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1、 毕业设计(论文)垫片冷冲模毕业设计 院（系）名称工学院机械系 专业名称机械制造及其自动化 学生姓名 指导教师 2012年 5 月 1 日毕业设计任务书 工 学院 机械 系 机械设计与制造 专业 2009 级 机械2 班学号 090605131 学生 指导教师 课程设计题目 垫片冷冲模设计 课程设计工作内容与基本要求（纸张不够可加页）1.已知技术参数：零件：垫片(形状与尺寸如图所示)，材料Q235，板厚1mm，工件精度IT14，大批量生产。2.设计任务与要求(完成后需提交的文件和图表等)：1)绘制该工件制作所需要的模具总装配图1张（A2）2)绘制该模具的凸模、凹模零件图一套（A3或A4）3)编
2、写设计说明书1份课程设计（论文）时间： 2012年4 月 1 日至 2012 年 5月 1 日专业（教研室）审批意见：审批人（签字）：备注：学生一人一题，指导教师对每一名学生下达一份课程设计（论文）任务书。垫片冷冲模毕业设计摘 要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。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
3、，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正装冲孔落料模，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： 冲孔 落料 搭边目录1.工件的工艺性分析31.1冲压时的工艺性分析31.2冲压材料选用41.3冲裁工艺方案的确定42 模具设计计算62.1 排样方案的确定及计算62.2冲压力的计算82.3模具压力中心的确定102.4 冲模刃口尺寸及公差的计算112.5零件结构尺寸的确定142.6模具总装图173.模具材料的选用184
4、冲压设备的选择195.模具的装卸215.1模具的装配215.2卸料装置的确定216.模具检测23结 论24致 谢25参 考 文 献26 1.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 ：Q235钢厚度 ：1mm 图1.1零件图1.1冲压时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。冲裁件的形状应能符合材料合理排样，减少废料。冲裁各直线或曲线的连接处，宜有适当的圆角。冲裁件凸出或凹入部
5、分宽度不宜太小，并应避免过长的悬臂与窄槽。腰圆形冲裁件，如允许圆弧半径，则R应大于料宽的一半，即能采用少废料排样；如限定圆弧半径等于工件宽度之半，就不能采用少废料排样，否则会有台肩产生。冲孔时，由于受到凸模强度的限制，孔的尺寸不宜过小。冲裁件的孔与孔之间，孔与边缘之间的距离，受到模具强度的限制，不能太小。在弯曲件或拉深件上冲孔时，其孔壁与工件之间的距离不能过小。对冲压材料的要求冲压所用的材料，不仅要满足产品设计的技术要求，还应当满足冲压工艺的要求和冲压后继的加工要求（如切削加工、焊接、电镀等）。1.2冲压材料选用冲压工艺对材料的基本要求主要是：1. 对冲压成形性能的要求为了有利于冲压变形和制件
6、质量的提高，材料应具有良好的冲压成形性能。而冲压成形性能与材料的机械性能密切相关，通常要求材料应具有：良好的塑性，屈强比小，弹性模量高，板厚方向性系大，板平面方向性系数小。2. 对材料厚度公差的要求材料的厚度公差应符合国家规定标准。因为一定的模具间隙适用于一定厚度的材料，材料厚度公差太大，不仅直接影响制件的质量，还可能导致模具和冲床的损坏。对表面质量的要求材料的表面应光洁平整，无分层和机械性质的损伤，无锈斑、氧化皮及其它附着物。表面质量好的材料，冲压时不易破裂，不易擦伤模具，工件表面质量好3. 常用冲压材料冲压用材料的形状有各种规格的板料、带料和块料。板料的尺寸较大，一般用于大型零件的冲压，对
7、于中小型零件，多数是将板料剪裁成条料后使用。带料（又称卷料）有各种规格的宽度，展开长度可达几千米，适用于大批量生产的自动送料，材料厚度很小时也是做成带料供应。块料只用于少数钢号和价钱昂贵的有色金属的冲压。 总上所述，冲压材料我选择10号钢作为冲压件的材料。1.3冲裁工艺方案的确定一般对于这样的工件，通常采用冲孔，落料加工方法。由于该工件的生产批量较大，如果把这道工序放在一起，可以大大提高工作效率，并减轻工作量，节约能源，降低成本，而且可以避免原有的加工方法中须将手伸入模具的问题，对保护操作者安全也很有利。将这道工序复合在一起，可以有以下的两种不同工艺方案：先冲孔，后落料的工步；落料冲孔为同一工
