汽车发动机通气叶片冲压模设计【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。 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。 该扇形 通气叶 片是汽车发动机内部零件，它是汽车运行过程控制气体流动及速度的控制核心，在 大多数发动机中起着重要作用 设计中分析了 通气叶片 零件的结构及工艺性，拟订该零件的冲压工艺为 “ 冲孔 落料 ” ，讨论了复杂 冲裁 零件毛坯展开形状和尺寸的确定方法 。 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 落料 是本设计的重点，将 落料冲孔 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。通过超链接使其能在 此将传统的模具 算机 辅助绘图提升到计算机辅助设计层次。 关键词： 冲压工艺 ； 级进模的采用 ； 件的运用 ； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 of in of of is to in of on or as or of a is at on so or is or is of in is of it is of in an in is of is of of a of of of to of in is of on a of of is of to it AD in to to of of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目 录 摘 要 . 1 . 2 引 言 . 3 第一章：设计任务书 . 4 . 4 . 5 第二章 :确定冲裁工艺方案分析 . 6 案种类 . 6 . 6 第三章 确定模具总体结构方案 . 7 具类型 . 7 作与定位方式 . 7 料与出件 方式 . 7 第四章 模具与设计计算 . 8 . 8 . 9 . 9 模刃口尺寸及公差 . 10 第五章 设计选用模具零件 部件 绘制模具总装配图 . 11 . 11 . 11 . 12 第六节 绘制正规模具总装配图和非标准模具零件图 . 16 . 15 . 16 . 17 . 18 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 板 . 19 . 20 第七章 制定模具零件加工工艺过程 . 21 . 21 . 22 . 22 . 23 第八章 模具的装配 . 24 . 24 . 24 设计小结 . 25 致 谢 . 25 参考文献 . 26 附 录 . 27 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 引 言 目前我国经济正处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面，国内模具市场将继续高速发 展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购的趋向也十分明显。因此，放眼未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好，预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展，我国不但会成为模具大国，而且一定逐步向模具制造强国的行列迈进。 “ 十一五 ” 期间，中国模具工业水平不仅在质和量的方面有很大提高，而且在行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机制以及技术进步的方面也会取得较大发展。在取得成就的同时问题也同样凸显出来，目前人才短缺的问题已成为中国各地模具企业普遍问题，人才短缺已成为制约模 具技术水平进一步提高、模具行业进一步发展的瓶颈。 这就需要高校培养高技术人才来满足社会的需求，而实验和实践教学是高等工程技术人才培养中不可缺少的重要环节 ,也是高等工程教育教学改革的重要课题之一。 塑性成形与模具专业是实践性很强的专业，对动手能力要求比较高，因此，实验教学是工艺课程教学中的重要教学环节之一，是培养高素质创新型人才的重要手 段。目前的成型工艺课程实验大多为验证型的，难以激发学生的主动参与和设计探 随着我国工业的迅速发展，工业产品的外形在满足性能要求的同时，变的越来越复杂，而产品的制造离不开模具，利 用计算机辅助软件进行实验模具设计不但提高模具的制造精度而且还缩短了设计及加工的时间。这就要求学生可以掌握一些高级的计算机软件，而 算数学、结构动力学、数字仿真技术、工程管理学与计算机技术相结合，而形成一种综合性、知识密集型信息产品。着模具工业的发展。对金属板料成形质量和实验模具设计效率要求越来越高传统基于经验的实验 模具设计方法已无法适应现代工业发展的需要。需要一种能认识塑性成形过程规律，以较小的代价、在较短的时间内找到最优的或可行的设计方案的模拟方法。随着计算机技术的不断进步以及有限元技术的不断发展，近年来。 发展了用有限元法对板料成形过程进行计算机数值模拟分析的新技术。 其中冷冲压成形是一种历史悠久的金属加工工艺，随着工业水平的不断进步，冷冲压技术和设备日益完善，在汽车、机械制造、电子电器等行业中，冲压加工得到了广泛的应用。