空调垫片冲压成形工艺及模具设计【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 绪 论 目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。 1 国内模具的 现状和 发展趋势 内模具的 现状 我国模具近年来发展很快，据不完全统计， 2003 年我国模具生产厂点约有 2 万多家，从业人员约 50 多万人， 2004 年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满， 2004 年模具产值 530 亿元。进口模具 美元，出口模具 美元，分别比 2003 年增长 18%、 进出口之比 2004 年为 ，美元，为净进口量较大的国家。 在 2 万多家生产厂点中，有一半以上是自产自用的。在模具企业中，产值过亿元的模具企业只有 20 多家，中型企业几十家，其余都是小型企业。 近年来， 模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；专业模具厂数量增加，能力提高 较快； 三资 及私营企业发展迅速；国企股份制改造步伐加快等。 虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存在以下几方面的不足 : 第一 ， 体制不顺，基础薄弱 。 “ 三资 ” 企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用，私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中，但总体来看，体制和机制尚不适应市场经济，再加上国内模具工业基础薄弱，因此，行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术方面。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 第二 ， 开发能力较差，经济效益欠佳 平较低，且不重视 产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合 1 万美元，国外模具工业发达国家大多是15 20 万美元，有的高达 25 30 万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。 第三 ， 工 艺装备水平低，且配套性不好，利用率低 虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率和 用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因，引进设备不配套，设备与附配件不配套现象十分普遍，设 备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。 第四 ， 专 业化、标准化、商品化的程度低、协作差 由于长期以来受 “ 大而全 ”“ 小而全 ” 影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占 45%左右，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。 第五 ， 模具 材料及模具相关技术落后 模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。 内模具的发展趋势 巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。 虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括 以下几方面 : 1） 模具日趋大型化 ； 2） 在模具设计制造中广泛应用 术； 3） 模具扫描及数字化系统； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 4） 在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术； 5） 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率； 6） 发展优质模具材料和先进的表面处理技术； 7） 模具的精度将越来越高 ； 8） 模具研磨抛光将自动化、智能化； 9） 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程； 10） 开发新的成形工艺和模具。 2 国外模具的 现状和 发展趋势 模具是工业生 产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中， 60 80的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业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。近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交易总额为 600 650 亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一 。 国外模具总量中 ,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例 占到 50%以上 ； 国外模具企业 的组织形式 是 大而专 、 大而精 。 2004 年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织 模具协会了解到，德国有模具企业约 5000 家。 2003 年德国模具产值达48 亿欧元。其中（ 员模具企业有 90 家，这 90 家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的 90%，可见其规模效益。 