毕业设计（论文）-水管联接压盖模具设计（全套图纸） .doc

邵阳学院毕业设计（说明书）毕业设计(说明书)课 题 名 称 水管联接压盖模具设计 学 生 姓 名 学 号 院(系)、专业 机械与能源工程系 指 导 教 师 职 称 教 授 全套cad图纸，联系1538937062011年5月8 日内容提要 水管联接压盖是用级进模生产的机械产品，采用双侧刃定距、弹压卸料、自然落料多工位连续冲载所得。本模具结构特点: (1) 下模固定板具有高精度、长寿命：下模固定板与凸模固定板一样，选用淬透性好、淬火变形小的合金模具钢材料，热处理达hrc5055，线切割加工，以保证下模固定板的高精度和长寿命。(2) 快速更换冲裁凹模镶块：更换凹模时，用一个销钉从下模垫板的废料落孔将凹模镶块从固定板内顶出，不必拆卸联接固定板的螺钉和销钉，有时还无需将模具从高速冲床上卸下，因此更换凹模速度快，而且可保证模具的重复装配精度，提高模具的使用寿命。content summary water pipe link is a mould production uses grade stock engineering ，adopt pairs of side edge make distance, suppress, unload material, natural blanking large engine .this mould unique feature: (1) the mould retainer plate has a high precision：a long macrobiotic life: the lower mould retainer plate like as protruding models retainer plate。its better to select quench sex kind quenching and out of shape light mould steel products material of alloy to use。heat treatment reaches to hrc50-55, cut and processed the line, so as to ensure the high precision of the mould retainer plate and macrobiotic life.(2) change the concave model of blanking and inlay one quickly: while changing the concave mould, fall with one pin from die mould waste material of backing board hole inlay carry out, produce from the retainer plate concave mould, neednt dismantle screw and pin。sometimes there is no need to unload the mould from high-speed puncher sometimes, so it is fast to change the concave mould, and can guarantee the repeated assembly precision of the mould, improve the use of the service life of the mould. 目 录前言1一，冲压件工艺的分析2二，主要工艺参数的计算2三，确定工艺方案及模具结构5四，模具设计计算5五，导料与定距机构设计12六，固定机构的设计13七，弹性元件的设计计算14八，设计并绘制总装配图、选取标准件（附图）15九，绘制非标准零件图（附图）16十，本模具的工作过程及特点16十一，结束语18十二，参考文献19 前 言冲压加工在汽车、电子、电器、仪表、航空和航天产品及日用品生产中得到了广泛的应用。