大到汽车的覆盖件，小到钟表以及仪器仪表元件，大多是由冷冲压方法制成的。学习、研究和发展冷冲压技术 ，对发展我国国民经济和加速现代化工业建设具有重要意义。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第一 章 ： 设计任务书 裁模设计题目 ： 本设计 汽车发动机某通气叶片的冲裁零件如图 图 品零件图 该零件的材料为 08钢，厚度 t=知年产量为 20万件，试确定冲裁工艺方案，并编制主要模具零件的加工工艺。 件的工艺性分析 : （ 1） 结构与尺寸 该零件为非圆扇形型，其结构简单，形状对称，尺寸较大。其中，扇形外轮廓直径50径圆孔直径 20+圆环宽度 10小孔径适宜冲裁加工20+防止冲裁时扇形与圆弧衔接处发生破裂，故采用了 弧过渡 ,扇形最外边缘与中心轴的夹角为 60。 。 因此，均适宜冲裁加工。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 （ 2）精度要求 零件尺寸公差除 20+称，是由圆弧和直线组成的由 文献 （ 4）附 表 55裁件内外所能达到的经济精度为 中心与边缘距离尺寸公差为 0. 12以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较， 除尺寸，结构，形状要求，还要具有较高的耐热与耐腐蚀性， 精 度要求能够在冲裁加工中得到保证其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用利用 凸模 进行定位、刚性卸料装置、 弹性卸料 方式的冲孔落料模进行加工 （ 3） 材料要求 该材料为 08钢，抗剪强度为 T=300后伸长率为 25%。此材料有良好的机械性能，强度不大便于加工，而且密度小，冲裁加工性好。 根据以上分析，该零件的工艺性较好，可以冲裁加工。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 第二 章 :确定冲裁 工艺 方案 分析 压工艺 方案种类 该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案： 方案一：先冲孔，后落料。采用单工序模生产。 方案二：采用落料冲孔同时进行的复合模生产。 方案三：冲孔落料级进冲压。采用级进模生产。 艺方案的比较 根据以上三种方案： 方案一，模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对较高，生产效率低，且更重要的是在第一道工序完成后 进 入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需要。故而不选此方案。 可考虑采用的冲裁工艺方案后俩种； 即： 复合冲裁和级进冲裁。 方案 二， 采用复合模加工。复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，冲模的轮廓尺寸较小。但复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。 方案 三， 采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件，用简单模或复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。但级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。 比较方案 二 与方 案 三 ，对于所给零件， 该零件尺寸不大，料薄，大批量生产的情况下，可采用复合冲裁，但冲件上孔与边缘之间的距离过小，受凸凹模强度的限制，其出件和废料清除较麻烦，工作安全性和生产率不如级进冲裁，不宜采用复合冲裁而宜用级进冲裁 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 第三 章 确定模具总体结构方案 具类型 根据零件的冲裁工艺，采用级进冲裁模。 作与定位方式 虽然零 件的生产批量较大，但合理的工送料方式能够达到批量要求，且能降低 具成本，因此采用手工送料方安排生产可用手式。考虑零件尺寸较小，材料厚度薄，为了便于操作和保证零件的精度，宜采用 凸模和固定挡料板定位方式。 料与出件方式 采考虑到零件厚度薄用自然卸料方式。为了便于操作，提高生产率，冲件 和废料采用由凸模定位直接从凹模孔推下，可以采 用弹性卸料出件方式。 架类型及精度 由于零件厚度薄，冲裁间隙小，以级进模，因此采用导向平稳的后侧导 模架：考虑零件精度要求不高，但冲裁间隙较小，因此采用 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 第四章 模具与设计计算 样设计与计算 该 零件形状简单、对称，是由圆弧和直线组成 ， 材料厚度薄，尺寸小，形状对称，因此可采用直线排样。