封闭板冲模设计【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 摘要 随着全球经济一体化的深入，模具工业在国民经济中所发挥的作用越来越明显。模具设计水平的高低直接影响产品的质量及生产效率。 设计本模具是为了制造某车型中一个支柱端头的封闭板。设计中分析了封闭板零件的结构及工艺性，拟订该零件的冲压工艺为“落料 双向弯曲（翻边成形）”，讨论了复杂弯曲（翻边）零件毛坯展开形状和尺寸的确定方法，设计了落料模和双向弯曲（翻边）成形模，对关键零件的结构设计作了详细阐述，并指出了模具设计时的注意事项。其中，双向弯曲成形模是本设计的重点，将双向弯曲（翻边）成形集中于一套模具中，使得冲件 的质量和生产效率较高，满足了生产需要。 由于模具设计是一种经验性较强的设计，经过长期发展积累了大量丰富的冲压工艺技术资料，在设计这两套模具时必然要借鉴这些经验数据，含括了落料模、弯曲模、拉深模中常用的工艺数据以及模具材料的选取和压力机基本参数等等。 关键词： 冲压工艺 毛坯展开 双向弯曲成形模 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 目录 摘要 . 1 目录 . 2 1 绪论 . 1 1 1选题的依据及课题的意义 . 1 1 2国内外研究概况及 发展趋势 . 1 1 3国内外关于该论题的研究现状 . 2 1 4 结论 . 3 2 模具设计程序及步骤 . 3 2 1 零件的工艺性分析 . 3 构工艺性 . 3 度 . 3 材料 . 3 2 2 落料毛坯形状和尺寸的确定 . 4 2 3 排样和裁板 . 4 定排样方式并计算材料利用率 . 4 板 . 6 2 4 落料模结构设计 . 6 体结构 . 6 . 7 位装置 . 7 料装置 . 7 2 5 落料模工艺计算 . 7 . 7 . 8 模刃口尺寸及制造公差 . 9 2 6 工件零件的设计 . 10 . 10 . 11 2 7卸料元件的设计 . 11 卸料橡胶的选用和设计 . 卸料螺钉的设计 . 8 设计其它零件并校核压力机 .文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 凹凸模固定板及模架的选用 . 校核压力机 .结 . 15 参考文献 . 16 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪论 1 1 选题的依据及课题的意义 随着全球经济一体化的深入，模具工业在国民经济中所发挥的作用越来越明显，模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。 模具设计是一种相对来讲经验性较强的设计。设计人员在长期的工作中积累的经验和知识对模具设计起着十分重要的影响。近年来，模具 术已成功应用于模具工业，有效提高了模具设计与制造水平。 模具是现代工业生产中应用广泛的优质、高效、低耗、适应性很强 的生产技术，或称成型工具、成型工装产品，是技术含量高、附加值高、使用广泛的新技术产品，是价值很高的社会财富。由于模具生产技术的现代化，在现代工业生产中，模具已广泛应用于电动机和电器产品、电子计算机产品、仪表、家用电器产品与办公设备、汽车、军械、通用机械等产品的生产中。模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。为此本人选择了“封闭板成型模及冲压工艺设计”作为毕业课题。 1 2 国内外研究概况及发展趋势 目前，随着汽车及轻工业的迅速发展， 模具设计制造日益受到人们的广泛关注，已成为一个行业。将高新技术应用于模具设计与制造，已成为快速制造优质模具的有力保证： 1）、 示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性。在欧美， 应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前 3D 设计已达到了 70 、 2）、为了缩短制造周期，提高市场竞争力，普遍采用高速切削加工技术。 3）、快速成型技术与快速制模技术 获得普遍应用。有 各种类型的快速成型设备。 国外工业先进国家都拥有上万个模具企业与支持模具企业或为模具企业提供生产装备的企业相组成的强大的产业基础。这是为适应社会产品工业化规模生 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 产的重要条件和特点。