康明斯汽车发动机排气歧管垫片冲压模具设计【通过答辩毕业论文+CAD图纸】
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汽车开发周期从 40 个月缩短到 4 个月。 一、 1、模具在工业发展中的地位 采用模具生产零部件，具有生产效率高、质量好、成本低、节约能源和原材料等一系列优点， 用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。 已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代经济的基础工业。现代工业品的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展水平，因此模具工业对国民经济和社会发展将起越来越大的作用。 1989 年 3 月国务院颁布的关于当前产业政策要点的决定中，把模具列为机械 工业技术改造序列的第一位、生产和基本建设序列的第二位 (仅次于大型发电设备及相应的输变电设备 )，确立模具工业在国民经济中的重要地位。 1997 年以来，又相继把模具及其加工技术和设备列入了当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录。经国务院批准，从 1997 年到 2000 年，对 80 多家国有专业模具厂实行增值税返还70%的优惠政策，以扶植模具工业的发展。所有这些，都充分体现了国务院和国家有关部门对发展模具工业的重视和支持。目前全世界模具年产值约为 600 亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业 产值已超过机床工业，从 1997 年开始，我国模具工业产值也超过了机床工业产值。 模具是大批量生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。 据统计，在家电、玩具等轻工行业，近 90的零件是综筷具生产的；在飞机、汽车、农机和无线电行业，这个比例也超过 60。例如飞机制造业，某型战斗机模具使用量超过三万套，其中主机八千套、发动机二千套、辅机二万套。从产值看， 80 年代以来，美、日等工业发达国家模具行业的产值已超过机床行业，并又有继续增长的趋势。据国际生产技术协会预测，到 2000 年，产品尽件粗加工的 75%、精加工的 50将由模具完成；金属、塑料、陶瓷、橡胶、建材等工业制品大部分将由模具完成， 50以上的金属板材、 80以上的塑料都特通过模具转化成制品。 2、模具的历史发展 模具的出现可以追溯到几千年前的陶器和青铜器铸造，但其大规模使用却是随着现代工业的掘起而发展起来的。 19 世纪，随着军火工业 (枪炮的弹壳 )、钟表工业、无线电工业的发展，冲模得到广泛使用。二次大战后，随着世界经济的飞速发展，它又成了大量生产家用电器、汽车、电子仪器、照相机、钟表等零件的最佳方式。从世界范围看，当时美国的冲压技术走在前列 许多模具先进技术 ，如简易模具、高效率模具、高寿命模具和冲压自动化技术，大多起源于美国；而瑞士的精冲、德国的冷挤压技术，苏联对塑性加工的研究也处于世界先进行列。 50 年代，模具行业工作重点是根据订户的要求，制作能满足产品要求的模具。模具设计多凭经验，参考已有图纸和感性认识，对所设计模具零件的机能缺乏真切了解。从 1955 年到 1965年，是压力加工的探索和开发时代 对模具主要零部件的机能和受力状态进行了数学分桥，并把这些知识不断应用于现场实际，使得冲压技术在各方面有飞跃的发展。其结果是归纳出模具设计原则，并使得压力机械、冲压材料 、加工方法、梅具结构、模具材料、模具制造方法、自动化装置等领域面貌一新，并向实用化的方向推进，从而使冲压加工从仪能生产优良产品的第一阶段。 进入 70 年代向高速化、启动化、精密化、安全化发展的第二阶段。在这个过程中不断涌现各种高效率、商寿命、高精度助多功能自动校具。其代表是多达别多个工位的级进模和十几个工位的多工位传递模。在此基础上又发展出既有连续冲压工位又有多滑块成形工位的压力机 弯曲机。在此期间，日本站到了世界最前列 其模具加工精度进入了微米级，模具寿命，合金工具钢制造的模具达到了几千万次，硬质合金钢制 造的模具达到了几亿次 p 每分钟冲压次数，小型压力机通常为 200 至 300 次，最高为 1200 次至 1500 次。在此期间，为了适应产品更新快、用期短 (如汽车改型、玩具翻新等 )的需要，各种经济型模具，如锌落合金模具、聚氨酯橡胶模具、钢皮冲模等也得到了很大发展。 从 70 年代中期至今可以说是计算机辅助设计、辅助制造技术不断发展的时代。随着模具加工精度与复杂性不断提高，生产周期不断加快，模具业对设备和人员素质的要求也不断提高。依靠普通加工设备，凭经验和手艺越来越不能满足模具生产的需要。 90 年代以来，机械技术和电子技术紧密结合，发展了 床，如数控线切割机床、数控电火花机床、数控铣床、数控坐标磨床等。而采用电子计算机自动编程、控制的 床提高了数控机床的使用效率和范围。近年来又发展出由一台计算机以分时的方式直接管理和控制一群数控机床的 统。 随着计算机技术的发 展，计算机也逐步进入模具生产的各个领域，包括设计、制造、管理等。国际生产研究协会预测，到 2000 年，作为设计和制造之间联系手段的图纸将失去其主要作用。模具自动设计的最根本点是必须确立模具零件标准及设计标准。要摆脱过去以人的思考判断和实际经验为中心所组成的设计方法，就必须把过去的经验和思考方法，进行系列化、数值化、数式化，作为设计准则储存到计算机中。