1、 南 京 工 程 学 院 专 接 本 毕业 设计说明书 (论文 ) 作 者： 王严刚 学 号： 101031233 学院（系、部）： 精密制造工程系 专 业： 数控加工与模具设计 题 目： 垫片冲裁 复合 模的设计 指导者： 陆宝山 评阅者： 2014 年 4 月 南 京摘要 由于当代 计算机技术和制造技术的飞 速发展 、 不断提高 的工业产品质量 ，冲压模具设计与制造技术正 在 转变成 由手工设计、依靠人工经验和 传统的 机械加工技术向以计算机辅助设计（ CAD）、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（ CAD/CAM）技术。 本次毕业设计 以 垫片 为研究对象， 通过 CA
2、D 绘图，来设计 了 模具主要工作零件和模具的总装配图 。 本次设计的 模具 将落料、冲孔两步工序 集成在 一起 进行，具有操作方便、一次成形、生产效率高的特点 ； 计算合理的凸凹模间 隙 、 设计 最佳的模具设计结构 并且完成对工件的加工 ；研究 了零件冲压复合模具的整体结构及其工作 原理 。 为保证冲裁件的 加工 质量， 对复合模具加工中会出现的问题，以及冲裁件的质量进行了详细的分析和处理方案 。 本次设计的思路对其他类似冲裁零件提供了参考价值 在本次毕业设计中 ，利用 CAD 软件对模具进行设计， 是一次对曾经 学 习过的知识的全面总结和使用，是加强和加深各种理论知识熟练 运用的实践过程
3、。 关键字 : 冲压模具 垫片 复合冲裁模 CAD 南京工程学院毕业设计说明书（论文 ） 3 3 SUMMARY With the rapid development of computer technology and manufacturing technology, the industry to improve the quality of the products, stamping die design and manufacturing technology is by hand design, rely on artificial experience and conventi
4、onal machining technology to the computer aided design (CAD), CNC machining, CNC machining is the core of the computeraided design and manufacturing (CAD/CAM) technical transformation. The graduation design in gasket as the research object, CAD designedcompound blanking die based on the assembly dra
5、wing, the main parts of the die and mould. The die blanking, punching the two step process is integratedtogether, has the advantages of convenient operation, a molding, high production efficiency; choosing proper convex die and the optimum dieclearance, die structure design and finish machining; Stu
6、dy on the partsstamping compound die structure and working process. In order to ensure the process quality of blanking, the attention points of composite mold design and processing in engineering. The design provides the basis of the study andreference value for other similar parts blanking process.
7、 In this graduation design, to mold design using CAD software, is a knowledge of the comprehensive summary and the practice process, is to consolidate and deepen the knowledge of the flexible use of various theories Keyword: Stamping dies Gasket Compound Die CAD 南京工程学院毕业设计说明书（论文 ） 4 4 目录 摘要 . 2 SUMM
