防护罩冲压模具设计（含全套CAD图纸）【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 摘要 本文主要研究 了 防护罩的成型工艺及模具设计 ，根据其结构特点和技术要求去确定工艺方案为 先落料、正反拉深，再修边，后冲孔 ，着重介绍了落料、正反拉深 模 ， 冲孔 模设计， 并 对各工序 进行了工艺计算 ， 确定了各 工序 零件的尺寸及结构。 关键词 模具设计 拉深 工艺性分析 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 of of to to of of to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目 录 摘要 一、 绪论 1 二、冲压工艺性分析 . . 、 冲压工艺方案分析及确定 . . . 、 落料、拉深复合模主要设计计算 . . . 3 . . .、确定拉深次数 5 5、确定凸凹模圆角半径 5 6、确定拉深间隙 5 7、刃口尺寸的计算 5 8、 确定是否采用压边圈 .、压力的计算与压力机的选择 .0、导料板 .1、压力中心的计算 .、落料、拉深模的总体设计 、模具类型的选择 8 2、定位方式的选择 8 3、卸料、出件方式的选择 8 4、 导向 方式的选择 .、落料、拉深复合模主要零部件的设计 . . .）工作零件的结构设计 9 2）定位零件 11 3)卸料装置和推件装置 12 4）模架及其他零部件的选用 ）连接与固定零件 14 6）闭合高度 15 七、冲压设备的选定 .、修边 15九、模具成型零部件加工工艺 .、模具的装配 .一、悬臂对冲冲孔模的设计 .文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 1、冲裁力的计算 .、 刃口尺寸的计算 .、压力中心的计算 .、 主要零部件的设计 .、模具工作图 .二、填写工艺卡 .三、设计总结 .四、参考文献 22 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 一 、 绪论 冲压是金属塑性成形加工的基本方法之一，它主要用于加工板料零件，所以也称为板料成形。板料成形生产技术对航空、航天、 国防、汽车、船舶以及其它日用品的生产和发展具有十分重要的意义。 本次设计综合考虑产品的使用性能，生产成本，生产效率等各方面，积极大胆地尝试各种先进技术，在模具材料的选用方面进行了创新。在设计制造方面首先采用 行成型模拟，可以快速设计模具，快速分析产品的成形性，避免了传统的试制，发现问题，改进，再试制，再改进这种问题，可以提高生产效率，节约成本。 还可以预先通过 未来冲压模具制造技术发展趋势 主要有以下几个方面： 1模具结构与精度正朝着两方面 发展。一方面为了适应高速、自动、精密、安全等大批量自动化生产的需要，冲模正向高效、精密、长寿命、多工位、多功能方向发展；另一方面，为适应市场上产品更新换代迅速的要求，各种快速成形方法和简易经济冲模的设计与制造也得到迅速发展。 2 术 广泛的应用。模具设计与制造的现代化计算机技术、信息技术等先进技术在模具技术中得到广泛的应用，目前最为突出的是模具 一些行业，如汽车行业的主要模具企业，实现了模具 管其总体水平与国际上的还有差距，但它代表 了我国模具技术的发展成果与发展方向。 3冲压设备及冲压生产自动化方面。目前许多高效率、高精度的冲压设备如数控四边折弯机、数控剪板机、数控“冲压加工中心”、激光切割与成形机、高速自动压力机等已经在生产中广泛应用。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 二、 冲压工艺性分析 防护罩简图如下： 72 1 6 03026图一 工件图 生产批量：大批量 材料： 料厚度： t=1工件有落料拉深、修边、冲孔共 3道工序完成，此工件结构相对简单且对称，所有尺寸均为自由公差，公差等级 寸精度较低，对工件厚度变化没有 要求。