垫片冲压工艺与模具设计
垫片冲压工艺与模具设计[20200123185448]
日期： 2012年11月10日 【摘要】
模具是高效率、高质量的产品生产工具。模具加工工艺是一项先进的制造工艺，已成为重要发展方向，在航空航天、汽车、机械等行业得到越来越广泛的应用。在此次设计中分析了垫片的结构及公益性，通过对零件的工艺分析，确定了合理的冲压工艺方案，采用冷冲压落料零件生产，研究了该零件在生产中从毛坯到成品的冲压过程，分析了其中的加工性质，制定合理的工艺方案和合适的冲压工序，选择合适的冲压设备，以达到提高生产效率，降低成本的目的。
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关键字:冲压模、冲裁间隙、垫片、落料
引言 1
一、冲压工艺设计 2
（一）冲压件的工艺分析 2
（二）冲压工艺方案 3
二、冲压排样设计 3
（一）排样方法及排样图 3
（二）排样计算 4
三、 冲压力与压力中心计算 5
（一）冲压力计算 5
（二）卸料力、推件力与顶件力计算 6
（三）压力机标称压力确定 6
（四）压力中心计算 7
（五）压力机选用 7
四、凸、凹模刃口尺寸计算 8
（一）凸、凹模刃口尺寸计算原则 8
（二）凸、凹模刃口尺寸确定 8
五、冲压模具设计 8
（一）工作部件设计 8
（二）落料凹模设计 9
（三) 冲孔凸模设计 10
六、定位装置设计与计算 11
（一）定距侧刃 11
（二）挡料销 11
（三）导正销 11
七、固定装置 11
（一）垫板 11
（二）模柄 11
（三）导料板设计 12
总结 13
致谢 14
参考文献 15
引言
冲压模具在实际工业生产中应用广泛。在传统的工业生产中，工人生产的劳动强度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展，业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视，而被大量应用到工业生产中来。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。
模具，做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。
研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展具有特别重要的意义，模具技术已成为衡量一个国家产品制造技术的重要标志之一，随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济中的地位日益提高，并在国民经济发展过程中发挥越来越大的作用。
设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、生产率、具使用寿命，还可以提高产品经济效益。在进行模具设计时，必须清楚零件的加工工艺，设计出的零件要能加工、易加工。充分了解模具各部件作用是设计者进行模具设计的前提，新的设计思路必然带来新的模具结构。
一、冲压工艺设计
图1-1 冲压件图示
（一）冲压件的工艺分析
1、工件材料
为10号钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有两个8.5mm的对称孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，查阅表1-1得，壁厚为0.8mm，普通冲裁完全能满足要求。
表1-1 倒装复合模的冲裁凸凹模最小壁厚 （单位：mm）
材料厚度t 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4
最小壁厚δ 1.4 1.8 2.3 2.7 3.2 3.6 4.0 4.4 4.9 5.2 5.8
材料厚度t 2.8 3.0 3.2 3.5 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0
最小壁厚δ 6.4 6.7 7.1 7.6 8.1 8.5 8.8 9.1 9.4 9.7 10
2、结构与尺寸
参照图1-1，该零件结构简单，形状对称，尺寸不大，孔至边缘最小距离3.75mm＞1.5t，适于冲裁加工，参照表1-2。
表1-2 孔中心与边缘距离尺寸公差
材料厚度 t / mm 孔中心与边缘距离尺寸 / mm
≤50 5~120 120~220 220~360
≤2 2~4 >4 ±0.5 ±0.6 ±0.7 ±0.6 ±0.7 ±0.8 ±0.7 ±0.8 ±1.0 ±0.8 ±1.0 ±1.2
2、尺寸精度
精度等级为IT13级，未作细致公差要求，根据下表1-3，一般冲压均能满足其尺寸精度要求。
表1-3 冲裁件内外形所能达到的经济精度
材料厚度 t / mm 基 本 尺 寸 / mm
≤3 3~6 6~10 10~18 18~500
≤1 IT12~IT13 IT11
1~2 IT14 IT12~IT13 IT11
2~3 IT14 IT12~IT13
3~5 — IT14 IT12~IT13
（二）冲压工艺方案
该零件包括落料冲孔两个基本工序，可采用的冲压工艺方案有单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁三种。由于零件属于大批量生产，尺寸较小，不宜采用单工序冲裁，而采用复合模生产，冲出的零件精度和平直度好，生产效率高，该零件的孔边距也合适，模具强度得到保证，所以，该零件采用复合冲裁生产。
二、冲压排样设计
（一）排样方法及排样图
1.排样方法
根据材料的利用情况，排样的方法可分为三种：
（1）有废料排样
（2）少废料排样
（3）无废料排样
采用少、无废料排料可以简化冲裁模结构，减少冲裁力。但是条料导向与定位所产生的误差影响，冲裁件公差等级低。同时，由于是模具单面受力（单边切断时），不但会加剧模具磨损，降低模具寿命，而且也直接影响冲裁件的断面质量。因此选择有废料排样，虽然材料利用率低，冲裁件质量及模具寿命高。
根据零件结构形状采用有废料排样中直对排的排样形式。
2.排样图
见图2-1。
图2-1 冲压件排样图
（二）排样计算
1.确定搭边值
查阅手册得，工件间a1为1.8,侧边a为2.0。
2.送料步距
送料步距（送料步距简称步距或进距），是条料在模具上每次送进的距离。步距是决定挡料销位置的依据，每次只冲一个零件的步距s的计算公式S=D+a1
式中 D： 平行于送料方向的冲件宽度；
a1： 冲件之间的搭边值。
计算送料步距为S=D+a1
=20+1.8
=21.8（mm）
