消声器隔板的冲压工艺及模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 引言 模具是现代工业，特别是汽车、拖拉机、航空、无线电、电机、电器、仪器、仪表、兵器、日用品等工业必不可少的工艺装备。锻件、冲压件、压铸件、粉末冶金零件以及非金属零件，如塑料、陶瓷、橡胶玻璃等制品都是用模具成型的。模具技术直接影响制造业的发展、产品更新换代能力和产品竞争能力。模具工业潜力很大，前景广阔。近十多年来，美国、日本、德国等发达国家的模具总产值已超过机床总产值。模具技术进步极大地促进了工业产品生产发展，因而深受赞誉。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”；在日本，模具被誉为“进入富裕社会的原动力 ”；在联邦德国，模具被冠之以“金属加工业中的帝王”支称；在罗马尼亚，有“模具就是黄金”之说。可见模具工业在世界各国经济发展中具有极其重要的地位。模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。 模具工业是国民经济的基础工业，是高技术行业。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一。模具设计与制造专业人才是制造业紧缺人才。 1 模具的类型较多，按照成形件材料的不同可分为冲压模具、塑料模具、锻造模具、压铸模具、橡胶模具、粉末冶金模具、玻璃模具和陶瓷模具。在模具工业的总产值 中，冲压模具约占 50%，塑料模具约占 33%，压铸模具约占 6%，其它各类模具约占 11%。冲模、塑料注射模和压铸模是其中应用最为广泛的三类模具。 2其中，冲压模具的种类繁多，结构各异。按其用途可将冲压模具分为冲裁模、弯曲模、拉深模、冷挤模等。 冲压加工是现代机械制造业中先进、高效的加工方法之一，它是利用各种压力机和安装在压力机上的模具，使材料在常温下或高温状态下进行分离或塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的一种方法。 随着近代工业的发展，冲压技术得到了广泛应用。与传统的切削加工相比，我们可以发现冲压加工具 有以下优点。 （ 1）通常有些零件用其它方法难以加工甚至无法加工，从而借助压力机的压力，利用模具能获得壁薄、质量轻、刚性好、形状复杂的零件。 （ 2）冲压加工的零件精度高，尺寸稳定，具有良好的互换性。 （ 3）冲压冲压加工是少无切削加工的一种，部分零件冲压直接成型，无需任何再买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 加工，材料利用率高。 （ 4）生产效率高，生产过程易于实现机械化和自动化。 （ 5）操作简单，便于组织生产。 但由于冲模制造一般是单件小批量生产，精度高，技术要求高，是技术密集型产品，制造成本高。因而，冲压生产只有在生产批量大的情况下才能获得较高 的经济效益。 4 本文所研究的是 汽车消声器隔板 的冲压工艺及模具设计。我们了解到 汽车消声器隔板 的材料是板料，是一种钣金件，其特点在于材料薄，重量轻，广泛应用于日常生活中，产品需求量大，用传统加工方法难以加工，且无法达到精度要求。而根据上述的冲压加工特点，我们可以发现，采用冲压加工可以解决以上困难，而且采用冲压加工可以提高产品的生产率，操作起来也简单，便于组织生产，最终达到降低成本的目的。 综上所述，冲压与其它加工方法相比，具有独到的特点，所以在工业生产中，尤其在大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部分都越 来越多地采用冲压加工产品零部件，如机械制造、车辆生产、航空航天、电子、电器、轻工、仪表及日用品等行业。在这些工业部分中，冲压件所占的比重都相当大，不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件，现在已被质量轻、刚度好的冲压件所代替。通过冲压加工，大大提高了生产率，降低了成本。可以说，如果在生产中不广泛采用冲压工艺，许多任务业部门的产品要提高生产率、提高质量、降低成本，进行产品的更新换代是难以实现的。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 1 零件的分析 箱体散热片零件如图 1料为 厚 t=批量生产 ，要求表面无严重划痕和毛刺。 