平垫圈倒装复合模设计
平垫圈倒装复合模设计[20200123183939]
日 期： 2012年10月20 【摘要】
本课题主要完成平垫圈的倒装复合模设计。首先对进行技术要求冲压工艺性初步确定冲压工艺路线再通过计算其毛胚尺寸和冲压拉深次数来合并加工工序选择最佳方案。通过查阅资料计算来确定排样方案和各工序间的尺寸。第二部分就是确定模具设计方案，要选择压力机的类型模具类型及结构形式的选择和模具零件的选用和设计最终确定其模具的装配图。
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关键字:】冲压；复合模；模具结构；CAXA
引言 1
一、冲裁件工艺性分析 2
二、冲裁工艺方案的确定 3
三、模具总体设计 4
（一）模具类型的选择 4
（二）操作与定位方式 4
（三）卸料、出件方式 4
（四）确定导向方式 5
四、模具设计计算 5
（一）排样 5
（二）冲压力的计算 7
（三）工作零件刃口尺寸计算 9
五、主要零部件设计 11
（一）工作零件的结构设计 11
（二）卸料部件的设计 13
（三）模架及其他零部件的选用 14
六、总装图及其它非标准件绘制 14
总结 18
参考文献 19
谢辞 20
引言
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。
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。
冲压工艺是塑性件，所以有加工的基本方法之一。它主要用于加工板料零时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料，也可以加工非金属板料。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时，板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。
冲压生产靠模具与设备完成加工过程，所以它的生产率且由于操作简便，也便于实现机械化和自动化。
冲压产品的尺寸精度是由模具保证的，所以质量稳定，一般不需要再经过机械加工便可使用。
冲压加工一般不需要加热毛坯，也不像切削加工那样大量切削材料，所以它不但节能，而且节约材料。冲压产品的表面质量较好，使用的原材料是冶金工厂大量生产的扎制板料或带料，在冲压过程中材料表面不受破坏。
冲压工艺在汽车、拖拉机、电机、电器、仪器 、仪表、各种民用轻工产品以及航空、航天和兵工等的生产方面占据十分重要。因此，冲压工艺是一种产品质量较好而且成本较低的加工工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。现代各先进工业化的国家的冲压生产都是十分发达的。在我国的现代化建设进程中，冲压生产占有重要的地位。
由于新技术的应用和引导,模具技术在国民经济中的地位愈来愈大，在一定程度上决定了我国机械制造业在21世纪的市场竞争能力，为此，我们要有足够的认识并采取得力的措施。
一、冲裁件工艺性分析
图1-1 零件图
图1-2 零件
已知垫圈零件为大批量生产，厚度2mm，45钢材料（性能分析见表1），工件结构形状相对简单，成中心对称，且孔与边缘之间的距离也满足要求，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。
表1-1 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
冲裁工艺方案可以采用三种形式，一是采用先冲孔后落料的单工序模生产；二是冲孔、落料复合冲压的复合模生产；三是冲孔、落料级进冲压的级进模生产。
结合表1-2分析知，方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案三只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，但模具轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高。方案二也只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小，制造比方案三简单。通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用该方案为佳，即复合模生产。
表2-1 各类模具结构及特点比较
模具种类比较项目 单工序模 级进模 复合模
无导向 有导向
零件公差等级 低 一般 可达IT13—IT10级 可达IT10—IT8级
零件特点 尺寸不受限制厚度不受限制 中小型尺寸厚度较厚 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 低 一般 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 低 较低 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 不安全，需采取安全措施 比较安全 不安全，需采取安全措施
模具制造工作量和成本 低 比无导向的稍高 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 料厚精度要求低的小批量冲件的生产 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
正装复合模适用于冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，还可以冲制孔边距较小的冲裁件。倒装复合模不宜冲制孔边距较小的冲裁件，但倒装式复合模结构简单，废料又可以直接从下模洒落，模具使用寿命高，便于操作，并为机械化出件提供了有利条件，所以应用十分广泛。
根据零件分析，工件尺寸精度要求不高，孔边距较大，形状较简单，但工件产量较大，根据材料厚度，为保证冲模有较高的生产率，通过比较，决定实行工序集中的工艺方案，弹性卸料装置，自然漏料的倒装复合结构方式。
（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。
