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1、摘 要模具生产的工艺水平及科技含量的高低，已成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力。当今社会的进步和发展，使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求，然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来。因此，模具的发展与人们的生活关系越来越紧密。我们利用模具加工各种的工件，以便来满足人们的需要，模具的发展给我们带来了新的生活，新的时代。因此这次我们的毕业设计要求设计一个模具以便检验自己所学模具有关方面的知识是否牢固。由于产品的材料和工艺特性不同，生产用的设备也各异，模具种类繁多，但用的最为广泛的大约有以
2、下几种：冷冲压模、塑料成型模、锻造模、精密铸造模、粉末冶金模、橡胶成型模、玻璃成型模、窑业制品模、食品糖果模、建材用模等。其中以冷冲压模、塑料模的技术要求和复杂程度较高。在这次设计中根据所给题目的要求，我首先对冲压件进行了分析，分析该零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可满足零件精度的要求，再从零件的形状、尺寸标注及生产批量等情况看，选择了冲孔落料的方案。根据对零件的综合分析，在本人这次设计中我设计的模具是倒装冲孔落料复合模，主要介绍的是模具的冲孔落料，冲压生产中应用最广泛的工序之一。由于材料和厚度的原因，我采用的加工方法为：采用复合工序冲孔落料模进行加工。关键词： 垫片 冲压件 冲孔 落料
3、复合模 目 录一、工件的工艺性分析1（一）冲压件的工艺性分析1（二）冲裁工艺方案的确定1二、主要数据的计算2（一）排样方案的确定及计算2（二）冲压力的计算4（三）模具压力中心的确定6（四）模具刃口及公差的计算7三、模具结构及模具零件的设计9（一）模具类型的选择9（二）定位方式的选择10（三）卸料装置与推件装置的选取10（四）导向方式的选择11（五）工作零件的设计12四、闭合高度的计算17五、模具总装图18六、模具材料的选择18七、结论19八、参考文献191垫片倒装复合模设计一、工件的工艺性分析零件简图 ：如图 1.1 所示工件名称 ：垫片生产批量 ：大批量材 料 ：45 钢板厚 度 ：5 m（
4、一）冲压件的工艺性分析冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。在一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。良好的冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。此工件只有冲孔和落料两个基本工序，材料为 45#钢，有较好的塑性，容易进行冷热加工，适合冲裁。工件结构比较复杂，尺寸全部为自由尺寸，作为普通冲裁，其经济精度一般在 IT12IT14 级，取落料精度为 IT14 级，冲孔精度为 IT13 级。（二）冲裁工艺方案的确定该工件包括冲孔、落料两个基本工序，可以有以下三种方案：方案一：先落料，后冲孔，需要两套模具，采用单工序模生产
5、；方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产，需要一套模具；方案三：冲孔落料级进模，需要一套模具。三种方案比较见表 1.1模具种类比较项目单工序模 复合模 连续模冲件精度 较低 高 一般生产效率 较低 较高 高生产批量 适合大、中、小批 适合大批量 适合大批量2量模具复杂程度 较易 较复杂 复杂模具成本 较低 较高 高模具制作精度 较低 较高 高模具制造周期 较快 较长 长模具外形尺寸 较小 中等 较大冲压设备能力 较小 中等 较大工作条件 一般 较好 好由于这样一个工件按单工序模具来加工，则需两个工序，模具制造费用大，生产效率低，且不容易保证尺寸精度，操作不便。所以方案一不合理。若采用模具级进
6、则模具制造难度加大，工件的尺寸也不容易保证。生产效率也不高，所以方案三也不合理。而采用复合模制冲件时，由于这个工件的结构不太复杂而且轴对称，复合模的成本不是太高，制造的难度也不大，容易保证尺寸的精度，操作也方便，安全性好，生产效率高。所以综合考虑，采用方案二的复合模。二、 主要数据的计算（一）排样方案的确定及计算在冲压生产中，节约和减少废料具有重要的意义，在模具设计中，排样设计是一项极为重要的设计工作，排样的合理与否直接影响到材料的利用率、制件质量等，所以排样工作的好坏是左右冲裁经济效益的重要因素之一。提高材料利用率最主要的途径是合理排样使工艺废料尽量小，另外在满足工件使用要求的前提下，适当的
7、改变工件的结构形状也可以提高材料的利用率。排样时，工件及工件与条料侧边之间的余料叫搭边，搭边的作用是补偿定位误差和保持条料有一定的刚度，以保证冲压件质量和送料方便。搭边值的大小与下列因素有关：1.材料的力学性能。硬材料可小些，软材料的搭边可要大些。2.工件的形状与尺寸。尺寸大或有尖突的复杂的形状时，搭边要取得大值。3.材料厚度。薄材料的搭边值应取的大一些。4.送料方式及挡料方式。用手工送料、有侧压板导向的搭边值可以取小些。常用的排样方法有三种：1.有废料排样2.少废料排样3.无废料排样少废料废料排样的缺点是工件质量差，模具寿命不高，综上所述排样如图 2.1 所示。表 2.1 搭边值表3由表 2