图 1消声器隔板 零件图 件的功用与经济性分析 该零件是广泛应用于 汽车排气管 置中的一种 消声器 零部件，产品需求量大，属于大批量生产。零件工作时受力不大，对其强度和刚度要求不是很高。如果用传统的加工方法进行加工，难度大，产品的生产率低，成本也较高，而采用用冲压加工可以解决以上难题，而且操作简单，便于组织生产。 件的工艺性分析 构与尺寸 该零件的结构为 拉深与翻孔 件，形状较 简单 ，尺寸较 少 ，采用冲压加工比较容易生买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 产。 度 零件的尺寸 公差除自由尺寸无精度要求之外，其余尺寸均为 ，并无其它特殊要求，因此，利用普通冲压的方式就可以满足零件的图样要求。 料 该零件的材料为 剪强度， 03 ；抗拉强度 M 40b。该材料具有较高的弹性和良好的塑性，冲压结构性较好。 综上所述，该零件的工艺性较好，可以采用冲压加工。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 2 冲压工艺方案的分析与确定 生产该零件所需的基本工序为冲孔、落料、 拉深 、 翻孔 。一般可以采用以下三种冲压工艺方案： 方案一 ：先冲孔，再落料，再 拉深，最后翻孔。 方案二：冲孔、落料、 拉深与翻孔 级进冲压。 方案三：先冲孔和落料，再 拉深，最后翻孔。 方案一，采用 四 副模具进行生产，生产率低，零件尺寸的累积误差大，但模具结构简单。 方案二，采用一副级进模进行生产，生产率可大大提高，但模具制造困难。 方案三，采用一副 冲孔落料复合 模和一副 拉深翻孔复合 模进行生产，可 降低 模具制造 难度。 综上所述，采用方案三的冲压工艺进行生产。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 3 冲孔落料复合 模的冲压工艺及模具设计 件展开尺寸的计算 为了得到弯曲件的毛坯尺寸，必须进行弯曲 展开长度计算，如图 3 由 文献 1 得拉深件毛坯展开的计算公式 （ 3 1 5 0 .5 m 8121304130D 2 式中 单位： mm 件的圆角半径 ，单位： 单位： 文献 1 得圆孔翻孔毛坯孔径尺寸的计算公式 2（ 3 3221 3221. 式中 单位： mm 单位： mm 单位： 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 图 3计算零件展开尺寸示意图 开件的工艺性分析 该零件的展开件结构尺寸较 少 。其中，凹模的最小宽度 t 为材料厚度）。冲孔时有尺寸为 ， ，而冲孔时因受凸模强度的限制，孔的尺寸不能 太小，冲孔的最小尺寸取决于材料性能、凸模的强度和模具结构等，根据表 6)42( 可查得圆形孔最小值得 ，所以满足工艺性要求。 展开件孔与孔之间，孔与边缘之间的距离受模具的强度和展开件质量的制约，其值不应过小，一般要求 ( ，由展开件图可知， 由以上可知，孔与孔之间、孔与边缘之间的距离均满足工艺性要求。 析比较和确定冲裁工艺方案 该 展开 件 包括落料和冲孔两个基本工序，可采用的冲裁方案有单工序冲裁，复合冲裁和级进冲裁三种。零件属于大批量生产，因此采用单工序需要模具数量较多，生产率买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 低，所用费用也高，不合理；若采用级进模冲裁，生产率高，操作方便，但模具较复杂，成本较高且整副模具的外形尺寸较大，不够合理；而采用复合模冲裁时，可以得出 展开件的精度和平直度较好，生产率也高，模具生产周期短，成本较低且整副模具的外形尺寸不会太大。根据以上分析，该 展开 件采用复合冲裁工艺方案。 样、计算材料利用率 样 由于该工件结构比较简单，无论采用少废 料排样还是无废料排样都能满足要求。