盖冒垫片模具设计【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 学士学位毕业设计 盖冒垫片模具设计 学生姓名： 学 号： 指导教师： 所在学院： 专 业： 中国大庆 2009 年 5 月 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 本设计分析了盖冒垫片的结构工艺性，提出了合理的成型工艺。确定合理设计方案，模具结构，并对各部分的设计的方法给出详细的说明，且进行了工艺参数的计算，对模具的设计、工作过程、装配、作了阐述。 关键词 ： 拉深模 ； 模具结构 ； 工艺 ； 成 形 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of of of a of of of as as 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘 要 . I . 言 . 冲压件工艺性分析 . 1 2 工艺参数的确定 . 2 2 1毛坯直径的计 算 . 2 样及材料利用率的计算 . 3 要工作部分尺寸计算 . 4 裁工艺及冲裁模具的设计 . 6 部分工艺力的分析 . 10 3 计算压力中心 . 12 4 冲压设备的选择 . 13 5 模具总体结构的设计 . 14 具结构的设计，确定结构件的形式 . 14 6 模具工作过程 . 21 料拉深复合模 . 21 孔模 . 21 7 主要组件的装配 . 22 结 论 . 23 参考文献 . 24 致 谢 . 25 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 前 言 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（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。 冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。 冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。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，只有它们相互结合才能得出冲压件。 与机械加工及塑性加工的其它方法相比，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) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。 （ 2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量 ,而模具的寿命一般较长 ,所以冲压的质量稳定 ,互换性好 ,具有 “ 一模一样 ” 的特征。 （ 3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表 ，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。 （ 4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。 但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。 冲压地 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 多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，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。因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 1 - 1 冲压 件工艺性分析 如图 1件为有凸缘 圆 筒形零件，且在凸缘上均匀分布 4个相同的孔。故可得知此工件为：落料拉深 冲孔所得，其加工工艺过程为：落料拉深冲孔 ,各尺寸关系如图所示 图 1件图 材料： 08钢 厚度： t=1文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 2 工艺参数的确定 2 1 毛坯直径的计算 2件图 根据凸缘的相对直径 d/值同有凸 缘 筒形件可分为：窄凸缘筒形件（ d/宽凸缘筒形件（ d/显然此工件 d/ 50/21=宽凸缘筒形件。