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1、精选优质文档-倾情为你奉上常州信息职业技术学院学生毕业设计（报告）论文系 别： 机电工程学院 专 业： 模具设计与制造 班 级： 模具115 学 生 姓 名： 岳修明 学 生 学 号： 设计（论文）题目： 防转垫圈冲压模具设计 指 导 教 师： 黄波 设 计 地 点： 常州信息职业技术学院 起 迄 日 期： 2013.92013.11 专心-专注-专业毕业设计（论文）任务书专业 模具设计与制造 班级 模具115 姓名 岳修明 一、课题名称： 防转垫圈冲压模具设计 二、主要技术指标： 1、要求制件尺寸精度与形状满足制件图纸要求，材料为Q235、料厚为1.5 mm， 2、要求尽量采用一套模具完成
2、3、模具可以装在通用的冲压设备上 4、要求8000字左右 三、工作内容和要求： 1、进行零件工艺分析，制定工艺方案 2、工艺尺寸计算，设备选择，模具主要工作零件及其他零件设计 绘出全套装配图、零件图 （不加工的标准件不画） 3、对相关资料做整理、分析、研究和总结 4、完成论文电子稿。标题要简明有概括性，目录正确整齐，中、英文摘要和前言， 正文与参考文献及目录；排版格式及具体要求查看格式与要求。 四、主要参考文献：_1冷冲压工艺与模具设计M.陈剑鹤，于云程主编.-2版.-北京：机械工业出版社，2009.2 2模具课程设计指导M.梅伶主编.-北京：机械工业出版社，2006.12 3 李云程.模具制
3、造工艺学M.北京：机械工业出版社，2001 学 生（签名） 年 月 日 指 导 教师（签名） 年 月 日 教研室主任（签名） 年 月 日系 主 任（签名） 年 月 日毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目防转垫圈冲压模具设计一、 选题的背景和意义：选题背景：防转垫圈可通过冲压装置制造出来，在机械的运作中起到防转功能，避免机械发生故障。防转垫圈一般采用钢材，硅胶，合成塑料等材料制造。材料价格不贵。 防转垫圈范围应用十分广泛，在国民经济的生产中，都有防转垫圈加工生产。如汽车、飞机、拖拉机、电器、化工中均有使用。冲压工艺具有成生产率高、精度高、质量稳定、材料利用率高、操作简单方便等优点。特别适宜于
4、大批量生产和自动化。目前该零件的设计用到了UG、CAD等软件，可以进行很好的模具设计。选题意义：通过这次零件分析、计算、设计，得到大量的数据，对模具制造有了深刻了解。通过UG、CAD、的使用，提高了UG、CAD的操作熟练程度， 大大加速了模具的制造过程，让生产的产品更好，更快，更有竞争价值。通过这次的设计，大大的提高了零件的生产效率。还降低劳动强度、增加准确性、降低成本或风险等好处，也提高了自我分析能力。对今后的工作起到很好的向导。课题研究的主要内容：1运用UG软件进行外观造型2冲压件的工艺性分析, 冲件平整度要求3冲压件结构、尺寸的设计计算，及决定卸料方式4模具的基本结构与模架选择的合理性5
5、模具主要零件图及加工工艺规程6. 模具的总装图制定主要研究（设计）方法论述：1进行市场调查，了解目前产品的行情2图书馆查找相关资料掌握设计要点，手册、图表的正确合理应用3运用UG软件对进行外观造型4运用UG、Auto CAD绘制装配图和零件图 四、设计（论文）进度安排：时间（迄止日期）工 作 内 容13.09.0613.09.11市场调研、收集资料、选择设计课题并交于指导教师审核。13.09.1213.09.15根据校内指导教师下达的毕业设计任务书，撰写开题报告。13.09.1613.09.21初步确定设计方案，上交开题报告。 13.09.2213.10.08对产品造型及进行工件的工艺性分析，