8、步完成。采用方案2加工工件，不易保证长度尺寸的精度，而且易使孔冲头磨损，降低模具寿命。经分析，使用方案一较好。该冲压工件的形状为简单且对称，有精度要求外其余尺寸精度要求不高，材料为Q-235A钢其冲压性能好，孔与外缘的壁厚较大，根据表1.1知复合摸的凸凹模壁厚部分具有足够的强度。表1.1 强度系数料厚t0.40.50.60.70.80.91.01.21.51.75最小壁厚m1.41.61.82.02.32.52.73.23.84.0最小直径D151821料厚t2.02.12.52.753.03.54.04.55.05.5最小壁厚m4.95.05.86.36.77.88.59.310.012.0
9、最小直径D212528323540452 模具设计计算2.1 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、技术性很强的设计工作，排样的合理与否直接影响到材料的利用率、制件质量、生产率与成本以及模具寿命等，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。冲裁所产生的废料分为两种，一是工件的各种内孔产生的废料，它取决于工件的形状，一般不能改变，称为设计废料；二是由于工件之间的搭边和工件与条料侧面的搭边、板料的料头、料尾而产生的废料，它取决于冲压方式和排样方式，称为工艺废料。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
10、足工件使用要求的前提下，适当的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。搭边太宽，浪费材料；搭边太窄会引起搭边断裂或翘曲，可能“啃刀”现象或冲裁时会被拉断，有时还会拉入模具间隙中、损坏模具刃口，从而影响模具寿命。搭边值的大小与下列因素有关： 材料的力学性能。硬材料可小些，软材料的搭边可要大些。 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。 材料厚度。薄材料的搭边值应取的大一些。 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
11、法有三种： 有废料排样：指沿工件全部外形冲裁，工件与工件、工件与条料边缘都留有搭边，此种排样的缺点是材料利用率低，但有了搭边就能保证冲裁件的质量，模具寿命也高。少废料排样：指模具只沿着工件部分外形轮廓冲裁，只有局部搭边的存在。无废料排样：指工件与工件之间及工件与条料侧边之间均无搭边的存在，模具刃口沿条料顺序切下，直接获得工件。少废料、无废料排样的缺点是工件质量差，模具寿命不高，但这两种排样可以节省材料，还具有简化模具结构、降低冲裁力和提高生产率等优点。并且工件须具有一定的形状才能采用少、无废料排样。上述三类排样方法，按工件的外形特征主要分为直排、斜排、直对排、斜对排、混合排、多行排等形式。总上
12、所述排样如图2.1所示。表2-2 搭边值表料厚手送料自动送料圆形非圆形往复送料11.51.521.5321221.52.523.52.532232.5232.543.53432.53.535443由表2-2 确定搭边值表根据零件形状两式件间按矩形取搭边值b=5mm，侧边取搭边值a=2.5mm。则进距： h=10+5=15mm条料宽度图2.1 排样图2.2冲压力的计算1） 落料力 2）冲孔力中心孔： 2个小孔： 3）冲裁时的推件力表2.3卸料力、推件力及顶件力系数冲裁材料K卸K推K顶纯铜、黄铜0.020.060.030.09铝、铝合金0.0250.080.030.07钢材料厚度mm0.10.06
13、0.0750.10.140.10.50.04500550.0650.080.52.50.040.050.0500.062.56.50.030.040.0400.056.50.020.030.0250.03查表2.3 序号1的凹模刃口形式，则 个故： 为避免各凸模冲裁力的最大值同时出现，且考虑到凸模相距很近时避免小直径凸模由于承受材料流动挤压力作用而产生倾斜或折断故把三冲孔凸模设计成阶梯凸模如图2.2。图2.2阶梯凸模则最大冲压力：2.3模具压力中心的确定如图2.3根据图形分析，因为工件图形对称，故落料时F落的压力中心在上O1；冲孔F孔1、F孔2的压力中心在O2上。图2.3压力中心设冲模压力中心离O1点的距离为x，根据力矩平衡原理得：由此算得 2.4 冲模刃口尺寸及公差的计算1）冲孔部分对冲孔，采用凸、凹模分开的加工方法表2.4 初始双面间隙Zmax、Zmin材料厚度t/mm08、10、3509M2、Q235Q34540、5065MnZmaxZminZmax