相比而言少废料排样比无废料排样材料利用率低，但无废料排样会加快模具的磨损，使模具寿命减少，并直接影响到工件的断面质量，所以采用少废料排样 ，如图 4查 文献 7 表 3a=边搭边 b= 由文献 1 中公式 3 步距： A=D+a （ 3 D= a=1 则 A=由文献 1 中公式 3 0)2( （ 3 由文献 1 表 44 ， Z=1， b= 5 4) 0( 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 图 3排样、计算材料利用率示意图 算一个步距的材料利用率： %1003 式中 S 一个步距 冲裁件的 实际 面积（ ； B 条料宽度（ ； A 进距 ( 21 7 4 7 7 .8 8 3 7 8 0 ,A=b= 7 4 1 0 0 %1 5 4 1 4 7 7 定模具总体方案结构 具结构形式 根据零件的冲裁工艺方案，采用复合冲裁模，而复合模具有正装与倒装之分，根据正装式与倒装式复合模的选择原则，为了使冲孔废料直接从压力机工作台漏料孔漏下，减轻工人的劳动强度，简化模具结构，方便操作等，应该选择倒装式复合冲裁模。 料装置 考虑到冲裁件的材料为 料较软，故采用弹性卸料方式。 件装置 为了保证冲裁件的 平整度要求，采用正装结构可获得较好的效果，但在倒装式复合模中采用弹性推件装置时，也可获得与正装式复合模同样的效果，故采用弹性推件装置。 位与导料装置 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 采用 一 个固定挡料销挡料和两个固定导料销导料，为降低模具成本，可以采用手工送料方式。这种定位与导料零件结构简单、制造方便，装在卸料板上。为此，在凹模上与挡料销、导料销相应的位置上加工 三 个避让孔，工作时，可使凹模压紧条料，保证条料准确定位。 向装置 考虑到冲裁件的结构工艺特点，可以采用后侧导柱、导套导向。由于冲裁件的精度要求不是很高，可 以采用级模架精度。 综上所述，参考冲压模具图册 8，确定模具总体方案结构如图 3 12345图 3模具总体方案结构示意图 艺计算 算冲压力，选择压力机 由展开件图可知，压力机在本模具的冲压过程中，除要克服冲裁力 F 以外，还要克服卸料力 卸F 、顶件力 顶F 。 冲片材料为 厚 t= 文 献 3 表 2 =340表 文 献 1 表 3K=K= 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 根据文献 1 中公式 3冲件力： 冲（ 3 式中 L 冲裁件的周边长度（ t 材料的厚度（ 材料的抗剪强度（ K 系数。考虑到模具刃口的模磨损，模具间隙的波动，材料力学性能的变化及材料厚度偏差等因素，一般取 K= K= t= =340 则 冲F= （ 340=N 落料力： 落（ 3 落F=340=N 卸料力： 落卸卸 (3 卸K=F=则 卸F=N 推件力： 冲推推 （ 3 n=4， 冲=则 推F =4 N F 总 =F 落 F 冲 +F 卸 +F 推 （ 3 总F=N 根据总冲压力选择公称压力为 400 表 7)133( ）。压力机参数如表 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 表 3力机参数 名称 量值 名称 量值 公称压力 /00 工作台尺寸 左右 /60 滑块行程 /0 前后 /60 标准行程次数 / 1 100 工作台孔尺寸 左右 /60 最大闭合高度 /30 前后 /30 闭合高度调节量 /0 直径 /80 滑块中心到机身距离 /90 模柄孔尺寸 / 5070 立柱间距离 /60 工作台垫板厚度 /0 定压力中心 选定坐标轴 x和 y，如图 3 图 3计算冲裁压力中心示意图 凸模的压力中心为它的几何中心 ，可得表 3 表 3力中心坐标 冲裁轮廓周长 L/凸模压力中心坐标 X Y d = 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 其中， 由文献 1 公式 33 0X =（ 1 +2 +333L) （ 3 代入表中数据可得 0Y（ 1 +2 +333L) （ 3 代入表中数据可得 得：压力机的中心为（ 0） 凹模刃口尺寸及其制造公差 本制件形状简单，可按分别加工法计算刃口尺寸。外 形尺寸由落料获得，内孔尺寸和中心距尺寸由冲孔同时获得。 