如 图 如图 排式 根据排样图的几何关系，通过查文献（ 1）表 2查文献（ 2）表 2 2表 2a= =Z=y=0因采用无侧压装置，故条料宽度为： =( a)=(50+2 进距为： S=100+1=101导料板间距为： +Z=a+Z=52+2 B1+y=由零件图可以近似算出 1 个零件的面积为： S 零件 =S 大圆 354注： 1个进距内的坯料面积为 B S=101=因此材料的利用率为： =A/100%=3354/54 101 100% 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 算冲压力与压力中心 冲裁力：根据零件图可算得 1个零件外周边之和 2 R/3+4 r/3+120= 该零件的内孔周边长度之和为内圆之周长 故整个零件的内外周边冲裁长度之总和 L=文献（ 1）表 1 2T=250t= K= : F 冲 =250 0089N; 卸料力：查文献（ 2）表 2x=： F 卸 =30089= 推件力：根据材料厚度 ,可由一般经验公式 F 推 =30089=用弹性卸料装置和下出料方式的冲模时： F= F 冲 +F 卸 +F 推 =30089+以总的冲压力 F 总 35 力机的选择 ： 在实际生产中，为了防止设备的超载，可按 F 压 =（ F 总 来估算压力机公称压。 根据以上得出的总冲压力，应选取的压力机公称压力： (F 总 =( 35=零件尺寸较小，冲裁力不大，按公称压力选择。考虑工厂实际情况可以取大 些的压力机，因此由文献（ 3）表 123可倾工作 台压力机。 其主要参数如下： 公称压力 =160 块行程 =55块行程次数 =120次 /s;最大 闭合高度 =220合高度调节量 =45作台尺寸前后 =200 左右 =300径 =210板尺寸厚度 =15柄孔尺寸：直径 =30度 =55身最大可倾斜角 =350; 因冲裁件尺寸较小 ,冲裁力是很大 ,且选用了后侧导柱模架 ,受力平稳 ,估计压力中心不会超出模柄端面积之外 ,由零件图故可知压力中心的位置。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 算凸、凹模刃口尺寸及公差 由于该零件采用级进冲裁模的加工，由于材料薄，模具间隙小，故采用配作加工。加工时以凹模为制造基准，只需计算凹模刃口尺寸 及公差，并将计算值标注在凹模图样上即可。各凸模仅按凹模对应的 尺寸标注其基本尺寸，并注明按凹模的实际刃口尺寸配双面间隙 (1)落料凹模刃口尺寸 据由图分析落料凹模刃口尺寸按磨损增大情况计算。 凹模磨损后增大的尺寸，按公式 X ) +0 /4 由文献（ 2） 查表 2X= 40+ = 100 +=2)冲孔凹模刃口尺寸 冲孔凹模均为圆形，故可按公式 +0 /4 由文献（ 2）查表 2X= 20+ d=(=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 第五 章 设计选用模具零件 部件 绘制模具总装配图 模设计 : 凹模采用矩形板结构和直接通过螺钉 销钉与下模座固定的固定方式。因生产批量较大，考虑凹模的磨损和保证冲件的质量，凹模刃口采用直刃壁结构，刃壁高度取 8料部分沿刃口单边扩大 1 凹模轮廓尺寸计算如下： 该零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙值 沿送料方向的凹模模型孔壁间的最大距离为： L=101直于送料方向的凹模型孔壁的最大距离为： b=50送料方 向的凹模长度为： L=C=101+2 1=103直于送料方向的凹模宽度为： B=b+2C=50+2 模厚度 H=1/3 =1 (42000)1/3 (取 ， 根据算得的凹模轮廓尺寸，选取与计算值相接近的标准凹模板轮廓尺寸，其大小为： L B H=20016040模材料选用 作部分热处理淬硬 60模设计 落料凸模刃口部分设计成阶梯行结构，安装部分设计成便于加工的长圆形，通过铆接方式与固定板固定。落料工序中，采用凸模配合加工，以定位销孔型凸模定位，基本型卸料型凸模落料。以以上工序完成整个零件的加工。以上凸模的的材料也选用 作部分热处理淬硬 60 冲孔凸模刃口部分为圆形，结构简单。可采用直接卸料方式。因冲孔凸模直径很小，所以需对最小凸模 20+ 凸模最小直径 的校核（强度校核） 孔径远大于材料厚度，故凸模的强度和刚度足够。起导向作用 ） 。 根据文献（ 1）表 2模的最小直径 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 d t 压 =250/1200=取 t 压 =1200而 因 凸模强度足够。 凸模最大自由长度的校核（刚度校核） 根据文献（ 1）表 2模最大自由长度 L 90d2/=90 20/(250)1/2 以，冲孔的凸模工作部分的长度不能超过 冲孔凸模工作部分的长度为42料凸模工作部分为 45 关模具设计计算 卸料弹簧的选择：根据卸料力 F 卸 =采用 2 个弹簧，此时每个弹簧负担的卸料力 F 预 =根据 F 预 的大小，由文献（ 1）查表 1选冲模常用的圆柱螺旋压缩弹簧（ 2089材料 6048，弹簧两端拼紧并磨平。弹簧的选用参数为： 材料直径 6弹簧中径 24用应力 T=610验载荷 725,应使选用的弹簧最大工作负荷 预 ，即 预 冲裁时卸料板的工作行程 t+1)=虑到凸模的修磨量 簧的 压量为 故弹簧的总压缩量为： h=h1+h2+虑卸料的可靠性，取弹簧在预压量为 50N 的压力。