下面着重对宽凸缘件的拉深进行分析 ，主要介绍其与直壁筒形件的不同点。 当 rp=rd= 2,宽凸缘件毛坯直径的计算公式为： f （ 1） 根据拉深系数的定义宽凸缘件总拉深 系数 仍 可 表示为： )/(12 （ 2） 毛坯尺寸的计算仍按等面积原理进行，参考 无凸缘 筒形件毛坯的计算方法计算，毛坯直径的计算公式见式（ 1），其中 ，其值可从冲压工艺与模具设计表 0+ D= =断工件是否一次拉成，这只须比较工件实际所需的总拉深系数和 h/m1m，当 h/d h1/拉成，工序计算到此 结束，否则应进行多次拉深 。 由冲压工艺与模具设计表 得此凸缘件的第一次拉深系数1m=表 得此凸缘件的第一次拉深最大相对高度h1/间，可知总m1m， h/d h1/ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - 样 及材料利用率的计算 排样时工 件之间，以及工件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。搭边的作用是补偿条料的定位误差，保证冲出合格的工件。搭边还可以保持条料有一定的刚度，便于送料。 搭边是废料 ,从节省材料出发，搭边值应愈小愈好。但过小的搭边容易挤进凹模，增加刃口磨损，降低模具寿命，并且也影响冲裁件的剪切表面质量。一般来说，搭边值是由经验确定的，下表列出了冲裁时常用的最小搭边值。 考虑到操作方便及模具结构，故采用单排排样设计。由下表 2的搭边值5.1a , a 表 2裁金属材料 料厚 手送料 自动送料 圆形 非圆形 往复送料 a 1a a 1a a 1a a 1a 1 2 1 2 2 2 2 3 3 条料宽度 b=0D+2条料送进步距 s=0D+料利用率计算： 一个步距内的材料利用率 为： %1 0 0 式中 ： A 一个步距内冲裁件面积（包括冲出的 小孔在内）（ B 条料宽度（ S 步距（ 则 %2 =62% 图 2样图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 要工作部分尺寸计算 深凸模和凹模的间隙 拉深模间隙是指单面间隙，间隙的大小对拉深力，拉深件的质量，拉深模的寿命都有影响，若 c 值大小，凸缘区变厚的 材料通过间隙时，校正和变形的阻力增加，与模具表面间的摩擦，磨损严重，使拉深力增加，需件变薄严重，甚至拉破，模具寿命降低。间隙小时得到的零件侧壁平直而光滑，质量较好，精度较高。 间隙过大时，对毛坯的校直和挤压作用减小，拉深力降低，模具 的寿命提高，但零件的质量变差，冲出的零件侧壁不直。 因此拉深模的 间隙值也应合适，确定 深次数和工件精度高。其原则是：即要考虑材料本身的公差，又要考虑板料的增厚现象，间隙一般都比毛坯厚度略大一些。不用压边圈时 ，考虑到起皱的可能性取间隙值为： C=（ 1 压边圈 时，间隙数值也可按表 值（ 冲压工艺与模具设计 ） ，此工件的拉深间隙可取 C= 拉深凸模，凹模的尺寸及公差 工件的尺寸精度由末次拉深的凸、凹模的尺寸及公差决定，因此除最后一道拉深模的尺寸公差需要考虑外，首次及中间各道次的模具尺寸公差和拉深半成品的尺寸公差没有必要做严格限制。这是模具的尺寸只取等于毛坯的过渡尺寸即可。此工件内形尺寸公差有要求，故以凸模为基准，先定凸模尺寸考虑到凸模基本不磨损，以及工件的回弹情况，凸模开始尺寸不要取得过大。 凸模尺寸 ： 0 0 +d(D （ 3） 凹 模尺寸为： 20. 4+( c（ 4） 凸、凹模的制造公差p和d可根据工件的公差来选定。工件公差为 d可按 8级取，工件公差在 p和d可按 0 1 2 )0 . 4+( 2 0D 2c+0. 4 +( 0 2 10d . 20 . 4+0(2D 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 模圆角半径 拉深时，材料在经过凹模圆角时不仅因为发生 弯 曲变形需要克服弯曲阻 力 ，还要克服因相对流动引起的磨檫阻力，所以主要有以下影响： （ 1）拉伸力的大小； （ 2）拉伸件的质量； （ 3）拉伸模的寿命。檫力增大，磨损加剧，使磨具的寿命降低。所以不能太小。在生产上一般 应尽量避免采用过小圆角半径，在保证工件质量的前提下尽量取大值，以 满足模具寿命要求。