毕业设计（论文）-自动变速器换挡固定板的冲裁模设计与制造（含全套CAD图纸） .doc

自动变速器换挡固定板的冲裁模设计与制造全套cad图纸，联系 153893706第一章复合冲裁工艺设计第一节设计任务工件名称 ：自动变速器换挡固定板材料：q235 料厚：2mm 年产量：10万件第二节冲压工艺性分析1.2.1冲压件材料材料为2mm厚的q235低碳结构钢冷轧板，强度一般，具有良好的冲压性能，可以冲裁。1.2.2冲压件结构该零件形状简单，结构对称，内、外形无尖角，适合冲裁加工。1.2.3冲压件尺寸精度零件所有尺寸均有自由公差，可按it14级加工，一般冲裁可满足其尺寸精度要求。孔径9+0.15 0mm属于it13级，其余尺寸未注公差，属自由公差，按it14级确定工件的尺寸公差，一般冲压均能满足其尺寸精度要求。结论：该零件冲裁工艺性良好，可以冲裁加工。第三节冲压工艺方案自动变速器换挡固定板所需冲压工序包括落料、冲孔、两种基本工序，可采用以下三种工艺方案：方案一：落料工序冲孔工序，采用单工序模生产。方案二：落料、冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔、落料连续冲压，采用级进模生产方案一虽然模具结构简单，能够保证精度要求，但需要两副模具才能完成其加工，成本高且生产率低，难以满足批量生产要求。方案二只需一副模具，冲压件的精度容易保证，且生产率也高。尽管模具结构较方案1复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。方案三也只需要一副模具，生产率也很高，能够满足精度要求。单材料利用率较方案2低。通过对上诉三种方案的综合比较分析，认为该零件采用方案二比方案一、三更为实用，更为合理。第四节工艺计算采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模，冲压力为冲裁力、卸料力和推件力的总和。表：卸料力、推件力和顶件力系数冲裁材料kxktkd钢材料 厚度0.10.060.0750.10.140.10.50.04500550.0650.080.52.50.040.050.0500.062.56.50.030.040.0400.056.50.020.030.0250.031.4.1冲裁力根据冲裁力的计算公式f=ltb查表冲压常用黑色金属材料的力学性能取b=235mpa，l=2（56255025）253.14=203.4（mm），得：f= ltb=203.42235=95598（n）1.4.2卸料力卸料力的计算公式fx=kxf查表卸料力、推件力和顶件力系数取kx=0.045，得：fx=0.04595598=4301.91（n）1.4.3推件力推件力的计算公式ft=nktf查表卸料力、推件力和顶件力系数取kt=0.055，且凹模洞口直刃高度h取10mm，n=h/t=10/2=5，得：ft=nktf=50.05595598=26289.45（n）1.4.4总冲压力总冲压力：fz=f+fx+ft =95598+4301.91+26289.45 =126189.36 126000（n）第五节压力机的选择根据总冲压力fz选择压力机的标称压力，因为126000n=126kn250kn80%,所以初选j23-25型开式双柱可倾曲柄压力机，h(170220)mm。压力机的主要参数：公称力 250kn滑块行程 65mm行程次数 55min最大封闭高度 270mm封闭高度调节量 55mm滑块中心至机身距离 200mm工作台尺寸（前后左右） 370560工作台孔尺寸（直径前后左右） 200290260垫板尺寸 50mm立柱距离 270mm模柄孔尺寸 4060床身最大可倾角 30第六节排样设计及材料利用率分析1.6.1排样方法有废料排样，因零件为简单的矩形，并考虑操作方便与模具结构尺寸等因素，采用直排。1.6.2 排样基本参数1.6.2.1搭边值 查表最小搭边值得=1.8mm，1=1.5mm,取=1=3mm。