空调垫片冲压模具设计【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 第 1 页 共 26 页 空调垫片冲压模具设计 1. 冲压件 工艺性分析 该制件 为空调垫片。 形状简单，对称，是由直线和圆组成的。批量为大批量生 产， 材料为 10 钢， 已退火的 10 钢的抗剪强度为 255 333 /拉强度 94 432服点 06长率 10为 29%，弹性模量 1094 这些数据可知材料的力学性能较 好， 材料厚度为 由冲压设计资料可查得，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 以上精度与零件图上所标的尺寸公差相比较，可知该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。 制件 上有一 26 的孔，孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为为 9 26孔与边缘之间的壁厚） ，制件小端为 半圆。普通冲裁完全能满足要求。图 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 2 页 共 26 页 2. 冲压工艺方案的确定 该 工件的完成需要冲压 ， 落料两道基本 工序，可以有以下三种工艺方案。 方案一： 先落 料 ， 后冲孔，采用单工序模具生产。 方案二： 落料 用复合模具生产。 方案三： 冲孔 用级进模具生产。 方案一模具结构简单，但需要 两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。 方案二只需要一副模具，工件的精度及生产效率都比较高，但工件的成型难度较高。易造成工件变形，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。 方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度等也能满足要求。 通 过对以上三中方案的分析比较，该制件的冲压生产采用方案三为最佳。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 3 页 共 26 页 3. 主要设计计算 样方式的确定及其计算 根据工件形状和尺寸，可有以下二 种排样方式。 方案 一：直排 （见图 1） 方案二 ：直对排 （见图 2） 图 2 方案一：计算冲压件毛坯面积 S=44 45+66 20+21 102 =3457（ 条料宽度： B=120+2a=125（ 步距： h=45+ 一个步距内的材料利用率为： =100%= 100%=59% 方案二：如图 2 所示采用直对排，设计成隔位冲压，可显著地减少废料。隔位冲压就是将第一遍冲压以后的条料水平方向旋转 180 ，再冲第二遍，在第一次冲裁的间隔中冲裁出第二部分工件。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 4 页 共 26 页 图 3 如图 2 所示可知搭边值为 料宽度为 距为 个步距内材料的利用率为 =100%=4572 100%=比较两种排样方式可得方案二更佳，故选用方案二 压力的计算 该模具采用级进模，拟选择弹性卸料，下出件。 落料力 ： 300=103 （ N） 冲孔力 ： 300=103 （ N） 落料时的卸料力： 取卸料力系数 以 103 =103（ N） 冲孔时的推件力： h=5 2（个） 查表 推件力系数 以 103=103（ N） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 5 页 共 26 页 冲压工艺总力： 103 +103 +103+ 103=103（ N） 式中： L 冲裁周边长度； t 材料厚度； b 材料的抗拉强度，查得 10 钢的抗拉强度为 300 卸料力，推件力系数，表 n 同时卡在凹模内的冲裁件（或废料）数。 h 凹模洞口的直刃壁高度； 表 1 条料及冲压力的相关计算 项目分类 项目 公式 结果 备注 排样 冲裁件面积 S S=44 45+66 20+21 2103457查表 最小搭边值a=料宽度 B B=120+3 4 距 h h=45+个步距内的材料利用率 100%= 4572 100% 冲压力 落料力 Lt b =300 103 N L=300孔力 300 103N L=b=300料力 103 103N 查表 件力 103 103N n=h/t=2 冲压工艺总力x+103N 弹性卸料，下出件 根据计算结果，拟选冲压设备为 35。 