角垫片冲压模具设计

目录第1章绪言 ............................ 错误！未定义书签。

1.1 概述............................................................................... 错误！未定义书签。

1.2 冲压模的分类及简介 (1)1.3 冲压模的特点 (1)1.4 冲压工艺在制造业中的地位 (1)1.5 冲压技术的发展趋势................................................... 错误！未定义书签。

1.6 本论文内容的简介....................................................... 错误！未定义书签。

第2章工件的工艺分析................... 错误！未定义书签。

2.1 冲压工件的工艺分析................................................... 错误！未定义书签。

2.2 确定工艺方案 (3)第3章工艺计算 (5)3.1 排样设计及其材料利用率的分析计算 (5)3.1.1 排样设计 (5)3.1.2 材料利用率的分析 (5)3.2 冲裁力的计算............................................................... 错误！未定义书签。

3.2.1 冲孔力的计算.................................................... 错误！未定义书签。

3.2.2 落料力的计算 (6)3.2.3 卸料力的计算 (7)3.3 计算压力中心 (7)3.4 冲压设备的初选择 (8)第4章计算成型零件尺寸 (9)4.1 冲裁间隙分析 (9)4.2 落料模尺寸计算 (9)4.3 冲孔模尺寸计算........................................................... 错误！未定义书签。

第5章模具结构和主要零件的设计. (11)5.1 冲孔凸模的结构设计和卸料板、固定板的选取 (11)5.2 落料凹模的结构设计 (11)5.3 冲孔凹模与落料凸模的结构设计 (12)5.4 模架的选择 (13)5.5 条料送进和定位方式的选择 (14)5.6 推件装置的选择 (14)5.7 绘制零件图与装配图 (14)5.7.1 绘制落料凹模零件图 (14)5.7.2 绘制落料凸模零件图 (15)5.7.3 装配图的绘制 (16)5.7.4 绘制冲孔凸模 (17)第6章校核压力机安装尺寸 (19)第7章总结与展望 (20)8.1 结论 (20)8.2展望 (20)参考文献 (21)致谢 (22)第1章绪言1.1 概述在当今社会，冲压工艺在现实生活和实际工业生产中的应用非常广泛，涉及领域包括电子、电器、机械、航空、车辆、仪表以及日用品工业。

而零冲压工艺规程又是模具设计的重要依据，良好的模具结构设计是实现工艺过程的可靠保证。

冲压加工属于塑性加工的范畴，冲压加工的原材料主要为带料及金属板料，而冲压加工的对象是三维薄壁零件和平板。

冲压加工是以模具为工具，通过压力机提供动力，使得板料自身发生塑性成形或分离。

由于冲压加工的过程基本上是在室温条件下进行的，所以又称其为冷冲压[1]。

1.2 冲压模的分类及简介冲压工艺可以分成冲裁、弯曲、翻边、拉深、膨胀、局部成形等基本工序，加工形状复杂的冲压件需要通过多道单工序或组合工序顺序加工来完成[1]。

冲压工艺研究的是如何根据零件的形状特点、材料性能、成形规律和技术要求来制定出既科学有经济的工艺方案。

冲压模具是执行冲压加工的工具，根据工序的组合方式，可以分为级进模、单工序模和复合模。

考虑到用途和要求差异，它可以分为普通、简易、高效率、高寿命和高精度这几种冲模。

对于冲压模具的设计和结构方案的选择，必须要综合考虑到冲压件的生产条件、技术要求、经济成本和生产批量等各方面的因素。

1.3 冲压模的特点冲压件的尺寸精度、形状以及表面质量取决于模具，不受冲压工的技术水平的影响，所以冲压件在生产中的加工质量可以得到保证。

冲压加工也可以通过塑性变形制造出复杂形状的零件，这是其他工艺很难以实现的。

在一般的冲压装置上，冲压加工具有很高的生产率并大大的降低了生产成本。

在大量的生产中采用冲压加工钣金件是最经济实惠的工艺方法，以冲裁为例吧，一般的冲裁模的寿命可以达到几百万次，硬质合金冲裁模的寿命则可以达到几千万至上亿次。

还有冲压生产的材料废弃率很低，通常情况下它的材料利用率可以达到70%以上。

1.4 冲压工艺在制造业中的地位因为冲压加工具有很多优点，比如它的生产率高、成本较为低廉，不单可以加工出复杂形状的工件而且质量也较为稳定，在很多行业中的应用都十分普遍。

在全球形形色色的钢材品种里，用作冲压加工的带料和板料就占有67%之多。

在模具行业的生产总值里，冲压模具就占有一半之多[3]。

在航天航空的薄壳制件中，冲压件占70%以上的比例[2]。

所以，当前在轻工、机械、电子、国防等工业部门的产品零件中，它的成形方式已经转向优先选用塑性加工工艺，使得制件优质、低耗和成本低，在激烈的市场竞争中占据显著的优势[2]。