通常可按经验公式计算： （ （ 5） 式中 道 拉深后的直径于或等于 2t，若其值小于 2t，一般很难拉出，只能靠拉深后整形得到所需零件，故可取 模圆角半径 凸模圆角半径对拉深工序的影响没有凹模圆角半径大，但其值也必须合格，一般首次拉深时凸模圆角半径为 ： 1.0）6） 这里取 2模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - 裁 工艺及冲裁模具的设计 模 与凹模刃口尺寸的计算 冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度。模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及其制造公差，是设计冲裁模的主要任务之一。从生产实践可发现：由于凸凹模之间存在间隙，使 落下的料或伸出的孔却带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸；在测量于使用中，落料件以大端尺寸为基准，冲孔件以小端尺寸为基准。 由于加工模具的方法不同，凸模与凹模刃口部分尺寸的计算公式与制造公差的标注也不同，刃口 尺寸的计算方法可分为以下两种情况：凹模与凸模分开加工，凸模和凹模配合加工，从此工件的结构上分析，选择凸模与凹模 分开加工的制造方法：采用这种方法，凸模和凹模分别按图纸加工至尺寸，要分别标注 凸模和凹模的刃口尺寸及制造公差（凸模 p、凹模 d），适用于圆形或简单形状的制件。为 了保证初始间隙值小于最大合理间隙 须满足下列条件： m a x （ 7） 或取： )(a x （ 8） )(6.0 m a x （ 9） 也就是说，新制造模具应该是m a mi ，否则制造的模具部隙 已 超过允许变动范围响模具的使作寿命。 下面对落料和冲 孔两种 情况分别进行讨论。 （ 1）落料 高工件的尺寸为 0D，根据计算原则，落料时以凹模为设计基准。首先确定凹模尺寸，凹模的基本尺寸接近或等于制件轮廓的最小极限尺寸，再减小凸模尺寸以保证最小合理间隙值 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - 名部分分配位置如图（ a）所示。其计算公式如下 D 0)( （ 9） 0m a )( （ 10） 代入数据得 ： i n 由 冲压工艺及模具设计 表 3料厚度为 1 3，凹模偏差为 。 表 3 凹模的制造公差 表 3 冲孔模使用间隙 基本尺寸 凸模 公差 凹模公差 18 18 30 30 80 料厚度 t 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - 校核 ；由此可知，只有缩小p、d，提高制造精度，才保证间隙在合理范围内， 此时可取 、 ，放得： d 0 2 ， p 0 。 （ 2）冲孔 设冲孔尺寸为 0d， 根据 以上原则，冲孔时以凸模设计为基准，首先确定 凸 模刃口尺寸，使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸，再增大凹模尺寸，凸模制造偏差为负偏差，凹模取正偏差，名部分分配位置 如图 b） 所示，其计算公式如下： 0)( pp （ 11） 0m i nm i i n )()( （ 12） 冲压工艺与模具设计得 X= 凸模刃口尺寸 d：凹模刃口尺寸 ： 制造公差 在同一工步制件上冲出两个以上孔时，凹模型孔中心距 L m 代入数据 (5 校核 满足间隙条件）( 孔距尺寸： 1 2 Lm 13） = 模洞的 类 形 常用凹模洞口的类形如图 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - 图 2模洞口形状 其中图 a、 b、 特点是制造方便，刃口强度高，刃磨后工作部分尺寸不变，广泛用于冲裁公差要求较小，形状复杂的精密制件。但因废料（或制件的聚集而增大了推件力和凹模的胀裂力，给凸、凹模的强度都带来了不利的影响。一般复合模上出件的冲裁模用图 a、 c 型，下出件的冲裁模用图 b 或图 d、 锥 筒式刃口，在凹模内不聚集材料，侧壁磨损小，但刃口强度差，刃磨后刃口径向尺寸略有增大（如 300时，刃磨 尺寸增大 锥角 ，后角 和洞高度 h，均随制件材料厚度增 加而增大，一般取 1530， 20 30， h=4综上所述及其对工件孔分析，选择 B 型凹模 洞口 ，取 h=6 20。 模的外形尺寸 凹模的外形一般有矩形与圆形两种。