8、ARY . 3 第 1 章 引言 . 5 第 2 章 零件的工艺性分析 . 7 2.1 工件情况 . 7 2.2 工件的工艺分析 . 7 2.3 确定工艺方案 . 8 第三章 主要数据计算 . 9 3.1 排样方案的确定及计算 . 9 3.2 冲压力的计算 . 10 3.3 选用压力机及其校核 . 13 3.4 工作零件刃口尺寸 . 14 3.5 模具凸、凹模及凸凹模尺寸及计算 . 17 第四章 模具结构及模具零件设计 . 20 4.1 模具类型及缷料方式分析 . 20 4.2 定位方式与送料方式的选择 . 21 4.3 导向方式和模架选择 . 21 第五章 模具总装图 . 24 第六章 模具
9、材料的选用与冲裁质量分析 . 25 6.1 模具材料选择 . 25 6.2 冲裁质量分析 . 25 总结 . 29 参考文献 . 30 致谢 . 31 南京工程学院毕业设计说明书（论文 ） 5 5 第 1 章 引言 在现在的社会中 ，现代科学技术 发展势头凶猛 ，在现代日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品， 都和模具有着不可磨灭的联系 。模具的形状 、加工质量和精度，决定了这些工具、产品和零件的各种要求和尺寸、精度 。 根据 各种产品的材质、外观、规格及用途的不同，模具 的种类也是各种各样，最普遍的有 铸造 模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具。 随着 中国加入 WTO，制
10、造业的大方向也在向中国发展 ，模具产业有望迎来 极大 的增长。 与其他行业相比 ，模具专业的从业人员的价值会随着从业年限和经验的积累而不断提升，是一个真正的 “ 越老越值钱 ” 的行业 。 模具制造 具有 很多种形式 、 有复杂，也有简单的，但是他的适用性和实用性都是首屈一指的 ，故而模具工业被称之为 “ 帝王工业 ” 。 模具是 最基本的工艺设备制造业 ， 其主要 作用是 改变、控制和限制材料 ，来形成所需要的形状， 用 模具 来 制造零件 ，生产效率会得到极大的提升，产品质量也会随之得到 改善，同时也在低消耗、低成本中脱颖而出 。 国民经济的最基本行 业 是模具制造行业 ，是国际上公认的
11、一个重要产业 。 通过 模具生产技术水平的高低 就可以看出一个国家制造业水品的高低 ，它 是 产品的质量，效益和新产品的开发能力 的风向标 。振兴我国的模具工业 的发展 ，正 在渐渐地的被广大人民所关注 。早在 1989 年 3月颁布的关于当前产业政策要点的决定中， 中国政府 将 机械工业技术改选序列的第一位 列为模具 。 模具工业不仅 是高新技术产业的一个 重要组成部分， 也是 高新技术产业化的重要领域。在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里， 模具行业已经占据了很大的地位，是这些产业赖以生存的装备 ，这些 领域中 60%90%的产品的零件，组件和部件的生产加工 都是由模具工
12、业来完成的 。 市场的供需决定了模具制造的重要性，比如说以模具行业的最大市场汽车，摩托车行业 为例 子。 在工业 化的国家， 汽车这个市场 在 整个模具市场 拥有 一半左右 的市场 。汽车工业 在我国总体上保持了良好的发展势头 ， 汽车的 零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具 都是汽车行业的重头 ，已在 明确在 汽车工业产业政策中。 由于 汽车车型 的 不断增加， 往往一种汽车车型的模具就需要几千副，价值高达上 亿元。为了 满足 市场的 需求， 汽车在换型时，大概 80%左右的模具设备室南京工程学院毕业设计说明书（论文 ） 6 6 需要更换的 。中国摩托车产量位居世界第一，据统计， 在 中国
13、摩托车 上 共有 14种排量 、 80 多个车型、 1000 多个型号。一辆摩托车的 零件 大概 2000 种，共 计5000 多个， 要用到模具生产的零件有一般 。一个型号的摩托车生产 需要总价值1000 万元的 1000 多副模具 。 在 其他行业，如 家电装饰建筑，电子、日用品、通讯行业 等，也 有一个庞大的模具市场 。 在如今这个信息化的时代，竞争异常激烈，原地踏步等于退步，我们要在模具这里得到好的成绩，我们就要做到最好，做到走在别人前面。抓住机遇，不要放弃任何机会，发扬创新精神，提高模具水平，赶上大国的水平并且超越他，融入国际市场，所以，我们有两个方面要高度重视； 一 ：政府部门要加
14、强对模具行业的重视，出台一些政策来扶持我国的模具行业的发展 。 国际上的模具大国 ，在 模具行业 发展初期 ，政府都对他们提供了很大的援助和支持 。就中国实际情况看， 对于国内没有能力生产的需要进口的精密模具生产设备，应该降低税收，对模具行业进行有优惠的政策，让国外高端模具制造设备同中国多多做出交流。 二 ：市场在发展，模具行业也不能落后，在如今材料多样化的时代，对模具的要就越来越高。为了满 足市场的要求，我们不仅要改善现有的模具制造水平，还要努力创新，发展新型的模具制造形式，来跟上时代的潮流 。 在科学发展观指导下，国内模具企业 正在茁长成长。做好十分的努力，打好基础，做足功夫，在未来的模具