日期： 2012年11月10日 【摘要】
模具是高效率、高质量的产品生产工具。模具加工工艺是一项先进的制造工艺，已成为重要发展方向，在航空航天、汽车、机械等行业得到越来越广泛的应用。在此次设计中分析了垫片的结构及公益性，通过对零件的工艺分析，确定了合理的冲压工艺方案，采用冷冲压落料零件生产，研究了该零件在生产中从毛坯到成品的冲压过程，分析了其中的加工性质，制定合理的工艺方案和合适的冲压工序，选择合适的冲压设备，以达到提高生产效率，降低成本的目的。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:冲压模、冲裁间隙、垫片、落料
引言 1
一、冲压工艺设计 2
（一）冲压件的工艺分析 2
（二）冲压工艺方案 3
二、冲压排样设计 3
（一）排样方法及排样图 3
（二）排样计算 4
三、 冲压力与压力中心计算 5
（一）冲压力计算 5
（二）卸料力、推件力与顶件力计算 6
（三）压力机标称压力确定 6
（四）压力中心计算 7
（五）压力机选用 7
四、凸、凹模刃口尺寸计算 8
（一）凸、凹模刃口尺寸计算原则 8
（二）凸、凹模刃口尺寸确定 8
五、冲压模具设计 8
（一）工作部件设计 8
（二）落料凹模设计 9
（三) 冲孔凸模设计 10
六、定位装置设计与计算 11
（一）定距侧刃 11
（二）挡料销 11
（三）导正销 11
七、固定装置 11
（一）垫板 11
（二）模柄 11
（三）导料板设计 12
总结 13
致谢 14
参考文献 15
引言
冲压模具在实际工业生产中应用广泛。在传统的工业生产中，工人生产的劳动强度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展，业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视，而被大量应用到工业生产中来。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。
模具，做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。
研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展具有特别重要的意义，模具技术已成为衡量一个国家产品制造技术的重要标志之一，随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济中的地位日益提高，并在国民经济发展过程中发挥越来越大的作用。
设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、生产率、具使用寿命，还可以提高产品经济效益。在进行模具设计时，必须清楚零件的加工工艺，设计出的零件要能加工、易加工。充分了解模具各部件作用是设计者进行模具设计的前提，新的设计思路必然带来新的模具结构。
一、冲压工艺设计
图1-1 冲压件图示
（一）冲压件的工艺分析
1、工件材料
为10号钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有两个8.5mm的对称孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，查阅表1-1得，壁厚为0.8mm，普通冲裁完全能满足要求。
表1-1 倒装复合模的冲裁凸凹模最小壁厚 （单位：mm）
材料厚度t 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4
最小壁厚δ 1.4 1.8 2.3 2.7 3.2 3.6 4.0 4.4 4.9 5.2 5.8
材料厚度t 2.8 3.0 3.2 3.5 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0
最小壁厚δ 6.4 6.7 7.1 7.6 8.1 8.5 8.8 9.1 9.4 9.7 10
2、结构与尺寸
参照图1-1，该零件结构简单，形状对称，尺寸不大，孔至边缘最小距离3.75mm＞1.5t，适于冲裁加工，参照表1-2。
表1-2 孔中心与边缘距离尺寸公差
材料厚度 t / mm 孔中心与边缘距离尺寸 / mm
≤50 5~120 120~220 220~360
≤2 2~4 >4 ±0.5 ±0.6 ±0.7 ±0.6 ±0.7 ±0.8 ±0.7 ±0.8 ±1.0 ±0.8 ±1.0 ±1.2
2、尺寸精度
精度等级为IT13级，未作细致公差要求，根据下表1-3，一般冲压均能满足其尺寸精度要求。
表1-3 冲裁件内外形所能达到的经济精度
材料厚度 t / mm 基 本 尺 寸 / mm
≤3 3~6 6~10 10~18 18~500
≤1 IT12~IT13 IT11
1~2 IT14 IT12~IT13 IT11
2~3 IT14 IT12~IT13
3~5 — IT14 IT12~IT13
（二）冲压工艺方案
该零件包括落料冲孔两个基本工序，可采用的冲压工艺方案有单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁三种。由于零件属于大批量生产，尺寸较小，不宜采用单工序冲裁，而采用复合模生产，冲出的零件精度和平直度好，生产效率高，该零件的孔边距也合适，模具强度得到保证，所以，该零件采用复合冲裁生产。
二、冲压排样设计
（一）排样方法及排样图
1.排样方法
根据材料的利用情况，排样的方法可分为三种：
（1）有废料排样
（2）少废料排样
（3）无废料排样
采用少、无废料排料可以简化冲裁模结构，减少冲裁力。但是条料导向与定位所产生的误差影响，冲裁件公差等级低。同时，由于是模具单面受力（单边切断时），不但会加剧模具磨损，降低模具寿命，而且也直接影响冲裁件的断面质量。因此选择有废料排样，虽然材料利用率低，冲裁件质量及模具寿命高。
根据零件结构形状采用有废料排样中直对排的排样形式。
2.排样图
见图2-1。
图2-1 冲压件排样图
（二）排样计算
1.确定搭边值
查阅手册得，工件间a1为1.8,侧边a为2.0。
2.送料步距
送料步距（送料步距简称步距或进距），是条料在模具上每次送进的距离。步距是决定挡料销位置的依据，每次只冲一个零件的步距s的计算公式S=D+a1
式中 D： 平行于送料方向的冲件宽度；
a1： 冲件之间的搭边值。
计算送料步距为S=D+a1
=20+1.8
=21.8（mm）
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