6、初步设计模具，与导师联系进行初期检查。13.10.0913.10.13参考模具设计资料，细化模具的具体结构。13.10.1413.10.19模具设计相关计算及校核，完成总装配图，与导师联系进行中期检查。 13.10.2013.10.25绘制零件图，编写加工工艺。13.10.2613.10.30撰写并完成设计报告初稿，提交初稿评阅。13.10.3113.11.04修改、整理、完成图纸及报告。13.11.0513.11.10按要求定稿、打印，提交毕业设计报告（论文）及成果材料。13.11.11毕业答辩五、指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日六、系部意见： 系主任签名： 年 月 日目 录摘要1
7、0 引言11 冲裁工艺分析21.1 冲压工艺分析22 冲裁工艺方案的确定32.1 结构特点32.2 可行性工艺方案32.3 工艺方案确定32.4 搭边值的确定33 条料排样设计 44 凸凹模刃口尺寸计算及原理 54.1 合理间隙的确定5 4.2 刃口尺寸计算55 冲压力计算65.1 冲压力的定义65.2 确定冲压力计算方式76 压力中心计算 87 凸、凹模结构设计97.1 凸模结构设计 107.2 凸模长度计算 117.3 凹模结构设计 118 冲裁模总体设计 118.1 导柱和导套的确定 118.2 模架的选择 128.3 模柄的确定 128.4 弹簧或橡胶的确定 138.5 定位零件的设计
8、 139 模具的闭合高度及冲裁设备的选择 149.1模具的闭合高度 149.2冲裁设备的选择 1510模具工作说明 1511结论1612答谢辞16参考文献 16附录 17防转垫圈冲压模具设计模具115 岳修明摘要：本文通过冲孔、落料设计能更加全面了解冲压模具的设计和生产过程，以及对出现的问题分析找出解决的办法。通过工艺分析、方案确定、排样设计、以及关于尺寸计算、查表、绘图，各个方面得到复习、整理、运用的机会提高综合运用所学基本理论知识和实践技能的能力，为自己以后的模具设计工作打下一个良好的基础。关键词：模具设计；工艺分析；设计计算；绘图 Model115 岳修明Abstract: In thi
9、s paper,through punching, blanking design can be more comprehensive understanding of stamping die design and production process, and theanalysis of the problems to find a solution. Through the analysis of the technology, plan, layout design, and on the size calculation, look-up table,drawing, each a
10、spect obtains the review, ability to organize, using theopportunity to improve the integrated use of theoretical knowledge and practical skills, to lay a good foundation for die design work after their own.Key words:die design; process analysis; design and calculation; graphics0.引言冷冲模是现代工业的重要工艺设备，已经
11、成为国民经济的重要基础工业之一。冷冲压的零件，具有表面质量好，重量轻，成本低的优点，它是一种经济的加工方法，这是其他加工方法不能与之竞争的。因而冷冲压在机器制造业中得到了广泛的运用，他在汽车，拖拉机，电机仪器，仪表，以及飞机，导弹，炮弹和各种民用轻工行业中已成为主要的工艺。本文通过冲裁弯曲复合模的设计能更加全面了解冲压模具的设计和生产过程，以及对出现的问题分析找出解决的办法。同时将我们将所学的知识运用实践，提高综合运用所学基本理论知识和实践技能的能力，为自己以后的模具设计工作打下一个良好的基础。1.冲裁工艺分析 工件的工艺分析（如图1所示） 图1 工件图1.1冲压工艺分析（1）拉深工序：冲孔，
