模具专业毕业设计（论文）垫圈落料、冲孔复合模设计.doc

毕业设计说明书目的及意义:本设计是冷冲压工艺及模具设计，结合一个比较简单的冲压零件，综合运用所学课程的理论知识，独立设计出一套冷冲模具，能使学生得到模具设计的初步训练。通过本次设计，进一步提高学生利用技术资料、运算和绘图设计能力。设计题目：垫圈落料、冲孔复合模设计设计任务：冲压零件图及模具装配简图如下图示。 大批量生产：毛制高度0.5mm设计要求：1、 模具装配图：1张2、 主要零件图：凸模、凹模、卸料板、固定板、垫板、推件 装置及凸凹模零件图 3、 设计说明书一份。设计步骤：1、 收集和分析原始资料：1 ）、冲压件的图纸和技术条件；2 ）、冲压件的生产纲领；3 ）、冲压件的工艺规程；4 ）、有关冲模标准件的资料；5 ）、现存模具结构资料。6 ）、要求方案选择合理，图样正确、清楚、整洁，符合国家有关制图标准。整理出设计计算说明书，列出计算过程和结果，并进行讨论和分析；计算结果要求准确全面，有关数据要标明出处。计算说明书要求字迹工整，语句通顺流畅。要有参考资料。2、 确定模具类型及结构形式：根据已确定的最佳工艺方案确定冲模的类型是简单模、连续模、或复合模。3、 进行必要的计算主要指进行冲模工作部分尺寸、压力中心和选用弹簧的计算及确定模具闭合高度。4、 绘制模具总装图5、 绘制模具零件图第二部分：设计程序一、确定冲压工艺方案和模具结构形式：1、 工艺分析：复合冲裁模是在压力机滑块一次行程中、在模具同一工位同时完成冲孔和落料。倒装复合模的凸凹模型孔内积存冲孔废料，对孔壁形成较大的张力。因此倒装复合模最小壁厚b值不能太小，其值与板厚t有关。 顺装复合模的凸凹模型孔内不积存冲孔废料，每次冲孔废料均由打料装置逆冲入方向打出。因此顺装复合模的凸凹模壁厚允许比倒装复合模的小些。由工件图看，该工件需要先落料，然后再在底部冲一个圆孔。为提高生产率可以采用落料、冲孔复合模结构来完成加工。2、冲压设备的选择： 估算公称压力来选取压力机，参照附录（见冲模具设计应用实例一书）选用公称压力为160KN的开式压力机，其主要技术参数为：公称压力：160KN 滑块行程：55最大闭合高度：220mm工作台尺寸：300×450mm模柄孔尺寸：40×60mm二、工艺计算：1、 排样方案确定：冲裁件在板料、条料或带料上的布置方法，称为排样。该工件排样根据落料工序设计，考虑操作方便及模具结构简单，故采用单排排样设计，采用手工送料，采用导料销导料、挡料销挡料。由表面210（见冲模工艺与模具设计一书）查得 ， ：那么：条料的宽度：b=42+2a1=45mm 条料的步距：h=42+a=43.2mm冲裁单件材料的利用率计算： 排样图如下所示： 2、计算工序压力： 、落料力的计算： 落料力（N）； L 工件外轮廓周长 L=； t 材料厚度 t=2mm； 材料抗剪强度（MPa） 由书（见冲模具设计应用实例一书）附录查得=260Mpa; 落料力则为： 、卸料力的计算： 卸料力因数，由表2-15（见冲模具设计应用实例一书）查得=0.06 、冲孔力的计算： L工件内轮廓周长 L=3.14×13=40.8mm =1.3×40.8×2×260=27.58KN 、推件力的计算： 推件力因数 由表215（见冲模具设计应用实例一书） 查得=0.05 n卡在凹模内的工件数，n=2=2×0.05×27.58=2.758KN 、总冲压力的计算： 故总的冲压力为 =89.23+27.58+5.35+2.758 =124.918KN对工件未注公差可按IT14计算，也可由书附录查得各尺寸的未注公差。 