因为模具构成元件也干差万别，要搞出一个能适应各种零件的设计软件几乎不可能。但是有些产品的零件形状变化不大，模具结构有一定的规律，放可总结归纳，为自动设计提供软件。 如日本某公司的 统用于级进模设计与制造，其中包括零件图形输入、毛坯展开、条料排样、确定模板尺寸和标准、绘制装配图和零件图、输出 序 (为数控加工中心和线切割编程 )等，所用时间由手工的 20%、工时减少到 35 小时；从 80 年代初日本就将三维的 统用于汽车覆盖件模具。目前，在实体件的扫描输入，图线和数据输入，几何造形、显示、绘图、标注以及对数据的自动编程，产生效控机床控制系统的后置处理文件等方面已达到较高水平；计算机仿真 (术也取得了一定成果。在高层次上， 成的， 即数据是统一的，可以互相直接传输信息实现网络化。目前国外仅有少数厂家能够做到。 3、模具的发展趋势 （ 1）模具软件功能集成化 模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的。如英国 司的系列化软件就包括了曲面 /实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、塑料模设计专家系统、复杂形体 术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线测 量系统等。集成化程度较高的软件 另外 还包括： 。国内有上海交通大学金属塑性成型有限元分析系统和冲裁模 统；北京北航海尔软件有限公司的 列软件；吉林金网格模具工程研究中心的冲压模 统等。 （ 2）模具设计、分析及制造的三维化 传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的 析、 模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享。 举个例子 如 软件具备参数化、基于特征、全相关等特点，从而使模具并行工程成为可能。另外， 司的 司的 日立造船的 是 3D 专业注塑模设计软件，可进行交互式 3D 型腔、型芯设计、模架配置及典型结构设计。澳大利亚 司的三维真实感流动模拟软件 经受到用户广泛的好评和应用。国内有华中理工 大学研制的同类软件 向制造、基于知识的智能化功能是衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。如 司的注塑模专家软件能根据脱模方向自动产生分型线和分型面，生成与制品相对应的型芯和型腔，实现模架零件的全相关，自动产生材料明细表和供 工的钻孔表格，并能进行智能化加工参数设定、加工结果校验等。 （ 3）模具软件应用的网络化趋势 随着模具在企业竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化，以及计算机软硬件技术的迅速发展，网络使得在模具行业应用虚拟设 计、敏捷制造技术既有必要，也有可能。美国在其 21 世纪制造企业战略中指出，到 2006 年要实现汽车工业敏捷生产 /虚拟工程方案，使汽车开发周期从 40个月缩短到 4个月。AA 二 、 si of in a of a a a of to a of is to of of a in or a it a a is be of (i) a is (is a of a of (it is to to or in is as a is to it as is to is to by it a In is by As in of it a a a is of is of is in A be to a It is on of of If is to go to or by or or in in 75410 be to in in to be be as 、 so on by in s as as in 990s, to so on 、 as , as a at % %, 3%, to be to of is to so in so so 000 00 ,380,000 of 、 of a as by of to a is by be to in 2% is in 80% 4. to 000 77,000,000 US in 50,000,000 2001 to ,112,000,000 US in 16,000,000 US is 、 to 000 77,000,000 US in 50,000,000 US 2001 to ,112,000,000 US in 616,000,000 In as or is a is in a of a of a at 50F to a to of 5 is a in 5 is in be in on or in is be to is a of is be in a in be a of of be by so to he to a be to is to by to be to be of a on no or on on is of in be it of A is to a to of at of be on of be a ti on is it is of of is to to a of is it is to it is a od to a is to of 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 业设计（论文） 康明斯汽车发动机排气歧管垫片 冲压模具设计 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 要 本设计为一 康明斯汽车发动机排气歧管垫片 的冷冲压模具设计，根据设计零件的尺寸、材料、批量生产等要求，首先分析零件的工艺性，确定冲裁工艺方案及模具结构方案，然后通过工艺设计计算，确定排样和裁板，计算冲压力和压力中心，初选压力机，计算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后设计选用零、部件，对压力机进行校核，绘制模具总装草图，以及对模具主要零件的加工工艺规程进行编制。