8、.1 确定搭边值根据零件形状两式件间按圆形取搭边值 =3 ，侧边取搭边值 =3.5 。1amam条料的送料步距按下式：A=B+a式中：B 为平行于送料方向工件的宽度A 为冲件之间的搭边值则送料步距：A=32+335mm条料宽度安下式：02baDb其中 为冲裁件宽度方向的最大尺寸；一般导料板与最宽条料之间的间隙取（0.10.5）t，所以可以去 B0 值为 1mm所以条料宽度为 39mm导料板之间的距离为 39+1=40mm排料图如下：圆形或圆角 r2t 的工件 矩形件边长 l50mm 矩形件边长 l50mm 或圆角 r2t料厚 t间距 a1 侧边 a 间距 a1 侧边 a 间距 a1 侧边 a2
9、.53.0mm 1.8 2.2 2.2 2.5 2.5 2.83.03.5mm 2.2 2.5 2.5 2.8 2.8 3.23.54.0mm 2.5 2.8 2.5 3.2 3.2 3.54.55.0mm 3.0 3.5 3.5 4.0 4.0 4.55.012mm 0.6t 0.7t 0.7t 0.8t 0.8t 0.9t4(二)冲压力的计算1.落料力材料的抗剪强度 可取 480Mpa2-3=1.34805100.53=313653.6N其中 冲裁力F冲裁周边长度L材料厚度t材料抗剪强度系数 K2.冲孔力中心孔： =1.3480553.4=166608N3.冲裁时的推件力和卸料力及压力机的
10、选择表 2.3 卸料力、推件力及顶件力系数冲裁材料 K卸 推 K顶纯铜、黄铜 0.020.06 0.030.09铝、铝合金 0.0250.08 0.030.070.1 0.060.075 0.1 0.14钢 材料厚度m0.10.5 0.0450055 0.065 0.0850.52.5 0.040.05 0.050 0.062.56.5 0.030.04 0.040 0.056.5 0.020.03 0.025 0.03查表 2.3 K 推=0.05；K 卸=0.04序号 1 的凹模刃口形式，h=15mm ,则 n=h/t=3 个故 =3x0.05x166608=224991.2N 落推推 落
11、 Fn（2-4）F 推=0.05x313653.6=15682.68N则最大冲压力：F 总=313653.6+166608+224991.2+15682.68720936N 查表选取国产 100KN 压力机其最大装模高度为 400 m最小装模高度为 215模柄孔尺寸为直径 60 ，深度为 80工作台尺寸左右为 800 、前后 600 ，厚度 100m滑块尺寸：左右 400 、前后 270 、（三）模具压力中心的确定对于级进模以及轮廓形状复杂或多凸模的冲裁模，必须求出冲压力合力的作用点即压力中心。模具的压力中心应与模柄的轴线重合，否则会影响模具及压力机的精度和寿命。一切对称冲裁件的压力中心，均位
12、于其轮廓图形的几何中心点上。对于该工件，由工件形状可知压力中心位于圆心上。如上图 1.1 根据图形分析，因为工件图形对称， 所以该工件的压力中心为该工件的中心。 （四）冲模刃口尺寸及公差的计算因冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法也不同，基本上可分为两类：（1）按凸模与凹模图样分别加工法：它主要用于圆形或简单规则形状的工作,因冲裁此类工件的凸、凹模制造相对简单，精度容易保证，所以采用分别加工。（2）按凸模与凹模配作法加工：常用于冲制复杂形状的冲模。这种加工方法的特点是模具的间隙有配置保证，工艺比较简单，不必校核 的条件，minaxZTA并且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易。表 2.4 初
13、始双面间隙 、maxZin08、10、3509M2、Q235 Q345 40、50 65Mn材料厚度 /tmmaxinmaxinZmaxinZmaxiZ小于0.5 极小间隙60.5 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.0600.6 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.0720.7 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.0920.8 0.072 0.104 0.072 0.104 0.072 0.104 0.064 0.0920.9 0.090
14、 0.116 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.1261.0 0.180 0.120 0.100 0.140 0.100 0.140 0.090 0.1261.2 0.126 0.180 0.132 0.180 0.132 0.1801.5 0.132 0.240 0.170 0.240 0.170 0.2404.5 0.720 1.000 0.680 0.960 0.780 1.0405.5 0.940 1.280 0.780 1.100 0.980 1.320由表 2.4 确定初始双面间隙 、 的值，由于表中只规定了料厚 4.5 及 5.5 的初maxZin始双面间隙值，因此对于料厚 5mm 材料可取两种料厚的中间值：Zmin=0.88mm，Zmax=1.18mm Zmax-Zmin=1.18-0.88=0.3mm设凸、凹模的制造偏差值分别按公式：（2-6）minax4.0ZT（2-7）i6A其中 T、 A分别是凸、凹模的制造公差。1. 冲孔部分取 =0.04;minax4.0Z=0.06i6A冲中心孔对于冲中心孔 17mm 转换为 17+0.27mm利用公式 （2-8）0minTxdDT（2-9）AZA0in其中
