圆垫片的落料冲孔级进模设计
圆垫片的落料冲孔级进模设计[20200123184030]
日期： 2012年9月8日 【摘要】
本课题主要完成圆垫片的落料冲孔级进模设计。
本次设计了一套级进模模具。经过查阅资料，首先要对零件进行工艺分析，经过工艺分析和对比，采用级进模设计，通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算，确定压力机的型号，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。在本文第一部分，主要叙述了冲压模具的工艺分析，然后进行尺寸计算，最后完成了工艺方案的确定。
本文的第二部分是对零件排样图及主要零部件的设计，完成了材料利用率的计算，再进行冲裁工艺力的计算和工作部分的设计计算，对选择冲压设备提供依据，最后对主要零部件的设计和标准件的选择，为本次设计模具的绘制和模具的成形提供依据，以及为装配图各尺寸提供依据。通过前面的设计方案最终画出模具各零件图和装配图。
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关键字:】冲压；级进模；模具结构
引言 1
一、冲裁件的工艺分析 2
二、冲裁工艺方案的确定 2
三、模具总体设计 3
（一）模具类型的选择 3
（二）操作与定位方式 4
（三）确定导向方式 4
四、模具设计计算 5
（一）排样 5
（二）冲压力的计算及设备的选择 7
（三）工作零件刃口尺寸计算 8
五、主要零部件的设计 10
（一）工作零件的结构设计 10
（二）卸料部件的设计 12
（三）模架及其他零部件的选用 13
六、总装图及其它非标准件绘制 14
总结 15
参考文献 16
谢辞 17
引言
垫片起着连接时的稳定、密封等作用。垫片的种类繁多、大小薄厚有别、材质各异，所起的作用又各有不同。因此，机手应熟知各种垫片的特点和正确的安装方法，切勿随意增减或代替。现将常用的几种垫片的特点及安装注意事项介绍如下：
铜平垫：铜平垫的材质一般为紫铜材质，大都使用在压力较大的部位，例如喷油嘴的垫片。
弹簧垫：弹簧垫用于螺栓的连接，防止螺栓与螺母因受震而松脱。尤其是不易看到或不易操作部位的螺栓更应使用弹簧垫。
石棉垫：石棉垫具有耐高温的特点，所以使用它的部件均为高温件，如排气管与缸盖之间，这些部位不能用其他垫片代替。
钢垫片：外部用特定的冷作工艺包覆金属薄板的复合型垫片，按垫片截面通常分为平面型包覆及波纹型包覆两种，是最传统的一种密合垫片，适用于热交换器、压力容器、泵、阀及法兰面密封。但回弹力有限，需要求法兰表面平坦及紧固力很高才能达到良好效果。
在本文中选用钢垫片，设计圆垫片的落料冲孔级进模时给出生产圆垫片的冲裁级进模的步骤。通过冲压件工艺分析，确定模具设计计算方案，包括排样、计算条料宽度、确定布距、冲压力以及各主要零件结构尺寸等选择标准零件；并按照已确定的模具形状及参数设计并绘制总装图。
确定工序过程安排、排料方案的确定和最佳模具结构的工艺方案。进行毛坯尺寸、冲裁压力、卸料力、材料利用率、模具压力中心、弹性装置的选用与计算、凸凹模刃口工作尺寸及公差的确定。一、冲裁件的工艺分析
图1-1 零件图
图1-2零件
圆垫片零件图见图1-1所示，零件件图1-2所示。采用45钢材料制造，属于大批量生产，厚度为1mm，工件结构形状相对简单，成中心对称，尺寸精度要求较低，零件公差为IT12级，尺寸精度较低，普通冲裁完全可以满足要求，45钢材料见表1-2。
表1-2 45钢的化学成分、性能及用途
牌号 等级 化学成分 σS/MPa δ5/% σb/MPa 性能分析
钢材厚度和型材直径≤16mm
Wc/% 不小于
45 优质 0.28—0.38 275 20 490-610 良好的塑性、焊接性以及压力加工性。
二、冲裁工艺方案的确定
方案一采用复合模加工。复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，冲模的轮廓尺寸较小。但复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。
方案二采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件，用简单模或复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。但级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。
比较方案一与方案二，对于所给零件，由于两小孔比较接近边缘，复合模冲裁零件时受到壁厚的限制，模具结构与强度方面相对较难实现和保证，所以根据零件性质故采用级进模加工。表2-1为模具结构特点与比较。
表2-1 模具结构及特点比较
模具种类比较项目 级进模 复合模
零件公差等级 可达IT13—IT10级 可达IT10—IT8级