20多年来，我国工业发展迅速，产品更新换代快。 冲压模具设计与制造的课程设计的目的是陪养学生对冲压工艺规程的编 制方法、掌握应用现代化设计手段和运用cad/cam软件设计中等复杂程度的冲压模具、编制模具零件的加工工艺和程序并能数控机床进行加工。冲压件的生产过程一般都是从原材料剪切下料开始的，经过各种工序和其他必要的辅助工序加工出图纸要求的零件，对于某些组合冲压和精度要求较高的冲压件，还需要经过切削、焊接或铆接等加工才能完成。进行冲压模具设计与制造就是根据已有的生产条件，综合考虑影响生产过程顺利进行的各方面的因素，合理安排零件生产工序，最优的选用并确定各工艺参数 ，合理设计模具结构、选择加工方法和设备等本次毕业设计我设计了一个小型水管的联接件，其中水管联接件压盖作为模具设计的课题。根据零件的特点，该副模具将其设计为、双侧刃定距、弹压卸料、自然漏料的多工位连续冲裁模。由于本人的实践经验及理论水平有限，毕业设计中不妥和错误之处在所难免，还请老师同学多提宝贵意见，以便得以修正，以臻完善，则不盛感激。 设计者： 2007-4-12压盖模具设计说明书零件的名称：水管联接压盖（见图1-1） 生产批量：大批量 材料：08f 板厚：t =2.5mm 未标注公差：it14级 图（11）一 ，冲压件工艺的分析 该工件为非圆形带孔带翻边件，翻边高度较大，因此需要拉深冲底孔后再翻边，两个孔在顶部且不在拉深变形区。工件的材料为08f，具有良好的可冲压性能，易于拉深翻边成形。又由于产品批量较大，不宜采用单一工序生产，由工序要求，采用级进模结构。由于该模具翻边过程不能一次完成，需拉深后再翻边，故压盖端部切槽不能连续冲裁完成，需后序加工完成。二 ，主要工艺参数的计算1确定冲压的基本工序如（图11）零件图所示。通过工艺计算翻边高度h超过一次翻边最大高度，故该零件行进冲压加工的基本工序为冲孔、拉深冲孔后翻边、落料。根据零件要求进行工艺计算分析：=0.5d（1）+0.43+0.72t其中：一次翻边极限高度 极限翻边系数（查表） 翻边凹模角半径 t 板料厚度 所以= 0.517.5（10.75）+0.433+0.722.5 =5.2 mm 显然，零件需要的高度h，所以比较好的工艺方法是先在平板毛坯拉深成带宽凸缘的圆筒形件，在底部冲孔后再进行翻边。在拉深件底部冲孔后翻边。 2圆孔翻边的工艺计算如（图12）所示，工艺计算过程顺序是先确定翻边所能达到的最大高度，按图示几何关系，翻边高度h为：h=0.5（d-）-（+0.5t）+0.5（+0.5t）0.5d（1）0.57 则 = 0.5d（1- ）+0.57 4mm这时底孔的直径为 =d + 1.14-2h =11 mm最大翻边高度确定，可按下式计算拉深工序件的高度； =h - + t = 8.5 mm则=- t=6.=6 便就是拉深高度。 3拉深工艺计算板料厚度大于1mm，故采用中心线尺寸计算。（1）确定修边余量 按= 35mm、/ =2，查表取修边余量d=3。则拉深时的实际凸缘直径应为：=（35+23）=41mm。（2）计算毛坯直径因d/r20，毛坯直径由公式 d = = 45.8mm （3） 判断能否一次拉成 按下列数据：/ =2，毛坯相对厚度t/d = 2.5/45.8= 5.4%，查表得首次拉深允许的最大相对高度为：0.350.45。 而工件相对高度 /= 6/17.5 = 0.35，在此范围之内，所以能够一次拉成。 （4）计算首次拉深直径 查表得带凸缘件首次拉深系数=0.42，因为该工序能一次拉深成功，所以首次拉深直径就等于=17.5mm。拉深高度为6 4确定基本工序的尺寸公差 零件图上的尺寸未标注公差，按照it14级确定工件的公差。