凹模的外形尺寸应保证凹模有足够的强度，刚度和修磨量，凹模的外形尺寸一般是根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的如图 2凹模的 高度 为 : H=15) （ 14） 凹模壁厚度为 c=(2)H ( 30 40式中 b 为冲裁 件的最大外形尺寸； K 为系数 ,系数可以冲压工艺与模具设计 中查得代入数据可得冲孔凹模 ： 落料凹模 ： H=0 c=40中： h 凹模高度（ 15 k 系数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - d 最大直径（ c 凹模厚度（ ,（ 30 40 图 2料凹模外形 部分工艺力的分析 孔 力 F 冲 = K （ 15） 式中 为材料的抗剪强度， ,料抗剪强度 （ 强度可以冲压工艺与模具设计表 =260360 现取 =300 （ 16） F 冲 =3 00=6 落 料力 落F=1.3 （ 17） 即： 落F= 00=67影响卸料力、推料力和顶件力的因素很多，要精确的计算出很困难，在实际生产采用经验公式计算： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 11 - 料力 F=18） F= 7= 推 料力： 冲推 （ 19） n=h/t， 10 现取 h=6F=66=表 3料、顶料系数 n=h/t， 10 现取 h=6 拉深力 理论计算拉深力可以推导，但它使用不便，生产中常利用经验公式计算拉深力，第次拉深（一次拉深成形时） （ 20） 式中 b 为材料的抗 拉强度， K 为系数，拉深系数为 表 4具设计基础得 K=1 代入数据可得 113901=所以拉深力 F=上所述： F 总 =67+22厚 /合金 铜、黄铜 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 12 - 3 计算压力中心 确定压力中心的目的：冲裁模的压力中心就是合力的作用点，为了保证压力机和模具正常平衡工作，模具的压力中心必须通过模柄轴线而和压力机的滑块中心重合，否则会产生偏心，形成偏心载荷。 此工件 是形状对称的工件，其压力中心位于轮廓图形的几何中心，即： 中 心 。 对于复杂零件或多凸模冲模的压力中心可以用解析法或图解法求解。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 13 - 4 冲压设备的选择 由于复合模的特点，为防止设备超载，可按公称压力 F 压 (1 6 1 8)F 总选择压力机。模具设计手册末附录 取公称压力为 250开式压力机。其与模具设计的有关参数为 : 公称压力： 250块行程： 65大闭合高度： 270闭高度调节量： 55作台孔径： 5600370柄孔尺寸： 3 08m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 14 - 5 模具总体结构的设计 具结构的设计，确定结构件的形式 位零件的确定 定位零件的作用，是使条料或毛坯在精冲在确定正确的位置，从而保证冲出合格的制件，根据毛坏和模具不同的特点，必须采用不同形式的定位装置，冲模中常见的定位零件有定位板、定位销、挡料销、导料销，侧压板等。 对于带有弹压卸料板的冲模，若采用活动挡料销，在冲件时活动挡料销随凹模的下行而压入孔内，工作方便，但是要求弹压卸料板较厚，对于弹压卸料板较薄的板料，如果采 用固定挡料销的形式，在凹模的相应位置留出空间，同时满足冲件要求，而且经济性好，因此选用固定挡料销，参照 81固定挡料销 材料 :45钢 , 基本尺寸 :热处理硬度 : 48。 架的选用 模具除简单冲模外，一般冲模多利用模架的结构。模架的种类很多，要根据模具的精度要求，模具的类别，模具的大小选择合适的模架 . 模架的选择可从 模具设计指导 选择标准架。根据查阅的内容及分析，此复合模可选用后侧导柱模架导、导柱安装在后侧，有偏心裁荷时容易歪斜，滑动不够平稳 ，可从左右前三个方向关料操作比较方便。常用于一般要求的小型工件的冲裁和拉深模。所选模架的结构及尺寸关系如图 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 15 - 图 5架 上模座： L/B/h1/50 160 45 下模座 ： L/ h2/50 160 50 10 70合高度 170 柄 模柄有多种形式，要根据模具的结构特点，选用模柄的形式模柄的直径根据所选压力机的模柄孔径确定，模柄可根据模具设计指导选择，经查阅各种模柄的特点，选用压入式 模柄，这种模柄应用比较广泛压入模柄的结构和尺寸，可参表11中 压力机的打料模杆进行打料，模柄的结构及尺寸关系如图 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 16 - 图 5柄 91 8 02 1 0 1 206d 1(H 7) 12 料 零件的确定 