如汽车的工业化规模生产需要一大批专业性模具企业为其提供模具，同时根据汽车零件的生产技术要求，这些模具企业还配有相应的先进技术装备，包括数控和计算机数控机床、 统，以及各种工艺装备。 模具的社会效益很高，是高技术含量的社会产品，其价值和价格主要取决于模具材料、加工、外 购件的劳动与消耗三项直接发生的费用和模具设计与试模等技术费用，后者，是模具价值和市场价格的主要组成部分，其中一部分技术价值计入了市场价格，而更大一部分价值，则是模具用户和产品用户受惠变为社会效益。如电视机用模，其模具费用仅为电视机产品价格的 1/3000 1/5000，尽管模具的一次投资较大，但在大批量生产的每台电视机的成本中仅占极小的部分，甚至可以忽略不计，而实际上，很高的模具价值为社会所拥有，变成了社会财富。所以设计本模具具有非常重要的现实意义。 本模具设计是封闭板，该零件本身属不对称的异形件，单件冲压时 存在着横向不平衡力，影响模具寿命和冲压质量，将左、右件合在一套模具上一次冲压成形，就能消除横向不平衡力，同时，也提高了冲件质量和生产效率。据此，拟定该零件的冲压工艺为一次成形。在使用 行模具设计时，可以方便、快捷地调用工艺资料，达到了提高产品质量，缩短周期，降低成本，增加经济效益的目的，具有非常重要的现实意义。因此，模具广泛应用于汽车制造业，有助于推动我国汽车行业的发展。 由于本人水平有限，本论文中必然存在不少纰漏及错误之处，敬请评阅老师批评指正。 1 3 实验方案 本课题要研究的是封闭板冲模设 计。 由于该零件相对比较简单，且只有落料这个环节，因此可以采取直接落料的工艺方法。 在设计落料模之前，首先要确定落料毛坯形状和尺寸，其中既有理论计算，也涉及到定性地估算，最终通过实验确定。该零件虽说是左右对称件，但形状却是相同的，因此只需设计一副落料模即可，该模具采用下出料弹压卸料结构。 该模具每一个冲压过程完成左、右各一件封闭板零件的成形加工，坯料靠定位板定位，这样不仅能消除横向不平衡力，同时，也提高了冲件质量和生产效率。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 在选择压力机时，涉及到压力中心的确定，拟订采用一种基于 “工具”的压 力中心确定方法，快速直接，简单方便，精度较高。 1 4 结论 该零件虽说是左、右对称件，合理安排冲压工艺，仔细进行模具设计后，其加工过程并不复杂。通过该零件的冲压工艺和模具设计可以看出，适当的经验以及对冲件工艺性的改进也是必要的另外，合理安排冲压工艺，并进行精心地设计，可最大限度地满足冲件质量和生产的要求。 在设计成形模时，要注意以下几点： 1、 凹模采用整体结构，内孔由线切割加工，使左、右对称性好，冲件质量高。 2、 合理选择上、下弹簧的弹力，保证模具顺序动作。 3、 精确调整限位圈的高度，冲压时靠其准确 、快速控制模具的闭合高度。 2 模具设计程序及步骤 2 1 零件的工艺性分析 结构工艺性 该零件结构相对复杂，且不对称，无悬臂、凹槽宽度，可直接冲裁成形，又无其它要求，因此比较适合冲裁。 精度 由 该零件从图纸要求的尺寸和使用情况看，尺寸精度要求并不太高，外形尺寸按 即可，因此可以通过普通冲裁方式保证零件的精度要求，并且满足产品使用要求。 原材料 在 88优质碳素结构钢技术条件 中查得 08质碳素结构钢 ，由于含碳量较低，韧性比较好， 适合 冲裁加工。 综上所述，根据零件的尺寸，精度，以及其它方面的要求进行判断。适合加工，可以加工为该零件，适合冲裁加工 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 2 2 落料毛坯形状和尺寸的确定 图 2件图（材料 08F） 2 3 排样和裁板 确定排样方式并计算材料利用率 计算冲裁件的面积 A：充分利用 算物体质量特性的功能，依次点取“工具”（ 单“查询”（ “质量特性”（ ,得面积 A=6916订两 种排样方案，如下： 方案一：直排，且无侧压装置。 (见图 2) 查表 1最小搭边值 a= 条料宽度 =D+2( )+ (式中 B 条料公称宽度（ D 垂直于送料方向的工件尺寸 ,取 D=15+ a 侧搭边值（ 条料与导板之间的间隙，查表 4 条料宽度的公差，查表 4= 将以上数据代入（ 得 =D+2( )+=（ 2+距 h=2+一个进距的材料利用率 =h=(1 6916)/(76% 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 图 2排样方案一 方案二：对排，且无侧压装置。