查 1 表 3 1可得各尺寸公差为： 工 件外形 ： 件內形： 心距 : 25 30 确定初始间隙，查 1 表 3 4得： 确定磨损系数 查 1 表 3 5得： 冲孔 损系数为： X=料尺寸： 的磨损系数为： X= (1） 落料： d = 30 0 3L= d = 0 0 合计： L= 0X = 0Y 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 由 文献 1 中 公式 33得： x( 0m 3 0m Z(（ 3 其中dD 落料凹，凸模 刃口尺寸（ 落料件的最大极限 尺寸（ 工件偏差（ p 凸模的制造偏差（ d 凹 模的制造偏差（ 查 2 表 3 4得 ： 045.0d 030.0p 核间隙： 0 5 m 0 3 00 5 Z =明所取的凸，凹模公差不满足m 条件，但相差不大，可调整如下： 4.0 m a x 3 6.0 m a x 将已知的数据带入公式（ 4（ 4： 7 0 （ 2） 冲孔 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 由 文献 1 中 公式（ 3 ,（ 3 ,得： 0x(（ 3 Z( 0m 3 其中pd, 冲孔凸，凹模 刃口尺寸（ 冲孔件孔的最小极限 尺寸（ 工件偏差（ p 凸模的制造偏差（ d 凹 模的制造偏差（ 。 查 2 表 3 4得 ： 020.0d 020.0p 核间隙： 0 0 m 0 2 00 0 / 1 100 工作台孔尺寸 左 右 /60 最大闭合高度 /90 前后 /30 闭合高度调节量 /0 直径 /80 滑块中心到机身距离 /90 模柄孔尺寸 / 4070 立柱间距离 /60 工作台垫板厚度 /0 定压力中心 由于工件拉深时的孔心距不变，所以各坐标不变。可得表 4买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 30 表 4力中心坐标 把以上数据带入公式 44 。 综上， 冲压 模压力中心为（ 0）。 作零件结构设计及尺寸计算 深凸、凹模圆角半径的计算 凹模圆角半径 凹r 的计算 公式 1 （ 凹凹 (4式中 D坯料直径， 凹D 凹模直径 ， 由于拉深件外径为 130 处取值为 130 t坯料直径， 则 ）（凹 凸模圆角半径凸式 1 凸凸 ） 4则 凸凸 拉深凸、凹模刃口尺寸公差的计算 拉深外形尺寸 深凸、凹模 单边间隙 1 (没压边） 冲裁轮廓周长 L/凸模压力中心坐标 X Y d = 0 d = 30 0 3L= d = 0 0 合计： L= 0X = 0Y 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 31 Z=(1)t (4则 Z=1 文献 1 中 公式 55： ( 0m 4 0m Z(（ 4 其中 dD 拉深凹，凸模 刃口尺寸（ 拉深件的最小极限 尺寸（ 工件偏差（ p 凸模的制造偏差（ d 凹 模的制造偏差（ 。 查 2 表 5 19得 ： 080.0d 050.0p 边刃口尺寸的计算 翻孔的尺寸 由 2 表 6 3得单面间隙 C= 查 2 表 3 4得图凸，凹模的制造公差 ： 020.0d 030.0p(（ 4 )( 02（ 4 其中dD 落料凹，凸模 刃口尺寸（ C 凸模与凹模的间隙 （ 工件偏差（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 32 p 凸模的制造偏差（ d 凹 模的制造偏差（ 。 代入数据得： 拉深凹模 确定 拉深凹 模结构 及尺寸如图 4示。 冲孔 凸模的材料选用 作部分热处理淬硬为 58 62 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 33 图 4拉深 凹模结构及尺寸示意图 拉深凸模与翻孔凸模 确定 拉深凹 模结构及尺寸如图 4示。 冲孔 凸模的材料选用 作部分热处理淬硬为 58 62 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 34 图 4拉深凸 模 与翻孔凸模 结构及尺寸示意图 具其他零部件设计 件装置的设计 顶件装置包括弹性橡胶和顶件块。 （ 1） 顶件块 结构设计 顶件块 用于从 拉深 凹模内 顶出 冲件，而板料为 保证冲件 的质量及平整度要求，应使 顶件块 与冲件接触的尺寸与冲件相近，故其尺寸与凹模内形轮廓尺寸配做，保证其单边间隙为 顶件块 其他尺寸按装配要求设计，保证平稳推件。 顶件块 的材料选用 45钢。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 35 位零件的选用 根据零件结构尺寸选择 四个 4 8 定位销，安装在 拉深凹模上 保证 毛坯 准确定位。还在翻空凸模上安装 16 14导正销增加对毛坯的定位精度。 定导向装置，选择模架。 