零件特点 小零件厚度0.2—6mm可加工复杂零件，如宽度极小的异形件 形状与尺寸受模具结构与强度限制，尺寸可以较大，厚度可达3mm
零件平面度 中小型件不平直，高质量制件需较平 由于压料冲件的同时得到了较平，制件平直度好且具有良好的剪切断面
生产效率 工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率高 冲件被顶到模具工作表面上，必须手动或机械排除，生产效率较低
安全性 比较安全 不安全，需采取安全措施
模具制造工作量和成本 冲裁简单的零件时，比复合模低 冲裁较复杂零件时，比级进模低
适用场合 大批量小型冲压件的生产 形状复杂，精度要求较高，平直度要求高的中小型制件的大批量生产
三、模具总体设计
（一）模具类型的选择
级进模冲压时，冲件是依次在几个不同工位上逐渐成形的，因此要保证冲件的尺寸及外形相对位置精度，模具结构上必须解决条料或带料的准确送进与定距问题。根据级进模定位零件的特征，级进模有以下两种典型结构：
用挡料销和导正销定位的级进模和侧刃定距的级进模。
板料厚度较小，用导正销定位时孔的边缘可能被导正销摩擦压弯，因而不能起正确导正和定位作用；对窄长形的冲件，一般进距较小不宜安装始用挡料销和固定挡料销；落料凸模尺寸不大时，若在凸模上安装导正销将影响凸模强度。因此，固定挡料销与落料凸模上安装的导正销定位的级进模，一般适用于冲制板料厚度大于0.3mm、材料较硬的冲件及进距与落料凸模稍大的场合。否则， 宜用侧刃定位。
在实际生产中，对精度要求较高、工位较多的级进冲裁可采用既有侧刃又有导正销联合定位的级进模。此时侧刃相当于始用挡料销，用于粗定位，导正销作为精定位。导正销像凸模一样安装在凸模固定板上，在凹模的相应位置设有让位孔，在条料的适当位置预冲出工艺供导正销导正条料。
通过比较采用自然漏料的用挡料销和导正销定位的级进模结构方式。
（二）操作与定位方式
1．操作方式
零件的生产批量较大，采用自动送料方式，提高经济效益。因选用的冲压设备为开式压力机，采用纵向送料方式，即由前向后送料。
2．定位方式
该模具采用的是卷料，根据模具具体结构兼顾经济效益，控制卷料的送进方向采用导料销，控制送料步距采用卷料机。
（三）确定导向方式
模架是上、下模座与导向零件的组合体。标准冲模模架主要有两大类：一类是由上、下模座和导柱、导套组成的导柱模模架；另一类是由弹压导板、下模座和导柱、导套组成的导板模模架。各类模架的类型及特点比较见表3-1。
日期： 2012年9月8日 【摘要】
本课题主要完成圆垫片的落料冲孔级进模设计。
本次设计了一套级进模模具。经过查阅资料，首先要对零件进行工艺分析，经过工艺分析和对比，采用级进模设计，通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算，确定压力机的型号，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。在本文第一部分，主要叙述了冲压模具的工艺分析，然后进行尺寸计算，最后完成了工艺方案的确定。
本文的第二部分是对零件排样图及主要零部件的设计，完成了材料利用率的计算，再进行冲裁工艺力的计算和工作部分的设计计算，对选择冲压设备提供依据，最后对主要零部件的设计和标准件的选择，为本次设计模具的绘制和模具的成形提供依据，以及为装配图各尺寸提供依据。通过前面的设计方案最终画出模具各零件图和装配图。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】冲压；级进模；模具结构
引言 1
一、冲裁件的工艺分析 2
二、冲裁工艺方案的确定 2
三、模具总体设计 3
（一）模具类型的选择 3
（二）操作与定位方式 4
（三）确定导向方式 4
四、模具设计计算 5
（一）排样 5
（二）冲压力的计算及设备的选择 7
（三）工作零件刃口尺寸计算 8
五、主要零部件的设计 10
（一）工作零件的结构设计 10
（二）卸料部件的设计 12
（三）模架及其他零部件的选用 13
六、总装图及其它非标准件绘制 14
总结 15
参考文献 16
谢辞 17
引言
垫片起着连接时的稳定、密封等作用。垫片的种类繁多、大小薄厚有别、材质各异，所起的作用又各有不同。因此，机手应熟知各种垫片的特点和正确的安装方法，切勿随意增减或代替。现将常用的几种垫片的特点及安装注意事项介绍如下：
铜平垫：铜平垫的材质一般为紫铜材质，大都使用在压力较大的部位，例如喷油嘴的垫片。
弹簧垫：弹簧垫用于螺栓的连接，防止螺栓与螺母因受震而松脱。尤其是不易看到或不易操作部位的螺栓更应使用弹簧垫。
石棉垫：石棉垫具有耐高温的特点，所以使用它的部件均为高温件，如排气管与缸盖之间，这些部位不能用其他垫片代替。
钢垫片：外部用特定的冷作工艺包覆金属薄板的复合型垫片，按垫片截面通常分为平面型包覆及波纹型包覆两种，是最传统的一种密合垫片，适用于热交换器、压力容器、泵、阀及法兰面密封。但回弹力有限，需要求法兰表面平坦及紧固力很高才能达到良好效果。