工件底边圆角半径 R=6次拉深凹模的圆角半径 t=6) ) 6mm,r足首次拉深对圆角半径的要求，故无需一次整修。零件为 课本附录 7可知 35 ， 00 ，屈强比较小，拉深性能较好，易拉深成形。综上所述，该零件的拉深工艺性较好。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 三、冲压工艺方案分析及确定 该工件包括落料、拉深、修边、冲孔四道工序，可有以下三种可 采用的工艺方案为： 方案一：先落料，再正反拉深、修边，后冲孔。采用单工序模生产。 方案二：先落料、正反拉深，再修边，后冲孔。前面采用复合模生产，后面采用单工序模生产。 方案三：落料、拉深、修边、冲孔级进冲压。采用级进模生产。 方案一结构简单，但需要四道工序三副模具，生产效率低，难以满足工件大量生产的要求。方案二需要两副模具，生产效率较高，尽管模具方案结构较方案一复杂，但由于工件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。方案三需要一副模具，生产效率较高，但较方案二效率偏低，且模具结构较复杂，送进操作不方便，加之工 件尺寸偏大。通过对上述三种方案的分析比较，该件若能一次拉深，则其冲压生产采用方案二为佳。 四、落料、拉深复合模主要设计计算 1 确定修边余量 h=(30)d=39mm 930 于深拉深， F 额 （ ） F 最小公称压力 K/选 10、导料板 查 2 导料板的导料尺寸为： B+D+2( + ( 导料板长度 + 故 0+160=200料板宽度 b= 故 b=( 导料板厚度 t=41、压力中心的计算 因件形状规则，且中心对称，故其几何中心就是该件的压力中心，可用作图法确定，竖直方向与水平方向的中心线的交点就是其压力中心。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 五、落料、拉深模的总 体设计 一套冲压模具由各种零件组成，按其功用可以分为工艺零件和辅助工艺零件。工艺零件包括工作零件、定位零件、压料和卸料零件；辅助构件包括导向零件、固定零件、标准紧固件及其他零件。工作零件是指直接对毛坯进行加工 (或分离或成形 )的零件，如凸模、凹模等。定位零件是指确定冲压加工中坯料正确位置的零件，如挡料销、导正销等。压料和卸料零件是使工件与废料可以出模，使之能保证顺利实现正常冲压的零件，如推板、压料板等。导向零件是指保证或提高模具凸、凹模部分正确的相对位置及精度的零件，如导柱、导套等。固定零件是指承装模具零件或 将模具紧固在压力机上并与它发生直接联系的零件，如模柄、上、下模座等。标准紧固件是指模具零件之间相互连接的零件，如螺钉、销钉等。 1、模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用复合冲压，所以模具类型为落料正反拉深复合模。 2、定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销定位。第一件的冲压位置因为条料长度有一定的余量，可以靠操作工目测来定。 3、卸料、出件方式的选择 因为工件厚度为 1于 料力适中，故可采用固定卸料。 4、导向方式的选择 为了提高模具的寿命、工件质量、方便安装调整和纵向送料，该复合模采用中间导柱的导向方式。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 六、落料、拉深复合模主要零部件的设计 1、主要零部件的设计 在确定模具的设计方案时，不仅要考虑总体设计方案，同时也要对主要零部件的结构进行设计。