经查表（gb180079）得各尺寸的公差为：35 10 30 结论：可以冲裁 三 ，确定工艺方案及模具结构形式 该零件进行冲压加工的基本工序为冲孔、拉深冲底孔后翻边、落料。其中，冲孔和落料属于简单分离工序，而翻边的成形方式已做工艺分析。在拉深成形过程中，为防止拉深时产生裂痕，使应力分布均匀，使 因此冲孔应放在拉深翻边工序后进行。综合分析，冲裁件的尺寸精度不高，形状不大，但产量大，根据材料较厚（t=2.5）工序教多的特点，为保证孔位精度和较高的生产率，以及防止拉深开裂等。实行工序集中的工艺方案，即采用吊装式导正钉定位、双侧刃定距、固定卸料装置、压边装置、自然漏料方式的连续冲裁模结构。 四 ，模具设计计算1，排样及材料的利用率首先查表确定达边值。根据零件的形状，两工件间（纵向）按圆形取达边值b=1.5mm，侧边（横向）按矩形取达边值a=2.2mm。由于冲裁件中有拉深翻边工序，根据计算出毛坯直径。该模具采用双侧刃定距方式，所以条料的宽度按有侧刃定距的宽度公式计算：b =（d+2+）=（45.8+22.2+22）=54.2其中，d毛坯直径 达边值侧刃余量 条料宽度公差 则，导料板入端导料尺寸为： b= b +c= 54.2+0.4=54.6mm.其中，c最小双面导料间隙 由于拉深过程中，条料宽度缩短，所以导料板出端导料尺寸适当减小，根据计算取40mm. 所以经计算，连续进料步距为50mm。排样图如（图14）所示。以一次完整冲裁条料长度消耗为准，按以下公式计算材料利用率： 式中 一段条料能冲出的工件数目； l 该段条料的长度 a 一个工件的实际面积 b 送料步距 经计算得 =65% 2，计算工序压力（1） 落料力： = klt 08钢查表抗剪强度360,取 = 1.3982.5320/1000 = 101.9 kn（2） 卸料力：= =0.04101.9=4.1 kn（3）拉深力： = = 0.453.1417.52.5400 n = 22608 n 22.61 kn式中 修正系数，k = 0.45； 材料的强度极限，08钢= 324441，取=400。 （4） 压边力：=p =45.8-（17.5+26）2.5 = n5.85 kn式中 凹模圆角半径，取=6mm； p 单位压边力，p=2.5。（5） 冲孔力：= +2+ = 1.3dt+21.3dt = 1.3t（d+2d+）+1.3 t+1.3 t = 1.33.142.5320（12+22.5）+216320+175136 = 446971 n446.97 kn式中 d翻边底孔直径，d=12mm； d工件孔直径，d=2.5mm。 冲侧刃力 冲工艺孔力（6） 翻边力：=1.1（d - d）t =1.13.145.52.5177 =8406.178.41 kn 式中 d翻边底孔直径，d=12板料屈服应力，查表=177 （7） 推件力：=n=30.0555.52=8.33 kn 式中 n 冲孔时卡在凹模内的废料数，n=3； 推件力系数，查表=0.050 故总冲裁力为： =+ = 101.9+4.1 +22.61 +5.85+446.97+8.41+ 8.33=598.17 kn 3，关于压力中心由于级进模在安装时，用的是装夹槽装夹，而不需要用模柄，故一般不需要计算压力中心，只是在排样设计时，尽量使冲裁力和弯曲力分布均匀. 4，冲压设备的选择 为使压力机能安全工作，取 （1.61.8）=1.6598.17kn =957.08 kn 故选用公称压力为1000 kn的j23-100开式可倾压力机。 其主要的技术参数为： 公称压力：1000 kn； 滑块行程：140 mm； 最大封闭高度：480mm； 最大封闭高度调节量：100 mm； 工作台尺寸：320mm530 mm； 工作台垫板孔尺寸：220 mm； 模柄孔尺寸：60 mm75 mm； 工作台板厚度：120mm ； 垫板厚度：80 mm。 