垫圈落料冲孔复合模具设计
垫圈落料冲孔复合模具设计[20200123184609]
【摘要】
随着社会的发展与进步，人们对物质的需求越来越高，原有的商品已经不能满足人们对物质的需求。然而大多数商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来。所以模具的发展与人们的生活关系紧密相关。冲压是机械制造业中一种较先进的加工方法，它具有材料利用率高、制品力学性能好，互换性强、生产效率高等优点。冲裁模是冲压生产中不可缺少的工艺装备，而复合模由于具有结构紧凑、生产率高和冲件精度高等特点，是实际生产中被广泛采用的一种模具结构。
本文的主要内容为垫圈落料冲孔复合模设计。首先通过对垫圈尺寸的分析，得到垫圈的排样方案，然后确定模具的工作方案及过程，然后分析，经过冲裁力、顶件力、卸料力等计算，确定压力机的型号，与凸凹模具的刃口尺寸。再分析对冲压件加工的模具适用类型选择所需设计的模具，得出将设计的模具类型后将模具的各工作零部件设计过程表达出来。该零件采用复合加工，能提高生产效率，降低生产成本，而且采用复合模能使质量稳定，模具寿命也较长。可以提高工作效率和产品质量，满足设计目的和技术要求。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】冲压;复合模具;凸凹模;模具结构
引言 1
一、冲压技术概述 2
二、零件的工艺性分析 3
（一）结构分析 3
（二）材料分析 3
（三）精度分析 3
三、确定冲裁工艺方案 3
四、确定模具总体结构方案 5
（一）模具类型 5
（二）操作与定位方式 5
（三）卸料与出件方式 5
（四）模架类型 5
五、工艺与设计计算 5
（一）排样设计与计算 5
（二）压力中心的确定及相关计算 9
（三）工作零件刃口尺寸计算 10
六、模具结构组成及模具材料的选择 12
（一）模具结构组成 12
（二）模具材料的选取 13
总结 15
参考文献 16
谢辞 17
引言
为将螺母传来的力分布在比较大的面积上，避免被螺栓连接的部件在螺栓头或螺母的底面受力太大以及防止在拧紧螺栓的过程中机械损伤被连接的部件，我们常常使用垫圈来解决。弹簧垫圈的作用是防止制件在运行过程中，受机械力和机械振动而回松;平垫圈一般用在连接件中一个是软质地的，一个是硬质地较脆的,其主要作用是增大接触面积，分散压力，防止把质地软的压坏;而弹簧垫圈的弹簧的基本作用是在螺母拧紧之后给螺母一个力，增大螺母和螺栓之间的摩擦力！本文将着重介绍设计“冲压垫圈”的复合模具过程。对零件进行工艺分析，对其结构、材料、精度三方面进行分析，得出垫圈工艺性较好，可以冲裁加工。然后对其冲裁工艺进行分析得出我所设计的垫圈应采用复合模具进行生产。再确定模具总体结构方案包括模具类型、操作与定位方式 、卸料与出件方式以及模架类型。然后再对另零件进行排样、冲裁力、顶件力、卸料力等计算总冲压力确定压力机的型号、压力中心的确定及相关计算、计算工作零件刃口尺寸。最后分析模具结构组成确定模具材料。
一、冲压技术概述
冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工(或称压力加工)，合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。
冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔窝、凸台等。
冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。
冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。
冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。
冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。
在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。
模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。
模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产)，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。
冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。
在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。
二、零件的工艺性分析，如图2-1为垫圈
图2-1
（一）结构分析
该零件结构较简单，结构对称，孔与边缘之间的距离也满足要求，可以冲裁。
（二）材料分析
Q235,优质碳素结构钢。此材料具有较高的弹性和良好的塑性，其冲裁加工性较好。
（三）精度分析
零件尺寸Φ380-0.062IT9级、Φ210+0.33IT13级，无其他特殊要求，利用普通冲裁方式可以达到零件图样要求。
综合以上分析，该零件的工艺性较好，可以冲裁加工。
三、确定冲裁工艺方案
垫圈包含冲孔、落料二个工序，我们可以使用以下三种方案：
方案一：先落料再冲孔，采用单工序模生产。
方案二：冲孔落料同时进行，采用复合模生产。
方案三：先冲孔再落料，采用级进模生产。
三种生产方式的使用场合不一样，下表3-1即为三类冲裁模的对比。
表3-1 三类冲裁模的对比关系
比较项目 模具种类 单工序模 复合模 级进模
无导向的 有导向的
冲裁精度 差 一般 可达IT10-IT8级 IT13-IT10级
冲件平整度 差 一般 因压料较好，冲件平整 不平整，要求质量较高时需校平
冲件最大尺寸和材料厚度 尺寸和厚度不受限制 中小型尺寸、厚度较大 尺寸在300mm以下，厚度在0.05-3mm之间 尺寸在250mm以下，厚度在0.1-6mm之间
生产率 低 较低 冲件或废料落到或被顶到模具工作面上，必须用手工或机械清理，生产率稍低 工序间可自动送料，冲件和废料一般从下模漏下，生产效率高
使用速压力机的可能性高 不能使用 可以使用 操作时出件较困难，速度不宜过高 可以使用
多排冲压法的应用 不采用 很少采用 很少采用 冲件尺寸小时应用较多
模具制造的工作量和成本 低 比无导向的稍高 冲裁复杂形状时比级进模低 冲裁简单形状时比复合模低
【摘要】
