1、目录1目 录前言-2第一章：绪论1.1 冲压模具的发展-31.2 模具产品的介绍-4第二章：冲压工艺分析2.1 冲裁件的形状和尺寸-52.2 冲裁件的工艺方案-52.3 冲裁件的排样-62.4 冲裁的压力中心-82.5 冲裁力的确定-92.6 冲压设备的选择-10第三章：冲压模具的设计3.1 凸、凹模的尺寸与公差-113.2 固定与支承零件-143.3 导向零件-153.4 确定模具的闭合高度-163.5 落料模具零件材料的选择-17毕业设计小结-18附表-19致谢-23参考文献-24江西蓝天学院2前言毕业设计是大学三年的综合性实践环节，目的是通过课题的设计研究，培养综合运用各门课程知识的能力
2、，培养独立分析问题和解决问题的能力。在指导老师的安排和精心指导下，这次毕业设计这次毕业设计从确定设计课题，拟定设计方案，设计过程到毕业答辩都是按照毕业设计工作计划进行。该课题是真题真做，虽然难度不是很大，但是要使设计图纸能直接用于生产，去造出零件，装配成机器，并能满足使用要求，也不是容易的。要做好设计工作，减少失误，就需要在设计中主动向老师请教，查阅技术资料和其他专业文献，充分发挥主观能动性，积极思考，大胆创新，这样，我们的毕业设计才有亮点，而且对自己以后的工作有莫大的帮助。并且要认真修改图纸错误，修改设计说明说，让毕业设计的错误之处达到最少值。应该说，我基本完成了这套冲裁模的设计工作，通过这
3、次设计，我学到了很多知识和技术。这次设计中，分析了垫圈的 3 种工艺方案：单工序模生产，复合模生产以及级进模生产。采用级进模，减少模具和设备的数量，工件精度高，便于操作和实现生产自动化。介绍了毛坯的排样图，计算数据以及设计了垫圈冲孔落料级进模的模具结构。由于本人的设计水平有限，必然在设计中仍然有很多缺点和错误，敬请老师们批评和指正。江西蓝天学院机械工程与自动化 07 统本（1）班：张昪2011 年 4 月 1 日江西蓝天学院2第一章 绪论一、冲压模具的发展随着工业发展，工业产品的品种、数量越来越多；对产品质量和外观的要求，更是日趋精美，华气。因此，结合中国具体情况，学习国外模具工业建设和模具生
4、产的经验，宣传、推行科学合理化的模具生产，才能推进模具技术的进步。 全面推行模具标准化：模具标准化是现代模具设计与制造的基础。推行模具标准化上实现模具合理化生产必备条件。美国、德国进行模具标准化工作已有 100 年的历史。而中国由于模具标准化程度不高，造成生产供应的标准件品种、规格不齐，质量不高，不能满足互换性要求。为此，应当采取相应措施，针对模具生产特点，组织行业力量，进行快捷、适时地对模具生产企业进行标准化生产，以便全面推行模具标准化工作。 推行模具设计与制造一体化：由于模具和制造之间的关系密切，可以说，制造是设计的延续。而采用人工设计方法比较迟缓，不可能实现模具设计与制造一体化，也不可达
5、到优化设计的要求。实践证明，模具 cad/cam 技术是当代最合理的模具生产方式。推行模上具专业化生产：模具生产将可以实现高度标准化、通用化和系统化，有利于采用先进设计与制造技术，使模具越做越精，同进，有利于缩短生产周期，降低生产费用。制造工艺规范化和生产过程控制与管理：模具制造是模具设计的延续，是验证设计正确性的过程。重视模具制造的规范化有利于使模具生产过程趋于科学化、合理化。在模具企业中，对模具生产过程进行计算机控制与管理，是实现合理化生产的保证和条件。从模具设计、生产准备、加工与装配、试模的全过程始终处于控制与管理之中，因此，推进模具生产过程控制与管理有利于提高模具制造精度与质量，减小生
6、产周期与生产费用。江西蓝天学院4二、产品的介绍垫圈：形状呈扁圆环形的一类紧固件。置于螺栓、螺钉或螺母的支撑面与连接零件表面之间，起着增大被连接零件接触表面面积，降低单位面积压力和保护被连接零件表面不被损坏的作用；另一类弹性垫圈，还能起着阻止螺母回松的作用。垫圈是机械装置中关键零件之一,随着机械工业的迅速发展,其中垫圈零件的数量日益增加,过去,采用复合模进行生产,虽然生产率高,但是制造周期长,生产成本高,现把导柱模架的设计进行简易化,这样可以降低制造模具生产成本,缩短制造周期,同时又能保证零件的质量和尺寸,现采用一种行之有效的工艺方法,即冲孔-落料连续模冲压工艺。江西蓝天学院5第二章 冲压工艺分
7、析一、冲裁件的形状和尺寸：由图可见，该零件形状简单、对称，是由圆组成的，料厚为 1mm。有一个直径 9mm 和一个直径 61mm 的圆组成；孔与孔，孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为 52mm。因为对于冲压件的外形尺寸为自由公差，因此，冲裁件内外所能达到的经济精度为IT14，孔中心与边缘距离尺寸公差为0.2mm，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用利用导正销进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的冲孔落料模进行加工。图 2-1二、冲裁件的工艺方案在分析了冲压件的工艺性之后，通常在对工序性质、工序数目、工序顺序及组合