12、落料。（2）材料分析：材料为Q235，未退火，抗剪强度为310-380MPa，抗拉强度为375-460MPa,伸长率为21-25，屈服点为235MPa,此种材料有足够的强度，具有良好的冲压性能，适合冲压。（3）结构分析：结构相对简单，其最小宽度为b2t，即9.6mm3mm.工件的中间的孔径d=84.3mm，冲裁件上的孔与边缘间的距离b11.5t，即9.35mm2.25mm，该冲裁件有尖角，所以在加工时，应减少因热处理的应力集中，以及冲裁时尖角处的破裂。（4）精度分析： 精度等级为IT10。的公差为0.37，查表公差等级为IT12-IT13级，精度YUIOO要求不高;的公差为0.38，精度等级为
13、IT12IT13，精度等级为IT15IT16。的公差为0.078，精度等级为IT8IT9。所以该制件用一般精密的冲压即可完成。（5）结论：此工件形状简单，所用材料及厚度和尺寸精度要求均适合冲压工艺要求，所以采用冲压工艺，不但可以提高零件的完整性，还可以取得更好的经济效益。2.冲裁工艺方案制定21 结构特点该冲压件结构简单，类似一个圆形件，该制件的最大直径为121.7mm,中间类似冲孔、直径为84.3mm，外围的齿宽度为9.6mm，尖点到圆心的距离为60.85mm，分析满足普通冲裁要求，可采取冲孔，切废，落料，来完成。22 可行性工艺方案 单工序工艺 即冲孔、落料、两副模具分别完成三种工序。 级
14、进工艺 即冲孔、落料、两个工位完成。 复合工艺 即采用一副复合模一次冲裁完成。分析比较： 单工序工艺：模具结构简单，制造简单、周期短、制造成本较低，制件精度 要求一般，方便生产，程序较多，生产时间较长，生产效率低，不能满足大批量生产。 级进工序工艺：制件内外形位置精度较易得到保证，易于实现自动化生产， 产效率高，模具结构较简单，制造成本低，有利于优质的完成。 复合工序工艺：制件内外形位置精度高，生产效率高，但模具结构复杂，制造周期较长，模具成本较高。2.3工艺方案确定 由于制件外形结构简单，该冲裁件只需要冲裁来完成，尺寸比较小，大批生 产，提高生产效率，有工艺性分析可知，该制件采用复合工序进行
15、冲压。2.4搭边值的确实 搭边是指排样时制件于制件之间、制件与条（板）料边缘之间的余料。搭边虽 然是废料，但在冲压工艺上起着很大的作用。首先，搭边能够补偿定位误差，保证冲出合格的制件；其次，能保证条料具有一定的刚性，便了送料；再者，能起到保护模具的作用，以免模具过早地磨损而报废。 搭边值的大小取决于制件的形状、材质、料厚及板料的下料方法。搭边值太小，材料利用率高，但给定位和送料带来很带的困难，同时制件精度也不容易保证；搭边值太大，则材料利用率低。因此，正确选择搭边值是模具设计中不可忽视的重要问题。 垫圈的料厚为1.5mm，又表可查得，工件间搭边值。沿边搭边值a1.2mm，3.条料排样：排样是指
16、制件在板料或条料上的布置方法。冲裁件上的排样与材料的利用率有密切联系，对零件的成本影响很大。为此，应设法在有限的材料面积上冲出最多数量的制件。由于排样方法的不断改进，材料利用率逐步提高。但仅仅考虑材料利用率的提高还不够，排样的好坏同时英雄冲裁件的精度、生产率的高低、模具寿命及经济效益等，还必须考虑生产操作的方便性和模具结构的合理性等问题。冲裁排样有两种分类方法：一是从废料的角度来分，可分为有废料爱阳、少废料排样和无废料排样三种。有废料排样时，工件与工件之间，工件与条料边缘之间都有搭边存在，冲裁件质量较容易保证，并具有保护模具的作用，但材料利用率低；少、无废料排样时，工件与工件之间，工件与条料边
17、缘之间存在较少或没有搭边，材料的利用率高，但材料时由于凸模刃口受不君宇侧向力的作用，使模具易与遭到破坏。另一种是按制件在材料上的排列形式来分，可分为直排法、斜排法、对排法、混合排法、多行排法和冲裁搭边法等多种方式。3.1该零件的形状宜采用直排有废料排样的排样方案，以保证冲裁件的质量。 方案（一）如图3所示 1.21.0103 工件间搭边值。沿边搭边值a1.2mm， 排样图34.凸凹模 刃口尺寸计算及原理 4.1合理间隙的确定 （1)、经验确定法 t= 1.5mm,z=(69)%tmm,（2)、 查表法 查教材P 45.选择类，认为精度和断面质量要求一般的制件。 Z=(2224)%t mm 故选
