防尘盖冲压模具设计【通过答辩毕业论文+CAD图纸】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 摘 要 本设计进行了落料、冲孔、拉深复合模的设计。文中简要概述了冲压模具目前的发展状况和趋势。对产品进行了详细工艺分析和工艺方案的确定。按照冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、垫板、凹模固定板、卸料板、导尺、挡料销、导正销等。模架采用标准模架，选用了合适的冲压设备。设计中对工作零件和压力机规格均进行了必要的校核计算。此外，本模具采用始用挡料销和钩形挡料销挡料。模具的冲孔和落料凸模分别用不同的固定板固定，便于调整间隙；冲孔凹模和落料凹模则采用整体固定板固定 。落料凸模内装有导正销，保证了工件上孔和外形的相对位置准确，提高了加工精度。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠和冲压产品大批量生产的要求。 关键词： 复合模 校核 冲孔 落料 拉深。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 of ie of a in to on . to a on In ie to ie is is a of in So is to of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 目录 1 1 2 合模的主要特点 7 具 术 7 课题的来源及主要任务 8 9 10 的计算 10 深次数 10 艺方案的确定 10 力中心、初选压力机 11 12 12 13 13 13 13 14 具结构设计 15 16 19 20 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 1 绪论 压技术概论 冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形从而获得所需零件（俗称冲压件或冲件）的一种压力加工方法。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素。冲压是一种先进的金属加工方法，在国民经 济的加工工业中占有重要的地位。与机械加工及塑性加工和其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点，主要表现如下 1： (1) 冲压一般没有切削碎料产生，材料的消耗较少利用率高，一般为 70% 85%，易实现机械化和自动化； (2) 在形状和尺寸精度方面的互换性较好。一般情况下可直接满足装配和使用要求； (3) 冲压可加工的尺寸范围大、形状复杂的零件，而这些零件用其它方法是不可能或很难得到的，如薄壳件； (4) 被加工的金属在冲压加工过程中产生加工硬化，金属内部组织得到改善，机械强度有 所提高，所以冲压件刚度强度较好； (5) 冲压时由模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压材料的表面质量，而模具的寿命一般较长，所以冲压件的质量稳定，互换性好，具有“一模一样”的特征； (6) 在大量生产的条件下，产品的成本低，经济效益较高； (7) 冲裁过程能耗较低。 由此可见冲压制得的零件具有表面质量好重最轻成本低的优点。所以冲压在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多的采用冲压方法加工产品零件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家 电及轻工业等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重相当的大，少则 60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造、铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻刚度好的冲压件所代替。有些机械设备往往以冲压件所占比例的大小作为评价结构是否先进的指标之一 2。 工业发达国家对冷冲压生产工工艺的发展是很重视的 如美国、日本等 )买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 模具工业产值己超过机床工业。从这些国家钢材构成可以看出冷冲压的发展趋势。钢带和钢板占全部品种的 67%，充分说明冲压这种加工方法己成为现代工业生产的重要手段和发展方向。 冲压技术的 发展特征是： (1)冲压成形科学化、数字化和可控化； (2)突出“精、省、净“三大优势； (3)冲压成形可以实现全过程控制； (4)产品从设计开始即进入控制，考虑工艺； (5)冲压生产的灵活性和柔性。 