（见图 3） 查表 4最小搭边 值 a=D=2= 查表 4 = 图 3排样方案二 将以上数据代入（ 得： =D+2( )+=（ +距： h=(15+(15+2=一个进距的材料利用率 =h=(2 6916)/(84% 比较上述两方案，虽然对排比直排省料，但存在着下述问题：如果采取送一次料冲一件的方法，即用单凸模，模具结构与直排时基本相同，模具费用也相差不大，但在冲完一行后，需要到头冲另一行，冲另一行时，条料的刚度很差，给买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 送料造成很大的困难。如果采取一次冲两件的方法，即用双凸模，则模具结构复杂了，模具长度增大了，因而模具费用也增加了。而直排的模具结构简单，且与对排相比，材料的利用率相差不多，所以决定选择方案一，即有搭边的直排 。 裁板 08材料手册查得规格为 1 850 1800 若采用纵裁，则每板条数 50 条，余 每条个数 2 个，余 每板个数 n3= 22=176 个。 若采用横裁，则每板条数 800 7 条，余 每条个数 0个，余 每板个数 n3=7 10=170 个。 显然，纵裁时材料利用率高，所以决定采用纵裁。 落料模结构设计 体结构 该零件虽说是左、右对称件，但展开后的形状却是相同的。因此落料模只需设计 1副模具即可。模具采用导柱导向下出料式弹压卸料结构，冲出的零件通过凹模的内孔从冲床台面孔漏下，见图 4。模具的上部分由上模座 7、导套 5、模柄 11、凸模固定板 6、凸模 10、卸料板 15、卸料橡胶 14和螺钉、销钉组成，下部分由凹模 3、下模座 2、导柱 4以及螺钉、销钉组成。 图 4落 料模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 导向装置 采用模架导向，不仅能保证上、下模的导向精度，而且能提高模具的刚性、延长模具的使用寿命、使冲裁件的质量比较稳定、使模具的安装调整比较容易，因此决定采用模架作为上、下模的导向装置。 采用压入式模柄，固定段与上模座孔采用 H7/加骑缝销防止转动，装配后模柄轴线与上模座垂直度较好。 定位装置 条料的送进，由两个定位销控制其方向，由一个钩形挡料销控制其进距，这种定位零件结构简单、制造方便，装在凹模上。为此，在卸料板上与单了定位销和钩形挡料销相应的位置上加工三个通 孔，工作时，可使卸料板压紧条料；为便于刃磨，在下模座上相应的位置处也加工通孔，以便于拆挡料销。 卸料装置 由于实现外形分离的凸模装在上模，拟采用橡胶作为弹性元件的卸料装置装在上模，由卸料板、橡胶和卸料螺钉组成弹压卸料装置。冲程时，橡胶块受压缩而积蓄能量，并使卸料板产生压力而起压料作用，冲出的落料件通过凹模的内孔从冲床台面孔漏下。回程时，橡胶块释放能量，使卸料板产生反向推力而将废料从凸模上卸下。在冲压时，还可压紧条料，提高冲裁质量。 2 5 落料模工艺计算 计算冲压力 由于 该模具采用下出料弹压卸料结构，因此压力机在本模具的冲压过程中，除要克服冲裁力以外，还要克服卸料力、推件力。 冲裁力的计算 F=b(2. 2) 式中 F 冲裁力（ N）； L 冲裁轮廓的总长度， 由 具”查询面积，查得 L= t 板料厚度，取 1 b 板料的抗拉强度，由材料手册查得 b=390 将以上数据代入（ ，得 F=b=1 390=127705N。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 卸 料力的计算 F 卸 =K 卸 F（ 式中 F 卸 卸料力（ N）； K 卸 卸料力系数，查表 2 卸 = F 冲裁力， F=127705N。 将以上数据代入（ ，得 F 卸 =K 卸 F=127705=6385N。 推件力的计算 F 推 = F（ 式中 F 推 推件力（ N）； n 同时卡在凹模孔内的工件或废料片数， n=h/t, h=5 取 t=1 n=h/t=5/1=5 K 推 推件力系数，查表 2 K 推 = F 冲裁力， F=127705N。 将以上数据代入（ ，得 F 推 = F=5 127705= 综上，选择冲床时的总冲压力 F 总 =F+F 卸 +F 推 =127705+6385+ 初步选择开式双柱可倾压力机 表 2 确定压力中心 压力中心是冲裁模各个冲裁力的合力作用点，在进行冲裁模设计时，必须使模柄中心线与冲模压力中心重合。如 果二者偏移量超过允许范围，滑块将承受偏心载荷，在偏心弯矩的作用下，将导致：滑块与导轨非正常磨损，影响压力机精度和寿命；凸、模间隙不均匀，降低冲压件质量和加剧磨损，甚至碰撞和损坏零部件。因此，准确求得压力中心是冲裁工艺设计和冲模设计的重要环节。