对于结构极其复杂的模具，若总体方案设计时难以清楚表达模具中某个零件的结构特征时，也往往先勾画出该零件的结构草图，一边衡量该零件对模具总体结构的适应性。模具的主要零件的结构设计，就是确定工作零件、定位零件、卸料和出料零件、导向零件以及连接与固定零件的结构形式 和固定方法。 工作零件的结构设计 由于工作零件结构形状简单对称，所以模具的工作零件均采用整体结构，落料拉深凸凹模、拉深凸模、落料凹模结构如零件图所式。 1）凸模 （ 1）拉深凸模的结构形式及其固定方法 由于该工件是圆形件结构相对简单且对称，而它的拉深工序也为圆形形状。所以本副模具采用台肩固定式圆形凸模。 （ 2）拉深凸模长度的计算 本副模具中有落料拉深凸凹模，拉深凸模，它们的凸模长度的计算分别如下： 拉深凸模长度 L1=h1+67式中： 模长度（ 模的厚度， 1 ( 模固定板厚度 ,6）凹模 凹模类型很多，凹模的外形有圆形和板形；结构有整体式和镶拼式；刃口也有平刃和斜刃。 （ 1）凹模外形的结构及其固定方法 采用螺钉和销钉直接固定在支承板上的凹模，它的凹模板已经有标准，它与标准固定板、垫板和模座等配合使用。 凹模采用螺钉和销钉定位固定时，要保证螺钉（或沉孔）间、螺孔与销孔买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 间以及螺孔、销孔与凹模刃壁间的距离不能太近，否则会影响模具寿命。 （ 2）凹模刃口形式 凹模按结构分为整体式凹模和镶拼式凹模，一般采用整体式凹模。冲裁凹模的刃口形式有直筒式和锥形两种。选用刃口形式时，主要根据冲裁件的形状、厚度、尺寸精度以及模具的具体结构来决定。 (3)整体式凹模轮廓尺寸的确定 冲裁时凹模承受冲裁力和侧向挤压力的作用。由于凹模的结构形式及其固定方法不同，受力情况又比较复杂，目前还不能理论方法确定凹模轮廓尺寸。在生产中，通常根据冲裁的板料厚度和冲件的轮廓尺寸，或凹模孔口刃壁间的距离，按经验公式来确定。 综上所述，本副模具中的凹模采用直筒式刃口的整体式凹模，故其 轮廓尺寸计算如下： 凹模厚（高）度 H=b 为冲裁件垂直于送料方向的最大外形尺寸 b= 查冲模设计指导 k= 故 H=7模壁厚 c=()H 又查冲压工艺与模具设计 凹模壁厚取： c=34模厚度 H=17凹模宽度 B=b+2c=145 凹模长度 L=B=145 结合模具本身实际情况选择凹模宽度 B=145=145 根据计算得出的长宽厚尺 寸与凹模板的标准进行对照，为使模具结构合理，选用凹模板 1160160 。 根据模具的总体轮廓和结构，初选紧固螺钉 ，凹模需要淬火，凹模上螺钉孔和销钉孔的主要参数如下： 螺孔中心到凹模外缘等距，孔中心到外缘的距离为 41222 ； 查冲模工艺与模具设计 销孔中心到凹模外缘最小距离 1 ，取 ； 螺孔中心刃口边缘及销孔边缘的距离，标准尺寸： 41222 ； 查冲模工艺与模具设计 凹模板、凸模固定板上螺孔之间中心距 0 ， 50 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 3）凸凹模 凸、凹模是复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零件。它的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸。从强度方面考虑，其壁厚应受最小值限制。凸、凹模的最小壁厚与模具结构有关：当模具为正装结构时，内 孔不积存废料，胀力小，最小壁厚可以小些；当模具为倒装时，若内孔为直筒形刃口形式，且采用下出料方式，则内孔积存废料，胀力大，故最小壁厚应大些。 凸、凹模的最小壁厚，目前一般按经验值确定，倒装复合模的凸、凹模的最小壁厚见冲压模具设计与制造表 2装复合模的凸、凹模的最小壁厚可比倒装的小些。 