垫片模具设计与分析
垫片模具设计与分析[20200123184802]
【摘要】
冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。本课题主要介绍垫片工件的工艺分析，冲压方案的确定，排样方案的确定，压力机的选择，以及一些重要零件的设计过程。由此可以看出模具在日常生活中的作用。
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关键字:】冲压；压力机；模具。
引言 1
一、零件的工艺与分析 4
二、冲压工艺方案的确定 4
三、排样方案的确定 4
（一）排样方法介绍 4
（二）搭边值的确定 5
（三）材料利用率 6
四、冲压力的计算和压力中心的选择 6
（一）冲裁压力的计算 6
五、压力机的选择 7
六、凸凹模的设计 8
（一） 落料凹模的设计 8
（二）凸模的设计 8
七、凸凹模刃口尺寸的计算 9
（一）凸、凹模刃口尺寸计算的依据和计算原则： 9
（二）根据凸、凹模的加工方法的不同，刃口尺寸的计算方法也不同，基本上可分为两类。 9
（三）计算 9
八、其它部件的设计 10
（一）非标准件的选择： 10
（二）标准件的选择： 10
九、模具装配图及工作过程 11
（一）装配简图如下图10-2、图11-1： 11
（二）工作原理 12
十、参考文献 13
致 谢 14
引言
模具是汽车、电子、电器、航空、仪表、轻工、塑料、日用品等工业部门极其重要的工艺装备。没有模具，就没有高质量的产品。模具不是一般的工艺装备，而是技术密集型的产品，工业发达国家把模具作为机械制造方面的高科技产品来对待。他们认为：“模具是发展工业的一把钥匙”；“模具是一个企业的心脏”；“模具是富裕社会的一种动力”。
（一）近年来模具发展的方向和现状，基本表现在如下几个方面：
1．模具设计技术
(1) 工业发达国家在模具设计上已经大量使用计算机辅助设计(CAD)软件进行模具的结构设计，并普及了计算机绘图。据有关资料介绍，美国和日本75%的模具厂已使用了CAD技术，香港50%的模具厂也开始采用这项技术。
(2) 在注塑模具设计中，已开始普及应用计算机辅助工程分析(CAE)软件，对塑料的流动、填充、冷却情况及模具的浇口配置、浇道大小、冷却加热系统和模具的刚度、强度等进行科学的分析和计算，从而保证注塑制品的质量与合理的生产节拍。
(3) 国外的注塑模具中．多型腔、多层、大型精密模具已占50%，不仅提高了生产效率，而且节省了大量塑料原料。
2．模具加工技术
国外已大量使用数控机床，应用计算机辅助加工(CAM)软件和数控编程技术对模具．特别是对具有复杂型腔(三维曲面)的模具进行加工，使模具的质量和附加值大为提高，模具的加工周期减少60%以上，成本降低30%以上．生产效率提高60%以上。为了提高加工效率及满足各种复杂曲面加工的要求，国外已开发出四轴和五轴的数控自动编程软件并且进入了实用阶段。
3．模具标准化程度日益提高，模具标准模架及模具标准件的应用日益普及，已实现商品化。
4．模具结构更多地采用新技术，如注塑模具的热流道技术等。
5．针对不同制品的要求，开发出适用于各种不同模具的专用模具钢，并实现商品化
6．根据模具生产的特点，模具企业向小而专的方向发展。如日本现有11656家模具企业，其中30人以下的小厂有11142家，占总数的95.6%,百人以上的仅有65家，占总数的0.54%;韩国有1570家模具企业，其中多于50人的企业仅占总数的9%；新加坡有460家模具企业，其中多于50人的企业仅占总数的3%，香港有6500家模具企业,其中多于50人的企业仅占总数的0.46%。
（二）模具行业特点：1．随着科学技术的发展,模具行业已由劳动密集型逐步转化为技术劳动密集型。
2．尽管模具行业已应用了先进的数控设备、检验仪器和计算机辅助设计／分析／制造软件，但仍然需要高技艺的人工劳动。所以，模具行业又是高技术和高技艺紧密结合的一个行业。
3.为适应不同制品的需要，模具的种类繁多，从设计、制造工艺、装备以至原材料都各不相同。所以企业生产的模具宜专而不宜全，规模宜小而不宜大。
4．模具基本上是单件生产。即使是生产专业化的模具企业，在生产同一类模具时，也会由于不同模具的精度要求、复杂程度、加工难度等的不同而需要变化设备的配置和工程的安排。因此，模具企业还应在专业化的基础上实现生产的柔性化。
（三）关于模具的市场分析
据国际生产协会预测，到2000年，工业品零件粗加工的75%，精加工的50%将由模具成型，可见模具在工业生产中的作用将日益重要。
工业发达国家的模具行业在近四十年来取得了异常迅速的发展，已摆脱了从属地位而成为独立的行业，并成为基础工业的重要组成都分。1988年，美国、日本、西德的模具产值分别达到62亿美元、83亿美元、14亿美元，比1957年增长了约100倍，并超过了这些国家机床工业的产值。