当前，我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。在这种情况下， 用户对模具制造的要求是交货期短、精度高、质理好、价格低。因此，模具（ 1 模具产品成形零件的日渐大型化，以及由于高效率生产要求的一模多腔 (如塑封模已达 到一模几百腔 )使 模具日趋大型化。随着零件微型化，以及模具结构发展的要求 (如多工位级进模工位数的增加，其步距精 度的提高 )精密模具精度已由原来的 5 3 m，今后有些模具加工精度公差要求 在 1 就要求发展（ 2 新型多功能复合具是在多工位级进模基础上开发出来的。一套多功能模具除了冲压成 形零件外，还可担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装任务。通过这种多劝能模具生产 出来的不再是单个零件，而是成批的组件。如触头与支座的组件，各种小型电机、电器及仪 表的铁芯组件 等。 （ 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 由于采用热流道技术的模具可提高制作的生产率和质量，并能大幅度节省制作的原材料和节 约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。国外热流道模具已有一半用上了热 流道技术，有的厂甚至已达 80%以上，效果十分明显。国内近几年已开始推广应用，但总体 还达不到 10%，个别企业已达到 20%制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高 （ 4 气 体辅助注射成形是一种塑料成形的新工艺，它具有注射压力低、制品翘曲变形少、 表面好以及易于成形壁厚差异较大的制品等优点，可在保证产品质量的前提下，大幅度降低 成本。国外，已经较成熟。国内目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成 形包括塑料熔体注射和气体 (一般均采用氮气 )注射成形两面部份，比传统的普通注射工艺有 更多的工艺参数需要确定和控制，而且气体辅助注射常用于较复杂的大型制品，模具设计和 控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型为了确保塑料件精度，将继续研究发展高压 注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工 艺与模具。在注射成形中，影响成型件精度的最大因素是成型收缩，高压注射成型可强制树 脂收缩率，增加塑件尺寸的稳定性。模具要求刚性好、耐高压。特别是精密模具的型腔应淬 火，浇口密封性好，模具能准确控制。注射压缩成型技术，是在模具预先半开模状态或者在 锁模力保持中压或低压，模具在设定的打开量下，注射溶融树脂，然后以最大的锁模力进行 压缩成型，其效果是： (1)成型件局部内应力小； (2)可得到缩孔少的厚壁成型件； (3)对于 塑件狭窄的部件也可注入树脂； (4)用小注射力能得到优良制 品。该类模具的理想结构是：(1) 注射时树脂以低的流动阻力迅速充填型腔； (2)充填完后能立即遮断浇口部； (3)压缩作用应 （ 5 现在是多品种、少批量生产的时代，到下一个世纪，这种生产方式占工业生产的比例 将达 75%以上。一方面是制品使用周期短，品种更新快，另一方面制品的花样变化频繁，均 要求模具的生产周期越快越好。因此，开发快速经济具越来越引起人们的重视。例如，研制 各种超塑性材料 (环氧、聚脂等 )制作或其中填充金属粉末、玻璃纤维等的简易模具：中、低 熔点合 金模具、喷涂成型模具、快速电铸模、陶瓷型精铸模、陶瓷型吸塑模、叠层模及快速 原型制造模具等快速经济模具将进一步发买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 展。快换模架、快换冲头等也将日益发展。另外， 采用计算机控制和机械手操作的（ 6 使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。 因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准 生产；其次要逐步形成规模生产，提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标 准件 （ 7）模具使用优质材料及应用 先进的表面处理技术将进一步受重视在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在 20% 30%之间，因此选用优质钢材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说，要采用电渣 重熔工艺，努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或有特殊性能的 模具钢。