随着时代的进步和技术的发展， 国外的一些 掌握和 能 运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计 、 高级钳工及企业管理人 才 ，他们的技术水平比较高故人均产值也较高我 国每个职工平均每年创造模具产值约合 1 万美元左右， 而 国外模具工业发达国家大多 15 20 万美元，有的达到 25 30 万美元。 国外先进国家模具标准件使用覆盖率达 70%以上 ，而我国才达到 45 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 空调垫片 倒装式复合冲裁模 设计 原始资料 ： 如图所示 材 料： 10 钢 厚 度： 生产批量： 大批量 制件图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 第一 章 冲裁件工艺分析及排样 裁件工艺分析 图示零件材料为 10 钢板，能够进行一般的冲压加工，市场上也容 易得到这种材料，价格适中。 该零件形状简单、 结构 对称，是由圆和直线组成的。由冲压设计资料中可查出，冲裁件内外形所能达到的经济精度为 中心与边缘 距离尺寸公差为 。将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可知该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。其他尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求 。 由以上分析可知，图示零件具有比较好的冲压工艺性，适合冲压生产。 样 设计模具时，条料的排样很重要。 根据垫片零件 的特点，可采用 直对排 的排样方案可以提高材料的利用率，减少废料，保证零件尺寸 ，如图 2设计手册查得最小搭边值 a=3算冲压件毛坯面积 220 3457102120664544 条料宽度： 7 344331 2 0 进距： 8345 一个进距的材料利用率为 %83%1 0 0481 7 3 3 4 5 72%1 0 020 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 图 2排样 图 艺方案的确定 垫片零件所需的基本冲压工序为落料和冲孔，可拟订出以下三种工艺方案。 方案一：用简单模分两次加工，即落料 冲孔，单工序模生产 . 方案二：冲孔 落料复合冲压。采用 冲孔落料 复合模 进行加工，且一次冲压成形 。 方案三：冲孔 落料级进冲压。采用级进模 进行加工 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 采用方案一，生产率低，难以满足大，中批量生产要求。工件的累计误差大，操作不方便，由于该工件为大，中批量生产，方案二和方案三更 具有优越性。 垫片零件上 26 孔 与壁 之间的距离 符合 采用冲孔、落料复合模或冲孔、落料连续模。连续模主要生产尺寸较大的工件，模具也较大。复合模模具制造难度虽然大，但其孔与孔之间的定位准确，容易保证位置精度。因此选用复合模更为合理。 故决定采用冲孔落料复合冲裁模进行加工，且一次冲压成形。 第二 章 模具结构形式的选择与确定 装结构 根据上述分析，本零件的冲压包括冲孔和落料两个工序，为方便小孔废料和成形工件的落下，采用倒装结构，即落料凹模和冲孔凸模都安排在上模座 ，凸凹模安排在下模座 。 料方式 因 条料宽度不大， 大 、 中 批量生产， 考虑 到送料方便 ， 且提高生产效率，可 采用 从右向左手 动送料方式 ，考虑到制件的排样和模具的结构形式，条料还需调头再次冲裁 。 位装置 本工件在复合模中尺寸是较小的，但是大批量生产，冲裁时工位前端先采用固定挡料销定位，第二工位靠固定挡料销挡住已冲材料的后端。送料时固定挡料销 控制其 送料步距。旁边有两个导料销进行导向，保证条料沿给定方向运动。 向方式 为确保零件的质量及稳定 性，选用导柱、导套导向。 考虑到 送料 方便 ，模具采用 后 侧 导柱模架。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 料方式 本模具采用倒装结构， 卸料采用弹性卸料装置，弹性卸料装置 由 卸 料板、卸料螺钉和弹簧组成。冲制的工件由推杆、推板、推销和推件块组成的刚性推件装置推出。冲孔的废料可通过凸凹模的内孔从冲床台面孔漏下。 第三 章 冲压力与压力中心的计算 算冲压力 该模具草用弹性卸料和下出料方式。 落料力 1 冲孔力 2 落料时的卸料力 1查设计手册得：取 05.0 3 冲孔时的推件力 2根据手册凹模刃口形式选择，取 h=5 n=h/t=5/2(个 )。 查表得 055.0 3 选择冲床时的总冲压力为 ta l 选压力机 初选 开式双柱可倾压力机 40。 公称 压力： 400 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 滑块 行程： 100 最大 闭合高度： 330 封闭高度 调节量： 65 工作 台尺寸（前后 左右）： 00460 ； 尺寸（厚度 孔径）： 65 220 孔尺寸（直径 深度）： 50 70 倾斜角度： 030 确定 模具压力中心 按比例画出零件形状，选定坐标系 下图所示。 零件左右对称，即 00x，故只需计算0y。将工件冲裁周边分成621 ,., 出各段长度及各段的重心位置： 1l =45, 1y =0 2l =88, 2y =22文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 3l=25, 3y=44l =132 4y =77l= 5y=110+l= 6y=22mm . . 第四 章 模具主要零件尺寸计算及机构设计 算凸、凹模刃口尺寸 查 表 153 得间隙值 a xm 对冲孔 26用凸、凹模分开的加工方法，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下： 查 表 173 得凸、凹模制造公差： 效核： a x 满足Z 的条件。 