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1、1北京工业职业技术学院北京工业职业技术学院冲压模具冲压模具毕业设计毕业设计垫片零件的冲裁模具设计垫片零件的冲裁模具设计系系 部：机电工程系部：机电工程系专专 业：模具设计与制造业：模具设计与制造班班 级：模具级：模具 10311031学生姓名：冯照泽学生姓名：冯照泽学学 号号: : 指导老师指导老师: : 张守英老师张守英老师20132013 年年 6 6 月月 2323 日日2目录目录摘要摘要4第一章第一章 绪论绪论1.1 冲压的概念、特点及应用 41.2 冲压技术的进步 61.3 冲压的基本工序及模具 61.4 模具的发展与现状 71.5 冷冲压模具及其分类 81.6 冲裁 9第二章第二章
2、 冲压工艺方案的制定冲压工艺方案的制定2.1 目的及意义 92.2 冲压模具设计任务书 102.3 零件的工艺分析 112.3.1 结构与尺寸 112.3.2 冲裁件材料分析 122.4 工艺方案确定 12第三章第三章 冲压模具总体结构设计冲压模具总体结构设计3.1 模具类型 123.2 操作与定位方式 133.3 卸料与出件方式 133.4 模架类型及精度 13第四章第四章 冲压模具工艺与设计计算冲压模具工艺与设计计算4.1 排样设计与计算 144.1.1 排样的概念 144.1.2 排样的方法 144.1.3 搭边 154.1.4 排样设计 15第五章第五章 计算冲压力与压力中心，初选压力
3、机计算冲压力与压力中心，初选压力机35.1 冲裁工艺力 165.1.1 冲裁力的计算 175.1.2 其他冲裁工艺力的计算 175.2 冲压力的计算 185.3 压力中心的计算 19第六章凸凹模刃口尺寸及公差的计算第六章凸凹模刃口尺寸及公差的计算6.1 冲裁模刃口尺寸的计算 216.1.1 凸模与凹模分开加工 216.1.2 凸模与凹模配合加工 226.2 刃口尺寸及其制造公差 226.3 凸凹模间隙的确定 236.4 公差的计算 236.5 弹性元件计算 25第七章第七章 冲模总装图和主要零件的设计冲模总装图和主要零件的设计7.1 冲模总装图 267.2 凹模 317.3 凸模 347.4
4、模架 357.5 模柄 367.6 垫板 36第八章第八章 选择坚固件及定位零件选择坚固件及定位零件 36第九章第九章 压力机的校核压力机的校核 37第十章第十章 模具主要零件加工工艺规程的编制模具主要零件加工工艺规程的编制10.1 冲压模具制造技术要求 3810.2 加工要求 38设计体会设计体会 39参考文献参考文献 404摘摘 要要本设计为一垫板的冷冲压模具设计，根据设计零件的尺寸、材料、批量生产等要求，首先分析零件的工艺性，确定冲裁工艺方案及模具结构方案，然后通过工艺设计计算，确定排样和裁板，计算冲压力和压力中心，初选压力机，计算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后设计选用零、部件，对压力机进
5、行校核，绘制模具总装草图，以及对模具主要零件的加工工艺规程进行编制。其中在结构设计中，主要对凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计，对于部分零部件选用的是标准件，就没深入设计，并且在结构设计的同时，对部分零部件进行了加工工艺分析，最终才完成这篇毕业设计。 关键词关键词：模具；冲裁件；凸模；凹模；凸凹模；第一章第一章 绪绪 论论1.11.1 冲压的概念、特点及应用冲压的概念、特点及应用冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行
6、冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量5和高的合格率。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工
7、无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。(1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。（4）冲
8、压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件,是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。冲压加工在现代工业生产中，尤其是大批
9、量生产中应用十分广泛。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则 60%以上，多则 90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形基本理论。以冲压产品为龙头，以模具为中心，结合现代先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激和推动下，6冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用。1.21.2 冲压技术的进步冲压技术的进步进几十年来，冲压技术有了飞速的发展，它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛
10、应用上，如：旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃1。现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式，由于高新技术的参与和介入，冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造（图 1-1）。生产过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方向发展。实现自动化冲压作业，体现安全、高效、节材等优点，已经是冲压生产的发展方向。图 1-1 冲压作业方式的进化冲压自动化生产的实现使冲压制造的概念有了本质的飞跃。结合现代技术信息系统和现代化管理信息系统的成果，由这三方面组合又形成现代冲压新的生产模式计算机集成制造系统 CIMS（Computer I
11、ntegrated Manufacturing System）。把产品概念形成、设计、开发、生产、销售、售后服务全过程通过计算机等技术融为一体，将会给冲压制造业带来更好的经济效益，使现代冲压技术水平提高到一个新的高度。1.31.3 冲压的基本工序及模具冲压的基本工序及模具由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序。成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺7寸的冲压件的
12、工序。上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。复合冲压在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。级进冲压在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。复合-级进在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。1.41.4 模具的发展与现状模具的发展与现状冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位
