垫圈冲裁模具设计说明书.doc

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1、 前言模具是现代化生产的重要工艺装备，为了适应社会的发展要求，满足企业对人才的需求，在经过一年多的专业知识学习后，进行冷冲压毕业设计。此次毕业设计把前面所学的知识揉到一块，是一次理论与实际相结合的有意义的毕业设计。此次毕业设计的课题是垫圈复合模具设计。我大致分以下六步完成。第一步分析该制件冲裁工艺，第二步确定冲裁工艺方案，第三步工艺计算，第四步拟定工艺过程卡片，第五步工作零件设计，第六步设计模具总体机构及绘制相应的零件图。通过本次设计，使我能把在平时学到的东西学以致用，解决在实际工作中所遇到的问题。学会合理的查阅模具设计与制造工艺的相关手册，来完善设计工艺过程中的相关设计参数，来保证设计与制造

2、工艺编制的完善性，并突出重点，循序渐进，力求完美。把理论知识运用到现实设计当中，培养应用型人才，本毕业设计内容精练，表述清晰易懂，绘图制造的通用性，也为我们以后从事模具相关设计工作创造了一个良好的发展平台。由于编者水平有限，书中错误和缺点在所难免，恳请老师批评指正。 编 者 目 录前 言1、设计任务书 12 设计指导书 23、工艺计算部分 43.1 垫圈冲裁工艺分析3.1.1 垫圈结构形状分析43.1.2 垫圈尺寸精度分析43.1.3 垫圈材料分析 43.2 垫圈冲裁工艺方案的确定 53.3 垫圈工艺计算3.3.1 排样图设计 63.3.2 计算材料利用率73.3.3 计算冲裁力、初选压力机7

3、3.3.4 定凸凹模间隙73.3.5 确定凸、模刃口尺寸及公差73.3.6 模具压力中心的确定83.3.7计算模具的闭合高度83.4 垫圈工艺过程卡片93.5 垫圈复合模具工作零件设计3.5.1 冲孔凸模设计 103.5.2 冲孔凸模设计 103.5.3 凸凹模设计113.5.4 落料凹模的设计114、模具结构部分4.1 模架选择4.1.1 角导柱模架、中间导柱模架、四角导柱模架 124.1.2 后侧导柱模架 124.2 定位方式4.2.1 挡料销134.2.2 始用挡料销 134.3 出件方式4.3.1推件装置有刚性卸料和弹性卸料两种 144.3.2 顶件装置 144.4 卸料方式4.4.1

4、 固定卸料装置 154.4.2弹性卸料装置 154.4.3 废料切刀 154.5 模具总图和模具零件图15后 记16参考文献17三、工艺计算部分3.1 冲裁件工艺分析图1 制件3.1.1 冲裁件的结构尺寸该零件结构简单，外形结构对称。在冲裁时零件的孔与孔之间，孔与边之间均受模具强度和冲裁质量的制约，为了避免冲孔时凸模受水平推力而不被折断，所以孔与边缘最小距离应大于最小允许尺寸（11.5）t，即最小值，满足冲裁要求。3.1.2 冲裁件的精度分析从图上看公差等级均不高于IT11级经济精度。通过互换性与技术测量32知道零件的最高经济精度为IT12级，小于IT11J级。所以经济精度可以用冲裁得到，该零

5、件的断面粗糙度没有特别要求，零件的厚度小于2mm，可采用普通冲裁（断面粗糙度可达到）就可以达到图纸要求。 3.1.3 材料分析该冲裁件厚度为1.5，材料为Q235，属于低碳钢，符合冲裁工艺要求。通过上述分析，该冲裁件无论在结构、精度、材料等方面都可采用普通冲裁工艺冲裁即可达到图纸要求。3.2 确定冲裁的工艺方案从零件的结构形状可知，所需基本工序为冲孔、落料两种。所以可能的冲压工艺方案有以下四种。方案一：级进模 冲孔落料方案二：单工序模 1、冲孔 2、落料方案三：单工序模 1、落料 2、冲孔方案四：复合模 冲孔落料复合模分析比较上述四种工艺方案，可以看出：方案一的冲裁生产效率高，但零件精度尺寸难