在本文中选用钢垫片，设计圆垫片的落料冲孔级进模时给出生产圆垫片的冲裁级进模的步骤。通过冲压件工艺分析，确定模具设计计算方案，包括排样、计算条料宽度、确定布距、冲压力以及各主要零件结构尺寸等选择标准零件；并按照已确定的模具形状及参数设计并绘制总装图。
确定工序过程安排、排料方案的确定和最佳模具结构的工艺方案。进行毛坯尺寸、冲裁压力、卸料力、材料利用率、模具压力中心、弹性装置的选用与计算、凸凹模刃口工作尺寸及公差的确定。一、冲裁件的工艺分析
图1-1 零件图
图1-2零件
圆垫片零件图见图1-1所示，零件件图1-2所示。采用45钢材料制造，属于大批量生产，厚度为1mm，工件结构形状相对简单，成中心对称，尺寸精度要求较低，零件公差为IT12级，尺寸精度较低，普通冲裁完全可以满足要求，45钢材料见表1-2。
表1-2 45钢的化学成分、性能及用途
牌号 等级 化学成分 σS/MPa δ5/% σb/MPa 性能分析
钢材厚度和型材直径≤16mm
Wc/% 不小于
45 优质 0.28—0.38 275 20 490-610 良好的塑性、焊接性以及压力加工性。
二、冲裁工艺方案的确定
方案一采用复合模加工。复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，冲模的轮廓尺寸较小。但复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。
方案二采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件，用简单模或复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。但级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。
比较方案一与方案二，对于所给零件，由于两小孔比较接近边缘，复合模冲裁零件时受到壁厚的限制，模具结构与强度方面相对较难实现和保证，所以根据零件性质故采用级进模加工。表2-1为模具结构特点与比较。
表2-1 模具结构及特点比较
模具种类比较项目 级进模 复合模
零件公差等级 可达IT13—IT10级 可达IT10—IT8级
零件特点 小零件厚度0.2—6mm可加工复杂零件，如宽度极小的异形件 形状与尺寸受模具结构与强度限制，尺寸可以较大，厚度可达3mm
零件平面度 中小型件不平直，高质量制件需较平 由于压料冲件的同时得到了较平，制件平直度好且具有良好的剪切断面
生产效率 工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率高 冲件被顶到模具工作表面上，必须手动或机械排除，生产效率较低
安全性 比较安全 不安全，需采取安全措施
模具制造工作量和成本 冲裁简单的零件时，比复合模低 冲裁较复杂零件时，比级进模低
适用场合 大批量小型冲压件的生产 形状复杂，精度要求较高，平直度要求高的中小型制件的大批量生产
三、模具总体设计
（一）模具类型的选择
级进模冲压时，冲件是依次在几个不同工位上逐渐成形的，因此要保证冲件的尺寸及外形相对位置精度，模具结构上必须解决条料或带料的准确送进与定距问题。根据级进模定位零件的特征，级进模有以下两种典型结构：
用挡料销和导正销定位的级进模和侧刃定距的级进模。
板料厚度较小，用导正销定位时孔的边缘可能被导正销摩擦压弯，因而不能起正确导正和定位作用；对窄长形的冲件，一般进距较小不宜安装始用挡料销和固定挡料销；落料凸模尺寸不大时，若在凸模上安装导正销将影响凸模强度。因此，固定挡料销与落料凸模上安装的导正销定位的级进模，一般适用于冲制板料厚度大于0.3mm、材料较硬的冲件及进距与落料凸模稍大的场合。否则， 宜用侧刃定位。
在实际生产中，对精度要求较高、工位较多的级进冲裁可采用既有侧刃又有导正销联合定位的级进模。此时侧刃相当于始用挡料销，用于粗定位，导正销作为精定位。导正销像凸模一样安装在凸模固定板上，在凹模的相应位置设有让位孔，在条料的适当位置预冲出工艺供导正销导正条料。
通过比较采用自然漏料的用挡料销和导正销定位的级进模结构方式。
（二）操作与定位方式
1．操作方式
零件的生产批量较大，采用自动送料方式，提高经济效益。因选用的冲压设备为开式压力机，采用纵向送料方式，即由前向后送料。
2．定位方式
该模具采用的是卷料，根据模具具体结构兼顾经济效益，控制卷料的送进方向采用导料销，控制送料步距采用卷料机。
（三）确定导向方式
模架是上、下模座与导向零件的组合体。标准冲模模架主要有两大类：一类是由上、下模座和导柱、导套组成的导柱模模架；另一类是由弹压导板、下模座和导柱、导套组成的导板模模架。各类模架的类型及特点比较见表3-1。
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