其中在结构设计中，主要对凸模、凹模、凸凹模、定位零件、 卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计，对于部分零部件选用的是标准件，就没深入设计，并且在结构设计的同时，对部分零部件进行了加工工艺分析，最终才完成这篇毕业设计。 关键词 ： 模具 冲裁件 凸模 凹模 凸凹模 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 he a of to of of of to of of to as of to In to of of of is no to 买后包含有 纸和论文 ,咨询 买后包含有 纸和论文 ,咨询 买后包含有 纸和论文 ,咨询 买后包含有 纸和论文 ,咨询 录 第一章 绪言 . 1 第一节 材料的工艺分析 . 2 第二节 材料选择 . 3 第三节 工件结构形状 . 3 第二章 冲裁工艺方案的确定 . 5 第三章 模具总体设计 . 6 第一节 模具类型的选择 . 6 第二节 操作与定位方式 . 6 第三节 卸料、出件方式 . 6 第四 节 确定送料方式 . 7 第五节 确定导向方式 . 7 第四章 模具工艺参数确定 . 8 第一节 排样设计与计算 . 8 第二节 搭边值的确定 . 8 第三节 进距与条料宽度计算 . 9 第四节 材料利用率的计算 . 11 第五章 计算冲压力与压力机的初选 . 12 第一节 冲裁力 . 13 第二节 卸料力 . 13 第三节 顶件力 . 13 第四节 总的冲压力 F 的计算 . 14 第五节 压力机的初选 . 14 第六章 模具压力中心的确定 . 15 第七章 冲裁模间隙的确定 . 16 第一节 冲裁间隙 Z . 16 第二节 冲裁间隙分析 . 16 第八章 凹、凸模刃口尺寸的计算 . 18 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 一节 刃口尺寸计算的基本原则 . 18 第二节 刃口尺寸的计算 . 18 第九章 主要零部件的设计 . 21 第一节 工作零件的设计与计算 . 21 第二节 橡胶的选用 . 28 第三节 模架及其零件的设计 . 29 第十章 校核模具闭合高度及压力机有关参数 . 30 第一节 闭合高度的计算 . 30 第二节 冲压设备的选定 . 31 第十一章 模具的总体装配 . 31 设计总结 . 33 参考文献 . 34 致谢 . 35 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 第一章 绪言 目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当落后，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、生产周期等方面与发达国家的模具相比差距相当大。例如，精密加工设备在模 具加工设备中的比重比较低； 多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型，精密、复杂和长寿命的模具依赖进口。 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压加工作为现代工业领域内重要的生产手段之一，更加体现出其特有的优越性。在现代工业生产中，由于市场竞争日益激烈，产品性能和质量要求越来越高，更新换代的速度越来越快，冲压产品正朝着复杂化，多样化高、性能、高质量方向发展，模具也正朝着复杂化，高效率、高精度、长寿命方向发展。随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压 模具设计与制造技术正由手工设计，依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（ 数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（ 技术转变。 近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维 陆续开始使用 、 别厂家还引进了 且成功应用于冲压模的设计中 。 未来冲压模具的 发展趋势 : 模具行业在今后的发展中， 首先 要更加关注其产品结构的战略性调整，使结构复杂、精密度高的高档模具得到更快的发展。我们的模具行业要紧紧的跟着市场的需求发展。没有产品的需求、产品的更新换代，就没有模具行业的技术进步，也就没有模具产品的上规模、上档次。如汽车生产中 90以上的零部件，都要依赖模具成型，在电子产品中，冲压件约占 80 85；在汽车，农业机械产品中，冲压件约占 75 80；在轻工产品中，冲压件约占 90以上。此外，在航空及航天工业生产中，冲压件也占有很大的比例。在珠三角和 长三角，为汽车行业配套的模具产值增长达 40左右。而模具技术水平的高低，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。