6、保证。方案二的冲裁效率低，不方便操作，且模具成本高。方案三同方案二。方案四的冲裁能保证零件有较高的精度，平直度也能保证，且生产效率高。综上所述，考虑到零件批量较大，且质量要求较高，故选择方案四较为合适。3.3工艺与设计计算3.3.1 根据分析可采用直排法送料：查表4-18【教材冲压模具及设备表4-18（徐政坤）】得 则条料宽度为：步进距：图二最终排样图二：零件的裁板法 可采用纵裁裁板法。3.3.2 计算材料利用率： 3.3.3 计算冲裁力、初选压力机冲裁力【教材冲压模具及设备表2-3（徐政坤）】由于采用下出料方式，推件力，取凹模的直壁高度为8mm，所以，即推件力为：【教材冲压模具及设备表4-2

7、2（徐政坤）】总冲压力：压力机的标称压力：初选压力机型号为JB2363，标称压力为630KN3.3.4 定凸凹模间隙 查表得【教材冲压模具及设备表4-10（徐政坤）】 ，。3.3.5 确定凸、模刃口尺寸及公差 从图上可以看出该零件内孔由冲孔所得，如题目要求凸、凹模采用分别加工方法获得，计算如下；【教材冲压模具及设备表4-13（徐政坤）】 孔的凸模 （因零件的精度在IT11IT13之间）凹模 孔的凸模 凹模 落料凹模、凸模刃口尺寸确定处凹模【互换性测量与技术表3-2取】 凸模R8处的凹模刃口尺寸公差凹模凸模3.3.6 模具压力中心的确定从图上看该零件结构对称，受力较平稳，压力中心在其对称中心。3

8、.3.7计算模具的闭合高度 凹模轮廓尺寸包括凹模板的平面尺寸（长宽）及厚度尺寸H。从凹模刃口至凹模外边缘的距离称为凹模的壁厚c。对于压力中心即为刃口尺寸对称中心，所以凹模板的长度 ，【教材冲压模具及设备表4-29（徐政坤）】宽度。凹模板的厚度主要是从螺钉旋入深度和凹模刚度的需要考虑的，随着凹模板平面尺寸的增大，厚度也相应增大：。【教材冲压模具及设备表4-30（徐政坤）】3.4 垫圈工艺过程卡片垫 圈 工 艺 过 程 卡 片零件名称垫 圈模具编号零件编号材料名称Q235毛坯尺寸件 数43工序号工 种工序内容定额工时实作工时操作者检 验等 级0下料剪床上裁板1冲孔落料冲和的孔与落料复合工艺员零 件

9、 质 量 等 级3.5 垫圈复合模具工作零件设计3.5.1 冲孔的凸模结构设计由于该孔精度要求不是很高，考虑到加工和安装的方便,所以冲制该孔的凸模可采用台阶配合,结构图如图3所示：图3 大凸模3.5.2 冲孔的凸模结构设计由于该孔精度要求不是很高，考虑到加工和安装的方便,所以冲制该孔的凸模可仍然采用台阶配合,结构图如图4所示：图4 小凸模3.5.3 落料凸模和孔、的凹模考虑到该副模具的结构和精度,及加工、装配方面等因素,可选用整体式凸凹模。其结构图如图5所示:图5 凸凹模3.5.4 落料凹模的设计该副模具落料凹模结构图如图6所示:图6 落料凹模四模具结构部分4.1 模架选择冲模模架已经标准化。

10、标准冲模模架主要有两大类：一类是由上下模座和导柱、导套组成的导柱模架；另一类是由弹压导板、下模座和导柱、导套组成的导板模架。考虑到该副模具的结构和制件的尺寸精度，应选用导柱模模架。其导柱模架又分为对角导柱模架、中间导柱模架、四角导柱模架和后侧导柱模架。4.1.1 角导柱模架、中间导柱模架、四角导柱模架角导柱模架、中间导柱模架、四角导柱模架的共同特点是导向零件都是安装在模具的对称线上，滑动平稳，导向准确可靠。不同的是，对角导柱模架工作面的横向（左右方向）尺寸一般大于纵向（前后方向）尺寸，故常用于横向送料的级进模、纵向送料的复合模或单工序模；中间导柱模架只能纵向送料，一般用于复合模和单工序模；四导

11、柱模架常用于精度要求较高或尺寸较大冲件的冲压及大批量生产用的自动模。4.1.2 后侧导柱模架后侧导柱模架的特点是导向装置在后侧，横向和纵向送料都比较方便，但如有偏心载荷，压力机导向又不精确，就会造成上模偏斜，导向零件和凸、凹模都容易磨损，从而影响模具寿命，一般用于较小的冲模。图7 模架因为该制件压力中心在对称线上，其无偏心载荷，之间精度要求也不是很高且制件较小，所以由模具成本等因素考虑该副模具模架选用后侧导柱模架。大致结构如图7所示。4.2 定位方式定位零件基本上都已经标准化，可根据呸料或工序件形状、尺寸、精度及模具的结构形式与生产率要求等选用相应的标准。4.2.1 挡料销图8 挡料销挡料销分