力中心的确定及相关计算 计算压力中心时，先画凹模型口图，如图 3 所示，在图中将 标系建立在图示的对称中心线上，将冲裁轮廓线按几何 图形分解成 组基本线段 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 6 页 共 26 页 图 4 凹模型口图 有关计算见表 2 所示 表 2 压力中心数据表 基本要素长度 L/基本要素压力中心的坐标值 x y 2 =132 3=25 16 4 =88 38 5=8 6=45 60 7=8 表中数据可得压力中心坐标 65432177665544332211 = =65432177665544332211 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 7 页 共 26 页 = 0 =以压力中心坐标为 C（ 由以上计算结果可以看出，该工件冲裁力不大，压力中心偏移坐标原点 较小，为了便于模具的加工和装配，模具中心仍选在坐标原点 ，。如果选用 35 冲床，C 点仍然在压力机模柄孔投影面积范围 内，满足要求。 作零件刃口尺寸计算 在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对比较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模，凹模，凸模固定板以及卸料板，着种加工方法可以保证这写零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。 凸凹模按经济精度 造。 根据材料的厚度由表 得，冲裁模初始双面间隙值 对于冲孔 26凸凹模结构相对简单，精度容易保证，所以采用凸凹模分别加工。 查表 凸凹模的制造公差为 T = A =核： + A =足 T + A 由公差表查得 ，取 x=得 （ x ） 0T=（ 26+ （ A0=（ 对于外轮廓的落料，因为工件形状较为复杂，故采用凸模与凹模配作法。（以凹模为基准件）。该设计中凸模与凹模磨损后，刃口部分尺寸增大，故属于第一类尺寸。 零件图中未注公差的尺寸 ，均采用 ，查公差表 2 4 得 因素 x 取 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 8 页 共 26 页 落料时凹模计算公式 ） 410 即： 45A =（ =4A =（ =（ =10A =（ = 工作零件刃口尺寸的计算 尺寸及分类 尺寸转换 计算公式 结果 备注 冲孔 26 26 （ x ） 0T 查表 冲裁双面间隙 损系数 核满足 T + A （ A0料 45 j=（ ） 410 凸模刃口按凹模实际刃口尺寸配制 d =4 20 120087.0 10 料橡胶的设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 9 页 共 26 页 选用 4 块圆筒形橡胶，厚度保持一致，一面造成受力不均匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工作。 卸料板工作行程： t+凸模凹进卸料板的高度，取 1mm 凸模冲裁后进入凹模的深 度，取 2 橡胶工作行程： 5 橡胶自由高度： 5%； 橡胶的预压缩量： 0% 般取 10% 15%） 每 个橡胶承受的载荷： 41 41 103 =2525（ N） 橡胶的外径： D D= )/(= 65mm d 筒形橡胶的内径，取 d=15p 为橡胶产生的单位面积压力，与压缩量有关，其值可按图 定，取 核橡胶的自由高度 =5= 满足要求； 橡胶的安装高度： 预= 36料橡胶的设计计算见表 4 表 4 卸料橡胶的设计计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 10 页 共 26 页 项 目 公式 结 果 备注 卸料板工作行程 t+凸模凹进卸料板的高度，取1凸模冲裁后进入凹模的深度，取 2胶工作行程 5胶自由高度 5% 橡胶的预压缩量 0% 般取 10% 15%） 41 2525N 选用 4 个圆筒形橡胶 橡胶的外径 D D= )/(65d 为圆筒形橡胶的内径取d=15p= 足要求 橡胶的 安装高度 预36买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 11 页 共 26 页 4. 模具总体设计 模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。 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初定距，导正销精定距。