18、择间隙较大者。Zmin=221.5mm=0.33mmZmax=24%1.5mm=0.36mm故合理间隙值的取值范围是Z0.33mm0.36mm（3）、冲裁时，凸、凹模将与冲裁件或废料摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，从而导致凸、凹模间隙越用越大。所以在设计过程中，要计算刃口尺寸，以确保零件的精度。落料尺寸取决于凹模的尺寸，冲孔尺寸取决于凸模尺寸，所以，设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上，冲裁间隙通过减小凸模的刃口尺寸来取的；设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模的刃口尺寸来取得。其中为工件的公差值。4.2刃口尺寸计算（刃口全部采用配合加工法计算） 由附录按IT
19、10级查得：mm，X=1mm; 按IT12-IT13级查得：mm，X=0.75mm; 按IT8-IT9查得：,X=0.5; 按IT15-IT16级查得mm,，X=0.5;按IT12-IT13级查得：mm。 冲孔模刃口尺寸计算，计算凸模的刃口尺寸，以凸模为基准，配置凹模。（1）模具磨损后刃口尺寸变小的，计算时应使其具有最大极限尺寸，其基准件尺寸为： （2）模具磨损后刃口尺寸变大的，计算时应使其具有最小极限尺寸，其基准件尺寸为： 计算时与凹模孔距计算中、凸模刃口尺寸； 、工件的最大和最小极限尺寸。 落料模刃口尺寸计算，计算凸模的刃口尺寸，以凹模为基准，配置凸模 （3）模具磨损后如刃口尺寸变大的，计
20、算时应使其具有最小极限尺寸。其基准件尺为： （4）模具磨损后如刃口尺寸变小的，计算时应使其具有最大极限尺寸。其基准件尺为： 5.冲压力计算5.1冲压力是冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总称。 冲裁力: 式中冲裁力(N) 冲裁件周边长度（mm） 系数，取1.3 材料厚度（mm） 材料抗剪强度(MPa) 卸料力是指从凸模或凸凹模上将制件或废料卸下所需要的力。 推件力是指从凹模内顺冲裁方向将制件或废料推出所需的力。 顶件力是指从凹模内逆冲裁方向将制件或废料顶出所需的力。 5.2 确定冲压力计算方式：分析得知材料厚度较小，不易采用刚性卸料，该模具采用弹性卸料。由参考资料1冷冲压工艺与模具设计M附表B可
21、查得Q235的，取采用弹性卸料和下出料方式时： F=F+ F卸+F推 ，取 根据总冲压力初选压力机为 J236.3。（查压力机规格表）,开式双柱可倾压力机。最大闭合高度150 调节：35，在115-150之间A6.压力中心计算：A点为压力中心冲裁模的压力中心是指冲压合力的作用点，在设计冲裁模时，其压力中心要与压力机滑块中心相重合，对称形状的零件，其压力中心位于人口轮廓图形的几何中心上。如垫圈采用复合模冲裁时，冲裁压力中心即在其圆心，等半径的圆弧段的压力中心。，位于任意角2角平分线上，且距离圆心为的点上 式中：弧度将工件分解成若干直线段或圆弧段、，因冲裁力与轮廓线长度成正比关系，故用轮廓线长度代
22、替F。计算各基本线段的中心到Y轴的距离、和到X轴的距离、，则根据力矩平衡原理可得压力中心的计算公式为：采用UG软件 级进模向导功能可得知：BC如上图取B点，即的中心为坐标原点（0，0），C点即为压力中心。=-1657.凸凹模的结构设计 7.1 凸模结构设计凸模按其工作断面的形式可分为圆形和非圆形凸模，它主要是根据制件的形状和尺寸而确定。根据1冷冲压工艺与模具设计M. 该制件可采用圆形凸模，采用P63 图2-45e冲孔或落料，以减少磨削面积，凸模外径与端面都加工成凹形，以减轻重量。 7.2凸模长度计算由于模具采用弹性卸料， 式中： 式中的（1520）包括凸模进入凹模的深度、凸模修磨量、冲模在闭合