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 图 5压力中心 本冲压件轮廓形状复杂，无法直接计算其压力中心，故采用基于 007的冲模压力中心确定方法来求其压力中心，具体做法如下： 第一步：用 出刃口的轮廓线，选定坐标系 所示，并用“快捷工具”“修改（ “段线合并 (定义为多段线； 第二步：用“偏移（ 命令将轮廓线分别向两侧偏移极小的距离（ ,并删除原轮廓； 第三步：用“绘图（ 下的“面域（ 分别创建以内外多义线为边界的两个面域； 第四步：用“修改（ 菜单下的“实体编辑”中的“差集（ 命令创建环形面域； 第五步：依次点取“工具（ 菜单“查询（ “质量特性（ ,点选面域，然后回车，屏幕上的文本窗口将显示面域的质心： 凸、凹模刃口尺寸及制造公差 查表 3双面间隙值 由于本冲裁件形状比较复杂，为了保证凸、凹模之间的间隙值，必须采用凸、凹模配合加工的方法制模，并采用配作法加以计算，因该件属于落料件，所以制件尺寸随凹模尺寸而定，间隙应在减小凸模 尺寸方向取得。由于该零件的精度要求不高，外形尺寸按 即可，凸模的刃口尺寸按凹模的实际尺寸配制，并保证双面间隙为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 其中： 凹模尺寸， a 凹模制造公差， 制件公差， X 磨损系数 工作零件的设计 凹模设计 凹模板的外形尺寸 因为一般模具，特别是标准 模具，除去模架以外，前后左右都是对称的，模柄中心线要通过凹模板的中心。冲裁过程中必须使冲压力的合力作用线（压力中心）与模柄中心线重合，使压力机滑块不受偏载，才能使模具平稳工作，减小对压力机滑块与模具导向零件的磨损。 为了用简单的方法满足上述要求 ,在排样图上沿着送料方向与垂直送料方向从凹模孔之间最大距离处画一矩形 l b,称为凹模的有效面积。由于压力中心 l b 的中心重合，因此要对凹模有效面积进行修正，取 O 点沿长度方向到短边的最大距离为 l的一半，沿宽度方向到长边的最大距离 为 b的一半，则 l b即为修正后的凹模有效面积。自矩形 l b向四周扩大一个允许的凹模壁厚 C 值，可得凹模外形尺寸 L B，就能保证压力中心与凹模及模柄中心线重合。 其中，凹模壁厚 时也要保零件尺寸 磨损系数 （查课本表 3 模具制造公差（ 计算公式 计算（凹模） 凸模 )(a 0 15 0 0 0 68 0 落料凹模和冲孔凸模的刃口尺寸计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 证凹模的强度和刚度，查表 7 C=36 根据 凹模外形尺寸标准值对照，取 L B=200 160。 凹模板的厚度 凹模板的厚度根由查表法确定，根据凹模的最大刃口尺寸、制件料厚，从表7和凹模刃口 至凹模边缘距离 C。 由于 C=36 所以 H=25凹模型孔侧壁形状 采用侧壁与凹模面垂直的台阶形直壁型孔，其设计参数有两个：一是直刃口有效高度 h；二是漏料孔比型孔单边扩大值 b。刃口高度按强度考虑应随冲裁的板料厚度增加而增大，并考虑刃磨量的需要，由于板料厚度为 1以取 h=5料孔比型孔单边扩大值 b,按凹模强度考虑取小些，为了保证落料件顺利漏下又应取大些。一般取 b=1于本冲裁件形状复杂，所以 查表 7模刃口与挡料销的最小距离 C=5模具中，挡料销的规格选用 8 3，送料方向搭边值为 料销与凹模刃口的最小距离为5模强度有保证。 凹模的选材及加工 选用 于凹模冲裁轮廓较复杂，故其型孔采用线切割加工，漏料孔采用化学腐蚀的方法加工，这样可有效保证加工精度和刃口强度。 凸模设计 采用直通式凸模，便于成形磨削或线切割加工，且可以先淬火后精加工，但在工作中容易松动，甚至拔出，因此，用螺钉吊装固定凸模，在固定板上不加工固定凸 模的型孔，而增加两个销子对凸模进行定位，这种方法减小了凸模长度，为用线切割方法在一块坯料上同时制取凹模和凸模创造了有利条件，不仅节约了贵重的工具钢原材料，也使冲裁间隙容易均匀。 卸料元件的设计 卸料橡胶的选用和设计 橡胶块作为弹性元件，具有承受负荷比弹簧大、安全及安装调整方便等优点，且此落料模的工作行程较小，所以选择橡胶块作为弹压卸料装置的弹性元件。 选用硬度为邵氏 70 80性能比合成橡胶优异，不仅可获得较大的压力，而且可延长其使用寿命。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 橡胶块高 度的确定 为了使橡胶块不因多次反复压缩而损坏其弹性，按下式限定其极限压缩量 （ 式中 H 橡胶块自由状态下的高度（ j 橡胶块极限压缩率（ %），对于硬度为邵氏 70 80胶，则应取 j 35%。 