1.6.2.2 送料步距s s=d+1=50+3=53（mm）1.6.2.3 条料宽度b 0 -=（dmax+2+z） 0 -=(56+23+0.5) 0 -0.6=62.1 0 -0.6（mm），取62 0 -0.6mm1.6.2.4 板料规格 选用2000mm1250mm2mm1.6.2.5 条料长度 l=1250mm1.6.3 条料的利用1.6.3.1 每张板料可剪裁的条料数：200062=32，余16mm1.6.3.2 每条条料可冲裁的零件数：n1=125053231.6.3.3 每张板料可冲裁的零件数：2433=7361.6.3.4 一条条料的材料利用率1=n1a0/a1100%=235650/(621250)100%83.1%第二章复合冲裁模设计第一节模具结构形式的确定冲件由冲孔落料两种工序获得。冲件数量为批量生产，可选择复合模或者级进模结构形式。考虑材料利用率等因素，又因凸凹模的壁厚远大于表倒装复合模的凸凹模最小壁厚的最小壁厚要求，且通过正装复合模与倒装复合模优劣的比较，故选择倒装复合模，其组合参考国家标准gb2873.281形式。序号正装倒装1对于薄冲件能达到平整要求不能达到平整要求2操作不方便、不安全，孔的废料又打棒打出操作方法能装自动拨料装置即能提高生产效率又能保证安全生产。孔的废料通过凸凹模的孔往下漏掉3装凹模的面积较大，有利于复杂重建用拼块结构如凸凹模较大，可直接将凸凹模固定在底座上省去固定板4废料不会在凸凹模孔内积聚，每次又打棒打出，可减少孔内废料的涨力，又利于凸凹模减小最小壁厚废料在凸凹模孔内积聚，凸凹模要求又较大的壁厚以增加强度。第二节凸凹模刃口尺寸计算2.2.1冲裁间隙材料厚度t=2mm，查表冲裁模初始双面间隙值z取zmin=0.246mm，zmax=0.36mm。材料厚度/08、10、3509m2、q235q34540、5065小于0.5极小间隙1.00.0100.140.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.3802.2.2刃口尺寸计算外形尺寸由落料而得，以凹模为基准件，冲孔尺寸由冲孔凸模决定，以冲孔凸模为基准件。分析凸、凹模刃口的磨损情况，经分析落料磨损后凹模增大，没有缩小和尺寸不变的情况；冲孔磨损后冲孔凸模缩小，没有增大和尺寸不变的情况。由公差表查得：未注公差尺寸尺寸按it14级各分别为56 0 -0.74 mm， 50 0 -0.62 mm，r5 0 -0.3 mm均取x=0.5。孔径尺寸9+0.15 0 mm为it12级，取x=0.75。落料凹模刃口尺寸计算：am=（amax-x） + 0dd1=（56-0.50.74）+0.250.74 0 =55.63+0.185 0（mm）dd2=（50-0.50.62）+0.250.62 0=49.96+0.185 0（mm）dd3=（5-0.50.3）+0.250.3 0=4.85+0.075 0（mm）落料凸模与凹模配作，保证双边最小合理间隙zmin为0.246mm。冲孔凸模刃口尺寸计算：bm=（bmin+x） 0 -dp=（9+0.750.15） 0 -0.250.15=9.110 -0.038（mm）冲孔凹模与冲孔凸模配作，保证双边最小合理间隙zmin为0.246mm。第三章模具主要零部件的设计与选用第一节凹模外形尺寸计算3.1.1确定凹模外形尺寸查表：l/min材料厚度t/mm0.51233500.300.350.420.500.60501000.200.220.280.350.421002000.150.180.200.240.302000.100.120.150.180.22得系数k=0.28凹模厚h h=kl=0.2856=15.68（mm）凹模宽度b b=b=2c=b+（34）h=50+3.515.56=104.46（mm）凹模长度l l=l+2c=l+（34）h=56+3.515.56=110.46（mm）将计算出尺寸按国家标准gb2858.1，最终确定其外形尺寸为125mm125mm16mm3.1.2判断送料方向由排样图知平行送料方向凹模型孔尺寸大于垂直方向尺寸，所以为纵向送料。3.1.3选择典型组合采用固定卸料、纵向送料，且凹模外形尺寸为125mm125mm16mm，故选择典型组合为：125125140165 gb2873.2。第二节凹模设计3.2.1型孔位置、尺寸位置可从排样图上被冲切的位置获得。型孔尺寸由刃口尺寸决定3.2.2刃口形式采用直壁式，反面扩孔，直壁高度查表取10mm。3.2.3螺孔、销孔各螺孔、销孔的大小、数量、位置均可以从典型组合标准gb2873.2中查得。3.2.4材料及技术要求材料选用crwmn，热处理硬度6064hrc。各表面粗糙度见下图。