根据表210（见冲模具设计应用实例一书）查得冲裁模刃口双间隙mm， mm。模具的落料凹模，凸凹模，冲孔凸模的工作关系。3、主要工作部分尺寸计算：1、落料刃口尺寸计算：的凸凹模的制造公差由表212（见冲模具设计应用实例一书）查得 ， 。 由于 ， 故采用凸模与凹模配合加工方法，因数由表 213（见冲模具设计应用实例一书）查得X=0.5 ，则： 按凹模尺寸配制，其双面间隙为0.0200.030mm , 其工作部分结构尺寸如图所示：2、冲孔刃口尺寸计算：的凸凹模的制造公差由表212（见冲模具设计应用实例一书）查得 ， .由于 ， 故采用凸模与凹模配合加工方法，因数由表 213（见冲模具设计应用实例一书）查得X=0.5 ，则： 按凸模尺寸配制，其双面间隙为0.020mm , 其工作部分结构尺寸如图所示： 4、弹性元件的设计计算： 为了得到较平整的工件，此模具采用弹压式卸料结构，使条料在落料、拉深过程中始终处在一个稳定的压力之下，从而改善了毛坯的稳定性，避免材料在切向应力的作用下起皱的可能性。1、上卸料采用橡胶作为弹性元件，按公式计算橡胶的自由高度： 式中：橡胶的自由高度（mm） 工作行程与模具修磨或调整（46mm）之和 =（2+1+5）mm=8mm 则：=（3.5-4）×8=28-32mm 取=30mm 因此橡胶的装配高度： 取橡胶的断面面积，在模具装配时按模具空间大小确定。2、下顶件装置采用一套顶杆顶板组合装置，尺寸与落料凹模配合。 三、模具的总体设计及装配：该工件的模具结构如图。主要由上下模座、落料凹模、凸凹模、冲孔凸模、下顶块、上顶块、卸料板等零件组成。根据主要工作部分尺寸、结构以及弹性元件的尺寸，参照有关资料，可选取级精度的后侧导柱模架（GB/T2851.31990）.即：上模座：240×195×40mm HT200下模座：240×195×50mm HT200下模座轮廓尺寸：L=B=140mm； S=188mm； R=30mm； A1=130mm；A2=170mm 导柱：A25h5×150； 导套：A25H6×90×38；导柱、导套的渗碳深度为0.8-1.2mm ,硬度为HRC58-62。见（实用冲压技术手册）模架结构如零件图所示：四、非标准零件的设计：1、落料凹模：由于此套模具为复合模，并且是逆出件式，所以凹模内壁采用全直壁式的，材料选择为Cr12，热处理硬度为6064HRC，此凹模板采用矩形凹模板，由于压力中心在几何中心，查表2-17（见冲压工艺与模具设计一书）可得：、凹模壁厚为大于35mm，所以可得凹模的最小外形尺寸：L=B=42+4+35=81mm取标准值：L=B=140mm 、凹模的厚度为：H= F-冲裁力（N）； -凹模材料修正系数，合金工具钢取1，碳素工具钢取1.3;-凹模刃口周边长度修正系数见表2-18（见冲压工艺与模具设计一书）； 按GB2858.1-81取标准值30mm 、螺孔中心到凹模板外缘的尺寸：L=2d，选螺栓为M6的内六角螺栓，L=2X6=12mm，从总体角度出发，取：L=15mm， 、销孔中心到凹模板外缘的尺寸，查表2-19（见冲压工艺与模具设计一书）取L=25mm. 、螺孔与凹模型孔及销孔之间的尺寸：，取20mm。 其结构如图所示： 2、凸凹模（落料的凸模、冲孔的凹模）： 材料选择为Cr12，热处理硬度为6064HRC。厚度：H=26+10-0.2+20=55.8mm刃口尺寸在前面已经确定，综合考虑其它的因素决定其具体尺寸如下： 3、冲孔凸模：材料选择为Cr12，热处理硬度为6064HRC。