而 第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。 料 ，出件方式的选择 因为工件料厚为 对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹压卸料。 又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。 向方式的选择 为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该级进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 第 12 页 共 26 页 5. 主要零部件设计 作零件的结构 设计 冲孔凸模 冲孔 26 的凸模为圆形凸模，为方便装配修模，采用 台阶式凸模，与凸模固定板的配合按 H7/料选用 处理硬度为 5862 其总长 L=t+h =20+16+66mm 凸模固定板厚度，取 20 卸料板 厚度，取 16 t 材料厚度，为 h 增加长度：包括凸模的修模量，凸模进入凹模的深度，凸模固定板与卸料板之间的安全距离等，取 h= 凸模结构如图 4 所示： 图 5. 冲孔凸模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 13 页 共 26 页 落料凸模 结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，材料选用 处理硬度为 5862用 2 个 钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按 H6/料凸模下部有一用于安装导正销 的孔，具体结构如图 5： 凹模 凹模采用整体式凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合，由冲压模具设计与制造公式 算 凹模厚度 H=120=24 查表 K=模壁厚 C=（ ） H=3648（ 图 6 落料凸模 取凹模厚度 H=30模壁厚 50模宽度 B=b+2c=120+2 50=220模长度 . L 取 208料方向） 凹模轮廓尺寸为 208 220 30构如图 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 14 页 共 26 页 位零件的选择 落料凸模下部设置一个导正销，借用工件上 26作导正孔， 26正孔的导正销的结构如图 7 所示。导正应该在卸料板压紧板料之前完成导正，考虑料厚和装配 后卸料板下平面超出凸模端面 1以导正销直线部分的长度取3正销用 H7/装在落料凸模端面，并用 钉固定，导正销导正部分与导正孔采用 H7/合。 起粗定距的活动挡料销，弹簧和螺栓选用标准件 ，规格为 8 16。 挡料销 挡料销与导正销的中心距为 D+ 步距 落料凸模直径 D 挡料销头部直径 图 7 凹模 导正销材料选用 硬 6。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 15 页 共 26 页 第一次冲压时模具需要用始用挡料销进行定位，根据模具结构始用挡料销与 26 孔的垂直距离为 用标准件，材料为 45 钢。 料板的设计 导料板的内侧与条料接触，外侧和凹模齐平，导料板与条料之间的间隙取1样就可以确定导料 板的宽度，导料板的厚度取 8料板采用 45 钢制作，热处理硬度为 4045螺钉和销钉固定在凹模上，导料板的进料端安装有承料板。可知导料板的宽度为 2 23 图 8 导正销 卸料部件的设计 料板的设计 卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为 16料板采用 45 钢制造，淬火硬度为 4045 卸料板凸台部分的高度为 h=t= 中： h 卸料板凸台高度； H 导料板高度； t 板料厚度； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 16 页 共 26 页 凸台部分和导料板之间的距离为 1凸台部分的宽度为 查表 弹压卸料板与凸模的单边间隙值取 当卸料板起导向作用时，卸料板按 H7/合制造，在模具开启状态，卸料板应高 出 模具工作零件刃口 便顺利卸料。 卸料板上各尺寸的公差根据凸模的尺寸按照H7/得各尺寸公差分别为 ， ， ， ， 卸料板的具体结构见附图。 料螺钉的选用 卸料板上设置 4 个卸料螺钉，公称直径为 12纹部分为 10料螺钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面 1误差时通过在螺钉和卸料板之间安装垫片来调整。 