购买后包含有 纸和论文 ,咨询 已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。 其次 ， 要积极推进中西部地区模具产业的发展，努力缩小发达地区和不发达地区的差距。中西部很多地区已经意识到模具产业的发展对制造业的重要作用。如陕西、四川、河北等模具生产有了很大的发展，河北兴林车身制造集团有限公司作为河北泊头地区的骨干企业带动了一片模具企业的开拓；四川宜宾普什模具有限公司凭借强有力的资金投入，将在未来写下新的篇章。 第三 ， 要 积极推进模具企业特别是国有企业的体制的创新，转换经营机制，大力发展混合所有制经济，明确产权和完善法人治理结构。充分发掘企业发展的内在动力。要积极推进中、西部地区工业基础较好地区的制造业大中型企业主辅分离，使其模具车间、分厂在不太长的时间里，采用多种有效实现形式，转换机制，大力发展产权明晰、独立自主经营，适应市场运作和模具生产快速反应的现代专业模具企业，培养能代表行业水平的 “龙头 ”企业，带动地区产业链的发展。 第一节 材料的工艺分析 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。 工件名称： 康明斯汽车发动机排气歧管垫片 工件简图：如图 生产批量：大批量 材料： 厚度： 2工件精度： 买后包含有 纸和论文 ,咨询 图 件简图 第 二 节 材料选择 根据表 碳素结构钢，具有良好的塑性、焊接性以及压力加工 性，主要用于工程结构和受力较小的机械零件。综合评比均适合冲裁加工。 第 三 节 工件结构形状 工件结构形状相对简单，属轴对称结构，除有一个孔 ,其余皆为直线，孔与边缘之间的距离也满足要求，可以冲裁。 表 色金属的力学性能 材料名称 材料牌号 材料状态 极限强度 伸长率%/ 屈服强度 弹性模量E/剪 抗拉 碳素结构 钢 退火的 216752 177 08 255242 196 186000 10F 216750 186 10 255949 206 194000 15F 245148 15 265336 225 198000 20F 275336 225 196000 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 2O 275535 245 206000 25 314294 275 198000 30 353412 294 197000 35 392900 314 197000 40 412118 333 209000 45 432396 353 200000 50 432394 373 216000 表 分标准公差值（ 1998） 公差等级 本尺寸 /m / 3 6 8 12 18 30 48 75 6 10 9 15 22 36 58 90 10 18 11 18 27 43 70 110 18 30 13 21 33 52 84 130 30 50 16 25 39 62 100 160 50 80 19 30 46 74 120 190 80 120 22 35 54 87 140 220 表 235 抗拉强度： =275 383剪强度： =216 304长率： =32% 分析其力学性能较 好，故选择 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 第二章 冲裁工艺方案的确定 该制件的冲裁工序包括落料和冲孔，其冲裁加工有以下三种方案： 方案一：先冲孔，后落料单工序模生产。 方案二：冲孔 落料复合冲压复合模生产。 方案三：冲孔 落料级进冲压。级进模生产。 方案一模具结构简单，投资少，且每次冲裁所需的冲裁力较小，可以解决冲压设备吨位不够的问题。其缺点在于零件的精度难于保证，并且零件比较小，在第二次冲孔时，准确定位不宜，容易使人受伤，生产率低。 方案二也只需 2副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚， 模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小，制造比方案三简单。 方案三只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，但模具轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高。 通过对上述三种方案的分析比较 ,采用 方案二 复合模是比较合理的。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 第 三 章 模具总体设计 第一节 模具类型的选择 经分析，工件尺寸精度要求不高，形状较简单，但工件产量较大，根据材料厚度，为保证冲模有较高的生产率，通过比较，决定实行工序集中的工艺方案，弹性卸 料装置的 倒 装复合模具结构方式。 第二节 操作与定位方式 一、 操作方式 零件的生产批量较大，但合理安排生产可用手工送料方式，提高经济效益。 二、 定位方式 因为导料销和挡料销结构简单，制造方便。且该模具采用的是条料，根据模具具体结构兼顾经济效益，控制条料的送进方向采用导料销，控制送料步距采用固定挡料销。 第三节 卸料、出件方式 一、 卸料方式 刚性卸料与弹性卸料的比较： 刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取（ t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大、材料厚度大于 2 弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于 2板料由于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（ t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。