如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢等。粉末高速钢解决了原来高速钢冶炼过程 中产生的一次碳化物粗大和偏析，从而影响材质的问题。其碳化物微细，组织均 匀，没有材 料方向性，因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点，是一 种很有发展前途的钢材。特别对形状复杂的冲件及高速冲压的模具，其优越性更加突出。这 种钢材还适用于注射成型漆加玻璃纤维或金属粉末的增强塑料的模具，如型腔、形芯、浇口 等主要部件。另外，模具钢品种规格多样化、产品精料化、制品化，尽量缩短供货时间亦是 重要方向。模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节。模具热处理的发展 方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善普及常用表面处理方法，即扩渗如：渗碳、渗 氮、 渗硼、渗铬、渗钒外，应发展设备昴贵、工艺先进的气相沉积 ( )、等离子 （ 8）在模具设计制造中将全面推广 模具 术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具术是模具设计制造的发展方向。现在，全面普及 术已基本成熟。由于模具 年来模具 价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，特别是微机的普及应用 ，更为广大模具企业普 及模具 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 着微机软件的发展和进步，技术培训工作也日趋 简化。在普及推广模具 抓住机遇，重点扶持国产模具软件的开发 和应用。 加大技术培训和技术服务的力度。应时一步扩大 于已普及了 模具 积极做好模具 应用工作，即开展企业信息化工程，可从 R，逐步深（ 10）快速原型制造 (术得到 快速原型制造 (术是美国首先推出的。它是伴随着计算机技术、激光成形技术和 新材料技术的发展而产生的，是一种全新的制造技术，是基于新颖的离散 /堆积 (即材料累加 ) 成形思想，根据零件 速自动完成复杂的三维实体 (原型 )制造。 密机械制造、计算机、 光成形技术和材料科学最新发展的高科技技术，被公认 为是继 先是通过立体光固化 (层实体制造 (激光选区烧结 (三维打印 (3融沉积成形 (不同方法得到制件原型。然后通 过一些传统的快速制模方法，获得长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具。主要有精密铸 造、粉末冶金、电铸和熔射 (热喷涂 )等方法。这种方法制模，具有技术先进、成本较低、设 计制造周期短、精度适中等特点。从模具的概念设计到制造完成仅为传统加工方法所需时间 的 1/3和成本的 1/4左右。因此，快速制模技术与快速原型制造技术的结合，将是传统快速 制模技术，进一步深入发展的研磨 )成形法中母模 (电极研具 )制造困 难问题， 使该法获得新生。青岛海尔模具有限公司还构建了基于 向工程技术 )/开发系统，具有开发质量高、开发成本低及开发周期短等优（ 11）高速铣削加工将得到更广泛的应用 国外近年来发展的高速铣削加工 ，主轴转速可达到 40000 100000r/速进给速 度可达到 30 40m/刀时间可提高到 1 3S。这样就大幅度提高了加工效率，如在加 工压铸模时，可提高 7 8倍，并可获得 10状精度可达 10 另外，还可加工硬度达 60模块，形成了对电火花成形加买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 工的挑战。因此，高速铣削加 工技术的发展，促进了模具加工的发展，特别是对汽车、家电行业中大型腔模具制造方面注 （ 12）模具高速扫描及数字化系统将发挥更大的作用 英国雷尼绍公司的模具扫描系统，已在我国 200多家模具厂点得到应用，取得良好效 果。该系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的的模型所需的诸多功能，大大缩短的研 制制造周期。如 快速安装在已有的数控铣床及加工中心上， 用雷尼绍的 制 核心是雷尼绍 自动 生成各种不同数控系统的加工等程序及不同格式的 于模具制造业的“逆向工 程”。该公司又推出了 是一台独立工作的专门用来扫描的设备，不占 用加工机床的工作时间。其扫描速度最高可达 3m/大缩短了模具制造周期，另外， 其数据采集速度比 时探针接触力小 ，因此可以用非常细的探针，用来扫 描细小的模具和细微的特征表面 ，扩大模具生产的品种范围。由于模具扫描系统已在汽车、摩托车、定电等行业得到成功应用，相信在“ 十五”期 （ 13）模具研磨抛光将向自动化、智能化方向发展 模具表面的精加工是模具加工中未能很好解决的难题之一。