日 期： 2012年10月20 【摘要】
本课题主要完成平垫圈的倒装复合模设计。首先对进行技术要求冲压工艺性初步确定冲压工艺路线再通过计算其毛胚尺寸和冲压拉深次数来合并加工工序选择最佳方案。通过查阅资料计算来确定排样方案和各工序间的尺寸。第二部分就是确定模具设计方案，要选择压力机的类型模具类型及结构形式的选择和模具零件的选用和设计最终确定其模具的装配图。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】冲压；复合模；模具结构；CAXA
引言 1
一、冲裁件工艺性分析 2
二、冲裁工艺方案的确定 3
三、模具总体设计 4
（一）模具类型的选择 4
（二）操作与定位方式 4
（三）卸料、出件方式 4
（四）确定导向方式 5
四、模具设计计算 5
（一）排样 5
（二）冲压力的计算 7
（三）工作零件刃口尺寸计算 9
五、主要零部件设计 11
（一）工作零件的结构设计 11
（二）卸料部件的设计 13
（三）模架及其他零部件的选用 14
六、总装图及其它非标准件绘制 14
总结 18
参考文献 19
谢辞 20
引言
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。
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。
冲压工艺是塑性件，所以有加工的基本方法之一。它主要用于加工板料零时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料，也可以加工非金属板料。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时，板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。
冲压生产靠模具与设备完成加工过程，所以它的生产率且由于操作简便，也便于实现机械化和自动化。
冲压产品的尺寸精度是由模具保证的，所以质量稳定，一般不需要再经过机械加工便可使用。
冲压加工一般不需要加热毛坯，也不像切削加工那样大量切削材料，所以它不但节能，而且节约材料。冲压产品的表面质量较好，使用的原材料是冶金工厂大量生产的扎制板料或带料，在冲压过程中材料表面不受破坏。
冲压工艺在汽车、拖拉机、电机、电器、仪器 、仪表、各种民用轻工产品以及航空、航天和兵工等的生产方面占据十分重要。因此，冲压工艺是一种产品质量较好而且成本较低的加工工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。现代各先进工业化的国家的冲压生产都是十分发达的。在我国的现代化建设进程中，冲压生产占有重要的地位。
由于新技术的应用和引导,模具技术在国民经济中的地位愈来愈大，在一定程度上决定了我国机械制造业在21世纪的市场竞争能力，为此，我们要有足够的认识并采取得力的措施。
一、冲裁件工艺性分析
图1-1 零件图
图1-2 零件
已知垫圈零件为大批量生产，厚度2mm，45钢材料（性能分析见表1），工件结构形状相对简单，成中心对称，且孔与边缘之间的距离也满足要求，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。
表1-1 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
冲裁工艺方案可以采用三种形式，一是采用先冲孔后落料的单工序模生产；二是冲孔、落料复合冲压的复合模生产；三是冲孔、落料级进冲压的级进模生产。
结合表1-2分析知，方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案三只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，但模具轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高。方案二也只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小，制造比方案三简单。通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用该方案为佳，即复合模生产。
表2-1 各类模具结构及特点比较
模具种类比较项目 单工序模 级进模 复合模
无导向 有导向
零件公差等级 低 一般 可达IT13—IT10级 可达IT10—IT8级
零件特点 尺寸不受限制厚度不受限制 中小型尺寸厚度较厚 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 低 一般 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 低 较低 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 不安全，需采取安全措施 比较安全 不安全，需采取安全措施
模具制造工作量和成本 低 比无导向的稍高 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 料厚精度要求低的小批量冲件的生产 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
正装复合模适用于冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，还可以冲制孔边距较小的冲裁件。倒装复合模不宜冲制孔边距较小的冲裁件，但倒装式复合模结构简单，废料又可以直接从下模洒落，模具使用寿命高，便于操作，并为机械化出件提供了有利条件，所以应用十分广泛。
根据零件分析，工件尺寸精度要求不高，孔边距较大，形状较简单，但工件产量较大，根据材料厚度，为保证冲模有较高的生产率，通过比较，决定实行工序集中的工艺方案，弹性卸料装置，自然漏料的倒装复合结构方式。
（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。
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