 74.3.2出件方式84.4确定送料方式84.5确定导向方式8第5章模具设计计算 85.1排样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率85.1.1排样方式的选择85.1.2计算条料宽度95.1.3确定步距105.1.4计算材料利用率105.2冲压力的计算115.2.1冲裁力的计算 115.2.2卸料力、顶件力的计算125.3压力中心的确定135.4模具刃口尺寸的计算 145.4.1冲裁间隙分析145.4.2落料尺寸 155.4.3冲孔尺寸 15第6章 主要零部件设计156.1工作零部件的结构设计156.1.1 凸模156.1.2落料凹模166.2卸料部件的设计166.2.1卸料板的设计166.2.2卸料螺钉的选用 176.3模架以及其他零部件的选用 17第7章校核模具闭合高度及压力机有关参数177.1校核模具闭合高度 177.

2、2冲压设备的选定18第8章设计并绘制模具总装图及选取标准件18设计总结20设计图纸第9章模具制造276.1制造的模具装配图 .276.2加工零件图 .286.3加工工艺卡 .306.4模具加工、装配、调试总结 32参考文献33致谢34近年来，我国家电工业的高速发展对模具工业，尤其是冷冲模具提出了越来越高的要求，2004年，冷冲模 具在整个模具行业中所占比例已大大上升，据有关专家预测，在未来几年中，中国冷冲模具工业还将持续保持 年均增长速度达到15%左右的较高速度的发展。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。本课题就是将石化、化工、电力等行业的法兰密封结构中的垫片作为设计模型，将冷冲模具的相关知识作 为依据，阐述冷冲模具的设计过程。本设计对垫片进行的级进模设计，利用Auto CAD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。本课题通过对垫片的冲压模具设计，巩固和深化了所学知

3、识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意 图。关键词：冲压模具；冲压成型；模具设计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

4、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1章冲裁件的工艺分析图1-1称量料度名批件产零生材厚件钢n 片万号nrr 垫10102m1.1工件材料由图1-1分析知：10#钢为优质碳素结构钢，具有良好的塑性性、焊接性以及压力加工性，主要用于制作 冲击件、紧固件，如垫片、垫圈等。适合冲裁加工。1.2工件结构形状工件结构形状相对简单，有四个圆孔，孔与边缘之间的距离满足要求，料厚为2mm满足许用壁厚要求（孔 与孔之间、孔与边缘之间的壁厚），可以冲裁加工。1.3工件尺寸精度根据零件图上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求较低，采用IT14级精度，普通冲裁完全可以满足要求。根据以上分析：该零件冲裁工艺性较好，综合评比适宜冲裁加工。第2章冲裁工艺方案的确定方案一：先冲孔，后落料。单工序模生产。方案二：冲孔一落料复合冲压。复合模生产。方案三

5、：冲孔一落料级进冲压。级进模生产。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IT13IT10级可达IT10IT8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0.26mm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

6、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三为佳。第3章模具结构形式的确定级进模是指在条料的送料方向上，具有两个以上的工位，并在压力机的一次行程中，在不同的工位上同时 完成两道或两道以上的冲压工序的冲模。级进模的定距方式有两种：挡料销定距和侧刃定距。本模具采用侧刃定距。侧刃代替了挡料销控制条料送进距离（步距），侧刃是特殊功用的凸模，其作用是在 压力机每次冲压行程中，沿条料边缘切下一块长度等于送料近距的料边。在条料送进过程中，切下的缺口向前 送进被侧刃挡块挡住，送进的距离即等于步距。第4章模具总体设计4.1模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用级进模方式冲压，所以模具类型为级进模。4.2操作方式零件的生产批量为10万件，但合理安排生产可用手动送料方式，既能满足生产要求，又可以降低生产成 本

7、，提高经济效益。4.3卸料、出件方式4.3.1卸料方式刚性卸料与弹性卸料的比较：刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸 料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取（0.20.5） t。当固定卸料板还要起到对凸模的 导向作用时卸料板与凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于 卸料力较大、材料厚度大于2mm且模具结构为倒装的场合。弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有压料作用，冲件比较 平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（0.10.2） t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合 间隙应小于冲裁间隙。常用作落料模、冲孔模、正装复合模的卸料装置。工件平直度较高，料厚为2mm相对较薄，卸料力不大，由于弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者可 以看见条料在模具中的送进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面，故可采用弹性卸 料。4.3.2出件方式因采用级进模生产，故采用向下落料出件。4.4确定送料方式因选用的冲压设备为开式压力机且

8、垂直于送料方向的凹模宽度B小于送料方向的凹模长度L故采用横向送 料方式，即由右向左（或由左向右）送料。4.5确定导向方式方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平 稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。方案二：采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧， 工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。方案三：四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求 较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。方案四：中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。但只能一个方向送料。根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，该级进模采用中间导柱 的导向方式，即方案一最佳。第5章模具设计计算5.1排样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率5.1.1排样方式的选择方案一：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

9、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。5.1.2计算条料宽度搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。 搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降 低模具寿命。搭边值通常由表4所列搭边值和侧搭边值确定。根据零件形状，查表4工件之间搭边值a=1.2mm,工件与侧边之间搭边值ajI.Smm,条料是有板料裁剪下 料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值一Bc= (Dmax + 2 ai + 2bi)0 公式(5-1)式中Dmax一条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；ai-冲裁件之间的搭边值；bi-侧刃冲切得料边定距宽度；(其值查表6)可得=2.0mm。一板料剪裁下的偏差；(其值查表5)可得=。!。Bo =50 + 2X1.5 + 2X2.0=57.00 0 60mm故条料宽度为57.0mm。

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