《盾形垫片倒装复合冲裁模设计毕业设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《盾形垫片倒装复合冲裁模设计毕业设计（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘要根据盾形垫片用在汽车排气管连接处的工艺特性和精度要求，设计一套倒装复合模。包括落料、冲孔。复合模能在一次冲压中制件材料不需要进给移动，就能保证制件内外圆同心度和相对位置的一致性；结构紧凑、生产效率高、节约制造成本。通过盾形垫片倒装复合模具的结构，对倒装式复合模结构加以分析。关键词复合模 倒装 结构设计 同心度 前 言模具是一种高效率的工艺装备，用模具进行各种材料的成形，可实现高速度的大批量生产，并能在大批量的生产条件下稳定地保证制件的质量。因此，在现代工业生产中，模具的应用日益广泛，模具工业的水平和发展状况已被认为是衡量一个国家加工工艺水平的重要标志之一。模具属于精密机械产品，因为它主要由
2、机械零件和机构组成，如成形工件零件（凸模、凹模） 、导向零件（导柱、导套等） 、支撑零件（上、下模座等） 、定位零件等；送料机构、抽芯机构、推（顶）料（件）机构、检测与安全机构等。为提高模具的质量、性能、精度和生产效率，缩短制造周期，其零、部件（又称模具组合） ，多由标准零、部件，所以，模具应属于标准化程度较高的产品。一副中小冲模或塑料注射模，其构成的标准零、部件可达 90，其工时节约率可达 2545。一.设计课题（一）盾形垫片倒装复合冲裁模设计（二）制件零件图如图 1-1 所示（三）生产批量：大批量（四）材料：08 钢（五）材料厚度：1mm二.盾形垫片的工艺分析（一）零件的尺寸精度分析：零件
3、外形尺寸100.0 未标注公差，按照企业要求，制件公差为0.1mm,用一般精度的模具即可满足制件的精度要求。（二）零件结构工艺分析：零件形状简单、左右对称，零件受力均匀不会滑动。符合冲压要求，可以冲裁成形。（三）零件材料分析：零件材料为 08 钢，抗剪强度 =220340MPa,b抗拉强度=280420MPa，伸长率 A=20。适合冲压成形。b三.盾形垫片工艺方案根据制件工艺分析可以知道，加工该制件的工序有外形落料，内形冲孔。可以有两种工艺方案。（一）单工序模，分别完成外形落料和内形冲孔。（二）复合模，外形落料和内形冲孔复合冲压。方案（一）属于单工序模，模具结构简单。需两道工序两套模具（落料、
4、冲孔） 。如果要保证内形的精度，这种设计也行。但是制件外形是不规则，所以外形与内孔的定位误差就比较大，制件的精度就不能保证。而且生产效率低，不适合大批量生产。方案（二）属于复合模，模具结构比单工序模复杂一些，但是复合模优点是能保证制件的外形与内形之间不存在定位误差，制件的精度相对于单工序模要高。另外制件的几何形状对称，模具制造并不困难，适合大批量生产。最终方案（二）适合加工该制件。四.冲压工艺设计及计算（一） 、设计排样图复合冲裁模的排样图画法与一般排样图画法的区别就是排样图表达的不是凸模刃口的截面形状，而是凸凹模的截面形状。如图 4-2所示，图中阴影线所示即为凸凹模截面形状。在冲裁件的加工时
5、，有工艺废料和结构废料两种废料。工艺废料是由制件之间的搭边，料头、料尾和边余料产生的；而结构废料时制件本身形状所致。排样方法分为三种：有废料排样法、少废料排样法、无废料排样法。要想提高材料利用率，必须合理排样充分利用材料。该制件外形类似是个盾形，考虑到节约材料，在设计时采用直排方法进行排样。制件厚度为 1mm，由表 4-3 查得工件间搭边最小值 a1=0.8mm，沿边搭边最小值 a=1mm，经圆整，搭边值均取 2mm，则送料步距h=109.94mm;条料宽度 B104mm；已知制件面积 S9016.4616 mm2一个步距的材料利用率为： S/（Bh）100%9016.4616/（104109
6、.94）10079图 4-2 排样图表 4-3 低碳钢搭边值手工送料料厚圆形非圆形自动送料a a1aa1aa111.51.521.51221.52.5232232.5232.53432.53.534345435454（二） 、计算冲压力及确定压力机已知制件外圆（落料）周长 L349.8688mm；内圆（冲孔）周长L304.7343mm； =340MPa；t1mm；K1.3b料厚KxKtKd0.010.065-0.0750.10.140.1-0.50.045-0.0550.0630.080.5-2.50.04-0.050.0550.062.5-6.50.03-0.040.0450.05钢6.50
7、.02-0.030.0250.03图 4-4 卸料力、推件力及顶件力系数（1） 、冲裁力（落料）：F=KLt1.3340349.86881154642N155kN（2） 、冲裁力（冲孔）：F=KLt1.3340304.73431134692N135KN该模具采用弹性卸料和逆出卸料等方式，查图 4-4 可得出Kx0.04-0.05 Kt0.055 Kd0.06（3） 、卸料力：Fx=KxF（落料）0.041556.2kN（4） 、推件力：Ft=nKtF（冲孔）50.05513537.125kN由于该垫片模具采用弹性卸料装置，所以总冲压力的计算公式为：F=F+Fx+Ft=290+6.2+37.12