常用作落料模、冲孔模。 工件平直度较高，料厚为 2料力不大，由于弹压卸料模具比刚性卸 料模具购买后包含有 纸和论文 ,咨询 方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面，故可采用弹性卸料 。 二、 出件方式 因采用 倒 装复合模生产，故采用 弹性上 出件。 第四节 确定送料方式 因选用的冲压设备为开式压力机，采用 横 向送料方式，即由 右 向 左 送料。 第五节 确定导向方式 采用后侧导柱模架。由于前面和左右不受限制，送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 第 四 章 模具工艺参数确定 第一节 排样设计与计算 冲裁件在板料、带料或条料上的布置方法称为排样。排样的意义在于减小材料消耗、提高生产率和延长模具寿命，排样是否合理将影响到材料的合理利用、冲件质量、生产率、模具结构与寿命。 根据材料经济利用程度，排样方法可以分为有 搭边 、少 搭边 和无 搭边 排样三种，根据制件在条料上的布置形式，排样有可以分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多重形式。 因此有下列三种方案： 方案一：有 搭边 排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。 方案二 ：少 搭边 排样 因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。 方案三：无 搭边 排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。 通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳（如图 第二节 搭边值的确定 排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。 搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，保证零件质量和送料方便。搭边过 大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还 会 拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。或 影响送料工作。搭边值是废料，所以应尽量取小，但过小的搭边值容易挤进凹模，增加刃口磨损。根据制件厚度与制件的排样方法查表 两制件之间搭边值 买后包含有 纸和论文 ,咨询 侧搭边值 a= 边值和侧边值 材料厚度 t 手动送料 自动送料 圆形 非 圆形 往复送料 a a1 a a1 a a1 a 以下 2 1 2 2 2 2 3 3 3 4 3 5 4 4 3 4 5 4 3 5 4 6 5 5 4 5 6 5 4 6 5 7 6 第三节 进距与条料宽度计算 一、 送料进距 A 条料在模具上每次送进的距离称为送料进距，每个进距可冲出一个或多个零件。 A=D+ (式中 D 平行于送料方向的冲裁件宽度 冲裁件之间搭边值 模具相对于模架是采用从前往后的纵向 送料方式 ,还是采用从 右往左的横向送料方式，这主要取决于凹模的周界尺寸。就本模具而言 ,采用纵向送料方式。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 0 图 样图 二、 条料宽度 B 计算 排样方式和搭边值确定以后，条料的宽度也就可以设计出。计算条料宽度有三种情况需要考虑： 有侧压装置的模具，能使条料始终沿着导料板送进。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 1 图 侧压装置时条料的宽度确定 本设计采用的是有侧压装置的模具。 所谓条料宽度，是指工件最大极限 尺寸加上侧搭边值。因条料是由板料剪裁下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值 。其计算公式如下： B=D+2a0 - （ 式中 B 条料宽度基本尺寸； D 条料宽度方向零件轮廓的最大尺寸； a 侧搭边值，查表 条料下料剪切公差； 表 切 公差及条料与导料板之间隙 C（ 条料厚度 (条料宽度 ( 1 1 2 2 3 3 5 C C C C 50 50 100 100 150 0. 150 220 据零件图查表 = 第四节 材料利用率的计算 一、 计算冲压件面积、周长 因为该工件图由多 段圆弧组成，计算周长需要准确的找到各段圆弧的长度，计算面积也需要准确的找到切点，诸多因素采用人工计算时计算量较大，因此采用 三维 辅助软件可快速准确的计算出面积、周长（如图 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 2 取 F=、 计算材料利用率 冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率。 