8、方式的分析基础上，制定几种不同的冲压工艺方案。从产品质量、生产效率、设备占用情况、模具制造的难易程度和模具寿命高低、工艺成本、操作方便和安全程度等方面，进行综合分析、比较，确定适合于工厂具体生产条件的最经济合理该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可用以下 3 种工艺方案江西蓝天学院6方案一：先落料、后冲孔，采用单工序模生产。方案二：落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔-落料连续冲压，采用级进模生产。方案一：模具结构简单，但需要两道工序两套模具，生产效率较低，难以满足该零件的年产量要求。方案二：用复合模加工。复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，冲模的轮廓尺寸较小
9、。但复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。方案三：采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件，用简单模或复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。但级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。通过以上 3 种方案的分析比较，对该零件冲压生产以采用方案 3 为佳。三、冲裁件的排样3.1、排样的确定1）有废料排样 有废料排样的材料的利用率较低，但制件的质量和冲模寿命较高，常用于制件形状复杂、尺寸精度要求较高的排样。2）少废料排样
10、 这种排样方法，材料利用率较高，常用于某些尺寸要求不高的制件排样。3）无废料排样 这种排样方法，材料利用率最高，但对于制件的形状结构要求严格，所以，其应用范围有一定的局限性，制件设计时要考虑这方面的工艺性能。江西蓝天学院73.2、搭边排样时制件与制件之间、制件与条料边缘之间留下的余料叫搭边.合理的搭边值选择应在保证制件质量的前提下,越小越省料.据搭边的经验数表,得零件的排样图为下图所示:图 2-2 根据零件形状两式件间按矩形取搭边值 a1=1.5mm，侧边取搭边值 a=1.5mm。则 进距： h=61+1.562.5mm63mm 条料宽度： 由附表一 查得=0.6mmB=D+2a+所以 B=6
11、1+2*1.5+0.6=64.6mm 65mm其中：B 条料宽度的公称尺寸(mm)D制件在宽度方向的尺寸(mm)a侧搭边的最小值（ mm）条料宽度的单向（负向）公差（mm）江西蓝天学院83.3 材料利用率衡量排样经济性、合理性的指标是材料的利用率。材料的利用率 是指零件的实际面积 A0 与所用材料面积 A 的百分比,即:= A 0/A100%=84.7%1） 对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心2） 工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。3） 形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心。图 2-3根据图形分析：因为
12、工件图形对称，故落料时 F 落 的压力中心在上 O1；冲孔时 F 孔 1、F 孔 2 的压力中心在 O2 上江西蓝天学院8江西蓝天学院9四、冲裁力的确定计算冲裁力的目的是为了选用合适的压力机，设计模具以及检验模具的强度。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁工艺的需求。1） 落料力 F 落 =KLt 式中 F冲裁力（N）L冲裁周长（mm）t 板材厚度（mm）材料的抗剪强度（ MPa）K系数 F 落 =1.3X234.18X3X350=319655.7N=320 KN2) 冲孔力 1、中心孔 F1= KLt=1.3X（X33）X 3 X 350=141441.3N=141 KN2、两个小孔 F2=2 KLt=2X1.3X（X12.3）X 3 X 350=35146.02N=35 KN3) 冲裁时候的推件力由附表二 得 K t=0.045凹模为直筒形刃口 其 h 取 510mm 则卡在凹模内的数量为 n=h/t=6/3=2 F 推落 =nKtF 落 =2 X 0.045 X 3X320=86KNF 推孔 1 =nKtF1=2 X 0.045 X 3 X 141=38 KNF 推孔 2=nKtF2=2 X 0.045 X 3 X 35=10KN