15、行业创造一片天地 。 走新型的发展路线，摒弃旧观念，早日与模具大国走到同一条起跑线。 南京工程学院毕业设计说明书（论文 ） 7 7 第 2 章 零件的工艺性分析 2.1 工件情况 如图 1-1所示零件， 零件带有冲孔和圆弧，尺寸较大 其生产要求如下： 生产批量： 大批量生产 （未提出，设计中按照大批量生产设计） 材料： Q235 材料厚度： 2mm 图 2-1 零 件图 2.2 工件 的工艺分析 2.2.1 零件的尺寸精度分析： 如图所示 的 零件图，该零件 具有对称的 外形尺寸 ，有弧形和圆形 ， 测量最大点距离为 80x20,都没有标注公差，则用 IT14 即可满足制件的精度要求，所以使用
16、一般精度的模具也可以满足零件的尺寸精度要求。 2.2.2 零件结构工艺性分析： 零件形状 结构很 简单 、对称又规则 ， 普通冲裁就可以满足加工条件 ，经济实用，加工简单。 2.2.3 零 件材料分析 南京工程学院毕业设计说明书（论文 ） 8 8 零件材料为 Q235 钢，表示钢的屈服强度不低于 235MPa，旧牌号叫做 A3 钢。是普通结构钢中的 “ 大路货 ” ，是国产钢材中应用 最为广泛的钢。它的特点是，塑性好，适合于制作各种型材，如板材、角钢、槽钢、工字钢等；同时它的焊接性能优良，适合于制造各种焊接结构 。 综合以上分析，得到最终结论：该制件可以用冲压生产的方式进行生 产。 2.3 确
17、定 工艺方案 2.3.1 工艺方案 由零件图可知，该制件有外形落料和内孔两种冲压工艺，设计模具时可以采用两套单冲模的组合或者 复合模、级进模进行制件加工。如果采用两套单冲模设计，则要考虑第二套模具中工序件的定位问题；如果采用级进模，制件产量又达不到经济性要求，制件从使用上也需要保证内外 一次性成型 ，所以，在设计上 采用复合模进行加工。 2.3.2 确定工艺方案 . 该冲裁件包括落料和冲孔两个基本工序 ,可采用的冲裁方案有单工序冲裁 ,复合冲裁和级进冲裁三种： 方案一、单 工 序模 具 ： 这类模具适合中批量的零件的制造，但是如果采用单工序模，需要用到的模具数量很庞大，生产效率也低，费用比较高
18、，不合理 ; 方案二、：复合模 具 ： 适用性很高，加工出来的零件精度和平直度都不错，生产效率很高，结构也不是很复杂； 方案三 、 级进模： 主要适合大批量生产的零件 、冲裁精度 很高 ，冲裁件孔与孔、孔与边缘尺寸较小时使用， 模具结构复杂 。 综上所述可选方案二复合模 。 南京工程学院毕业设计说明书（论文 ） 9 9 第三章 主要数据计算 3.1 排样方案的确定及计算 排样的确定： 排样是指需要冲裁的制件在条料板或者带料板上的放置方法，合理的排样方法，可以简化冲裁顺序，提高冲裁件的质量，提升模具寿命， 最 重要的就是，可以提高材料的利用率和提高生产效率。该制件尺寸比较大，结构和能简单， 所以
19、，采用单排直排的排样方案比较合适。 根据直排的排样方式以及制件的规则形状，我们选用第一种和第二种都可以，最后决定的因素还是原材料的宽度 ，所以 这个 设计任意选用了一种，即第二种。 附图： 图 3-1 图 3-1 排样 搭边值的确定： 通过 模具设计手册 查得 ：制件厚度为 2mm 时 工件间搭边最小值 1a 1.2mm,沿边搭边最小值 a =1.5mm,经取整 搭边值均取 1.5mm，所以 送料步距 h=80+2=82 (mm);条料宽度 B 20+2+2 24(mm);已知制件面积 如图 3-2 南京工程学院毕业设计说明书（论文 ） 10 10 图 3-2 制件面积 通过 三维图 的 直接
20、测量得到 制件面积 S 1229.89mm2 。一个步距的材料利用率为： %100)/( BhS 1229.89/（ 2482） 100% 62.5% 3.2 冲压力的计算 在一次完整的冲裁过程中，冲压力是指冲裁力、卸料力、 推件力和顶件力的总称。选择压力机、设计冲裁模和校核模具强度都是以冲压力为基础的 。 冲裁力是冲裁 时材料对模具的最大抵抗力 ， 它的变化时随着凸模进入板料的深度进行变化的。通常说的冲裁力是指冲裁过程中 的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。 用普通平刃口模具冲裁时，冲裁力 F 一般按下式计算： F KL t 式中 F 冲裁力（ N）； K 系数，模具间隙值的波动、刃口的磨损、板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数，一般取 K=1.3。 L 冲裁周边长度（ mm）； -材料抗剪强度（ MPa）。 卸料力、推件力和顶件力是由压力机和模具卸料装置或顶件装置传递的，在 选择设备的公称压力或设计冲模时，应分别予以考虑。影响这些力的因素较多，