1.5 冲压技术的发展趋势（1）冲压生产及模具制造向专业化生产的方向发展。

（2）板材的成形设备向自动化、机械化、精密化和柔性化的方向发展[1]。

（3）CAD/CAE/CAM运用技术的日趋成熟，它代表着模具设计与制造的发展方向[2]。

（4）着重发展模具表面的各种强化超硬处理等方面技术，使模具的使用寿命得以提高。

1.6 本论文内容简介本论文的设计分为六个章节，第一章为绪言，了解冲压和对冲压模的分析介绍；第二章节为工件的工艺分析，对工件作出准确的工艺分析和确定工艺方案；第三章节为工艺计算，它包括排样设计和它的材料利用率分析计算，还有冲压力的计算、压力中心的计算和冲压设备的选择；第四章对工件各个尺寸的计算。

如落料模尺寸计算、冲孔模尺寸计算等；第五章节为对模具主要零件和它的结构进行准确的设计，画出零件图及装配图；第六章是校核压力机安装尺寸，确保所有尺寸均符合安装要求；第七章为总结与展望。

第2章工件的工艺分析2.1 冲压工件的工艺分析图1.1 角垫片图1.1 角垫片为所需生产的工件图，该工件的材料采用Q235号钢，厚度定为2(mm)，尺寸精度是IT9级，用于大批量生产。

根据工件的形状尺寸、厚度、材料，在进行冲压工艺设计过程中，从以下几点进行分析：1、孔径的太小是否合适，太小会导致凸模强度不够。

2、该工件有两道工序完成，是否应该分为两个工位完成，还是一个工位完成，哪种方法能更好的保证达到加工的要求，应该认真验算；3、此工件大批量生产，应该重视模具材料和结构的选择。

4、该模具的落料凹模形状较复杂，应注意它的制造工艺和精度。

对于所冲小孔Φ14（mm），查文献《冲压工艺与模具设计》（表2-17）得，可冲孔的最小孔径d>=1.5t，因而Φ14（mm）孔符合工艺要求；分析零件的尺寸标注情况，符合要求。

所以适合冲裁。

2.2 确定工艺方案根据工件的工艺分析，其基本工序有落料和冲孔两种，按其先后顺序组合可得以下三种方案：(1)采用单工序模生产（先落料后冲孔）；(2)采用级进模生产（冲孔--落料连续冲压）；(3)采用复合模生产（冲孔--落料复合冲压）；考虑到工件的生产批量较大、工件自身的尺寸较小，方案（1)的生产效率低下且操作安全系数低，不适用；方案（2）虽然容易实现自动化生产，但价格与工位成比例上升，需要为它分别设计配套模具，过程较为复杂、成本高，所以这个冲裁方案不适合；方案（3）中在同一工位里能同时完成两道共序，符合生产要求且操作简单，所以这个方案最好。

(这里选择的复合模生产为倒装式复合模)第3章 工艺计算3.1 排样设计及其材料利用率的分析计算3.1.1 排样设计冲裁件在条料或板料上的排列方法称为排样。

排样的作用有很多，合理的排样可以减少材料的浪费，它是核算材料定额、材料剪裁的依据，排样为模具结构设计提供重要的参考。

因为工件的形状比较复杂，且加工起来比较困难，为了能加工出最好的产品，这里采用的是单排排样方案如图2.1 排样图所示：图2.1排样图查文献《冲压工艺与模具设计》（表2-12） 可知，搭边尺寸a 的取值，得a ＝3(mm)，a 1＝2(mm)。

由图1-1 角垫片 可以算出冲裁件垂直于送料方向的尺寸D=153*153153*153+=216.37（mm ）又因为a=3（mm ），所以根据条料宽度B 的计算公式：B=0)2a (D ΔΔ-++=216.37+2*3=222.37(mm) 可得步距H=222)(522)(52+++=76.36(mm)这样排样将只有一个工位，将冲孔和落料两道工序复合在一起，冲孔落料。

3.1.2 材料利用率计算分析由文献《冲压模具技术手册》可知材料利用率的计算公式:η＝nA/bh×100%[2]式中： n——在整块板上冲裁的零件数；A——一个零件的实际面积，A＝12916(mm²)；b——条料宽度(mm)；h——送料步距(mm)；得：η＝[12916/(222.73×76.36) ×100%≈76.07%3.2 冲裁力的计算在冲裁过程中板料受到凸模施加的压力称为冲裁力；模具的设计和压力机的选用都以冲裁力为重要根据。

其计算公式为:F=ltσb[3]式中：F——冲裁力（N）；l——冲裁工件周边长度（mm）；t——冲裁工件材料厚度（mm）；σb——被冲工件材料的抗拉强度（MPa）3.2.1 冲孔力的计算由公式： F冲＝ltσb根据制件材料类型选得：σb——材料的抗拉强度，460(MPa)；而：l＝2×14π＝87.92(mm)；t=2(mm)；所以得：F冲＝87.92×2×460＝80.89(KN).3.2.2 落料力的计算由公式： F落＝ltσb式中 t=2(mm)；σb=460（MPa）；而：l＝40×1.41+2×42+2×91+2×133＝588.4（mm)；所以得：F落＝588.4×2×460＝541.33（KN）3.2.3 卸料力的计算由公式：F 卸＝KP式中 F 卸——卸料力(KN)；K ——卸料力系数，由文献《冲压工实际操作手册》（表2-26）可得：K 取0.05；P ——冲裁力(KN)；得：F 卸＝0.05×(541.33+80.89) ＝31.46（KN ）。