垫片冲压模具设计论文.docVIP

引 言 随着现代工业和科学技术的发展，模具的应用越来越广泛,其适应性也越来越强。已成为工业国家制造工艺水平的标志和独立的基础工业体系。 模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，是衡量一个国家工业发展水平的重要指标，模具工业在整个国民经济发展中的作用愈来愈显著。模具工业是促进国民经济增长的重要产业，其发展水平标志着一个国家工业水平及产品研发能力。改革开放以来，我国摸具工业发展迅速，目前有近2万家摸具制造厂，从业人员约70万人，绝大部分工业产品的模具设计与制造都能独立完成。 随着近代工业的发展和产品更新换代周期的加快，模具的需求量日益增长，对冲压加工提出了越来越高的要求，其设计、制造水平也在不断提高。近年来，模具的计算机辅助制造技术（模具CAD/CAM）、板料成形模拟仿真技术（冲压CAE）、快速成形（RPM）与各种常规的铸造、粉末烧结工艺相结合而发展起来的快速模具制造技术等新技术的应用以及精密冲裁、液压成形、超塑性成形等新工艺的应用，使冲压技术上了一个新台阶。 由于本人知识水平有限，实践经验不足，在设计中难免有不当和错误的地方，望请老师给予批评和改正。 概述 在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具把金属或非金属材料制造出所需形状或制品的专用工具统称为冲模，因为通常是在温室下进行加工，所以称为冷冲压。 模具是工业生产的基础工艺装备，也是发展和实现少，无切削技术不可或缺的工具，如汽车，拖拉机，电器，电机，仪器仪表，电子行业等有60%-80%的零件需要用模具加工，轻工制品生产中应用模具更多。利用模具加工零件，主要有以下特点： 生产率高，操作简单，用意实现生产的自动化及半自动化，适用于大批量零件与制品的加工与制造。 （2）节约原材料，既材料利用率较高。 （3）冲压零件表面光洁，尺寸精度稳定，互换性好，成本低廉。 （4）可加工形状较复杂的零件制品。 （5）一般不需要进一步加工，可一次成型。 因此，模具上工业生产中使用极为广泛的工艺设备，冲压工艺和模具工业得到了世界各国的重视。 一、冲裁件的工艺性分析 （一）冲裁件的冲压工艺性 冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应性。冲裁件的工艺性对冲裁质量、材料的经济利用、生产率、模具制造及使用寿命都有很大的影响。因此，在设计中应尽可能提高其工艺性，冲裁件的工艺性主要包括以下几个方面：①冲裁件的结构工艺性。②冲裁件的精度和表面粗糙度。 （二）确定冲裁工艺方案 该制件属于大批量生产，且零件形状简单、工艺性良好，又只需一次落料即可，故选择单工序落料模具进行加工。 （三）模具的结构形式 模具的结构形式很多，可根据冲压件的形状、尺寸、精度、材料性能和生产批量及冲压设备、模具加工条件、工艺方案等设计。在满足冲压件品质要求的前提下，力求模具结构简单、制造周期短、成本低、生产效率高、寿命长。 设计本套模具的结构形式时，考虑到零件外形简单，用于修配，精度要求不高，属于中、小批量生产，单步落料即可完成加工，所以凹模设计成整体式，凸模设计成直通式。冲裁过程中的导向利用固定卸料板完成，一方面进行冲裁导向，另外可完成刚性卸料。冲裁时的送料方式采用手动送料形式，材料在模具中的位置利用固定挡料销确定。 二、工艺计算 (一) 排样设计及材料利用率计算 排样即冲裁件在材料上的布置方式，排样设计的工作内容包括选择排样方法，确定搭边的数值，计算条料宽度与送料步距，合理的排样是提高材料利用率、降低成本，保证冲件质量及模具寿命的有效措施。排样方案是模具结构设计的依据之一。 排样方法有两种，即： ①按材料的利用率排样。可分为有废料排样、少废料排样和无废料排样。因少废料排样对模具寿命影响较大，无废料排样定位误差大，故选用有废料排样。 ②按布置形式排样。可分为直排、对排、多排和混合排。因此工件形状适合直排，且直排的模具最简单，故选用直排。 冲压件大批量生产的成本中，坯料材料费用占60 %以上，排样的目的就在于合理利用原材料。冲裁件的实际面积与所用材料面积的百分比称为材料利用率，它是衡量合理利用材料的指标。一个步距内的材料利用率计算公式： 式中A——一个布局内工件的有效面积（mm）； s——送料步距(mm)； B——料宽(mm)。 则材料利用率： 67% （二）冲压力的计算 计算冲裁力的目的是为了选用合适的压力机、设计模具以及检验模具的强度。压力机的公称压力必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁工艺的需求。冲裁力的大小主要与材料的机械性能、厚度和冲裁件分离的轮廓长度有关。用平刃口模具冲裁时，冲裁力F一般按下式计算： F=KLtτ 式中 F—冲裁力（N）； L—冲裁件的周边长度（mm）； t—材料厚度（mm）； τ