垫片模型模具设计.docx

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1、绪论设计任务书及产品图三、零件的工艺性分析四、冲压零件工艺方案的确定五、模具总体结构10六、工艺参数计算11七、工序压力计算、压力中心的确定、压力机的选择13八、模具工作零件刃口尺寸和公差的计算15九、模具零件的选用及设计17十、模具部分结构件详细设计及模具结构简图23十一、其他需要说明的内容26十二、参考资料27一、绪论1.1冲压的概念、特点及应用冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是

2、材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下：（1）冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达

3、几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量，而模具的寿命一般较长，所以冲压的质量稳定，互换性好，具有“一模一样”的特征。(3)冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。(4)冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造

4、的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。冲压地、在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造二铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的

5、。已知:(1)垫片：(2)年产量：大量(3)零件材料：Q235A(4)材料厚度：2mm。二、设计任务书及产品图O材质：Q235料厚：2mm50.0+0.225.0+0.12求作:（1） 进行冲压工艺性分析(从材料、零件结构、尺寸精度几个方面进行)。零件图（2） 确定工艺方案及模具结构类型。（3） 进行相关工艺计算，包括：排样设计；冲压力计算及压力中心的确定；模具零件结构尺寸计算；设备选择等。（4） 绘制模具总装配图（5） 绘制工作零件及主要零件的零件图（6） 编写课程设计说明书要求：根据所设计工件的尺寸、形状、批量等原始数据和要求，每人独立设计、绘制完成一套冲压模具。包括：（1） 模具装配图1

6、张（按照1: 1比例，或适当比例）；（2） 模具工作零件图2-3张（按照1： 1比例，或适当比例）；（3） 设计说明书1份；三、零件的工艺性分析3.1 分析零件冲压工艺性图示零件尺寸均为标准公差的尺寸，符合比较精确的冲裁模精度要求，模具精度可取IT8即可；零件材质为Q235A化学成份碳 C : W0.22%硅 Si:W0.35%镒 Mn:WL4%硫 S :0. 050%磷 P : W0.045%铭Cr:允许残余含量0.30%银Ni:允许残余含量W0.30%铜Cu:允许残余含量W0.30%注:脱氧方法:F、Z力学性能抗拉强度ob (MPa) : 370500屈服强度 os (MPa) 16 时：

7、2235; 1640 时：2225; 4060 时:2215; 60100时:2215; 100150 时:2195; 150 时:2185伸长率 85 闾：W40 时：226;4060 时：225;60100 时：，24;100150时：222; 150200 时：221;冷弯(弯180。)：【纵向】钢厚度16时，弯心直径d二a;钢厚度16100时，弯心直径d=2a;【横向】钢厚度W16时,弯心直径d=L5a;钢厚度16100时，弯心直径d=2.5a;热处理规范及金相组织热处理规范:热轧。金相组织:铁素体+珠光体。凸孔的工艺性：孔径基本尺寸为4mm, 9nlm和20nlm,尺寸精度要求一般，

8、可采用冲孔工艺；落料的工艺性：外形复杂程度一般，因此可进行冲裁落料工艺。综合以上各方面情况，可以确定零件主要冲压工序的工艺性良好。3. 2尺寸精度根据工件技术要求注明未标注的尺寸公差按照IT12计算。模具设计的相关尺寸按照工件的公差等级来确定，一般无明确要求的情况下模具设计制造的公差等级大于工件的2到3个公差等级。表3-1常见零件公差等级表公差等级IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10rrnni2IT13ITU尺寸/mm/pm/mm6-1046915223658900.150.220.3610-18589182743701100.180.270.431830691321335284130

9、0.210.330.5230 50711162539621001600.250.390.6250 80813193()4674120190().3()0.460.7480 1201015223554871402200.350.540.87120-18012182540631001602500.400.631.00四、冲裁零件工艺方案的确定冲裁工序分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁三种。单工序冲裁是在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。复合冲裁是在压力机一次行程内，在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的冲压工序。级进冲裁是把冲裁件的若干个冲压工序，排列成一定的顺序，在压力机的一次行程中

10、条料在冲模的不同位置上，分别完成工件所要求的工序。其三种工序的性能见表3-1：表3-1单工序冲裁、级进冲裁和复合冲裁性能比较项目单工序模复合模级进模生产批量小批量中批量和大批量中批量和大批量冲压精度较低较高较高冲压生产率低，压力机一次行程内只能完成一个工序较高，压力机一次行程内可完成二个以上工序高，压力机在一次行程内能完成多个工序实现操作机械化自动化的可能性较易，尤其适合于多工位压力机上实现自动化制件和废料排除较复杂，只能在单机上实现部分机械操作容易，尤其适应于单机上实现自动化生产通用性通用性好，适合于中小批量生产及大型零件的大量生产通用性较差，仅适合于大批量生产通用性较差，仅适合于中小型零件

11、的大批量生产冲模制造复杂性和价格结构简单，制造周期短，价格低冲裁较复杂零件时，比级进模低冲裁较简单零件时低于复合模复合模的特点是生产效率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，板料的定位精度要求比级进模低，冲模的轮廓尺寸较小。由于零件的生产要求的是大批量生产、零件的尺寸适中，制造相对比较难，为提高生产率，根据上述方案分析、比较，宜采用复合模冲o按照复合模工作零件的安装位置不同，分为正装式复合模和倒装式复合模两种，两种的优点、缺点及适用范围见表3-2：表3-2正装式复合模、倒装式复合模的优点、缺点及适用范围比较项目正装（顺装）式复合模倒装式复合模结构凸凹模装在上模，落料凹模和冲孔凸模装在下模凸凹

12、模装在下模，落料凹模和冲孔凸模装在上模优点冲出的冲件平直度较高结构较简单缺点结构复杂，冲件容易被嵌入边料中影响操作不宜冲制孔边距离较小的冲裁件适用范围冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，还可以冲制孔边距离较小的冲裁件不宜冲制孔边距离较小的冲裁件，但倒装式复合模结构简单、又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件，卸料可靠，便于操作，并为机械化出件提供了有利条件，故应用十分广泛通过对正装式复合模和倒装式复合模两种优点、缺点及适用范围的分析比较，正装式的落料凹模中推出。5.5模架结构和导向装置的选择模架的外形尺寸主要由凹模尺寸决定，根据模具结构、且对于此副模具的话，主要有落料的凹模来确定长

13、以及宽，模具的闭合高度则有设计的上模，下模，以及模具的一些配件来决定，对于此复合模，应该先考虑他的闭合高度，其次才是它的宽度和长度，所以要合理选择模架，就有必要考虑它的工作零件以及配件的合理高度，这样才能合理的选择模架，模架结构可分为：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。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。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。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，为提高生产效率，模具寿命和工件质量以及工件尺寸精度，采用后侧导柱模架，模具导向性能好，精度高。六、工艺参数计算由于设计要求，采用单排排样方式。6.1搭边值的确定:搭边起补偿条料的剪裁误差，送料步距误差以及补偿于条料与导料板之间有间隙所造成的送料歪斜误差的作用。使凸，凹模刃口双