1、 1墊片倒裝模具設計墊片倒裝模具設計【摘要摘要】現如今工業生產中大量的使用沖裁工藝來完成工業出產，沖裁模具設計與制造時一項非常需要技巧和經驗的腦力工作。這次我的畢業設計根據畢業設計任務書所提供的零件圖紙要求，用 AUTOCAD 進行設計。依據分析結果選擇合理的模具結構和沖壓工藝，以此為基礎選擇合適的零件材料。翻閱資料和工作經驗結合分析可知，拿到零件樣品時最開始選用合理的制造沖裁工藝，根據生產實際對比得到產品的生產工序沖孔落料方式，查看企業的壓力機類型結合計算出的沖裁力選擇合適的型號，為了滿足沖裁件的需求采用合理的模具類型。此次論文講述了沖壓倒裝復合模的構造設計的主要計算及工作過程中的注意要求。

2、這類模具安全可靠，人力勞動強度低，需求人力少勞動成本低，采用的是半自動化生產生產效率高產品結構非常穩定，使用大批量的生產。關鍵詞：沖裁；模具結構，倒裝復合模；落料沖孔 2目錄目錄【摘要摘要】2引言引言4一、一、墊片產品零件分析及工藝選擇墊片產品零件分析及工藝選擇5二、二、模具總體設計模具總體設計6三、三、模具設計計算模具設計計算7四、四、落料凹、凸模刃口尺寸計算落料凹、凸模刃口尺寸計算9五、五、主要零部件設計及工藝主要零部件設計及工藝11六、六、模架及其他零部件的選用模架及其他零部件的選用12七、七、總裝圖及其它非標準件繪制總裝圖及其它非標準件繪制13總結總結14參考文獻參考文獻15 3謝辭謝

3、辭16引言引言模具是由主要工藝設備的使用在現代化工業生產，用于日常必需品和重要的工藝設備和其他工業產品的大規模生產。模具生產是將一定批量的的產品通過快速穩定的方式生產形狀結構誤差小的工藝工藝生產，因為其成本低效率高所以在現代化工業產品出產中六成到九成的工業產品為了降低成本來使用模具出產。模具水平高低體現可國家發展工業水平的基準，因而像輕工業航空航天石油化工汽車零部件電子產業摩托車制造業等新產品的研制和開發出產在主要的出產都依賴于模具出產為了在市場競爭中占據有利地位。跟隨著社會經濟的快速發展，人們從只重視對工業產品的質量，發展到現在需要產品外觀漂亮性能優越價格低廉的苛刻需求。為了使人們的需求滿足

4、，世界上各工業發達的國度為了占據市場都大力發展模具工業重視模具的改革創新引進先進的模具工藝技巧和優良的模具設備，提升生產效率、獲得非常高的經濟效益。模具生產由于具備生產成本低、勞動強度低、生產效率高的優點使得考量一個國家制造業出產水準和改革創新能力的首要標準就是這個國家的模具制造業的發展水平。 模具是制造業的重要基礎工藝設備。模具在制造業產品創新、研發和出產中所擁有的最主要的地位，而中國的模具種類遠遠落后發達國家，平衡發展模具工業的重視。所以近 10 年來，鋼的出產發展模式持續快速發展，維護中國模具出產、質量進一步得到提高。中國模具市場需求量十分巨大，主要表現在 IT 產業及汽車制造業跨越式發

5、展 4的推動下，使模具的需求量提升和檔次愈來愈高。同時 IT 技術的發展為模改良和創新具提供理論知識和技術保障了模具設備的高精度制造和為模具技術水準的提升打下了一份堅實的基礎實施保障。 雖然日前中國模具產業的飛快發展，但在整套模具設計制造水準及和標準化進程上，和德國日本美國等的發達國家相比還存在非常大的距離。新形勢下在中國產品加工業在加入世貿組織以后和地球村以及經濟全球化的，中國為了保證其自身的競爭力跟隨著技術、資本及勞動力市場的產業結構的重新分布大力發展模具制造技術，開發技術。中國現已成為世界最大加工制造業的出產基地，而在現代化出產作業中，而不論哪一個行業的出產設備，都愈來愈多的應用由模具產

6、業的產品。因此為了占領市場必需降低成本提高生產效益快速完成生產和滿足用戶對模具制造價格低、高精度的迫切需求，模具產業需要大量使用現代先進制造技巧來改革模具工業的技術。迎合各行各業迫切要求模具基礎工藝設備的，以此來實現國家模具產業的飛速發展減少與發達國家的差距。一、一、墊片產品零件分析及工藝選擇墊片產品零件分析及工藝選擇產品分析：該零件只是一塊墊片應用范圍廣泛，厚度為 2MM ，外觀需求較高，且產 5品精度需求不高，需求量大因此成型可以利用冷沖壓工藝加工。產品每年生產批量非常大，需求應力求耐用和簡單易制的模具生產。有三種形式沖裁工藝方案可以采利用，方法一選用先沖孔后落料的簡單的單工序模具出產，適