据有关资料介绍，工业发达国家的工业产品生产中，对模具的需求量日益增多，美国、日本约有40~50%的工业产品的生产需用模具。国际市场中模具的贸易量十分可观。
近年来，由于工业发达国家的人工费用增加．模具生产有向东南亚国家转移的趋势。本国的生产以高、精模具为主，需要人工劳动量大的模具则依靠进口解决。以模具出口大国日本为例，其1980年模具进口额为24.98亿日元，至1989年已上升到133.32亿日元，十年间提高了5.3倍。由此可见,中低档模具的国际市场潜力十分巨大，只要我国模具的质量能有提高，交货期能有保证,模具出口的前景是十分乐观的。
此外，国际市场对塑料模具模架及模具标准件的需求量也很大，目前我国只有塑料模具模架有少量出口。
（四）本论文将通过如图0-1所示制件的模具设计与分析，提高作者设计简单零件与计算的综合能力。
图0-1制件立体图
一、零件的工艺与分析
此工件冲孔、落料两个工序。 材料为铝合金，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有一个φ4的孔和一个的φ10同心圆；孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为1.9mm(孔与直边的)。工件的尺寸公差为φ100- 0.2、80- 0.2、φ4+0.240 其他作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。如图1-1
图1-1零件的平面图
二、冲压工艺方案的确定
该工件包括冲槽冲孔落料、三个基本工序，可有以下三种工艺方案：
方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。
方案二：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。
方案三：冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。
方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但模具制造难度大，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。
【摘要】
冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。本课题主要介绍垫片工件的工艺分析，冲压方案的确定，排样方案的确定，压力机的选择，以及一些重要零件的设计过程。由此可以看出模具在日常生活中的作用。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】冲压；压力机；模具。
引言 1
一、零件的工艺与分析 4
二、冲压工艺方案的确定 4
三、排样方案的确定 4
（一）排样方法介绍 4
（二）搭边值的确定 5
（三）材料利用率 6
四、冲压力的计算和压力中心的选择 6
（一）冲裁压力的计算 6
五、压力机的选择 7
六、凸凹模的设计 8
（一） 落料凹模的设计 8
（二）凸模的设计 8
七、凸凹模刃口尺寸的计算 9
（一）凸、凹模刃口尺寸计算的依据和计算原则： 9
（二）根据凸、凹模的加工方法的不同，刃口尺寸的计算方法也不同，基本上可分为两类。 9
（三）计算 9
八、其它部件的设计 10
（一）非标准件的选择： 10
（二）标准件的选择： 10
九、模具装配图及工作过程 11
（一）装配简图如下图10-2、图11-1： 11
（二）工作原理 12
十、参考文献 13
致 谢 14
引言
模具是汽车、电子、电器、航空、仪表、轻工、塑料、日用品等工业部门极其重要的工艺装备。没有模具，就没有高质量的产品。模具不是一般的工艺装备，而是技术密集型的产品，工业发达国家把模具作为机械制造方面的高科技产品来对待。他们认为：“模具是发展工业的一把钥匙”；“模具是一个企业的心脏”；“模具是富裕社会的一种动力”。
（一）近年来模具发展的方向和现状，基本表现在如下几个方面：
1．模具设计技术
(1) 工业发达国家在模具设计上已经大量使用计算机辅助设计(CAD)软件进行模具的结构设计，并普及了计算机绘图。据有关资料介绍，美国和日本75%的模具厂已使用了CAD技术，香港50%的模具厂也开始采用这项技术。
(2) 在注塑模具设计中，已开始普及应用计算机辅助工程分析(CAE)软件，对塑料的流动、填充、冷却情况及模具的浇口配置、浇道大小、冷却加热系统和模具的刚度、强度等进行科学的分析和计算，从而保证注塑制品的质量与合理的生产节拍。
(3) 国外的注塑模具中．多型腔、多层、大型精密模具已占50%，不仅提高了生产效率，而且节省了大量塑料原料。