根据文献（ 1）查表1 自由高度 压缩 高度 d;总圈数 n1=n+2（ d 8; 工作极限负荷下变形量 效圈数 n= 工作极限负荷 /8 根据以上公式可分别得出： 315N ;n=1; 5 该弹簧在预压量 压力达 750N，即： 预 50 315=故： h=+ （注： k=(4c;c=D/d) 弹簧装配高度 h 装 =据凸、凹模及弹簧、卸料螺钉等的布置，取卸料板的平面尺寸为： 200160度为 15 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 根据文献（ 1）查表 10模板及模柄 :采用 据最大轮廓尺寸 220180L B=200160模板厚为 45模板为 50文献（ 1）查表 10 30 80压入式模柄 . 垫板、凸模固定板：考虑推件装置在上模内挖窝，采用垫板加固 垫板厚度取 15定板厚度取 20定板与垫板直径均取 110与凹模直径相同 )。 闭合高度：模具闭合高度应为上模板、下模板、凹模、固定板、垫板等厚度的总和；即； 25+15+45+55+15+= 是考虑凸模进入凹模的深度。根据生产现场调整、可略有 增减，以制件完全分离为准。 所选压力机闭合高度 20220150足 0 导柱、导套：按 d=28中导柱长度有 110 180具闭合高度 最长的导柱长 L=130 按 d=32套，其中长度有 80、 85、 100、 110选较大的 100 卸料螺钉 :按 d=10柱长 L=80 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 第六 章 绘制正规模具总装配图和非标准模具零件图 模具总装配如图所示，落料凸、凹模，冲孔凸模、凸模固定板和卸料板分别如图 如图 配图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 冲孔凸模 技术要求： 证双边间隙 图 冲孔凸模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 料凸模 技术要求： 保证双边间隙 标注倒角 图 料凸模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 模 技术要求 ; 面粗糙度 0 模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 模固定板 技术要求： 235； 图 模固 定板 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 性卸料板 技术要求： 235. 图 性卸料板 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 模垫板 技术要求： 235； 图 模垫板 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 第七 章 制定模具零件加工工艺过程 凹模、落料凸模和凸模固定板的加工工艺过程分别见文献（ 1） 表 2 模加工工艺过程 表 2 凹模加工工艺过程 注 : 凸、凹模为配作件 ,并同属板类零件且用线切割加工 ,其加工工艺过程与凹模板加工工艺完全相同 ,最后只需保证 :凹模、凸模的最小合理间隙值 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 料凸模加工工艺过程 表 2料凸模加工工艺过程 模固定板加工工艺过程 表 2模固定板加工工艺过程 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 料板加工工艺过程 表 2料板加工工艺过程 注 : 故其加工过程可参照其加工工艺制作 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 26 第八章 模具的装配 根据级进模的特点 ,先装上模 ,再装下模较为合理 ,并调整间隙 ,试冲 ,返修 下 : 模装配 仔细检查各将要装配零件是否符合图纸要求 ,形状并作好划线 ,定位等准备工作 . 先将凸模与凸模固定板装配 ,再与凹模板装配 ,并调整间隙 . 把已装配好的凸模及凹模与上模座 ,并在次检查间隙 是否合理后 ,打入销钉及拧入螺丝 . 模装配 仔细检查各将要装配零件是否符合图纸要求 ,形状并作好划线 ,定位等准备工作 . 先将凸凹模放在下模座上 ,再装入凸凹模固定板并调整间隙 ,以免发生干涉及工件损坏 活动挡料销 ,弹顶橡胶块及卸料板 ,检查间隙等合理后拧入卸料螺钉 ,再拧入紧固螺钉 ,并再次检查调整 . 将经调整后的上下模按导柱 ,导套配合进行组装 ,检查间隙及其它装配合理后装机进行试冲并根据试冲结果作出相应调整 ,直到生产出合格制件 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 27 设计小结 通过对本套汽车发动机通气叶片冲孔落 料级进模的设计、计算，使我对冲裁模的设计流程有了更深一层的了解，包括冲裁件的工艺分析、工艺方案的确定、模具结构形式的选择、必要的工艺计算、主要零部件的设计、压力机型号的选择、总装图及零件图的绘制。在设计过程中，有些数据、尺寸是一点也马虎不得，只要一个数据有误，就得全部改动，使设计难度大大的增加。在这次设计中，我感觉要完成这次设计不仅要有扎实的专业知识，还要有过硬的计算机基础作保障，方才能很好的完成这次设计。所以说我们今后的学习中不仅要学好应该所学的，还要尽可能多的去拓展我们在其它方面的领域，只有这们我们才能 立于不败之地。 在设计的过程中，通过查阅资料，分析制件的结构工艺性，初步确定冲压方案，计算、分析比较从而确定