模架及其 他零部件设计 该模具采用中间导柱模架，这种模架的导柱在模具中间位置，冲压时可以防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。 导柱采用 B 型导柱，导柱 d/L/2 190， 35 190；导套采用 套 d/ L/D/2 115 45， 35 115 50。材料选用 火硬度 62。 上模座厚度 H 上模 取 50模垫板厚度 H 垫 取 10定板厚度 H 固 取 20模座 H 下模 取 60以，该模具的闭合高度 H 闭 ： H 闭 =H 上模 +H 垫 +L+H+H 下模 （ 50+10+66+30+60214中： L 凸模长度， L=66 H 凹模厚度， H=30 h 2 凸模冲裁后进入凹模的深度， 可见该模具闭合高度小于所选压力机 35 的最大装模高度（ 230可以使用。 上模坐周界尺寸为 220 200 50模座周界尺寸为 220 200 60料选用 其他标准件的选择 卸料螺钉 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 17 页 共 26 页 选 4个圆柱头内角卸料螺钉 90 81 连接上模座与凸模固定板的螺钉，销钉 ： 选圆柱头内六角螺钉： 70 76 4个 圆柱销钉： 8 70 76 4个 模柄的紧固螺钉 ： 选螺钉： 20 85 2个 连接凹模与下模座的螺钉，销钉 ： 螺钉： 60 76 4个 销钉 ： 8 70 76 4个 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 18 页 共 26 页 6. 模具总装图 通过以上设计，可得到模具总装图（见附图），模具上模部分主要由上模板，垫板，凸模（ 2 个），凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹压卸料，以橡胶为弹性元件。下模部分由下模座，凹模板，导料板等组成。冲孔肥料和成品件均由漏料孔漏出。 第一次冲压时由始用挡料销进行定位对条料进行冲孔，冲孔完成 条料 继续送进时采用活动挡料销 18作为粗定距，在落料凸模上安装一个导正销 ，利用条料上的 26 孔作导正销孔 进行导正，以此作为条料送进的精度定距。工作时完成第一次冲压以后，条料上留有 26 的孔，把条料抬起向前移动，用此孔套在活动挡料销 18上，并向前压紧，第二次冲压时利用凸模上的导正销作精确定距。条料继续送进，用同样的方式进行冲压。活动挡料销位置的设定比理想的几何位置向前偏移 压过程中粗定位完成以后，当用导正销作精确定位时，用导正销上圆锥形斜面再将条料向后拉回约 完成精确定距。用这种方法定距，精度可达到 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 19 页 共 26 页 7. 冲压设备的选定 通过校核，选择开式双柱可倾压 力机 35 能满足使用要求。其主要技术参数如下： 公称压力： 350块行程： 80块行程次数： 50（次 最大封闭高度： 280闭高度调节量： 60块中心线至床身距离： 205柱距离： 300作台尺寸（前后左右）： 380 610作台孔尺寸（前后左右直径）： 200 290 260板尺寸（厚度直径）： 60 150柄孔尺寸（直径深度）： 50 70快底面尺寸（前后左右）： 190 210身最大可倾角： 20。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 20 页 共 26 页 8 模具零件加工工艺 本副模具中，模具零件加工的关键在工作零件，固定板以及卸料板，如果采用线切割加工技术，着些零件的加工就变的相对简单。 凹模，固定板以及卸料板都属于板类零件，其加工工艺比较规范。 这些零件的加工工艺过程见零件加工工艺规程卡。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 21 页 共 26 页 9 模具的装配 要组件的装配 在装配只前，必须仔细研究图样，根据该模具结构特点和技术要求，确定合理的装配次序和装配方法。此外，还应该检查模具零件的加工质量，如凸，凹模刃口尺寸等，然后按照规定的技术要求进行 装配。装配的次序和方法如下： 柄的装配 因为这副模具的模柄 10是从上模座 8的下面向上压入的，所以，在安装凸模固定板 6和垫板 7之前，应先把模柄装好。 模柄与上模座的配合要求是 H7/配时，应先在压力机上把模柄压入，再加工定位销钉孔或螺钉孔。