23、状态下卸料板到凸模固定板的距离。 ， 其中 即 (2) (3) (4) 凸模零件图如下镶块 L=61mm 7.3 凹模结构设计（1）凹模厚度：, 即（2）凹模壁厚：（3）凹模周界：注：其中料宽尺寸的确定：有侧压装置：，无侧压装置：,该套模具采用无侧压装置可得：（3） 得： 72179 经查表可知用：L = 8.冲裁模总体设计8.1 导柱和导套的确定 对生产批量大、要求模具寿命长，工作精度较高的冲模，一般采用导柱、导套来保证上、下模的精确导向。导柱、导套的结构形式有滑动和滚动的两种。经分析可知，该套模具采用滑动导柱、导套比较合适，因为滑动导柱、导套均为圆柱形，其加工方便，容易安装，是模具行业应用
24、最广的导向装置。导柱和导套之间采用间隙配合。 8.2模架的选择模架就属于结构零件，它主要作用：定位,固定的作用，导正凸模、凹模的间隙。模架除了提高精度外,装模也变的很方便,避免了因冲床精度引起的质量问题。模架主要由四部分构成：上模座，下模座，导柱，导套。冲模模架已经标准化。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。此次设计四角导柱模架。8.3 模柄的确定采用P75.图2-54c的铆接式模
25、柄，它与模座安装孔用H7/n6配合，可以保证较高的同轴度和垂直度，适用于该模具的制造。8.4 弹簧或橡胶的确定(1)弹簧应有足够的预压力，即：(2)压缩量应足够，即： (3)单圈弹簧工作极限负荷下变形量和弹簧需要的总压缩量，计算出弹簧的有效圈数: (4)利用弹簧的节距、弹簧钢丝直径和所需有效弹簧圈数，计算出弹簧的自由高度 (5)利用下式对所选弹簧进行校核： 因模板为矩形，选弹簧数n=4 ， , , 、 8.5 定位零件的设计冲模的定位装置用以保证材料的正确送进及在冲模中的正确位置。使用条料时，保证条料送进导向的零件有导料板、导料销等。保证条料进距的零件有挡料销、定距侧刃等。在级进模中保证工件孔
26、与外形相对位置使用导正销。单个毛坯定位则用定位销或定位板。定位零件的设计原则：(1）定位至少应有三个支撑点，及两个导向点和一个定距点。(2）定位的方向和位置必须与人们的操作习惯相适应。(3）某些非轴对称外形的毛坯定位时应有防范措施。(4）连续模具应设置初始定位和最终定位。(5）为保证毛坯在送进初期和冲压过程中定位的稳定性，有时必须考虑毛坯夹紧措施。采用UG级进模向导做的模具结构9. 模具的闭合高度及冲裁设备的选择9.1模具的闭合高度 为使模具正常工作，模具比和高度必须与压力机的闭合高度相适应，应介于压力机最大和最小闭合高度之间，一般可按下式确定： 如果模具闭合高度小于压力机的最小闭合高度、可采
27、用垫板，其厚度为: 上模座：L/mmD/mmH/mm=400250（1.518） 下模座：L/mmD/mmH/mm=400250（1.518）导柱：d/mmL/mm =22150导套：d/mmL/mmD/mm 208140 垫板厚度取：6mm 凸模固定板的厚度取：13mm 凸模的高度取：61mm 凹模的厚度已定为：18mm 卸料板的厚度：15mm 弹簧的高度:15mmH=(27+27+6+61+18+6)=145mm9.2冲裁设备的选择： 选择开式双柱可倾压力机Jc236.3，最小最大的闭和高度为：115mm,150mm，处于两者之间，故符合要求。公称压力：63kN，滑块行程：35mm最大闭和
28、高度：150mm10.模具工作说明压力机模柄孔与模具模柄孔为间隙配合，开始工作时，板料沿着导料板从右向左运动，进行第一次的冲孔，然后，板料继续向左运动，进行第二工位切废，此时，向前为一个进距。一般情况下，冲裁模的导柱导套配合要求略高，凸模与凹模工作部分的粗糙度要求要高，以提高模具寿命和制件的表面质量。在冲裁工艺中，材料不必考虑回弹影响。所以冲裁出件的形状不用担心，不影响之间的形状和尺寸要求。凸模固定板，凹模固定板的加工与冲裁的一致。模具在交付使用前，应进行试模鉴定，必要时还要进行小批生产鉴定。试模鉴定的内容包括：产品成型工艺是否合理，模具制造质量的高低，模具能否顺利的出产品，成型产品的质量是否