总体高度为：H=30+122=40mm在装配时其下端面位置比凹模上端面高一个工件内形高度，刃口尺寸在前面已经确定过。综合考虑各因素确定其具体结构如图所示：4、上、下模板： 矩形模座外形带导柱（套）模座按凹模周界尺寸L×B对应确定，矩形模座的宽度B应大于凹模宽度。座厚度尺寸由模式Hmz（1.41.6）Hd=(1.41.6)×30.即： Hmz4248mm式中： Hmz-模座厚度 Hd -凹模厚度 其结构如图所示：5、垫板与固定板： 垫板外形尺寸与凹模周界尺寸一致，其厚度尺寸参照周界尺寸按国标确定，一般为310mm材料为45钢，热处理后硬度为45HRC。 固定板外形与凹模轮廓尺寸基本是一致的，厚度可按照经验公式（0.60.8）Hd=（0.60.8）×30。即：固定板厚度为1.82.4 式中Hd-凹模厚度材料为Q235。6、卸料螺钉及其设置卸料螺钉的特点：模具国标规定了两种卸料螺钉，即圆柱头卸料螺钉（GB2867.5-81）与圆柱头内六角卸料螺钉（GB2867.5-81）。卸料板螺钉沉孔深度：当h+h4+h5+(35)H时 则： H=h1+h2+0.5-h3-L式中： h-螺栓头部高度 h1- 模座高度 h2-凸模（或凸凹模）高度h3-卸料板高度h4-刃口修模量h5-入模量L-卸料螺钉光杆长度 综合考虑卸料螺钉的特点及设置形式，取：圆柱头内六角螺钉： GB70-85 M5X30 6个 GB70-85 M10X90 4个GB70-85 M6X55 4个 圆柱头内六角卸料螺钉：GB2867.6-81 M12X90 4个定位销钉： GB119-86 销8X70 1个 GB119-86 销5X70 1个导料销：GB119-86 销5X14 2个挡料销：GB119-86 销2X14 1个五、压力机的校核：1. 1S为压机的行程 S=55mmH为工件的高度 h=2mm2. 模具闭合高度校核： -压力机最小装模高度-压力机最大装模高度、 -模具闭合高度因为：180+10mm<196mm<220-5mm所以：符合要求。3. 工作台尺寸校核：工作台尺寸：300X450mm >模座尺寸：195X240mm所以:符合要求. 综上所述压力符合要求.第三部分：设计体会在曾老师的精心指导下，此次毕业设计顺利地完成了。通过本次毕业设计我们再次把所学的专业知识用于实践当中，可以说本次设计就是对我们所学知识的一次大检阅，也是一个查漏补缺的过程；同时让我们进一步地掌握了冷冲模设计的基本流程，懂得了如何把计算机知识用于我们的专业，懂得了如何查阅和运用技术资料。当然，在这个过程中，我们遇到的困难和挫折也是不少的，主要来源于我们的专业知识还不够，实践经验还不足等等。但是我们可以把本次设计作为我们新的起点，加强专业的学习，加强实践，不断地去丰富经验。因此，尽管这次设计不能算作是成功之作，但是它给我们带来的收获是具大的，影响是深远的。所以我们在今后的学习和工作中要敢于实践，不断吸取经验教训，要敢于向难点挑战，发扬一丝不苟的工作作风，为我们模具事业的发展作出不懈努力！ 在本次毕业设计过程中，得到了老师和同学们的热心帮助，在次对他们表示由衷的感谢！ 第四部分：参考资料1、 许发樾 主编 冲模设计应用实例 机械工业出版社 1999年6月出版2、 钟毓斌 主编 冲压工艺与模具设计机械工业出版社 2000年5月出版3、 冲模设计手册编写组 编著 冲模设计手册机械工业版社 1999.64、 冯炳尧 韩泰荣 殷振海 蒋文森 编 模具设计与制造简明手册上海科学技术出版社 1984年12月出版5、 贺光谊 唐之清 主编画法几何及机械制图 重庆大学出版社 1993.106、 模具结构设计