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1、精选优质文档-倾情为你奉上 冲压工艺与模具设计课程设计 题目：垫片冲压模具设计 姓名：胡昊璋 班级：14级材控一班 学号： 教师：郭渊 2017年6月9日 设计题目冲压模具设计零件设计内容根据零件图，设计冲裁模具1副（复合模或级进模），主要内容如下：1、 产品零件图1张（纸质版二维图）2、 模具装配图1#图幅1张（纸质版二维图）3、 凸模零件图1张（纸质版二维图）4、 凹模零件图1张（纸质版二维图）5、 课程设计说明书1份6、用PRO-E绘制模具三维装配图（电子版）进度安排1、 根据设计条件，进行零件工艺性分析、冲压工艺分析，确定方案（1天）。2、 模具设计基本参数计算（2天）3、 冲压模具零
2、部件结构设计（2天）4、 画模具的非标准零件图及绘制模具的装配图（1.5天）。5、 编写课程设计说明书（3天）6、 课程设计答辩（0.5天）主要参考文献1、 冲压工艺与模具设计 柯旭贵编 机械工业出版社2、 最新冲压模具标准及应用手册 杨占荛编 化学工业出版社3、 冲压模具设计指导伍先明 国防工业出版社冲压设计任务书垫片冲压模具设计中文摘要本文介绍了一种利用侧刃初定位、导正销精定位的多工位级进模。在分析弹簧卡零件冲压工艺的基础上,详细对比了零件的几种排样方案和冲切刃口的设计以及模具总体结构设计和主要零部件的设计。列举了零件的毛坯进行展开、冲压工艺的计算以及凸模强度的校核等过程，最终确定了本模具
3、设计方案；本文所介绍的级进模共有12个工位，其成形的工序主要包括落料、冲孔等；为了保证模具在工作时不发生干涉，在设计时应予以综合考虑；在文章的最后简单的介绍了级进模材料的选用及热处理并且详细列出了压力中心的计算过程。关键词 弹簧卡 级进模 排样 模具设计垫片冲压模具设计外文摘要Title Design of multi-station progressive die for spring clinch AbstractA progressive die that is guided by pitch punch roughly and by the pilot pin exactly was
4、designed. Based on the analysis of stamping process of typical spring clinch, compared in detail some kinds of stock layout and the design of cutting edge and the overall structure of the die and the design of the main parts of the die.Listed part the blank expand, the calculation of stamping proces
5、s and check the strength of such punch process, Finalized the design of the mold. The progressive die had Twelve stations . The forming process contained blanking , Punching and so on; In order to ensure nonintervention of the die in working , the forming process must be considered synthetically. Fi
6、nally, the selection and heat treatment of die material and the computational process of pressure center were discussed in detail.Keywords spring clinch progressive die stock layout die design目录 专心-专注-专业第一章 零件工艺分析1.1 材料分析08F钢强度、硬度很低，而塑性、韧性极高，主要用来制造冷冲压件。1.2 结构分析 图1.1 零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。零件有一对对称的孔，