材料利用率通常以一个进距内制件的实际面积与所用毛坯面积的百分率表示： =(B)100% （ 式中 材料利用率（ %）； n 冲裁件的数目； F 冲裁件的实际面积 ( 包括工件面积与废料面积； B 板料宽度 ( A 送料进距 ； 根据公式 ( =(0 125)100% 由此可之，值越大，材料的利用率就越高，废料越少。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。 第 五 章 计算冲压力与压力机的初选 计算冲裁力是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力 般可以按下式计算 ： p = （ 式中 材料抗剪强度（ L 冲裁周边总长（ t 材料厚度（ ； 系数 模与凹模间隙之波动 ， 取 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 3 第一节 冲裁力 据 图 = 查碳素结构钢的力学性能表知： 216304取 260件厚度 t=2 根据公式 ( =2 260 =) 第二节 卸料力 （ 式中 卸料力系数 ， 查表 x 根据公式 （ N) 表 料力、推件力和顶件力系数 料厚 t/x d 钢 三节 顶件力 （ 式中 顶件力系数。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 4 查表 d 根据公式 （ = 第四节 总的冲压力 F 的计算 根据模具结构总的冲压力 F=N) 选用的压力机公称压力 P （ F，取系数为 ： P 45 (N)。 第五节 压力机的初选 冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于冲裁各工艺力的总和。 冲压设备属锻压机械。常见的冷冲压设备有机械压力机 。 表 分 常用开式压力机的主要技术参数 技术参数 单位 型号 2323232323块公称压力 0 63 100 160 250 630 1000 滑块行程次数 次/00 160 135 115 100 70 70 最大闭合高度 60 170 180 220 250 360 360 闭合高度调节量 5 40 50 60 70 90 90 立柱间距 00 150 180 220 260 250 250 滑块地面尺寸 左右 00 140 170 200 300 300 前后 0 120 150 180 340 340 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 5 模柄孔尺寸 直径 0 50 深度 0 70 垫块厚度 5 40 50 60 70 80 90 最大倾斜角 45 35 30 工作台尺寸 左右 80 315 360 450 560 630 710 前后 80 200 240 300 360 420 480 根据冲压力的计算和压力中 心的计算，选择开式压力机的型号为 第 六 章 模具压力中心的确定 模具压力中心是指诸冲压合力的作用点位置，为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大磨损，模具导向零件加速磨损，降低了模具和压力机的使用寿命。 模具的压力中心，可按以下原则来确定： 模的压力中心为冲裁件的几何中心。 模的压力中心与零件的对称中心相重合。 的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的 力矩。求出合力作用点的坐标位置 0， 0（ x=0,y=0） ，即为所求模具的压力中心。 其中 1L 、 2L 、 3L 别为各冲裁周边长度 。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 6 图 力中心 按比例画出零件形状，选定坐标系 计算出零件压力中心为 （ 0， 0） 第 七 章 冲裁模间隙的确定 第一节 冲裁间隙 Z 指冲裁模中凹模刃口横向尺寸 口横向尺寸 图 是设计模具的重要工艺参数。 图 裁间隙 第二节 冲裁间隙分析 一、 间隙对冲裁件尺寸精度的影响 冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，则精度越高，这个差值包括两方面的偏差，一是冲裁件相对于凸模或凹模的偏差，二是模具本身的制造偏差。 二、 间隙值的确定 凸、凹模间隙对冲裁件质量、冲裁工艺力、模具寿命都有很大的影响。设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲裁力小、模具寿命高，但分别从质量，冲裁力、 模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲购买后包含有 纸和论文 ,咨询 7 出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙 大值称为最大合理间隙虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值 确定合理间隙的方法有经验法、理论确定法和查表法。 对于尺寸精度，断面垂直度要求高的制件应选用较小的间隙值，对于垂直度与尺寸精度要求不高的制件，应以降冲裁力 、提高模具寿命为主，可采用较大的间隙值。由于理论法在生产中使用不方便，所以常采用查表法来确定间隙值。 根据间隙表 得材料 最小双面间隙 大双面间隙 分较大间隙的 冲裁模 具初始双面 间隙 材料厚度 08、 10、 35、090、 50 165最小 Z 最小 小间隙 注： 08钢冲裁皮革、石棉和纸板时，取间隙的 25%。