为了使橡胶块具有一定的预压力，供卸料之用，必须使其在非工作行程就具有一定的预压缩量 (2. 6) 式中 y 橡胶块预压缩率（ %），对于聚氨酯橡胶， y=10%。 （ 减去（ 得橡胶块高度 H 的计算公式： H=（ ( y)= y)( (式中 橡胶块工作压缩量，对于卸料橡胶块， 般取 hg=t+1+修磨量， 1磨量取 5 将以上数据代入（ ，得： H=（ ( y)= y)=（ 1+1+5） /（ =28以上数据代入（ ，得 28= 橡胶块的装配高度 25 橡胶块截面尺寸的计算 考虑模具结构，决定用 6个厚壁筒形的聚氨酯弹性体，则每个弹性体的预压力 385/6=1064N。 考虑橡胶块的工作压缩量较小，取预压缩率 y=25%。并由表 6得单位压力 p=Fy/p（ 式中 A 橡胶块截面面积（ 每个弹性体的预压力； P 单位压力。 将以上数据代入（ ，得 A=q= 1216 选用直径为 8卸料螺钉，选取弹性体穿卸料螺钉孔的直径 d= 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 则弹性体的外径 由 （ （ 将以上数据代入（ ，得： = 2164 40 橡胶块高度的校核 校核条件： H/D 数据 代入，得 H/D=25/40=足校核条件。 卸料螺钉的设计 采用圆柱头内六角卸料螺钉（ 81），在上模座上加工通孔，容易保证卸料板与模座平行。 卸料螺钉长度 L 按下式计算： L=0（ 式中 固定板厚度（ ; 预压后弹性元件的高度（ 。 将以上数据代入（ ，得 L=0=20+25=45 注意：凸模经刃磨后，在重新安装弹性元件时，在螺钉头部应加垫圈，其厚度为刃磨量，以免预压后过大损害压 力机。 设计其它零件并校核压力机 凹凸模固定板及模架的选用 根据凹模的周界轮廓尺寸 L B=200 160（ 根据其厚度经验公式： 凸模固定板 :H=( 凹模固定板： H=(0 式中 H 固定板的厚度 凹模高度和垫板高度只和； D 凸模与固定板相配合部分的直径。若凸模与固定板相配合部分截面为非圆形，则为其截面最大径。 从表 7模固定板厚度 20外形尺寸与凹模板相同；查表 7，选择弹性卸料板，弹性卸料板的卸料力较小，但在冲压成形过程中还能起到压料作用，冲裁质量较好。故选用弹性卸料板。卸料板厚度 16形与中买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 间型孔的形状和尺寸与凹模相同。 凸模的自由长度为 L=（ 25+16+1+1+5） 模进入凹模的深度为 1模的修磨量为 5 根据凹模的外形尺寸，选择模架：本模具选用适合单个毛坯冲裁的中间导柱标准钢板模架，这种模架的导柱分布在矩形凹模对称中心线上，冲压时可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜，且两导柱的直径不同，可避免上模与下模装错而发生啃模事故。 根据以上所述以及标准模架 步选择一下模架： 上模座 L/B/H/00 160 40 下模座 L/B/H/00 160 50 导柱 d/L/0 150（左）、 32 150（右） 导柱 d/L/D/0 100 38（左）、 32 100 38（右） 为了保证使用中的安全性与可靠性，应注意：当模具处于闭合位置时，导柱上端面与上模座的上平面留 10 15柱下端面与下模座下平面留 25 套与上模座上平面留不小于 3距离，同时，上模座开横槽，以便排气。 校核压力机 模具的闭合高度为 H 闭合 =（ 40+20+25+16+1+25+50） 77模座的外形尺寸为 355160表 2力机的最大闭合高度为 270小闭合高度为 215具的闭合高度小于冲床的最小闭合高度，所以要采用垫板 , 有： H 最大 H 模 H 最小 0 式中 垫板厚度（ 代入数据： 270177 2150 工作台尺 寸（ 370560下模座的外形尺寸（ 355160,且工作台孔为 180会妨碍漏料。所以，确定采用 25 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 结论 此次毕业设计是我们从大学毕业生走向未来工程师重要的一步。从最初的选题 ,开题到计算 ,绘图直到完成设计。其间 ,查找资料 ,老师指导 ,与同学交流 , 反复修改图纸 ,每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。 通过这次实践 ,我了解