随着社会的发展与进步，人们对物质的需求越来越高，原有的商品已经不能满足人们对物质的需求。然而大多数商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来。所以模具的发展与人们的生活关系紧密相关。冲压是机械制造业中一种较先进的加工方法，它具有材料利用率高、制品力学性能好，互换性强、生产效率高等优点。冲裁模是冲压生产中不可缺少的工艺装备，而复合模由于具有结构紧凑、生产率高和冲件精度高等特点，是实际生产中被广泛采用的一种模具结构。
本文的主要内容为垫圈落料冲孔复合模设计。首先通过对垫圈尺寸的分析，得到垫圈的排样方案，然后确定模具的工作方案及过程，然后分析，经过冲裁力、顶件力、卸料力等计算，确定压力机的型号，与凸凹模具的刃口尺寸。再分析对冲压件加工的模具适用类型选择所需设计的模具，得出将设计的模具类型后将模具的各工作零部件设计过程表达出来。该零件采用复合加工，能提高生产效率，降低生产成本，而且采用复合模能使质量稳定，模具寿命也较长。可以提高工作效率和产品质量，满足设计目的和技术要求。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】冲压;复合模具;凸凹模;模具结构
引言 1
一、冲压技术概述 2
二、零件的工艺性分析 3
（一）结构分析 3
（二）材料分析 3
（三）精度分析 3
三、确定冲裁工艺方案 3
四、确定模具总体结构方案 5
（一）模具类型 5
（二）操作与定位方式 5
（三）卸料与出件方式 5
（四）模架类型 5
五、工艺与设计计算 5
（一）排样设计与计算 5
（二）压力中心的确定及相关计算 9
（三）工作零件刃口尺寸计算 10
六、模具结构组成及模具材料的选择 12
（一）模具结构组成 12
（二）模具材料的选取 13
总结 15
参考文献 16
谢辞 17
引言
为将螺母传来的力分布在比较大的面积上，避免被螺栓连接的部件在螺栓头或螺母的底面受力太大以及防止在拧紧螺栓的过程中机械损伤被连接的部件，我们常常使用垫圈来解决。弹簧垫圈的作用是防止制件在运行过程中，受机械力和机械振动而回松;平垫圈一般用在连接件中一个是软质地的，一个是硬质地较脆的,其主要作用是增大接触面积，分散压力，防止把质地软的压坏;而弹簧垫圈的弹簧的基本作用是在螺母拧紧之后给螺母一个力，增大螺母和螺栓之间的摩擦力！本文将着重介绍设计“冲压垫圈”的复合模具过程。对零件进行工艺分析，对其结构、材料、精度三方面进行分析，得出垫圈工艺性较好，可以冲裁加工。然后对其冲裁工艺进行分析得出我所设计的垫圈应采用复合模具进行生产。再确定模具总体结构方案包括模具类型、操作与定位方式 、卸料与出件方式以及模架类型。然后再对另零件进行排样、冲裁力、顶件力、卸料力等计算总冲压力确定压力机的型号、压力中心的确定及相关计算、计算工作零件刃口尺寸。最后分析模具结构组成确定模具材料。
一、冲压技术概述
冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工(或称压力加工)，合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。
冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔窝、凸台等。
冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。
冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。
冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。
冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。
在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。
模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。
模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产)，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。
冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。
在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。
二、零件的工艺性分析，如图2-1为垫圈
图2-1
（一）结构分析
该零件结构较简单，结构对称，孔与边缘之间的距离也满足要求，可以冲裁。
（二）材料分析
Q235,优质碳素结构钢。此材料具有较高的弹性和良好的塑性，其冲裁加工性较好。
（三）精度分析
零件尺寸Φ380-0.062IT9级、Φ210+0.33IT13级，无其他特殊要求，利用普通冲裁方式可以达到零件图样要求。
综合以上分析，该零件的工艺性较好，可以冲裁加工。
三、确定冲裁工艺方案
垫圈包含冲孔、落料二个工序，我们可以使用以下三种方案：
方案一：先落料再冲孔，采用单工序模生产。
方案二：冲孔落料同时进行，采用复合模生产。
方案三：先冲孔再落料，采用级进模生产。
三种生产方式的使用场合不一样，下表3-1即为三类冲裁模的对比。
表3-1 三类冲裁模的对比关系
比较项目 模具种类 单工序模 复合模 级进模
无导向的 有导向的
冲裁精度 差 一般 可达IT10-IT8级 IT13-IT10级
冲件平整度 差 一般 因压料较好，冲件平整 不平整，要求质量较高时需校平
冲件最大尺寸和材料厚度 尺寸和厚度不受限制 中小型尺寸、厚度较大 尺寸在300mm以下，厚度在0.05-3mm之间 尺寸在250mm以下，厚度在0.1-6mm之间
生产率 低 较低 冲件或废料落到或被顶到模具工作面上，必须用手工或机械清理，生产率稍低 工序间可自动送料，冲件和废料一般从下模漏下，生产效率高
使用速压力机的可能性高 不能使用 可以使用 操作时出件较困难，速度不宜过高 可以使用
多排冲压法的应用 不采用 很少采用 很少采用 冲件尺寸小时应用较多
模具制造的工作量和成本 低 比无导向的稍高 冲裁复杂形状时比级进模低 冲裁简单形状时比复合模低
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