12、为固定挡料销、活动挡料销、始用挡料销。该制件采用复合模加工，且固定在卸料板上面，所以从整体结构上考虑该制件应选用固定挡料销。结构图如图8所示。4.2.2 始用挡料销图九 导料销始用挡料销分为导料销、导料板、倒正销、侧压装置、切刃、定位板和定位销。该副模具为冲裁复合模具，从结构和成本上考虑，只用到两个导料销。其机构图如图9所示。4.3 出件装置出件装置的作用是从凹模内卸下冲件或废料。为了便于学习，把装在上模内的出件装置称为推件装置，装在下模内的称为顶件装置。4.3.1推件装置有刚性卸料和弹性卸料两种。刚性卸料是在冲压结束后上模回程时，利用压力机滑块上的打料杆撞击模柄内的打杆，在将推力传至推件块而

13、将凹模内的冲件或废料推出的。其基本零件有推件块、推杆、推板、连接推杆和打杆。它推件力大，工作可靠，所以应用十分 。打杆、推件板、连接推杆等都已经标准化，设计时可根据冲件结构形状、尺寸及推件装置的结构要求从标准中选取。弹性推件装置与刚性推件装置不同的是，它是以安装在上模内的弹性元件的弹力来代替打杆给予推件块的推件力。采用弹性推荐装置时，可使板料处于压紧状态下分离，因而冲件的平直度较高。但开模时冲件易嵌入边料中，取件较麻烦，且受模具结构空间限制，弹性元件生产的弹力有限，所以主要使用于板料较薄且平直度要求较高的冲件。4.3.2 顶件装置顶件装置一般是弹性的，其基本零件是顶件块、顶杆和弹顶器。由于是顶

14、件块下方安放弹簧，可用于顶件力不大的场合。图10 顶件装置考虑到该副模具的结构形式，和制件的精度等，采用出件方式为刚性推出。如图10所示：4.4 卸料方式卸料装置按卸料方式分为固定卸料装置、弹性卸料装置和废料切刀三种。4.4.1 固定卸料装置固定卸料装置仅由固定卸料板构成，一般安装在下模的凹模上。固定卸料装置卸料力大，卸料可靠，但冲压时坯料得不到压紧，因此常用于冲裁坯料较厚（大于0.5mm）、卸料力大、平直度要求不太高的冲件。4.4.2 弹性卸料装置弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹性元件（弹簧或橡胶）组成。弹性卸料装置可装于上模或下模，依靠弹簧或橡皮的弹力来卸料，卸料力不太大，但冲压时可兼起

15、压料作用，故多用于冲裁料薄及平面度要求较高的冲件。4.4.3 废料切刀废料切刀是在冲裁过程中将冲裁废料切断成数块，从而实现卸料的一种卸料零件。考虑到该副模具的总体结构，和加工装配等因素，该模具采用的卸料方式为弹性卸料。如图11所示：图11 卸料装置4.5 模具总图和模具零件图（见附图）后记本次毕业设计我主要参考了冲压模具及设备书上的步骤。现在对于上面的步骤每一步我都已经理解并掌握，已经可以独立设计一副简单的冲裁模具。如何设计，怎样确认设计的步骤和方法,这是关键。我在设计过程中很好的解决了这些问题。在设计过程中虽然遇到了很多的困难,但是同时也在设计中获得了许多的乐趣。通过此次设计培养了我做事情细

16、致、认真，对待工作一丝不苟的态度，并学会了将理论知识用于实践，把所学的知识有机的融会贯通，知道了如何灵活运用。在绘图过程当中，我完全采用计算机辅助设计（CAXA、UG）从而大大提高了绘图的效率和质量。 总之，通过这次设计，我不仅把以前没有掌握的知识得以掌握，而且将学了将近一年的冲压模具作了一个贯穿性的复习，还学到了许多课本上没有的知识。使我具备了一定冲压模分析的能力。本次设计由于本人的设计经验不足，在设计中难免会出现些错误，存在不完善的地方还有很多，望各位多指正！参考文献1、冲压模具及设备中国机械工业教育协会 北京机械工业出版社2005.12、模具设计大典中国机械工程协会 2003.53、互换性与测量技术陈于萍 高晓康 高等教育出版社2006.12 4、模具制造工艺学李云程 机械工业出版社2008.215