根据工作零件轮廓尺寸、模架类型和大致的模具闭合高度，选择 中间 导柱模架 325 325 275320， 其具体的 结构尺寸如表 4示。 表 4模架的结构尺寸 名称 尺寸（ 材料 热处理 上模座 520 400 40 45 下模座 520 400 50 45 导柱 45 200 20 58柱 50 200 20 58套 45 125 48 20 58套 50 125 48 20 58 确定其他板类零部件的结构尺寸 根据模具结构特点和使用要求，确定其他板类零部件的结构尺寸，如表 4 表 4他板类零部件结构尺寸 序号 名称 长宽厚（ 材料 数量 1 拉深 凸模固定板 250 250 24 45钢 1 2 拉深凸模固定板 250 250 30 45钢 1 3 翻孔凸模固定板 250 250 25 45钢 1 4 上 垫块 250 250 10 45钢 1 5 下 垫块 250 250 10 45钢 1 制模具装配图 配图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 36 如图 41 2 钉 ； 3 4定板； 5定板； 6 7 8定板； 9 10 12 1314 15 16 17 1819 2021 2223 钉 图 4拉深翻孔复合 模装配图 配技术要求 (1)本模具选用级精度的模架； (2)各个零件的尺寸、精度、表面粗糙度和热处理等均应符合有关零件标准的技术要求和技术条件的规定； (3)模具装配前倒去除工作零件的工作部分外所有棱边； (4)导柱、导套安装孔的轴线应与基准面垂直，其垂直度公差为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 37 (5)装配时保证整个模架处于水平 ,上模座和下模座装配后的平行 度要保证 模柄轴心线对上模座上平面的垂直度误差应在 (6)模具处于开模状态时，凸模与顶件块之间要有一定的操作空间； (7)模具开模状态下的高度为 模状态下的高度为 (8)装配后进行试模，所加工出的工件尺寸应在公差范围内； (9)模具工作完后要进行防锈处理。 具工作过程 该模具 同时 实现 拉深与翻孔两道冲压工序 。 四个定位销 7实现了对毛坯零件的初定位 。导正销则在拉深凸模下行时对 毛坯零件的精定位 。 拉深凸模下行先对毛坯进行拉深，拉深后拉深凸模 继续下行在对毛坯零件进行翻孔。当拉深与翻孔的工序结束后， 拉深凸模就往上抬，橡胶 21自动复原，带动顶件块 19往上顶，当 拉深凸模离开拉深凹模 6后，成型零件就会被顶件块顶出 拉深凹模。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 38 5 结论 本文利用冲压工艺及冲模设计的理论知识，同时以金属学与热处理、塑性力学等许多工程技术基础学科为基础，并联系冲压设备、模具制造工艺学等相关学科进行 消声器隔板 的冲压工艺及模具设计。在设计过程中，重点解决了 冲孔落料复合 模中弹性推件装置的设计和 拉深翻孔复合 模中 拉深和翻孔的结构 设计。在此期间同步应用 体造型设计，进行零部件的干涉性分析。在实体造型设计工作结束之后，紧接着便应用 件绘制工程图。在整个设计结束之后，完成了以下几部分内容： （ 1）对 消声器隔板 工件图纸的分析，对比了几种常用的冲压加工方法，最终确定了 消声器隔板 的冲压工艺方案，并按要求填写了冲压工艺过程卡片。 （ 2）根据冲压冲压工艺方案，确定了冲压加工所需要的模具类型，在此基础上完成了 冲孔落料复合 模和 拉深翻孔复合 模两副模具的设计。 （ 3）对所设计的两副模具按相关要求检查其加工工艺性以及生产的可行性。 设计工作结束之后，完成了 消声器 隔板 的冲压工艺及模具设计。经过相关检查，模具的工艺性良好，可以通过正常加工得到。此外，利用所设计的模具进行箱体散热片的生产，可以提高该产品的质量及生产效率，最终达到高质量、低成本的预期目的。 经过本次针对 消声器隔板 冲压工艺及模具设计的各项工作，如分析模具的受力情况，计算冲压力和压力中心等参数，确定模具的结构形式，选择成形压力机，对模具进行实体造型设计，绘制模具的装配实体图和各零部件的平面图，制定模具各零部件的制造工艺并进行工艺性分析等，综合考查自己在大学学习阶段掌握的知识结构、专业素质、技术技能等方面，并综 合训练自己应用专业理论知识和技能的能力。熟练并巩固专业知识，将理论与实践相结合，