5，模具主要工作部分尺寸计算 模具的落料凸凹模、拉深凸凹模、冲孔凸凹模、翻边凸凹模 工作部分的相互关系如（图15）所示。 图15（1）落料刃口尺寸计算 30对于落料部分按未注公差it14级计。所以落料件尺寸为，35 mm 10mm mm。 根据查表得冲裁刃口双面间隙为：=0.35mm，=0.50mm。 70的制造公差查表得，=0.18mm,=0.18mm。+= 0.36mm -=0.15mm. 由于+-，故采用凸模与凹模配合加工法。磨损系数查表确定为x=0.5 ，则凹模刃口尺寸为： =（d-）=(35-0.50.62)=34.69 mm. 凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配制，保证其双面间隙为0.350.50mm。为保证模具刃口有较长的使用寿命，即保证刃口磨损后还能冲出合格的零件来，制造时按照最小间隙=0.35mm配制间隙。同理，落料尺寸10mm mm经计算得，=（d-）=（10-0.50.36）=9.82 mm=（d-）=(25-0.50.52)=24.74 mm凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配制，且保证双面间隙为0.35mm（2）冲孔刃口尺寸计算对于2.5的孔，工件未注公差，按it14级计，尺寸为 mm。=0.250.3=0.08 mm 由公式，=（+）=2.65 mm同理对于 的孔 凸模尺寸经计算得：12.22 mm凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配制，且保证双面间隙为0.35mm.（3）拉深口尺寸计算 对于拉深部分，工件有标注公差，按标注公差计算，尺寸为 。凸、凹模的制造公差可采用it10级精度，=/4=0.04 mm。拉深间隙的确定；z = t+kt =2.5+0.04+0.12.5=2.79 mm.其中拉深系数查表得 k=0.10 . 则可以求得拉深凸模和凹模的刃口尺寸为： =（）=（20-0.750.16）=19.88 mm =（-z）=（20-0.750.16-2.79）=17.09 mm（4）翻边刃口尺寸确定 对于翻边部分凸、凹模刃口尺寸应当与前面拉深工序时凸、凹模刃口尺寸一致。（5） 中心距尺寸：l=30/8=300.01875300.0188 注：在计算模具中心距的时候，制造偏差值取工件公差的1/8 6，确定各主要零件结构尺寸（1） 凹模板外形尺寸的确定 凹模板厚度h的确定：h = （f取总压力f= 446971n）08f为合金钢 取k=1 查表 所以，h =35.5 mm 凹模板长度l的确定： l = b+ 2 c t=2.5 mm, b = 35 mm，查表得，c = 34 mm l = 35 + 234 = 103 mm凹模板的宽度的确定： b = n步距+工件宽+2c 步距=50 mm，工件宽=25 mm b = 6 50+25+68 = 393 mm，为使凹模板板获得更好的受力，可以将凹模的长度和厚度适当增大。由此，确定凹模板的外形尺寸为：40011036。（2），凸模长度的确定 该副连续模包括，冲孔凸模、拉深凸模、翻边凸模、落料凸模、以及冲工艺孔凸模和侧刃凸模。根据各凸模工作性质不同其凸模的长度也不同，l= h + h + h-0.2 mm =30+32 + 52-0.2 =113.8 mm， 其中，凸模固定板厚h= 30mm, 压料板厚h=32mm,预压状态下卸料弹簧厚度h=52 mm ；h=（0.850.9） ，为自由状态下弹簧的厚度。根据工序结构要求，各冲裁凸模入模深度定为5.8mm，拉深凸模入模深为6mm冲底空孔入模深度定为6.2 mm，翻边凸模如模深度为18.7 mm，根据模具结构，定得拉深凸模长度为113.8mm，则冲裁凸模长度为113.6mm冲底孔凸模长度为114mm，翻边凸模长度为126.5 mm。 （3），凸模固定板外形尺寸的确定 凸模固定板的外形尺寸同凹模板相同，厚度为凹模板0.81倍故凸模固定板外形尺寸为，40011030（4），垫板外形尺寸确定 垫板的平面形状与尺寸与固定板相同，其厚度一般为610 mm， 故垫板的外形尺寸为，40011010 （5）导料板外形尺寸的确定导料板由两块板构成，分别固定在凹模板两侧。根据前面计算的导板入端与出端尺寸确定其外形尺寸，入端尺寸为54.6 mm，出端为40 mm， 图16 导料板外形尺寸如图（16），导料板的厚度确定为20mm。（6），压料板外形尺寸确定 压料板是压边装置的主要构成，当模具闭合时压料时，压料板底部位于两导料板之间，所以压料板底部外形尺寸刚好与导料板形成大间隙配合，故整个压料板的厚度为：32mm。则压料板外形尺寸定为：40010032五，导料与定距机构设计级进模冲压要经多个工位逐步完成，工序件必须在各工位准确定位。级进模工位数多，模具尺寸大，产品精度要求高，所以工序的定位要求也高。 工序件在级进冲压过程中的定位包括三个要素，即x向、y向和z向 (1)x向定位：工序件沿条料送进方向的定位，主要是定距， (2)y向定位：工序件沿条料宽度方向的定位，主要是导料。 (3)z向定位：工序件沿冲压方向的定位，主要是浮顶。此外,从定位的精度来看。又可分为粗定位和指定位,上述定距,导料,浮顶. 精定位指的是导正。本设计用到的导向与定距机构：1侧刃侧刃是级进模用得最广的定距机构。其工作原理是在条料侧边上冲出与送进步距相等的缺口，利用侧刃挡块对条料缺口处台肩的阻挡实现定距。用侧刃定距精度可靠,生产率高，因而,是级进模常用的定距方式。由于它以切去条料边缘少量材料形成的台肩定位，所以增加了材料的消耗和冲压力。一般用于生产率要求高、步距较小、材料较薄的级进模。本设计中用第一个冲切刃，作侧刃，后带一台阶，称侧刃挡块，和侧刃一起工作，带料每送进，只能送到被侧刃切除的地方实现对带料的初定位。2 导正销导正是级进模的精定位方式。它通过装于上模的落料凸模底部，在落料以前矫正条料及工序件位置，从而起到准确定位作用。本模具使用 （图1-7）所示形式的导正销。此结构适用于大孔导正，适合于本模具。为保证导正销的刚度，采用螺钉吊装的安装形式。 图1-73 导料板导料使用导料板导向，导料板高度20mm,由于带料在冲压过程中宽度有变化，两导料板间距离也是变化的，具体尺寸见导料板零件图。4抬料钉设计：抬料钉作用是将带料抬高到一定高度，使带料在这一高度上能沿送料方向送进，即方向上的定位。在本模具中为保证带料的送进，根据零件结构，最小抬料高为7.5mm，取抬料高为8mm 。六，固定机构的设计1模板类零件的固定：模板类零件包括凸模固定板、凹模板、导料板等，一般采用销钉定位，内六角螺钉连接当模板层少于三层时，可用一个螺钉连接，超过三层,应分层连接.本模具设计中，因使用快速换凸模机构故将上模座，上模垫板，上模固定板，用一螺钉连接，它们间用销钉定位。凸模盖板只起固定凸模上下方向作用，只需用螺钉固定在凸模固定板上，无需销钉定位。2凸模的固定：由于该模具的凸模的结构分两种类型，一种是标准圆凸模，如：拉深凸模、冲孔凸模、翻边凸模；一种是铆装式凸模，如：落料凸模以及侧刃凸模；所以固定方式也分别采用两种形式：标准圆凸模采用台阶式，即在凸模固定板上开台阶孔，将标准圆凸模放入，上面盖上凸模垫板，用六角螺钉和销钉将垫板以及凸模固定板与上模座一起固定；铆装式凸模是直通结构，铆头一端材料需要保持软状态，必须限定淬火长度，固定板型孔按凸模配作成过渡配合（取m6），同时型孔上端沿周边制成（1.52.5）45斜角，做成铆窝。 如（图1-8） 图1-8 3凹模镶块的固定：本设计为快速更换冲裁凹模镶块,因为凹模(尤其冲裁凹模)是易损件，需经常更换。该级进模按图1-10所示设计凹模镶块，凹模镶块外侧不带台阶。