查 表 183 得因数 ， 按式 ( 173 )得： i n 对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用配合加工方法，其凸凹模刃口部分尺寸算如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 当以凹模为基准件时，凹模磨损后，刃口部分尺寸都增大，因此均属于 A 类尺寸。 零件图中未标公差的尺寸，由冲压设计资料中查出其极限偏差：0 0,120 R 查表 183 得因数 为：当 时， =当 ， =式 ( 1103 )得 40 模刃口尺寸 ( 零件的公差 ( 模、凹模、凸凹模的结构设计 冲 26的圆形凸模，由于模具需要在凸模外面装推件块，因此设计成直拄的形状。尺寸标注如图 4示。 凹模的刃口形式，考虑到本例生产批量较大，所以采用刃口强度较高的凹模，即图 4示的刃口形式。 凹 模 的 外 形 尺 寸 ， 按式 ( 174 ) 和式 ( 184 ) 计算得：H=120=29=3寸标注如图 5示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 H 凹模厚度 (C 凹模壁厚 (K 系数 b 冲裁件最大外形尺寸 (图 4形凸模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 图 4模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 图 4凹模 本模具 为复合冲裁模，因此除 冲孔凸模和落料凹模外，必然还有一个凸凹模。凸凹模的结构简图如图 4示。校核凸凹模的强度：按凸凹模的最小壁厚 m=实际最小壁厚为 9符合强度要求。凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配制并保证双面间隙 凹模上孔中心与边缘距离尺寸 22公差，应比零件图所标精度高 34 级，即定为 22 第五 章 模具总体设计及主要零部件设计 具总体设计 下图所示为本例的模具总图。该复合冲裁模将凹 模及小凸模装在上模上，是典型的倒装结构。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 1上模座； 2螺钉； 3推杆； 4模柄； 5推板； 6推销； 7螺栓；8销钉； 9 垫板； 10凸模固定板； 11推件块； 12导套； 13凹模；14卸料板； 15导柱； 16凸凹模； 17弹簧； 18下模座； 19螺钉；20销钉； 21卸料螺钉； 22挡料销； 23凸模； 24 始用挡 料销 ； 25螺钉； 26导料销； 27小挡板； 28垫圈 空调垫片倒装复合模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 本模具是一副冲孔落料倒装复合模，采用了后侧导柱模架，排样为直对排，用调头冲送料的方式。调头冲首件 时，应先用手旋转始用挡料销 24，使销头抬起，起临时挡料作用，冲裁后松开始用挡料销 24 使之复位，以后可用固定挡料销。 两个导料销控制条料送进的导向，固定挡料销控制送料的进距。卸料采用弹性卸料装置，弹性卸料装置 由 卸料板、卸料螺钉和弹簧组成。冲制的工件由推杆、推板 、推销和推件块组成的刚性推件装置推出。冲孔的废料可通过凸凹模的内孔从冲床台面孔漏下。 料弹簧的设计计算 根据模具结构初定 6 根弹簧，每根弹簧分担的卸料力为： 0 6 066 3 6 0 。 根据预压力 060和模具结构尺寸，由冲压设计资料中选出序号 68 72 的弹簧，其最大工作负荷 06015501 效验是否满足 冲压设计资料及负荷一行程曲线，经计算可得一下数据： re , 由下表数据可见，序号 70 72 的弹簧均满足 选序号70 的弹簧最合适，因为其他弹簧太长，会使模具高度增加。 弹簧 数据表 序号 10m 060 re ta l 68 60 9 80 15 0 120 23 1 160 30 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 72 200 40 0 号弹簧的规格为： 外径： D=45丝直径： d=由高度：0H=120配高度： r e 972312002 他零部件设计 模架选用中等精度，中、小尺寸冲压件的后侧导柱模架，从右向左送料，操作方便。 模架的凹模周界取： L=250=250上模座： 0250250 下模座 ： 5250250 导 柱： 0 035 导 套： 812535 垫板厚度取： 12 上模板厚度： 50凸模固定板厚度取： 20凹模的厚度定为： 29下模板厚度： 65卸料板厚 度取： 14弹簧的外露高度： 安装弹簧上、下沉孔深度分别为： 6 35 模柄 选用凸缘式， 标记 为 ： 1 具的闭合高度： 29201250 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 模柄与上模座的联接的结构如图所示 ： 凸缘式模柄 始用挡料销 的结构如图所示 ： 具总体零件一览表 模具 总体 零件 一览表 序号 名称 件数 材料 备注 1 上模座 1 5025050 内六角螺钉 3 35 钢 5 85 3 推杆 1 45 钢 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 4 模柄 1 5091 推板 1 45 钢 6 推销 6 45 钢 7 螺栓 6 35 钢 0 19 86 8 圆柱销 2 35 钢 10100 19 86 9 垫 板 1 45 钢 10 凸模固定板 1 45 钢 11 推件块 1 45 钢 12 导套 2 20 4483512548 13 凹模 1 14 卸料板 1 45 钢 15 导柱 2 20 18235200 16 凸凹模 1 17 弹簧 6 45 钢 70 号 18 下模座 1 5025065 9 螺钉 7 35 钢 5 85 20 圆柱销 2 35 钢 10100 19 86 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 21 卸料螺钉 6 35 钢 10 2 挡料销 1 45 钢 8 h=4894 23 凸模 1 24 始用挡料销 1 45 钢 25 螺钉 1 35 钢 26 导料销 2 45 钢 27 小挡板 1 45 钢 28 垫圈 1 45 钢 第六 章 冲压设备的选择 根据以上计算， 选用开式双柱 可倾压力机 40。 