本副模具中的凸凹模有落料拉深凸凹模长度 L2=h1+h4+h5+a =16+16+8+30+20 =80(式中： 凹模长度 (f 凹模 固定板厚度， 6 ( 料板厚度， 6mm 料板的厚度： 8mm 的深度： 30 定位零件 冲模的定位零件是用来保证条料的正确送进及其在模具中的正确位置。 条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位；一是在与条料方向垂直的方向上的限位，保证条料沿正确方向送进，称为送进导向；二是送料方向上的限位，控制条料一次送进的距离（步距）称为送料定距。对于块料或工序件的定位，基本上也是在两个方向上的限位 ，只是定位零件的结构形式与条料有所不同而已。 属于送进方向的定位零件有导料销、导料板、侧压板等；属于送料定距的定位零件有用挡料销、导正销、侧刃等；属于块料或工序见的定位零件有定位销定位板等。 （ 1） 导料销、导料板 导料销或导料板是对条料或带料的侧向进行导向，以免送偏的定位零件。 导料销一般设两个，并位于条料的同侧，从右向左送料时，导料销装在后侧；从前向后送料时，导料销装在左侧。导料销可设在凹模面上（一般为固定式的），也可设在弹压卸料板上（一般为活动式的），还可设在固定板或下模座平面上（导买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 料螺钉）。 导料板 送进导向的模具主要是用于具有导板（或卸料板）的单工序模或级进模。导料板一般设在条料两侧，其结构有两种：一种是标准结构，它与卸料板（或导料板）分开制造；另一种是与卸料板制成整体的结构。为了使条料顺利通过，两导料板间距离应等于条料宽度加上一个间隙值。导料板的厚度取决于导料方式和板料厚度。 如果只在条料的一侧设置导料板，其位置与导料销相同。 本副模具采用的是导料板导向。 （ 2） 挡料销 挡料销起定位作用，用它挡住搭边或冲件轮廓，以限定条了送进步距。它主要分为固定挡料销和活动挡料销。 （ a）固定挡料销 标准结构的挡 料销的结构简单，制造容易，广泛用于冲制中、小型冲裁件的挡料定距；其缺点是销孔离凹模刃壁较近，削弱了凹模的强度。在部颁标准中还有一种钩形挡料销，这种挡料销的销孔距离凹模刃壁较远，不会削弱凹模强度。但是为了防止钩头在使用过程中发生转动，需考虑防转。 （ b）活动挡料销 标准结构中的活动挡料销可分为弹簧弹顶挡料装置、扭簧弹顶挡料装置、橡胶弹顶挡料装置、回带式挡料装置等。回带式挡料装置的挡料销对着送料方向带有斜面，送料时搭边碰撞斜面使挡料销跳起来并越过搭边，然后将条料后拉，挡料销变挡住搭边而定位。即每次送料都 要先推后拉，作方向相反的两个动作，操作比较麻烦。采用哪一种结构形式挡料，需根据卸料方式、卸料装置的具体结构及操作等因素决定。回带式挡料装置常用于具有固定卸料板的模具上；其它形式的长用于具有弹压卸料板的模具上。 因为固定挡料销结构简单，容易生产，广泛用于冲制中、小型冲裁件的挡料定距。该工件不属于大型冲裁件，本副模具也没有才采用级进和单工序模。所以本副模具采用的是 A 型固定挡料销。 3 卸料装置和推件装置 i. 卸料装置 卸料装置主要分为固定卸料装置和弹压卸料装置三种。卸料板用于卸料卡箍在凸模上或凸、凹模上的冲裁件或废料 。 固定卸料板 固定卸料板大致用于平板的冲裁卸料和用于成形后的工序件的冲裁卸料。用于平板的冲裁卸料又有两种形式，一种是卸料板与导料板为一整体；另一种卸料板与导料板是分开的。 当卸料板只起卸料作用时，凸模与卸料板的双边间隙取决于板料厚度，一般买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 在 料薄时取小值；板料大时取大值。当固定卸料板兼起导向作用时，一般按 H7/合制造，但应保证导板与凸模之间间隙小于凸、凹模之间的冲裁间隙，以保证凸、凹模的正确配合。 固定卸料板的卸料力大，卸料可靠。