模具表面的质量对模具使 用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，我国目前仍以手工研磨抛光为主，不仅效率 低 (约占整个模具制造周期的 1/3)，且工人劳动强度大，质量不稳定，制约了我国模具加工 向更高层次发展。因此，研究抛光的自动化、智能化是重要的发展趋势。日本已研制了数控 研磨机，可实现三维曲面模具研磨抛光的自动化、智能化是重要的发展趋势。日本已研制了 数控研磨机，可实现 三给曲面模具研磨抛光的自动化。另外，由于模具型腔形状复杂，任何 一种研磨抛光方法都有一定局限性。应注意发展特种研磨与抛光、如挤压衍磨、电化学抛光、 超声抛光以及复合抛光工（ 14 随着各种新技术的迅速发展，国外已出现了模具自动加工系统。这也是我国长远发展 的目标。模具自动加工系统应有如下特征：多台机床合理组合；配有随行定位买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 夹具或定位盘； 有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。 合模的主要特点 复合模结构紧凑，冲出的制件精度较高，生产率也高，适合大批量生产，特别是孔与制件外形的同心度容易保证。但模具结构复杂，制造较困难。 按照落料凹模安装的位置，复合模可分为正装与倒装两种形式。 具 计算机辅助设计 (简称，指利用计算机硬件和软件进行的设计活动，包括使用计算机的数据库、程序库 (有时候也简称为方法库 )及通讯等技术来完成设计过程的信息检索、分析、综合、造型、修改及文件的编制工作。 模具 模具计算机辅助设计 (简称，指用计算机作为主要的技术手段来生成和运用各种数字和图像信息，以进行模具的设计。模具 人的创造性获得完美的发挥，摆脱了大量烦琐的重复性绘图工作。更重要的是改变了传统的图纸、实物传递方式，从而大幅度地提高了模具设计质量，对于传统的模具设计和制造是一次重大的变革3。它是至今以来最具有生产潜力的工具之一，也是未来模具行业持续生存和发展前提。 自从美国 971年在简单级进模中首先将 模以 1978 年日本机械工程实验室开发了 统，采用了图形显示设备和交互图形设计技术，使 始走向实用化。到 80 年代中期，人工智能技术在模具设计与制造中获得应用，美国 学的 984年开发了轴对称拉深件冲压工艺设计的专家系统 印度学者 在 统 ，但模具买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 设计仍以交互式图形设计为主。 1991 年 ,. 在探讨级进模的针对简单铰链件的冲压加工开发了一个利用特征 (为表达知识单元的系统 12。该系统将模具的表达分为几何实体、特征、零件、装配等四个层次，条料排样采用基于规则的推理方法及自动设计，模具结构及零件的设计分为标准件自动设计和凸、凹模等非标准件交互设计两个部分，使模具设计走向智能化方向。 我国在冲压模具的 海交通大学在 20世纪 80年代初期开展了大规模的 究开发工作，采用交互设计方法和进行条料排样，模具结构及零件设计方面采用了典型结构及标准零件的自动调用和交互设计相结合的方法，开发了智能化数据库，贮存了各种冲模的典型结构、标准零件、设计经验、设计方法和步骤，并向用户开放，目前在上海交通大学已建立了模具 家工 程中心。 华中科技大学于 1981 年首先开始了精冲模的 作。近年来，在冲压件特征建模、专家系统以及 建立了模具 国内其他高校、研究所和大型企业在冲模 面也进行了许多探索和实践，并获得了众多可喜的成果。 从以上冲压工艺与模具的各个发展方向中可以看出，“冲压工艺与模具设计技术”是一门从事现代塑性加工所必须掌握的重要课程，该技术的理论性和实用性均很强，因此，学习时应从理论与实践相结合的角度研究、探讨，并侧重加强工程实践能力。 课题的来源及主要任务 本课题主要任务就是设计一落料拉深冲孔复合模，绘制出模具装配图和 大部分零件图，熟悉复合模设计步骤，并与课程设计过的弯曲模和级进模作个比较，了解复合模的结构特点。 本课题任务主要有两个特点： 上述任务特点可以知道，本课题知识的综合性较强，涉及的知识面较广。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 2 冲压件的工艺性分析 制件如图 示 材料为 10 钢板，板厚 1件精度为 .，形状简单，尺寸不大，大批量生产， 属普通冲压件。 工艺性分析 根据制件的材料、厚度、形状及尺寸 ，在冲压工艺设计和模具设计时，应特别注意以下几点： 1） 该制件为落料拉深冲孔件，在设计时，毛坯尺寸要计算准确 2） 冲裁间隙、拉深凸凹模间隙应符合制件的要求 3） 各工序凸凹模动作行程的确定应保证各工序工作稳妥、连贯。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 工艺方案的分析 根据制件的工艺性分析，其基本工序有落料、拉深、冲孔三种。 