2．模具加工技术
国外已大量使用数控机床，应用计算机辅助加工(CAM)软件和数控编程技术对模具．特别是对具有复杂型腔(三维曲面)的模具进行加工，使模具的质量和附加值大为提高，模具的加工周期减少60%以上，成本降低30%以上．生产效率提高60%以上。为了提高加工效率及满足各种复杂曲面加工的要求，国外已开发出四轴和五轴的数控自动编程软件并且进入了实用阶段。
3．模具标准化程度日益提高，模具标准模架及模具标准件的应用日益普及，已实现商品化。
4．模具结构更多地采用新技术，如注塑模具的热流道技术等。
5．针对不同制品的要求，开发出适用于各种不同模具的专用模具钢，并实现商品化
6．根据模具生产的特点，模具企业向小而专的方向发展。如日本现有11656家模具企业，其中30人以下的小厂有11142家，占总数的95.6%,百人以上的仅有65家，占总数的0.54%;韩国有1570家模具企业，其中多于50人的企业仅占总数的9%；新加坡有460家模具企业，其中多于50人的企业仅占总数的3%，香港有6500家模具企业,其中多于50人的企业仅占总数的0.46%。
（二）模具行业特点：1．随着科学技术的发展,模具行业已由劳动密集型逐步转化为技术劳动密集型。
2．尽管模具行业已应用了先进的数控设备、检验仪器和计算机辅助设计／分析／制造软件，但仍然需要高技艺的人工劳动。所以，模具行业又是高技术和高技艺紧密结合的一个行业。
3.为适应不同制品的需要，模具的种类繁多，从设计、制造工艺、装备以至原材料都各不相同。所以企业生产的模具宜专而不宜全，规模宜小而不宜大。
4．模具基本上是单件生产。即使是生产专业化的模具企业，在生产同一类模具时，也会由于不同模具的精度要求、复杂程度、加工难度等的不同而需要变化设备的配置和工程的安排。因此，模具企业还应在专业化的基础上实现生产的柔性化。
（三）关于模具的市场分析
据国际生产协会预测，到2000年，工业品零件粗加工的75%，精加工的50%将由模具成型，可见模具在工业生产中的作用将日益重要。
工业发达国家的模具行业在近四十年来取得了异常迅速的发展，已摆脱了从属地位而成为独立的行业，并成为基础工业的重要组成都分。1988年，美国、日本、西德的模具产值分别达到62亿美元、83亿美元、14亿美元，比1957年增长了约100倍，并超过了这些国家机床工业的产值。
据有关资料介绍，工业发达国家的工业产品生产中，对模具的需求量日益增多，美国、日本约有40~50%的工业产品的生产需用模具。国际市场中模具的贸易量十分可观。
近年来，由于工业发达国家的人工费用增加．模具生产有向东南亚国家转移的趋势。本国的生产以高、精模具为主，需要人工劳动量大的模具则依靠进口解决。以模具出口大国日本为例，其1980年模具进口额为24.98亿日元，至1989年已上升到133.32亿日元，十年间提高了5.3倍。由此可见,中低档模具的国际市场潜力十分巨大，只要我国模具的质量能有提高，交货期能有保证,模具出口的前景是十分乐观的。
此外，国际市场对塑料模具模架及模具标准件的需求量也很大，目前我国只有塑料模具模架有少量出口。
（四）本论文将通过如图0-1所示制件的模具设计与分析，提高作者设计简单零件与计算的综合能力。
图0-1制件立体图
一、零件的工艺与分析
此工件冲孔、落料两个工序。 材料为铝合金，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有一个φ4的孔和一个的φ10同心圆；孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为1.9mm(孔与直边的)。工件的尺寸公差为φ100- 0.2、80- 0.2、φ4+0.240 其他作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。如图1-1
图1-1零件的平面图
二、冲压工艺方案的确定
该工件包括冲槽冲孔落料、三个基本工序，可有以下三种工艺方案：
方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。
方案二：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。
方案三：冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。
方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但模具制造难度大，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。
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