卸料弹簧的设计计算： 1） 根据模具结构初定 6根弹簧，每根弹簧分担的卸料力为： n=223N 2） 根据预压力 F 预（ 模具结构尺寸，由模具设计手册附录既表2选出序号 34 38的弹簧，其最大工作负荷 30N 223N 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 17 - 弹簧负荷（ F）与行程（ s）曲线 表 2圆钢丝螺旋弹簧规格 序号 弹簧外径D/料直径d/距t/mm 0自由高度 ） 校验是否满足 S 总，查书附录既负荷 行程曲线上图，并经过计算可得以下数据： 序号 0 1 101 ）（ 预预 S 修工预总 34 25 5 35 1 6 45 7 55 8 65 2 表中数据可见，序号 37、 38的弹簧均满足 选序号 37的弹簧最合适了，因为弹簧太长，会使模具高度增加， 37号弹簧的规格： 外径： D=20丝直径： d=由高度： 5配高度： 0料板 卸料板 的主要作用是将冲压的料从凸模或凸、凹模上推下来，此外在进模比较买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 18 - 复杂的模具中，卸料板还具有保护小凸模作用，常用的卸料板结构形式及适用范围见表 11用模具技术手册卸料板的尺寸可根据 实用模具技术手册表 11得，本模具选用弹压式卸料板。卸料板的结 构如图5 图 5料板 4=140=(0.2)t= 导向装置（导柱 导套） 导向装置指得是模架上的导柱、导套。模具在开模，闭模过程中，导柱和导套起导向的作用，使得凸凹模正确的闭合，故此，导柱、导套需要有严格的配合精度及尺寸要求，导柱、导套的选择可以冲压手册中选取，（取 H7/合） 如图 5a） 导柱的具体尺寸为： 导柱： d/190 导套： d/H/3210543 导套的具体尺寸为图 5b) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 19 - 图 5柱、 导套 ( 05 3 5 油槽数为 2 3b ； 1a 。 定零件（固定板、垫板） （ 1）垫板 的作用是承受凸模和凹模的压力，防止过大的冲压，在上下模座上压出凹坑，影响模具的正常工作，垫板厚度根据压力机的大小选择，一般取 5形与固定板相同，材料 45钢，热处理后硬度为 43本模具结构采用的为矩形垫板： LBH=1401006 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 20 - 如图 5 垫板在模具中的受力情况 图 5板 （ 2）固 定板 固定板的作用起固定凸、凹模， 防止其在冲压过程中松动，造成模具的损坏，固定板的形状要根据凸、凹模而定，而外形尺寸与垫板相似。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 21 - 6 模具 工作 过程 料拉深复合模 本模具是一套倒装的落料拉深冲孔的复合模。前后送料，挡料销 19 限位，导向销 20 导正。上模下行凸凹模 11 与拉深凹模 18 接触进行拉深，工件成型后，上模上行，打杆 1推动打板 12把工件从凸凹模 11中打出。落料废料有弹簧 8推动卸料板 10推出。 孔模 本套模具是一套单工序冲孔模。模具工作过程为上模下行冲孔凸模与冲孔凹模接触开始接触，孔的废料在冲 裁力的作用下直接落下。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 22 - 7 主 要组件的装配 （ 1） 模柄的装配，因为所示模具的模柄是从以 模座 向下 压入的，所以在安装凸模固定板和垫板之前，应先把模柄装好。 模柄与上模座的配合要求是 H7/在压力机上将模柄压入，再加工定 位 销孔或螺纹孔。然后把模柄端面突出 部分锉平或磨平，安装好模柄后，用角尺检查模柄与上模座上平面的垂直 度。 （ 2）凸 模的 装配，凸模与固定板的配合要求为 H7/装配时，先在压力机上将凸模固定板内，检查凸模的垂直度，然后将固定板的上平 面与凸模尾部一起磨平，为了保持凸模 刃 口锋利还应将凸模的端面磨平。 （ 3）模 架的技术要求及装配 组成模架的各零件均应符合相应的技术条件，其中特别重要的是每对导柱，导套的配合间隙应符合要求。 装配成套的模架，多项技术指标（上模座上平面对下模座下平面的平行度）导柱轴心线对下模座下平面的垂直度和导套孔轴心线对上模座下面垂直度）应符合相应精度等级要求。 装配后的模架，上模座沿导柱上、下移动平稳无阻滞现象，压入上、下模座的导柱导柱离其它装表面应有 1 2离，压入