7、孔的尺寸为20mm，满足冲裁最小孔径的要求。另外，经计算，两个孔的最小孔边距为17.5mm，满足冲裁件最小孔边距的要求。所以该零件满足冲裁要求。1.3 精度分析零件上没有标注公差，所以按IT14等级查补。零件外形尺寸： 零件内形尺寸： 孔心距尺寸： 由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。1.4 工艺方案的确定零件为落料冲孔件，可以提出的加工方案如下： 方案一模具结构简单，但需要两道工序、两幅模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况不适合用。 方案二只需一副模具，冲压件的形状位置精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。但是模具结构较方案一复杂。 方案三也只需一副模具，生产效
8、率也很高，但与方案二相比，生产的零件精度稍差。但是设计方便。 所以，比较三个方案欲采用方案三生产。现对复合模中的凸凹模壁厚进行校核，当材料厚度为1.2mm时，可查得凹凸模最小壁厚为3.2mm，可以采用级进模生产，即采用方案三。排样设计可采用以下两种排样方式： （1）少废料排样 （2）无废料排样 由于该工件结构比较简单，无论采用1方案还是2方案都能满足要求。相比而言少废料排样比无废料排样材料利用率低，但无废料排样会加快模具的磨损，使模具寿命减少，并直接影响到工件的断面质量，所以采用少废料排样即1方案。查冲压模具设计手册表2-16，确定搭边值：两工件间的搭边： a=2.5mm; 工件边缘搭边： b
9、=2mm; 步距为： S=62.5mm;条料宽度： B=（D+2b）=（120+22）=124mm确定后排样图如下图3-1所示： 图1.2冲压件排样图一个进距内的材料利用率为 =na/Rh100%式中A冲裁件的面积（包括冲出的小孔在内）（mm2） n一个进距内冲件的数目 B条料宽度（mm） h进距(mm) 第二章 冲压力与压力中心计算2.1计算冲压力计算冲压力的目的是为了合理地选择冲压设备和设计模具： 冲压力的大小主要与材料的力学性能、厚度及冲裁件分离的轮廓长度有关。 用平刃口冲裁时，冲裁力F（N）可按下式进行计算F=KLt式中： L冲裁件周边长度（mm）t材料厚度（mm）材料抗剪强度（MPa
10、）K系数。考虑到模具刃口的磨损。模具间隙的波动，材料力学性能的变化及材料厚度偏差等因素，一般取K=1.3。为计算简便，也可以按下式估算冲裁力： 式中 材料抗拉强度（MPa） 查机械工程材料表28得 2.1.1落料力 2.1.2冲孔力 2.1.3卸料力查冲压设计即冲模设计表311得2.1.4推件力查冲压设计即冲模设计表311得查冲压模具设计手册表236得，则个，又因为有两个孔，所以个。该套模具采用弹性卸料，下出件的卸料装置。总冲压力2.2压力中心 图2.1零件图如上图2.1所示，该工件属于中心对称图形，所以压力中心在它的几何中心上，无需计算。第三章 压力机的选择3.1 压力机的选择原则 冲压设备
11、的选择直接关系到设备的安全及生产效率，产品质量，模具寿命和生产成本等一系列重要问题。重压设备的选择主要包括设备的类型规格参数两方面的问题。冲压设备类型的选择主要根据所要完成冲压工序的性质，生产批量的大小，冲压件的几何尺寸和精度要求等来选择冲压设备类型。1、对于中小型冲裁件，弯曲件或浅拉深件的常采用开式曲柄压力机。2、对于大中型对于大和精度要求高的冲压件，多采用闭式曲柄压力机。3、对于大型或较复杂的拉深件，常采用上传动的闭式双动拉深压力机。4、对于大批量生产或形状复杂，批量很大的中小形冲压件应优先选用自动高速压力机或者多工位自动压力机。5、对于批量小，材料厚的冲压件，常采用液压机。6、对于精冲零