8、5=333.325kN根据总的冲压力结合工厂实际生产条件，确定采用扬州锻压机床厂生产的 J23-40 压力机。 公称压力：400kN滑块行程：110mm最大封闭高度：320mm最大封闭高度调节量：70mm工作台尺寸：400mm675mm模柄孔尺寸：50mm75mm（三） 、确定模具压力中心冲压力合力的作用点称为压力中心。在设计冲裁模时，应尽量使压力中心与压力机滑块中心相重合，否则会产生偏心载荷，使模具歪斜，间隙不匀，严重时会啃刃口，加速压力机和模具等导向部分及刃口的磨损。在模具设计中，使模柄的轴线通过压力中心，在安装模具时，便能实现压力中心与滑块中心重合。(1)、一般模具冲模压力中心的确定对称
9、件的压力中心位于冲件轮廓图形几何中心直线段的压力中心位于线段的中心（2） 、复杂零件及多凸模模具压力中心解析法：理论力学中确定物体重心的方法原理：各分力对某轴的力矩的代数和=诸力的合力对该轴的力矩，即合力距定理、图解法：因作图法精确度不高，方法也不简单，很少使用。、悬挂法：用匀质金属丝代替均布于冲裁件轮廓的冲裁力，该模拟件的重心就是冲裁的压力中心。由于该零件形状简单而落料、冲孔均对称，所以零件中心就是模具压力中心，故不用进行压力中心计算。（四） 、冲裁间隙与凸、凹刃口尺寸计算（1） 、间隙值的确定 在模具工艺计算中，刃口尺寸的确定直接影响到制件的成形尺寸 否合格。要计算刃口尺寸，必须先确定冲裁
10、间隙的大小。冲裁间隙是冲裁模中凹模刃口横向尺寸与凸模刃口横向尺寸的差值 Z。该数值是影响冲裁工序的最重要的工艺参数。间隙值的大小，直接影响到冲裁力大小、模具寿命、冲裁质量等。当间隙过大时，因为弯矩大，拉应力成份高，材料在凸、凹模刃口附近产生的裂纹也不重合。分离后产生的段裂层斜度增大，制件的断面质量也不理想。而且，由于塌角大、拱弯大、光亮带小、毛刺又高又厚，冲裁件质量下降。当间隙过小时，虽然塌角小、拱弯小，但断面质量也有缺陷，如断面中部出现夹层，两头呈光亮带，在端面有挤长的毛刺等。所以考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个因
11、素综合考虑，给冲裁间隙规定一个范围值。只要间隙在这个范围内，就能得到质量合格的冲裁件和较长的模具寿命，这个间隙范围就称为合理间隙。这个范围的最小值称为最小合理间隙，最大值称为minZ最大合理间隙。确定合理间隙的方法有经验确定法和查表法。maxZ经验确定法采用经验确定法确定间隙时，应按要求分类选用。对于尺寸精度、断面垂直度要求高的制件应选择较小间隙值；对于断面垂直度与尺寸精度要求不高的制件，仅以降低冲裁力，提高模具寿命为主，可采用较大间隙值。其值按下列经验公式计算选用：软材料（如铜、铝）： t1mm Z(6%8%)tt=13mm Z(10%16%)tt=35mm Z(16%20%)t 硬材料（如
12、钢） t1mm Z(8%10%)tt=13mm Z(12%16%)tt=13mm Z(16%26%)t查表法表 4-5 冲裁模初始用双面间隙08、10、3509Mn、Q23516Mn40、5065 Mn材料厚度tminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmaxZ小于 0.5极 小 间 隙0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.
13、1040.0720.1040.0720.1040.90.0900.1260.0900.1260.0900.1260.0900.1261.00.1000.1400.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.380零件的厚度 t1mm，材料为 08 钢，根据冲裁模间隙表可得0.100、0.140。minZmaxZ（2） 、凸、凹
14、模刃口尺寸的确定要计算凸、凹模的刃口尺寸，首先要知道凸、凹模的加工方法。由于是工作零件，其尺寸直接影响制件的尺寸精度，而且模具一般为单件生产，所以传统加工都是以配加工为主。即先按照制件图样的设计尺寸加工一个凸模或者凹模作为基准件，然后根据基准件的实际尺寸按照间隙值由钳工配作另一个工作零件。此种加工方法的特点是工作零件的间隙值靠配作保证，要求钳工技术水平高。落料部分的刃口尺寸落料件以凹模作基准配凸模，要改变凹模刃口尺寸公差的是R15、100aXDDa00 mintZXDDt其中，基准件基本尺寸（mm）;D凹模刃口尺寸（mm）;aD凸模刃口尺寸（mm）;tD工件公差（mm）;凹凸模制造公差（mm）
15、 ；ta,X磨损系数。R15：t1mm 查表 4-6 =0.010，=0.007at查表 4-7 0.10，X=1=aD010. 0010. 0115010. 009 .14=tD0 007. 00 007. 08 .1410. 09 .14： t1mm 查表 4-6 =0.012，=0.008100at查表 4-7 0.12，X=1=aD012. 00012. 0088.9912. 01100= tD0 008. 010. 088.990 008. 078.99冲孔部分的刃口尺寸冲孔件以凸模为基准配凹模，要改变凸模刃口尺寸公差的是和 8465 at ZXddXddat0min0其中， 基准件基本尺寸（mm）;d凸模刃口尺寸（mm）;td凹模刃口尺寸（mm）;ad工件公差（mm）;凸凹模制造公差（mm） ；at,X磨损系数。： t=1 查表 4-6 =0.010，=0.0078at查表 4-7 0.08，X=0.75td0 007. 00 007. 006. 808. 075. 08ad010. 00010. 0016. 810. 006. 8： t=1 查表 4-6 =0.010，=0.00765at查