更换凹模时，用一个销钉从下模垫板的废料漏孔将凹模镶块从固定板内顶出，不必拆卸联接固定板的螺钉和销钉，有时还无需将模具从高速冲床上卸下，因此更换凹模速度快，而且可保证模具的重复装配精度，提高模具的使用寿命。因为卸料板能弹性压料，所以在生产过程中不带台阶的凹模镶块不会从下模固定板中形跳出。图1-10七，弹性元件的设计计算 为了得到较平整的工件，防止变形区板料在拉深过程中起皱。此模具采用弹性压边装置，采用弹簧压力进行压边。使条料在落料、拉深、翻边、冲孔过程中始终处在一个稳定的压力之下，从而改善毛坯的稳定性。在合模过程中，该压料板不仅起压边的作用，且在开模过程中，压料板还起弹性卸料作用。 弹簧的自由高度： = （3.54）* 式中 弹簧的自由高度，mm。 工作行程与模具修模量或调整量（46 mm）之和，mm。 =10 + 1 + 5 = 16 mm =（3.54）16= 5664 mm 取= 60 mm。 弹簧的装配高度： =（0.850.9）=5154 mm 取=52 mm八，设计并绘制总装配图、选取标准件（附图双侧刃定距连续冲裁模） 按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准模架。凹模周界 l=400 mm、b=160 mm、厚度h=45 mm的对角上模座；上模座 40016045 gb/t2855.1-90材料 ht200 gb9436-88 图九，绘制非标准零件图（附模具零件图）本设计绘制了落料凸模、翻边凸模、冲孔凸模、拉深凸模、侧刃凸模、相拼凹模、凹模固定板、凹模垫板、导料板、压料板、凸模固定板、凸模垫板、乘料板等零件图样。十，本模具的工作过程及特点1工作过程:1). 准备工作:将条料顺着乘料板导向槽全部拉入乘料板中,再将条料定位装夹好,然后把条料拖出一步一步手工送料。(手工送料到全部工位后让其在同步电动机的带动下自动送料。)2). 冲床滑块带动上模从最高点开始向下运动。3). 上模继续下行,外导柱进入导套对上模导向起粗定位作用。4). 压料弹钉与卸料板压板接触,压着卸料板下行,内导柱进入下模导套孔进行精确导向起精确定位作用。5). 导正销进入条料上导正孔,压料板接触条料,随着上模下行条料被压向下运动. 压料板压着带料下行,碰到翻边下模。 6). 条料接触凹模板时压料板停止运动,冲床滑块继续向下运动,上模压料弹钉弹簧开始压缩.压料板受弹簧压力压紧条料,经一定的行程,冲裁和拉深凸模开始工作，同时拉深工位上的压边圈，紧压条料，保证拉深工序顺利完成。7). 冲床滑块继续向下运动,在接近下死点(闭模状态)时,冲头完全进入下模孔内,完成冲孔、拉深、翻边、落料等工序.此时上模的最下表面,与下模的最上表面接触。8). 冲孔废料从凹模板到凹模垫板到下模座落料孔落下。9). 在冲床经过下死点后,冲床滑块带动上模开始回升,凸模退回一段距离后此时由于压料弹钉压力渐渐退去,在下模卸料弹钉弹簧力的作用下,卸料板带着已成型的带料上行到限位栓限制的最上点。10). 冲床滑块带动上模继续上行,回到开模状态的最高点完成一次冲压过程.11) 带料送进一个步距,带料掉下,至送料高度，准备下一个工作循环。2本模具结构特点:该级进模的下模由下模座、下模垫板、下模固定板、凹模镶块、抬料钉、导料板、卸料板,导柱导套、卸料板弹钉、卸料板限位器等零部件组成，其中下模固定板、凹模镶块、导料板、卸料板等是关键零部件。(1)下模固定板具有高精度、长寿命 下模固定板与凸模固定板一样，选用淬透性好、淬火变形小的合金模具钢材料，热处理达hrc5055，线切割加工，以保证下模固定板的高精度和长寿命。 (2)快速更换冲裁凹模镶块 因为凹模(尤其冲裁凹模)是易损件，需经常更换。该级进模按图1-10所示设计凹模镶块，凹模镶块外侧不带台阶。更换凹模时，用一个销钉从下模垫板的废料漏孔将凹模镶块从固定板内