12、件最好选择专用的精冲压力机。3.2 冲压设备规格的选择 在选择冲压设备的类型后，应进一步根据冲压加工中所需的冲压力（包括卸料力，压料力等）变形功以及模具的结构形式或闭合高度，外形轮廓尺寸等选择冲压设备的规格。1、公称压力 压力机的公称压力是指压力机滑块离下止点前木一特定距离，既压力机的曲轴旋转侄离下止点前某一角度时滑快上所容需的最大工作压力。 一般情况下，压力机的工称压力应大于或等于冲压工艺的1.3倍在开式压力机上进行精密冲裁件时压力机的工称压力应大于冲压工艺的2倍。2、滑快行程 压力机的滑快行程是指滑快从上止点到下止点所经过的距离压力机的行程的小应能保证毛胚或半成品的放入及成型零件的取出。3
13、、闭合高度 压力机的闭合高度是指滑快在下止点时，滑快底平面到工作台面之间的高度模具的闭合高度必须适合于压力机闭合高度范围的要求。他门之间的关系为。3.3压力机的其它参数1、压力机工作台的尺寸压力机工作台上垫板的平面尺寸应大于模具下模座的平面尺寸，并留有固定模具的充分余地，一般每边留50-70。2、压力机工作台孔的尺寸，模具底设置的漏料孔或弹顶装置尺寸必须小于压力机工作台孔的尺寸。3、压力机模柄孔尺寸模柄直径必须和压力机滑快内模柄安装用孔的直径相一致，模柄的高度应小于模柄安装用孔的深度。总上所述选择压力机为JG23-25。JG23-25参数如下：公称压力：250KN滑快行程：80mm最大闭合高度
14、：250mm 连杆调节量：70mm工作台尺寸（前后mm左右mm）：垫板尺寸（厚度mm孔径mm）：模柄尺寸（直径mm深度mm）：最大倾斜角度：第四章 零件工艺计算4.1刃口尺寸计算根据零件形状的特点，刃口计算采用分开制造法。 落料件尺寸的基本计算公式为 尺寸120mm，可查得凸、凹模最小间隙，最大间隙，凸模制造公差，凹模制造公差。将以上校验是否成立。经校验，不等式不成立，调整如下：制件精度为IT14,故x=0.5。将已知和查表得数据代入公式，即得 冲孔 查表和有关资料得 将以上校验是否成立。经校验，不等式成立。4.2凹模孔心距尺寸 第五章 工作零件结构尺寸5.1 落料凹模板尺寸凹模厚度：H=kb
15、（其计算结果大于或等于15mm）其中b冲压件最大外形尺寸；K系数，考虑板材厚度的应响,其值可查表8-1； H=0.2120=24mm凹模壁厚：c=（1.52）H （其计算结果大于或等于3040mm）c=（1.52）H =（1.52）24=（3648）实际取c=40mm 图5.1凹模板凹模板边长：凹模板宽B（60+240）=140mm查标准凹模板的外形为：200mm160mm24mm。5.2 落料凹模板的固定方式 凹模一般采用螺钉和销钉固定。螺钉和销钉的数量、规格及它们的位置应可根据凹模的大小，可在标准的典型组合中查得。位置可根据结构需要作适当调整。螺孔、销孔之间以及它们到模板边缘尺寸，应满足有
16、关要求5.3 凸模尺寸计算 图5.2凸模凸凹模长度计算： 16202460mm其中：凸凹模固定板厚度 弹性卸料板厚度增加长度（包括凸模进入凹模深度，弹性元件安装高度等）5.4冲孔凹模洞口的类型 冲孔凹模的孔口形式通常有如图7-1所示的几种。图中a、e为 直壁形，刃口强度高，刃磨后空口尺寸不变，制造方便。但是在孔口 内 易于积存工件或废料，增大了凹模的胀力、推件力和孔壁的磨损； 磨损后每次的修磨量大，模具的总寿命较低。此外，凹模磨损后孔口可能成倒锥，使冲成的工件或废料反跳到凹模表面上，造成操作困难。直壁形孔口 凹模适用于冲裁精度较高、厚度较大的工件。对于上顶出工件（或废料）的模具也采用此种孔口形
17、式。a适用于圆形或矩形工件；e适用于形状复杂的工件。b、c、d的孔口为锥形，孔口 内不 易于积存工件或废料，孔壁所受的胀力、摩擦力小，所以冲孔凹模的磨损及每次的饿刃磨量小。但刃口强度较低，且刃口的尺寸在修磨后略有增大。一般用于形状简单，精度要求不高和较薄的冲裁件。c适用于较复杂的冲裁加件；d用于冲裁薄料和凹模厚度较薄的情况。f为凸台式凹模，适用于冲裁软而薄的金属与非金属材料，这种材料一般不淬火或淬火强度不高（3538）HRC，可以用手锤敲打凸台斜面以调整模具间隙，直到试冲出满意的冲压件为止。 图5.3洞口而根据上述分析本模具采用 a 为合理。5.5凸模的固定方法和主要技术要求 凸凹模一般采用螺