29、符要求，模具采用标准是否合理。一般先试一副模具，试模后先经模具制造人员用卡尺或目测产品的尺寸，几何形状，表面装饰性，边缘毛刺与断面质量是否符合客户提供的产品图要求，如发现问题及时改模。11.结论 大学学习，让我在这次设计中得到了一次很好的总结。所有的专业与非专业的知识，在这次毕业设计中。更为可贵的是，在这次设计中让我们提高了发现问题解决问题的能力。设计过程中，看似简单的工件图纸，但在设计中却要考虑很多的问题。在尚未加工成为商品模具之前，也仅仅是设计图纸和相关数据而已，尚处于纸上谈兵，它必须通过一系列正确，快捷而有经济的加工方法，成为具有一定功能和实用价值，即能正常且持续地生产出合格制品的模具。
30、否则，就没有任何意义和价值。由此，在设计过程中，我们要考虑到现实中一般的工厂生产与加工条件，工人的技术能力，以及市场的需求，等等一些不容忽视的条件。 本次设计使用到的软件是UG、Auto CAD，在设计的过程中，也出现了一些客观不足的问题，就是模具结构，只能靠想象，没有实践条件，不能根据实际的情况来作合适、客观地修改，这样做出来的，难免有些缺点和不足，由于诸多原因，本次设计存在一些不足和有待改善的地方，希望老师能够担待。最后，衷心感谢老师对我的悉心指导，使我在大学里最后一段时间里学习到了很多有用的东西。12.答谢辞此次毕业设计，让我遇到了不曾想象到的困难。但是，最终我把它完成了。在此，发自内心
31、的对我的指导老师，表示深深的谢意。您辛苦了。与此同时，感谢学院图书馆里的老师为我们这次设计中提供了很大的方便以及大量的资料。在设计过程中，由于工作量大，让我不得不进行晚上作业，让我的室友们在安静的夜中，不得不忍受电脑的轰鸣声。感谢室友们的宽容与谅解。谢谢大家的支持。主要参考文献1冷冲压工艺与模具设计M.陈剑鹤，于云程主编.-2版.-北京：机械工业出版社，2009.2 2模具课程设计指导M.梅伶主编.-北京：机械工业出版社，2006.12 3 李云程.模具制造工艺学M.北京：机械工业出版社，2001 附录：16144 16 挡料销14535-40HRC 15模柄14514卸料螺钉JB/T 765
32、0.5-200844535-40HRC13内六角螺钉JB/T 8043.2-199943512凸模1Cr1256-60HRC11销钉43510导套GB/T 2861.3-200822058-62HRC9弹簧GB/T 2861.6-2006460Si2Mn42-52HRC8螺钉GB/T 65-20004Q2357圆柱销GB/T 119.1-200043528-38HRC6下模座GB/T 23562.1-20091HT2005凹模板14558-62HRC4导料板14535-40HRC3卸料板14535-40HRC2凸模固定板14538-42HRC1上模座GB/T 23564.1-20091HT20
33、058-62HRC序号零件名称代号数量材料备注设计Q235常州信息学院绘图防转垫圈冲压模具设计审核比例1:1 技术要求：1调制处理HRC28-32设计岳修明常州信息职业技术学院绘图上模座审核比例1：1 技术要求：1热处理HRC40-45设计岳修明常州信息职业技术学院绘图凸模固定板审核比例1：1技术要求：1 热处理HRC40-45设计岳修明常州信息职业技术学院绘图卸料板审核比例1：1 技术要求：1 热处理HRC40-45设计岳修明常州信息职业技术学院绘图凹模板审核比例1：1技术要求：1调制处理HRC28-32设计岳修明常州信息职业技术学院绘图下模座审核比例1:1 毕业设计（论文）成绩评定表一、指导教师评分表（总分为70分）序 号考 核 项 目满 分评 分1工作态度与纪律102调研论证103外文翻译54设计（论文）报告文字质量105技术水平与实际能力156基础理论、专业知识与成果价值157思想与方法创新5指导教师综合评语：