拉深件的毛坯尺寸及拉深次数，应通过计算确定 毛坯直径 因为拉深相对高度 h/d=16/99=为是无凸缘零件， h=1530=选为 25凹模壁厚： C=()H=0,取 c=45以凹模外径： L=130+2*45=220(根据冷冲压典型组合尺寸有关标准 凹模外径 50选择模架及确定其他零件 根据凹模周界尺寸 D=250虑采用横向送料，故拟用后侧导柱圆形模架，查手册，可得模架规格： 250*250(其他零件规格： 上模座： 250*50 （ 下模座： 250*65 （ 导 柱： 32*210 （ 1990） 35*210 （ 1990） 导 套： 32*115*48 （ 1990） 35*115*48 （ 1990） 模 柄： 料螺钉 ： 按 d=12螺柱长 L=116料买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 螺钉窝深应满足 闭合高度 模具闭合高度应为上模、下模板、弹性卸料板、凹模、垫板、固定板等厚度的总和。即 60+6+20+68+65+1028 是考虑凸模进入凹模的深度。根据生产现场调整，可略有增减，以制件完全分离为准。 所选压力机闭合高 10 满足： 0修工序 整修是将普通冲裁后的毛坯放在整修模中，进行 一次或多次加工，除去粗糙不平的冲裁剪切面和锥度，从而得到光滑平整的断面。整修后，零件尺寸精度可达 面粗糙度 用的整修方法主要有外缘整修、内孔整修、叠料整修和振动整修。 1 下模座 2 垫板 3 凹模固定板 4 导柱 5 导套 6 整形凹模 7 凸模固定板 8 整形凸模 9 上模座 10 螺钉 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 11 推杆 12 模柄 13 推件器 14 销钉 外缘整修 其整修过程相当于 用压力机切削加工。将预先留有整修余量的工件置于整修凹模上，由凸模将毛坯压入凹模，毛坯外缘金属纤维被凹模切断，形成环行切削 n1,缘金属纤维逐步被切去，切屑逐步外移断裂，直至最后阶段，切屑成长减弱，又相当于 普通剪切变形，产生裂纹，完全切断分离。整修后得到的工件断面光洁垂直，只是在最后断裂时有很小的粗糙面（约 右）。外缘整修的质量与整修次数、整修余量及整修模结构等因素有关。 整修次数与工件的材料厚度、形状有关。对于厚度在 3下，外形简单、圆滑 的工件一般只需一次整修，厚度大于 3进行多次整修，否则会产生撕裂现象。一次整修余量沿外形周边需均匀分布。 毛坯上所留整修余量必须适当，才能保证整修后得到光滑 平直的断面。 从图可看到，总的双边切除余量为 S=Z+ D 式中 S 总的双 边被切除金属量 ; Z 落料模双边间隙（ ; D 双边整修余量（ 内孔整修 切除余量的内孔整修，其工作原理与外缘整修相似，不同的是利用凸模切除余量，整修目的是校正孔的坐标位置，降 低表面粗糙度和提高孔的尺寸精度，一般可达 ，表面粗糙度 达 需有合理的余量。过大的余量不仅会降低凸模寿命，而且切断面将被拉裂，影响光洁度与精度。余量过小则不能达到整修的目的。修孔余量与材料种类、厚度、预先制孔的方式（冲孔或钻孔）等因素有关。修孔余量可用下式计算： D =2s+c=c 式中 D 双边修孔余量（ ； S 修正前孔具有的最大偏心距（ ; C 补偿定位误差，可查表； x, y 修正前孔可能具有的最高坐标误差。 内孔整修时，凸模应从孔的小端进入。孔在整修后由于材料的弹性变形，使孔径稍有缩小，其缩小值近似为：铝 铜 内孔整修还有一种是用心棒精压。它是利用硬度很高的心棒或钢珠，强行通过尺寸稍小一些的毛坯孔，将孔表面压平。此法用于 d/t 34及 t3不但可以利用钢珠加工圆形孔，而且可以利用心棒加工带有缺口等的非圆形孔。 叠料整修 用一般的整修方法，要得到小的间隙必须有相当高精 度的模具，而且还有一个最佳整修余量的选择问题，通过一次整修不一定能得到光滑的表面。 由于整修时凸模不进入凹模内，所以模具制造容易，而且也不存在凸模的磨损问题，与一般整修方法相比，适用材料的范围和允许加工余量的范围都宽。其缺点是在下一行行程的毛坯进入之后，就必须除去切屑，所以需要有相应的措施。为买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 提高切削性能和使切屑容易排出，可以采用在凹模端面上加工出 10 15的前角或断屑槽，以及用高压的压缩空气吹掉切屑。此外，由于下一次行程的毛坯起了凸模作用。而毛坯比凸模的料软得多，相当于在凸模刃口加上圆角，因而产生 的毛坯相当大。 振动整修 是借助与专门压力机在凸模上附加一个轴向振动，断续地进行切削。这样使原来比较难 于 整修的材料变得容易整修，还能降低整修表面的粗糙度。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 结论： (1)通过对防尘盖工件的工艺分析，充分了解了此零