公称 压力： 400 滑块 行程： 100 最大 闭合高度： 330 闭和高度 调节量： 65 工作 台尺寸（前后 左右）： 00460 ； 尺寸（厚度 孔径）： 65 220 孔尺寸（直径 深度）： 50 70 倾斜角度： 030 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 第七 章 模具主要成 形 零件加工工艺规程的编制 模的加工工艺规程 由于凸模结构简单，制造方便，可采用一般机械加工。 表 7模的工艺路线 工序号 工序名称 工序内容 设备 1 下料 按尺寸 405下棒料 锯床 2 热处理 退火 3 粗加工毛坯 铣 (刨 )两端面， 磨圆柱面， 保证尺寸 铣 (刨 )床 、 磨床 4 磨 端 面 磨两端面，保证尺寸与平行度 磨床 5 磨圆柱面 磨圆柱面，尺寸至凸模大圆尺寸 磨床 6 钳工划线 划刃口轮廓线及 台 阶线 7 台阶磨削 按线磨削，留单面余量 标磨床 8 车退刀槽 按划线车退刀槽 车床 9 磨型面 按线磨刃口型面，圆坐标磨床 10 钳工修正 保证表面平整，余量均匀 11 热处理 淬火回火，保证 58 62买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 12 磨端面 磨两端面，保证与型面垂直 磨床 13 精 磨型面 磨刃口型面达设计要求 外圆坐标磨床 模的加工工艺规程 表 7 模的工艺路线 工序号 工序名称 工序内容 设备 1 下料 将毛坯锻成平行六面体。尺寸为： 21013535床 2 热处理 退火 3 铣 (刨 )平面 铣 (刨 )各平面，厚度留磨削余量 (刨 ) 床 4 磨平 面 磨 上 下 平 面 ， 留 磨 削 余 相临两侧面，保证垂直 磨床 5 钳工划线 划出对称中心线，固定孔及销孔线 6 型孔粗加工 在仿铣床上加工型孔，留单边加工余量 仿铣床 7 阶梯孔加工 按图样磨阶梯孔，达尺寸要求 坐标磨床 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 8 加工余孔 加工固定孔及销孔 钻床 9 热处理 淬火回火，保证 58 6210 磨平面 磨上下面及基准面达要求 磨床 11 型孔精加工 在坐标磨床上磨型孔，留研磨余量 标磨床 12 研磨型孔 钳工研磨型孔达规定技术要求 凹模的加工工艺规程 表 7凹模的工艺路线 工序号 工序名称 工序内容 设备 1 下料 将毛坯锻成平行六面体。尺寸为： 18510075床 2 热处理 退火 3 铣 (刨 )平面 铣 (刨 )各平面，厚度留磨削余量 ( 刨 ) 床 4 磨平面 磨 上 下 平 面 ， 留 磨 削 余 相临两侧面，保证垂直 磨床 5 钳工划线 划出 零件及 刃口轮廓线，固定 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 孔及销孔线 6 外形轮廓加工 按划线加工外形轮廓面，达尺寸要求 坐标磨床 7 型面加工 按划线加工型面，留单边加工余量 标磨床 8 型孔加工 按划线加工型孔，留单边加工余量 标磨床 9 阶梯孔加工 按图样磨阶梯孔，达尺寸要求 坐标磨床 10 加工余孔 加工固定孔及销孔 钻床 11 热处理 淬火回火，保证 58 6212 磨平面 磨上下面及基准面达要求 磨床 13 型面精加工 在坐标磨床上磨型面，留研磨余量 标磨床 14 型孔精加工 在坐标磨床上磨型孔，留研磨余量 标磨床 15 研磨型孔、型面 钳工研磨型孔、型面达规定技术要求 总 结 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 通过这次课程设计使我学到了许多知识，对一些原来一知半解的理论也有了清楚的认识。特别是原来所学的一些专业基础课：如机械制图、模具材料、公差配合与技术测量、塑料模具设计与制造等有了更深刻的理解，使制造的模具既能满足使用要求有不浪费材料，保证了工件的经济性，设计的合理性。通过 冲压 模手册、模具制造简明手册、模具标准应用手册等了解到许多原来未知的知识。 由于能力有限，设计中难免有疏漏之处，恳请老师给予指正。我在此衷心谢谢原老师的大力帮助与 指导。 结 束 语 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 26 空调垫片制 件属于简单 冲裁 件， 首先 分析其工艺性，并确定工艺方案。根据计算确定本制件 所需 的 冲压力及其压力中心 ，然后选取相应的压力机。本设计主要是模具 成形零件的 设计， 包括凸模、凹模、凸凹模。 需要计算凸、凹模 尺寸和公差， 及凸、凹模刃口之间间隙 的确定 。 并且还需要确定模具的总体尺寸和模具零件的结构，然后根据上面的设计绘出模具的总装图。 由于在零件制造前进行了预测，分析了制件在生产过程中可能出现的缺陷，采取了相应的工艺措施。因此，模具在生产零件的时候才可以减少废品的产生。 空调垫片制 件的形状结构较为简单， 制造方便 ， 可 选用标准模架。 为保证零件的顺利加工和取件， 选用后侧导柱模架，并使凸模与凹模安装在上模座，凸凹模安装在下模座，设计为典型的倒装复合模。 模具工作零件的结构也较为简单， 可以相应的简化 模具结构。便以以后的操作、调整和维护。 空调垫片倒装复合 模具的设计，是理论知识与实践有机的结合，更加系统地对理论知识做了更深切贴实的阐述。也使我认识到，要想做为一名合 格 的模具设计人员，必须要有扎实的专业基础，并不断学习新知识新技术，树立终身学