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 8 第 八 章 凹、凸模刃口尺寸的计算 第一节 刃口尺寸计算的基本原则 冲裁件的尺寸精度主要取决于模具刃口的尺寸的精度，模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及制造公差，是设计冲裁模 关键环节 。 由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需要考虑以下原则： 孔尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模尺寸为基准，间隙取在凹模上。 凹模的磨损，设计落料凹模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凹模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。 如果对刃口精度要求过高，增加成本 ， 如果对刃口精度要求过低 ， 会使模具的寿命降低。若工件没有标注公差，则对于非圆形工件按国家“ 非 配合尺寸的公差数值” 模 可按 ；对于圆形工件 按制造。冲压件的尺寸公差应按“入体”原则标注单项公差，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件上偏差为正，下偏差为零。 第二节 刃口尺寸的 计算 根据模具的加工方法不同，凸、 凹模刃口 尺寸的计算方法 分为两种情况。凸模与凹模分开加工和凸模与凹模配合加工。对于该制件应该选用凸模与凹模分开加工方法。 凸模与凹模分开加工 是指凸模和凹模分别按图纸加工至尺寸。要分别标注凸模与凹模刃口尺寸与制造公差。为了保证初始间隙值小于最大合理间隙 纸和论文 ,咨询 9 条件： m i nm a Z 或者 m i nm a 、 m i nm a 一、 冲孔凸、凹模计算 设冲孔尺寸为 d 0 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，再增大凹模尺寸以保证最小合理间隙 模制造偏差取负偏差，凹模取正偏差。其计算公式 为 ： 凸模 d x )0- p 凹模 + d (d X 0+ d 在同一工步中冲出制件两个以上孔时，凹模型孔中心距 式 中 冲孔凹模基本尺寸 ( 冲孔凸模基本尺寸 ( d 冲孔件孔的最小极限尺寸 ( 同一工步中凹模孔距基本尺寸 ( 制件孔距最小极限尺寸 ( 冲孔 件 孔径 公差 ( 凸、凹模最小初始双面间隙 ( X 磨损 系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸，与工件制造精度有关， 可查表 值：当 工件精度 上，取 x=1； 当工件精度 x=当 工件精度 取 x= 表 损系数 X 料厚t(非圆形 圆形 1 件公差 / 1 2 2 4 4 买后包含有 纸和论文 ,咨询 0 根据图 数 X=凸、凹模分别按 以 凸模： (d+X ) 0- p =(20+. 21) = 凹模 ： d0 =( = 二、落料凸、凹模计算 凹模 ： D X ) d0 凸模 ： 0P (D X P式中 落料凹模基本尺寸 ( 落料凸模基本尺寸 ( D 落料件最大极限尺寸 ( 落料件外径 公差 ( 凸、凹模最小初始双面间隙 ( X 磨损 系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸，与工件制造精度有关 。 表 = 由公差表（ 得： 13 0360.0模分别按 所以凹模 ) d0 =(+= ) d0 =(+=3 ) d0 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 1 =( =模 0P =( =3 P =( =核因为 1p 2d =2p2d = 1 西南科技大学高等教育自学考试 毕业设计（论文）任务书 题目名称 康明斯汽车发动机 排气 歧管 垫片冲压模具设计 学生姓名 陈玉 准考证号 070114366425 题目来源 教师科研 社会实践 实验室建设 其他 题目类型 理论研究 应用研究 设计开发 其它 选题背景及目的 冲压加工是现代机械制造业中先进有效的加工方法之一，它是利用安装在压力机上的模具，在常温或者加热的情况下对板材施加压力使其变形和分解，从而获得一定的零件和尺寸零件的加工方法。冲压加工所使用的模具一般都具有专用 ， 适用于批量生产 。发动机配件排气歧管垫片主要用于汽车，机床等大型机械，用于汽车排气，机床运作， 在工业生产中应用较为广泛 。 我国 冲压模 近几年得到 迅速发展，但 还存在 精度不够高，技术含量也比较低，复杂程度等一系列缺点。 本课题 通过 设计出 一套冲压模来成型 汽车发动机排气歧管垫片 ，可以提高生产效率，产生较好的经济效益 。 同时，本设计可以让学生得到较好的专业锻炼，能进一步促进学生的专业技能技术的发展 。 工作任务及要求 设计任务：对 康明斯汽车发动机排气歧管 垫片进行工艺分析，并设计出一套可靠的冲压模具。 设计要求： 1、 冲压件 工艺性分析，完成材料选取及尺寸精度的相关分析。 2、 工艺尺寸计算，完成排样设计，工艺力压力机公称压力的确定，刃口尺寸计算。 3、 模具结构设计，确定模具类型定位与卸料方式及模架的选取。 4、 主要零部件的设计，完成工作零部件的结构及定位零件的设计。 5、 最终完成整套模具的设计。要求模具结构合理，运动平稳、安全、可靠，能完成 20 万 次合格产品批量的生产任务。 6、完成
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