因此，当冲裁板料较厚（大于 卸料力较大、平直度要求不很高的冲裁件时，一般采用固定卸料装置。 弹压卸料装置 弹压卸料装置由卸料板、弹性 (元件弹簧或橡胶 )、卸料螺钉等零件组成。 弹压卸料既起卸料作用又起压料作用，所得冲裁零件质量较好，平直度较高。因此，质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁件宜用弹压卸料装置。 因为该工件的质量要求一般，平直度要求一般，所以本副模具选用固定卸料装置。此处采用的卸料板厚为 16 推件（顶件）装置 推件和顶件的目的都是从凹模中卸下冲件或废料。向下推出的机构称为推件，一般装在上模内；向上顶出 的机构称为顶件，一般装在下模内。 推件装置 推件装置主要有刚性推件装置和弹性推件装置。一般刚性的用得较多，他由打杆、推板、连接推杆和推件块组成。有的刚性推件装置不需要推板和连接推杆组成中间传递结构，而由打杆直接推动推件块，甚至直接由打杆推件。其工作原理是在冲压结束后上模回程时，利用压力机滑块上的打料杆，撞击上模内的打杆和推件板（块），将凹模内的工件推出，其推件力大，工作可靠。 弹性推件装置其弹力来源于弹性元件，它同时兼起卸料和压料的作用，尽管出件力不大，但出件平稳无撞击，冲件质量较好，多用于冲 压大型薄板以及工件精度要求较高的模具。 本副模具采用的是刚性推件装置装置。它是由锁紧螺母和推杆组成的刚性推件装置。 顶件装置 顶件装置一般是弹性的。其基本组成有顶杆、顶件块和装在下模底下的弹出器，弹顶器可以做成通用的，其弹性元件是弹簧和橡胶。这种结构的顶件力容易调节，工作可靠，冲件平直度较高。 本副模具采用的是弹顶器顶出装置。 （ 1）模架 导柱模模架 导柱模模架按导向形式分为滑动导向和滚动导向，此模具采用中间导柱滑动导向，送料方向为纵向 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 （ 2）、导柱和导 套零件导向装置 导向零件是用来保证上模相对于下模的正确运动。对于生产批量较大、零件公差要求较高、寿命要求较常的模具，一般都采用导向装置。模具中应用最广泛的是导柱和导套。 导柱和导套一般采用过盈 H7/别压入下模座和上模座的安装孔中。导柱、导套之间采用间隙配合，其配合人尺寸必须小于冲裁间隙。导柱、导套一般选用 20钢制造。为了增加表面硬度和耐磨性，应进行表面渗碳处理，渗碳后的淬火硬度为 58 5、连接与固定零件 模具的连接有模柄、固定板、垫板、螺钉、销钉等。这些零件大多有标准，设计时可按标准 选用。 （ 1）、模柄 压入式模柄与模座孔采用过渡配合 H7/H7/加销钉以防转动。这种模柄可较好保证轴线与上模座的垂直度。适用于各种中、小型冲模，生产中最常见。 本副模具采用的是凸缘式模柄。模柄的材料采用 （ 2）、固定板 凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的 平面尺寸可与凹模、卸料板外形尺寸相同，但还应考虑紧固螺钉及销钉的位置。固定板的凸模安装孔与凸模采用过渡配合 H7/H7/装后将凸模端面与固定板一起磨平。 本副模具中采用了凸模固定板，其厚度为 16定 板的凸模按安装孔与凸模采用过渡配合 H7/料选用的是 （ 3）、垫板 垫板的作用是直接承受凸模压力，降低模座所受的单位压力，防止模座被局部压陷，从而影响凸模的正常工作。垫板的厚度为 12料选用的是 45钢。 （ 4）、螺钉 螺钉和销钉都是标准件，设计模具是按标准选用及可。螺钉用于固定模具零件，一般选用内六角螺钉；销钉起定位作用，常用圆柱销钉。螺钉、销钉规格应根据冲压力大小、凹模厚度等确定。 由冲压模具设计与制造表 2选销钉的规格有： 8文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 6、闭合高度 模具闭合高度与压力机装模高度的关系： 0H 中： H：闭合高度； 力机的最小闭合高度； 力机的最大闭合高度； 板厚度。 