3.2.5 凹模零件图：见附图01第三节冲孔凸模设计3.3.1凸模校核凸模截面尺寸较大，可不进行强度、刚度校核。3.3.2凸模的结构形式圆形截面的凸模采用阶梯式，查标准gb2863.2得b9.1540.采用固定板压入式固定。3.3.3凸模工作部分尺寸由刃口尺寸计算决定凸模工作部分尺寸。3.3.4凸模长度的计算查标准典型组合125125140165 gb2873.2得凸模固定板h1=14mm，空心垫板h2=12mm，凹模厚度计算得h3=16mm，故凸模长度为：l=h1+h2+h3=14+12+16=42（mm）3.3.5材料及技术要求材料选用t10a，热处理硬度5862hrc。3.3.6凸模零件图：见附图02第四节凸凹模设计3.4.1凸凹模壁厚凸凹模最小值为（50-9）2=20.5（mm），满足凸凹模壁厚最小值的要求。3.4.2 凸凹模的结构形式采用直通式，形状从排样图上被冲切的位置获得。固定方法：采用螺钉、固定板固定法。3.4.3凸凹模工作部分尺寸由刃口尺寸计算决定凸模工作部分尺寸。3.4.4凸凹模长度的计算参考标准典型组合gb2873.2得固定板配合段h1=6mm，卸料版h2=10mm，此外，卸料版高出凸凹模1mm，弹性元件安装高度取20mm，得凸凹模长度：l=h1+h2+t+h+h=10+20+6-1=35（mm）3.4.5材料及技术要求材料选用cr12，热处理硬度5862hrc。各表面粗糙度如下图。3.4.6凸凹模零件图：见附图03第五节 定位零件的设计3.5.1 定位方式的选择选择采用活动式导料销、挡料销。3.5.2 结构形式及规格查国家标准gb2866.5得624,3.5.3 弹簧的规格选择查标准gb/t2866.5得0.8820gb/2089第六节 卸料装置的选择3.6.1卸料类型的选择选用弹性卸料方式3.6.2卸料螺钉的选择由典型组合标准gb2873.2查得1042，gb2867.5查得数量为4个3.6.3卸料板设计卸料板与凸模的间隙取双边0.2mm，与挡料销、导料销的配合为h8/d9。卸料板的外形尺寸由典型组合标准gb2873.2查得为12512510.卸料板的结构尺寸由标准gb2873.2可查出。卸料板的材料可选择45号钢。卸料板的螺孔孔径、孔距均可参考典型组合标准gb7873.2选取。卸料板零件图：见附图043.6.4弹性元件的选用弹性元件类型的选择：采用圆筒形聚氨酯弹性体。弹性体的数量、形状和尺寸：数量与卸料螺钉相同为4个，形状和尺寸由标准gb2867.9选取10.53225.弹性体的弹力校核：单个弹性体要承受的卸料力：fx/4=4302/4=1075.5(n)弹性体安装高度20mm，压缩量为20%时的工作负荷为1681.7n，满足卸料力的要求。第七节 推件装置的选择3.7.1推荐类型的选择 选用刚性推件方式。3.7.2打杆 查标准得a121103.7.3推板 选用b型推板，查得b953.7.4连接推杆 查标准得8303.7.5推件块零件图：见附图05第八节 模架的选择3.8.1模架类型的选择因冲裁件尺寸不大，精度也不高，为了送料及操作方便，选用滑动导向后侧导柱的模架。3.8.2模架规格由标准查得上模座12512535，下模座12512545.3.8.3导柱、导套规格由标准查得导柱a22h6130，导套a22h78033.第九节 连接与固定零件的设计3.9.1模柄3.9.1.1 模柄形式选用b型旋入式的模柄3.9.1.2模柄规格因选用的j23-25型压力机的模柄孔尺寸为4060，故查标准得模柄的规格为b4085，材料为q235.3.9.2上垫板3.9.2.1上垫板的外形尺寸由典型组合查得为12512563.9.2.2上垫板的螺钉、销钉过孔的直径比螺钉、销钉的直径大1mm左右，孔距可由典型标准查得。3.9.2.3上垫板的材料选取45号钢，淬火硬度4348hrc。3.9.2.4上垫板零件图：见附图063.9.3冲孔凸模固定板3.9.3.1型孔位置应与凹模型孔位置一致，与凸模为h7/h6配合。3.9.3.2外形尺寸由典型组合标准查得为125125143.9.3.3固定板的螺纹孔、销孔的孔径、孔距，均可由标准查得。3.9.3.4 材料选用q235，不淬火。3.9.3.5 冲孔凸模固定板零件图：见附图073.9.4空心垫板3.9.4.1 空心垫板的外形尺寸为12512512。3.9.4.2 空心垫板的螺钉、销钉过孔的孔径比穿过的螺钉、销钉的直径大1mm左右，孔距与上垫板上的相同。