7、用加工各類形狀的零件，但效率低加工產品表面平直度差，安全性能差，制造成本在 2000 元左右。方法二是利用沖孔、落料復合沖壓的復合模出產模具適用加工公差等級較高的產品，生產效率高加工平面平直度好，相對安全，生產效率高，半自動化生產勞動成本低，造價在 2500 元左右。方應法三用沖孔、落料級級進模出產模具適用一般公差等級產品生產，再生產中小零件產品表面平直度差，安全性好造價在 4500 左右。分綜上所述，方法一生產需要兩臺設備及兩副模具，雖然模具構造簡單，制造方便，制造周期短，但出產效率低下和勞動力成本高，無法適應大批量出產的需求。方案三僅需一副模具，出產效率高，作業方便，精度也能適應需求，但模

8、具外輪廓尺寸較工藝造價高設計工藝復雜，產品不大會造成表面不平。方案二也只需一副模具就能完成生產，生產個合理沖裁出的零件制作成本相對較低適應大批量出產效率都較高，產品生產自動化高。沖裁件的內孔與邊緣的相對位置精度較高，模具外輪廓尺寸較小，制造方式遠簡單于方案三。通過對比上述所說的三種方案的分析可知，該產品的冷沖壓出產依據方案二為最好的，采納復合模模具出產。二、二、模具總體設計模具總體設計(一)復合模具的類型特點正裝復合模廣泛應用于表面面積較大或這沖制孔邊距小的沖件需求，還應用于沖制材質板料較軟或較薄的平面度比較高的沖件但不適宜機械化生產。倒裝復合模結構簡單操作簡單廢料又可以直接從下模脫落模具使用

9、壽命高，雖然倒裝式復合模不適宜沖制孔邊距較小的沖裁件，但為機械化出件提供了有利條件和減少勞動力及勞動強度因此得到廣泛應用。零件構造分析可得工件尺寸精度需求不嚴孔邊距大結構形狀簡單出產批量大，材料厚度僅為 2MM 和確保沖模出產效率及經濟效率的基礎上。通過對比分析決定實行倒裝復合工藝方式，采用彈性卸料裝置生產產品零件，廢料下漏，彈簧推力自熱卸料方式。(二) 定位與操作方式（1） 定位方式為節省人力資源和考慮到模具的具體構造兼顧經濟效益，因而使用卷料機卷料利用用導料銷控制卷料的送進方向和卷料機控制送料步距的方式進行。 。（2） 操作方式 6由于產品生產批量大，使用手動生產勞動成本高經濟效益地下因此

10、為提高經濟效益選用的沖壓設備為開式壓力機自動送料模式，所以送料方式為縱向送料即為從前向后送料 卸料、出件方式(三) 卸料方式的選擇彈性卸料與剛性卸料彈性卸料生產使用彈性卸料不僅僅只起到卸料作用還要起到壓料的功能由于使用彈簧提供力量因此適用生產厚度小于等于 2mm 的板料有其具有壓料作用所以得到產品表面平直度高常使用在沖孔、落料模具生產中一般與凸模之間的單邊配合間隙小于產品厚度值得五分之一。剛性卸料是應用固定卸料板結構模式其結構笨重主要應用范圍是較厚、精度要求不高且較硬的工件沖裁后卸料。如若要起到導正作用時，脫料時候凸模與卸料板還需要接觸并且的沖裁間隙應該大于配合間隙。只起到卸料的作用是凸模與卸

11、料板之間則不需要接觸隨材料厚度的減小而減小兩者間隙，單邊間隙要小于產品厚度的二分之一大于產品厚度的五分之一。主要適用倒樁模具場合中卸料力較大、材料厚度大于 2mm模具構造。 產品需求平面度較高不需要較大的卸料力，產品較薄厚度僅為 2mm。為了使操作人員可以看清條料運行的動態和滿足產品的平直度需要。采用不會出現壓痕的卸料方式因此選用彈性卸料方式生產導向、出件方式導向方式有四種方式可以選擇利用對角導柱模架、利用后側導柱模架、采用中間導柱模架、使用四導柱模架。根據產品選用自動送料方式所以不能使用對角導柱和中間導柱，為提高模具壽命和生產效率以及方便取件挺高生產率因此采用后側導柱的導向方式。而出件方式采