18、钉和销钉固定。螺钉和销钉的数量、规格及它们的位置应可根据凹模的大小，可在标准的典型组合中查得。位置可根据结构需要作适当调整。螺孔、销孔之间以及它们到模板边缘尺寸，应满足有关要求 凹模洞孔轴线应与凹模顶面保持垂直，上下平面应保持平行。型孔的表面有粗糙度的要求 Ra0.80.4m。凹模材料选择与凸模一样，但热处理后的硬度应略高于凸模。因此，根据这些条件可知固定方式为整体式或着组合式直接连接。5.6冲孔凸模尺寸计算凸模长度计算：其中：凸模固定板厚空心垫板厚凹模板厚凸模强度校核：该凸模不属于细长杆，强度足够。5.7凸模的固定方式 平面尺寸比较大的凸模，可以直接用销钉和螺栓固定。中、小型凸模多采用台肩、
19、吊装或铆接固定。对于有的小凸模还可以采用粘接固定。对于大型冲模中冲小孔的易损凸模，可以采用快换凸模的固定方法，以便于修理与更换。而本设计在固定中采用了凸模与凸模固定板压配，并借助与螺紧固定位在上模座上，适应与中小尺寸圆形凸模上。（刃口尺寸形状不对称时，凸模和凸模固定板之间应有防转制动）5.8标准模架和导向零件 GBT285117(90)GBT28521(90)列出了各种不同结构和不同导向形式的标准模架，是由国家技术监督局批准并发布实施的标准，常用的导柱导套式模架，是由上、下模座和导向零件组成。模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并承受冲压过程的全部载荷。模具上模座和下模座分别
20、与冲压设备的滑块和工作台固定。上、下模间的精确位置，由导柱、导套的导向来实现。 按导柱在模架上的固定位置不同，导柱模架的基本型式有如图 所示的四种。 (a) (b) (c) (d) 图5.4模架 图a)为后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。因导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导柱导套单边磨损，并且不能使用浮动模柄结构 。 图b)为中间导柱模架。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。 图c)为对角导柱模架。由于导柱安装在模具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 (X轴为横向，Y轴为纵向)
21、图 d)为四导柱模架，具有滑动平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压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。根据以上特点选用a较为适合. 模架选用的规格，根据凹模周界尺寸从标准手册中选取。经估算：L=200mm, B=140mm，压力机的最大封闭高度250， 从 冲压模具设计手册查表得:模架规格是：200mm160mm180mm ，上模座：200mm160mm40mm，下模座：200mm160mm45mm，导柱：28mm170mm, 导套28mm100mm38mm。第六章 有关模具设计计算及装配图6.1卸料弹簧选择 根据卸料力5.46KN采用4个弹簧，此时每个弹簧
22、负担的卸料力为1.365KN的压力。冲裁时卸料板的工作行程;考虑凸模的修模量;弹簧的预压缩量为；故弹簧总压缩量为：考虑卸料的可靠性，取弹簧在预压缩量为时就有1.365KN的压力。初选弹簧钢丝直径d=8mm，弹簧外径;工作极限负荷;自由高度;工作极限负荷下变形量，该弹簧在预压量时，卸压力达1.365KN,即。校核：满足要求。弹簧装配高度：6.2装配图图6.1图6.2致 谢本次毕业设计是在郭渊老师的悉心指导下顺利完成的，郭老师对于本次毕业设计所采取的态度是非常严谨的，严格按照学校所规定的日程进行指导，在设计的过程中，郭老师给予了非常具体、非常有效的专业知识指导，同时，郭渊老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远，在此对于郭渊老师这种认真负责、一丝不苟的敬业精神表崇高的敬意和诚挚的谢意！参考文献1.最新冲压模具标准及应用手册 杨占荛编 化学工业出版社2.冲压模具设计指导伍先明 国防工业出版社3.冲压工艺与模具设计 柯旭贵编 机械工业出版社