该副模具的闭合高度为： H=+ +垫 2+h+t=55+12+16+16+45+16+49+5+12+15+6+1+8 =253(式中： 模座厚度， 55 板厚度， 12 ：上固定板厚度， =16 模板厚度， 51 模座厚度， 45 料板厚度， 16 ：下固定板厚度， =16 h：固定板与卸料板间的距离， h=15 料板厚度， 4 ：下模座垫板厚度， =5 t:材料厚度。 t=1此可见该模具的闭合高度小于所选压力机 00以使用。 七、冲压设备的选定 通过校核，选择开式固定压力机 其主要技术参数如下： 公称压力： 250块行程： 80程次数： 100次 /大闭合高度： 300闭高度调节量： 50、修边 通过修边模具使工件的外形尺寸达到工件的要求。在计算零件坯料的时候买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 已经留出了修边余量。 九、模具成型零部件加工工艺 落料、拉深凸凹模的加工工艺路线 工序号 工序名称 工序内容 1 下料 留 42 数控车 车外形、台阶、端面、内孔及倒角，留 量 3 热处理 淬火、 回火，保证 5862 磨床 将毛坯外形及内孔磨到尺寸 5 检测 6 组立 反拉深凸模的加工工艺路线 工序号 工序名称 工序内容 1 下料 留 42 数控车 车外形、台阶、端面、及倒角，留 量 3 热处理 淬火、回火，保证 5862 磨床 磨至尺寸 5 检测 6 组立 落料凹模的加工工艺路线 工序号 工序名称 工序内容 1 下料 留 42 铣床 飞料（留 钻螺纹底孔、穿 丝孔、铣中间台阶孔、倒角及攻牙 3 热处理 淬火、回火，保证 5862 磨床 磨至尺寸 5 线割 割出凹模刃口及销孔 6 检测 7 组立 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 十、模具的装配 根据复合模装配要点，以凸、凹模作为装配基准件，先将装有凸、凹模的固定板用螺栓和销钉安装、固定在指定模座的相应位置上；在按凸、凹模的内形装配、调整冲孔凸模固定板的相对位置，使冲孔凸、凹模间的间隙趋于均匀，用螺栓固定；然后再以凸、凹模的外形为基准，装配、调试落料凹模相对凸、凹模的位置，调整间隙，用螺栓固定。在将模具装入压力机之前， 应按设计图样对模具进行检验，以便及时发现问题，减少不必要的重复安装与拆卸。 十一、悬臂对冲冲孔模的设计 1、冲裁力的计算 把该冲裁看成是平刃口冲裁，平刃口冲裁模的冲裁力 F=b 式中 F 冲裁力（ N）； L 冲裁周边长度（）； t 材料厚度（）； F=b= b=6 1 400=7536N 冲孔时 ，采用弹性卸料装置，故还有 1 F 式中 N) N) 1 F=7536=总冲裁力 +536+选用 2、刃口 尺寸的计算 冲孔凸模尺寸： （ x） 0p冲孔凹模尺寸： （ d0买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 表 2 偏差为零 偏差为零 p=( d=(（ x） 0p=(6+（ d0=(、 压力中心的计算 分析零件结构可知，冲孔都 为圆孔，且相互对称。冲压时的压力中心就在圆心上，在设计模具时模柄轴线应该与孔凸模轴线重合。 4、主要零部件的设计 （ 1） 凸模 结构形式：由于所冲孔为圆孔，所以采用标准 A 型圆凸模，加工和装配较简单。 凸模长度：凸模长度主要根据模具结构，并考虑修磨，操作安全，装配等的需要来确定。 采用固定卸料板和导料板冲模，其凸模长度按下式计算 L=21 其中 1h 凸模固定板高度（ 2 固定卸料板厚度（ 3 导料板厚度（ h 增加高度。它包括凸模的修磨量，凸模 进入凹模的深度（ 1买文档就送您 纸全套， Q 号交