12、用下出件。三、三、模具設計計算模具設計計算(一) 排樣方法方法一：有廢料排樣 實際應用廣泛，但材料利用率低。方法二：少廢料排樣 沖模結構簡單，材料利用率稍高。方法三：無廢料排樣 利用率最高但是用壽命更低使用貴重金屬生產。通過上述三種方法的分析比較綜合考慮實際產品形狀和批量要求及模具制作的難易程度和沖裁件質量因素，因而選用有單排廢料的方式排樣(二) 計算條料寬度為了確保產品質量以及方便性的送料所以需要零件與條料之間有一定距離來確保 7條料剛度補償模具的定位誤差，這個值就是搭邊。搭邊的確定非常重要搭邊值過大造成產品生產成本高，搭邊值過小產品會出現毛刺、翹曲、拉斷等問題還會造成模具的損傷損壞凸、凹模

13、具的刃口尺寸影響產品精度降低模具的使用壽命，還有可能會影響送料。表 3-1 搭邊值和側邊值的數值材料厚度 t圓件及r2t 圓角0.25 以下10.25-0.5 0.5-0.80.8-1.21.2-1.51.6-2.01.6-2.0工件間 a1 1.81.21.00.81.01.21.5側邊 a 21.51.21.01.21.51.8用于沖裁的條料是從板料上剪裁得到的，根據表 3-1 中的的數據和產品結構從而選擇單邊測邊值 a1=1.5mm，兩工件件之間的的距離為 a=1.8mm, 為確保送料方便快捷，依據經驗下偏差要小于零他的上偏差為等于零。料板寬度 B=（Dmax2a）-0 =（105+2*

14、1.8）=108.60-1(mm (3-1) 查表 3-2 可以知道剪裁的下偏差=1排樣方式為單排， ，所以條料寬度在 107.6-18.6mm。表 3-2 剪裁的下偏差（mm）條料厚度(mm)條料寬度(mm)113500.50.5501000.51.01002000.71.02001.01.0(三) 步距確定 送料步距 S：條料在模具上完成一步驟后向前行進一定的距離，此產品每個步距只能夠沖出一個零件。為了保證產品可以正常沖裁避免出現毛刺不平蹋腳情況需在工件與工件之間留一定的距離由上表出可知取 1.5mm 送料步距 S=105+1.5=106.5mm(四) 計算材料利用率由于采用的是有廢料是排

15、樣板料無法全部使用，因而有了材料的利用率來衡量設計是否合理，利用的面積占條料面積的多少。整個材料利用率計算是以一個進給行程內的材料利用率為基準/BS100% =0.5*3.14*（105*105-50*50）108*106.5100%=58.1% (3-2) 8(五) 涉及的壓力計算（1）.沖裁力的計算沖裁力 F 一般按下式計算：沖裁力 F=LKbt (3-3)式中:；b材料抗剪強度 350Mp一般取=1.3。本課題代入計算 F=LKbt =329.7*1.3*350*2=30003(N)（2） 推料力、卸料力的計算推料力 FT 計算： 推料作用 FT =nKTF =50.05530003 =

16、8250.8(N) （3-4）卸料力 FX 計算：卸料施加 FX=FKX =300030.04=1200.2(N) （3-5）式中：為卸料力 KX 取 0.04推件力系數=0.55表 3-3 鋼件卸料力推件力和系數所以總沖壓力 FZ=F+FX+FT=30003N+1200.2N+8250.8N=39454(N)，根據我們單位的實際出產情況為基礎結合計算結果選壓力機規格為 J2325。料厚 t/mmKXKT0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.045 0.025 9四、

17、四、落料凹、凸模刃口尺寸計算落料凹、凸模刃口尺寸計算產品滿足TAZmaxZmin的條件沖裁的工藝結構要求簡單無需較核并且產品的制造公差要求不嚴格可以增大從而降低模具制造難度，因此采用模具凸凹模的間隙配做來完成的配做法來加工制作。產品分析可知落料凹模刃口經過長時間的使用磨，凹模刃口由于和零件產品長時間接觸發生磨損刃口尺寸會變大因此在模具設計過程中凹模得刃口尺寸一般采用得是公式（4-1）：A=（Amax-x）0+0.25 （4-1）式中： x 凹模磨損系數；產品的制造公差；凹模刃口尺寸計算 基本尺寸 1050-0.40， Dd=(Dmax-X)+d0 DD=(Dd-Zmin)0p 公式中 X 得在

18、由于產品是圓形料件所以在取 0.75 或者 0.5又有產品厚度為 2mm 公差為 0.20mm 所以取 X 為 0.5。根據零件基本尺寸查閱資料可以知道凹模偏差合凸模偏差分別為 0.035mm 、0.025mmZmin=0.246mm,Zmax=0.36mm （Z 為雙面間隙）0.035+0.025=0.06mmZmax-Zmin=0.36-0.246=0.114mm 滿足上下偏差和小于雙面間隙差的條件凹模 Dd=（105-0.5*0.40）+0.0350=104.98+0.0350凸模 Dp=（104.98-0.246）0-0.025=104.7340-0.025沖孔 50+0.200 10

