1、- 1 -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。 落 料 、 冲 孔 复 合 模材 料 ： 0钢厚 度 ： 2.m大批量生产：毛制高度0.5mm- 2 -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 ）
2、 、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 -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
3、具零件图- 4 -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3B例一
4、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：300450mm- 5 -模柄孔尺寸： 4060mm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， ：ma5.1ma.1那么：条料的宽度：b=42+2a 1=45mm条料的步距：h=42+a=43.2mm冲裁单件材料的利用率计算：%2.710452.31%041
5、02 SBDSBA排样图如下所示：- 6 -2、计算工序压力：、落料力的计算： 1LtF3.落落料力（N） ；落L 工件外轮廓周长 L= ；mD1324.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;1A落料力则为： KNMPamF23.8926032. 落、卸料力的计算： 2 落卸卸 K卸料力因数，由表 2-15（见冲模具设计应用实例一卸K书）查得 =0.06 卸- 7 -KNF35.2.8906.卸、冲孔力的计算： 3 LtF.1冲L工件内轮廓周长L=3.1413=40.8mm=1.340.82260=27.58KNtF3.1
6、冲、推件力的计算： 4冲推推 nK推件力因数推由表 215（见冲模具设计应用实例一书）查得 =0.05推Kn卡在凹模内的工件数，n=2=20.0527.58=2.758KN推F、总冲压力的计算： 5故总的冲压力为 推卸冲落总 FF=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1D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。.0minZ26.0maxZ模具的落料凹模，凸凹模，冲孔凸模的工作关系。- 8 -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
7、表 212（见冲模具设062.4计应用实例一书）查得 ， m03.凹。m0.凸由于 ， 故采用凸模与凹模minax5.Z凸凹配合加工方法，因数由表 213（见冲模具设计应用实例一书）查得 X=0.5 ，则：mXD03.03.0 69415.4 ）（）（ 凹凹 按凹模尺寸配制，其双面间隙为 0.0200.030mm , 凸其工作部分结构尺寸如图所示： 按 凹 模 尺 寸 配 作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43.01- 9 -用实例一书）查得 ， .m02.凹m02.凸由于 ， 故采用凸模与凹模inax4.Z凸凹配合加工方法，因数由表 213（见冲模具设计应
8、用实例一书）查得 X=0.5 ，则：mXd 02.02.0 15345.13）（）（ 凸凸 按凸模尺寸配制，其双面间隙为凹0.020mm , 其工作部分结构尺寸如图所示：按 凸 模 尺 寸 配 作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- 10 -度：工 作自 由 SH)45.3(式中： 橡胶的自由高度（mm）自 由工作行程与模具修磨或调整（46mm）之和工 作S=（2+1+5）mm=8mm工
9、作则： =（3.5-4）8=28-32mm 取 =30mm 自 由H自 由H因此橡胶的装配高度： mH275.30)9.85.0()9.085.(2 自 由取 m6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：24019540mm HT200下模座：24019550mm HT
10、200下模座轮廓尺寸：L=B=140mm；S=188mm；- 11 -R=30mm；A1=130mm；A2=170mm导柱：A25h5150； 导套：A25H69038；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 1寸：L=
11、B=42+4+35=81mm取标准值：L=B=140mm、凹模的厚度为：H= 2 )(1.032mFKF-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1K1.3;-凹模刃口周边长度修正系数见表 2-18（见冲压工艺2- 12 -与模具设计一书） ； mH36.2810.6.025.13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 3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 4艺与模具设计一书）取 L=25mm.、螺孔与凹模型孔及销孔
12、之间的尺寸： 5，取 20mm。mdS5.63.1.min其结构如图所示：- 13 -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=55.8mm2.0弹 压橡 胶 H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： - 14 -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：- 15 -4、上、下模板：矩形模座外形带导柱（套）模
13、座按凹模周界尺寸 LB 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：- 16 -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
14、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） 。- 17 -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 8
15、X70 1 个GB119-86 销 5X70 1 个导料销：- 18 -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： 510maxminHh模-压力机最小装模高度min-压力机最大装模高度、axH-模具闭合高度模h因为：180+10mm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- 19 -设计就是
16、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！- 20 -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