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。 模的装配 凸模与固定板的配合要求为 H7/配时，先在压力机上将凸模压入固定板内，检查凸模的垂直度，然后将固定板的上平面与凸模尾部对齐磨平，为了保 持凸磨刃口的锋利，应分别把冲孔凸模和落料凸模的端面磨平。 压卸料板的装配 弹压卸料板起压料和卸料作用。装配时，应保证弹压卸料板与凸模之间有适当的间隙，其装配方法是，将弹压卸料板套和已装入固定板的凸模内，在固定板与卸料板之间垫上平行垫块，并用平行夹板将他们夹紧，然后按照卸料板上的螺孔在固定板上投窝，拆开后钻固定板上的螺钉孔。 装配 模具的主要组件装配完毕后开始进行总装配。为了使凸模和凹模容易对中，总装时必须考虑上，下模的装配顺序， 否则，可能出现无法装配的情况。 根据该级进模具的装配 要点，选凹模作为装配基准件，先装下模，再装上模，并调整间隙，试冲，返修，具体装配如下： 装配下模 在下模座上划中心线，按中心线预装凹模、导料板。 在下模座、导料板上，用已加工好的凹模分别确定其螺纹孔位置，分别买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 22 页 共 26 页 钻孔。攻丝。 将下模座、导料板、凹模、活动挡料销、弹簧装在一起，并用选定的螺钉紧固，并打入螺栓。 装配上模 把已经装入凸模固定板 6 的落料凸 模 5 和冲孔凸模 15 插入凹模内。固定板与凹模之间垫上适当高 度的平行垫板。 预装上模座，划出与凸模固定板相应的螺纹孔、销钉孔的位置并钻铰螺纹孔、销钉孔。 用螺钉将固定板组合、垫板、上模座连接在一起，但不要拧紧。 将卸料板套装在已经装入凸模固定板的凸模上，装上橡胶和卸料螺钉，并调节橡胶的预压量，使卸料板高出凸模下端面约 2 复查凸、凹模间隙并调整合适后，紧固螺钉。 安装导正销、当条料过长时，在此工序安装承料板。 进行检查，一般采用切纸法，当检查合适后，打入销 钉紧固 冲与调整 装机试冲并根据试冲结果相应调整 具试冲中可能出现的缺陷以及调整 根据改模具的实际情况，可能出下以下缺陷： 试冲过程中出现的缺陷 产生原因 调整方法 送料不畅通或料被卡死 1 两导料板之间的尺寸过小或者有斜度 2 凸模与卸料板的间隙过大，使塔边翻扭 根据情况锉修或者重新按装导料板 减小凸模与卸料板之间的间隙 刃口相咬 1 上模座，下模座，固定板，凹模，垫板等零件安装面不平行 2 凸模，导柱等零件安装不垂直 3 导柱与导套配合间隙过大使导向不准 修 整有关零件，重装上模或者下模 重新安装凸模或者导柱 更换导柱或者导套 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 23 页 共 26 页 4 卸料板的孔位不正确或者歪斜，使冲孔凸模位移 修整或者更换卸料板 卸料不正常 1 由于装配不正确，卸料板不能动作，如卸料板与凸模的间隙过小，或者与冲孔凸模与落料凹模之间的间隙不正确使卸料板不能正常运作，或者因为卸料板倾斜而卡紧 2 橡胶的弹力不够，或者选用的橡胶不正确。 3 凹模和下模座的漏料孔没有对正，料不能排出 4 凹模有倒锥度造成工件堵塞 修整卸料板 更换橡胶 修整漏料孔 修整凹模 制件质量不好： 1 有毛刺 2 制件不平 3 落料外形和内孔位置不正，成偏位现象 1 刃口不锋利或 淬火硬度低 2 配合间隙过大或过小 3 间隙不均匀使制件一边有显著带斜角毛刺 合理调整凸模与凹模之间的间隙及修模工作刃口的尺寸 1 凹模有倒锥度 2 顶料杆和工件接触面过小 3 导正销与预冲孔配合过紧，将冲件压出凹陷 修整凹模 更换顶料杆 修正导正销 1 挡料销位置不正 2 落料凸模上导正销尺寸过小 3 导料板与凹模送料中心不平行，使孔位偏斜 修整挡料销 更换导正销 修整导料板 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 24 页 共 26 页 10设计总结 时间到了 2006 年 5 月，毕业设计已经接近尾声，伴随着结束的还有我的学校生涯， 经过了 3 年时间的学习，实践，为我增加了不少 知识，如果说对这写时间的所学作一次总结的话，那么这次毕业设计无疑是最好的总结，也为我的学业画了一个圆满的句号。在毕业设计过程中，做到了认真，仔细，研究检查每一个步骤，并且查阅了大量的有关资料，使设计中的数据，公式出处都有据可查。 这次毕业设计成功的设计了空调垫片级进模，该 制件 结构比较简单，容易加工， 但是级进冲压过程中 26 孔和制件外形之间的间隙不易保证 ， 因此本模具 先冲 26 的孔，然后靠活动挡料销粗定位，再有导正销作精确定位，提高了制件的质量，模具采用下出料方式可以使调料连续送进，连续冲压，显著提高了劳