19、分析仲裁件沖孔凸模磨損，刃口尺寸變小采用 B 類計算 bp=（bmin+x）0-/4 公式中 X 得在由于產品是圓形料件所以在取 0.75 或者 0.5 又有產品厚度為 2mm 公差為 0.20mm 所以取 X 為 0.5。根據零件基本尺寸查閱資料可以知道凹模偏差合凸模偏差分別為 0.025mm、0.020mm。Zmin=0.246mm d+p=0.020+0.025=0.045mm0.114mm Dp=（50+0.5*0.20）-0.05+0=50.1-0.05O Dd=（50.1+0.246）0-0.025=50.346-0.0250（四）產品壓力中心：由于產品結構簡單，所以其壓力中心為產

20、品幾何中心。五、五、主要零部件工藝設計主要零部件工藝設計及材料選用及材料選用(一) 倒裝模具主要工件結構設計1落料凹模的結構此產品結構簡單及其凹模采用圓柱形材料加工可以利用普車加工完成，其壓力中心為凹模的幾何中心安裝采用鑲嵌式與模柄壓力中心重合即可。2.沖孔凸模的結構沖孔凸模采用的是整體式臺肩固定的方式為滿足強度剛度和方便加工與裝配設計成階梯式，模具形狀為圓形可以利用普通車床加工完成。3.凸凹模的結構尺寸依據零件的結構和尺寸需求為滿足生產，考慮加工和強度，把凸凹模設計成臺階式，采用用普通割車床和數控銑床加工。 以送料方向為橫向基準 縱向凹模寬度（B）為凹模寬度方向刃口尺寸(b)加上倆個凹模壁厚

21、（c 查表可知C=42）105+2*42=189mm橫向的凹模寬度為（L）為凹模長度方向刃口尺寸(l)加上倆個凹模壁厚（c）105+2*42=189mm 凹模厚度計算：H=k1k2（0.1F）1/3=1*1.5（0.1*30003）1/3=21.6mm（取 K1=1 K2=1.5） 凹模板輪廓尺寸 L*B*H=189mm*189mm*21.6mm 上述模具材料選用都使用 SLD 生產，工作部分熱處理淬硬 58-62HRC表 5-1 凹模壁厚 C 11條料寬度(mm)條料厚度(mm)0.80.81.51.5335402025212824322736405022282332283631405070

22、273630403142344470903142354538484052901203545405242544558六、六、模架及其他零部件的選用模架及其他零部件的選用根據企業卸料需求和留有一定的行程空間以此來確保卸料能夠正常作業一般采用卸料板上設置 4 卸料螺釘，公稱直徑為 10mm,螺紋部分為 M840mm。卸料螺釘擰緊后，應使卸料螺板高出凹模端面 2mm,用來導正送料條料。以凹模尺寸及企業的出產情況為基礎，選擇模架規格使 240mmx200mm，為了辨別方向因而選用選一大一小兩組導柱、導套。大的導柱導套標準尺寸分別為 36mm210mm、36mm115mm43mm；小一些得導柱導套標準尺寸

23、分別為 32mm210mm, 32mm0115mm43mm下模座厚度 H1取 45mm上模座高度取 40mm墊板厚度取 10mm,卸料板厚度為 10mm,固定板厚度取 20mm凸凹膜厚度為 20+15+10+20=65mm凹模厚 22mm模具閉合高度 H=45+40+20+65+22+10-2=200mm， 七、七、總裝圖及其它非標準件繪制總裝圖及其它非標準件繪制圖 7-1 裝配圖 12為了可以使模具正確安裝在壓力機上并且能夠安全生產。在模具安裝之前需要選擇可以正常工作的工藝規程需要的壓力機的生產并將滑塊和模具的表面工作部分都需要擦拭干凈。依據模具裝配作業指導書對模具種類、標識進行一一確定。根

24、據零件制圖工作順序檢查模具尺寸參數是否可以生產出滿足工藝的產品掌握模具的結構特點及操作方法。根據作業書將模具正確安裝在壓力機后，將壓力機的轉換開關放在寸動的位置上是在開始對模具進行調試，如果需要調整壓力機與模具之間的高度，如需采用是墊塊必須要放在上模板上才能完成生產一定要在模具鉗工指導下來完成放置，否則墊塊必須放置在下模板下面。為保證模具的平穩性能再緊螺絲是需要對角慢慢擰緊，在其他工作準備完成后將壓力機開關調到調整位置上面，來進行行程深度調整?？偨Y總結本次畢業設計使我加倍理解到模具加工制作在實際出產中的首要地位，次畢業設計驗正了我大學三年學習的成果，不僅我認真的結果，同時我架起工作的主要地一步，同時也使我系統地鞏固了大