3.9.4.3 空心垫板的材料选用q235。3.9.4.4 空心垫板零件图：见附图083.9.5 凸凹模固定板3.9.5.1 型孔位置应与凹模型孔位置一致，与凸凹模为m7/h6配合。3.9.5.2 外形尺寸由标准查得为12512522.3.9.5.3 固定板的螺纹孔、销孔的孔径、孔距，均可由标准查得。3.9.5.4 材料选用q235，不淬火。3.9.5.5 凸凹模固定板零件图：见附图09第十节 模具装配图1,12,17紧固销；2卸料螺栓；3橡胶；4弹簧；5卸料板；6凸凹模；7空心垫板；8凸模固定板；9上模座；10，26紧固螺栓；11推板；13打杆；14模柄；15骑缝销；16推杆；18上垫；19推件块；20冲孔凸模；21落料凹模；22导套；23导柱； 24凸凹模固定板；25紧固螺钉；27下模座；28挡料销第四章 模具主要零件加工第一节 导柱加工工艺的制定导柱采用的是a型结构，材料为20钢。外圆表面尺寸精度要求最高的是配合部分22 0 -0.013（h6），表面粗糙度最高要求为ra0.1m，圆柱度公差要求为0.04，需要进行车削、磨削加工、研磨加工等。硬度要求5862hrc，须渗碳淬火处理，一般安排在精加工之前进行。导柱的工艺路线为：下料车端面、打中心孔车外圆热处理研中心孔磨削研磨第二节 导套加工工艺的制定导套采用的是a型导套结构，材料为20钢。外圆表面尺寸精度要求最高的是安装部分35+0.05 -0.034（r6），表面粗糙度最高要求为ra0.4m，内孔尺寸精度要求最高的是配合部分22+0.021 0（h7），表面粗糙度最高要求为ra0.2m同轴度公差要求为0.05，需进行车削、磨削加工、研磨加工等。硬度要求为5862hrc，须渗碳淬火处理，一般安排在精加工之前进行。导套的工艺路线：下料车端面、钻内孔外圆热处理磨内、外圆研内孔第三节 上模座加工工艺的制定上模座的材料为ht200，一般采用铸造成形毛坯，未注圆角半径为35mm，铸件非加工表面要求光滑平整，无明显凹凸缺陷。加工前应进行人工时效处理。模座零件属于平板类零件，主要加工表面为平面和孔，需采用铣削、磨削、钻削和镗削加工等。为保证上、下模座导套和导柱安装孔的位置度，加工时应在一次装夹中完成加工。上模座工艺路线方案：下料铣平面磨上、下平面钳工划线铣镗加工钳工划线钻孔、攻螺纹镗孔铣槽检验（下模座的加工与上模座类似）第四节 冲孔凸模加工工艺的制定凸模形状为圆形，材料为t10a，要求热处理硬度较高，必须采用锻造来改善材料的性能，锻造后应进行回火或正火处理以消除内应力，改善切削性能。外形尺寸精度要求最高的是刃口部分9 0 -0.038（it9），表面粗糙度最高要求为ra0.8m，需进行车削、磨削加工、钳工修整加工。硬度要求5862hrc，需淬火处理，一般安排在精加工之前进行。冲孔凸模工艺路线：下料锻造热处理车端面、外圆热处理磨削去除夹头第五节 落料凹模加工工艺的制定落料凹模外形为非圆形，材料为crwmn，要求热处理硬度较高，必须采用锻造来改善材料的性能，锻造后应进行回火或正火处理以消除内应力，改善切削性能。外形尺寸125mm125mm16mm，精度要求为自由公差，上、下表面粗糙度为ra0.8m，需进行铣削、磨削加工。内形刃口尺寸精度55.63+0.068 049.96+0.068 0（it9），表面粗糙度要求 ra0.4m，需进行线切割、钳工修整加工。销孔及紧固螺孔需进行钻孔、铰孔、攻牙加工。硬度要求为5862hrc，需淬火处理，一般安排在精加工之前进行。落料凹模工艺路线：下料锻造退火毛坯外形加工钳工划线钻孔热处理磨基准面线切割加工钳工修整检验第六节 凸凹模加工工艺的制定凸凹模形状为非圆形直通式，材料为cr12，要求热处理硬度较高，必须采用锻造来改善材料的性能，锻造后应进行回火或正火处理以消除内应力，改善切削性能。内、外形刃口尺寸要求与凹模配作，零件高度为35mm，上、下表面粗糙度为0.8m，需进行铣削、磨削加工、线切割、钳工修整加工。紧固螺孔需进行钻孔、攻牙加工。硬度要求为5862hrc，需淬火处理，一般安排在精加工之前进行。凸凹模工艺路线方案：下料锻造退火毛坯外形加工钳工划线钻孔热处理磨基准面线切割加工钳工修整检验第五章 模具的装配第一节 组件的装配5.1.1模架的装配压入导柱：利用压力机，将导柱压入下模座。压导柱时将压块顶在导柱中心孔上。在压入过程中，测量与校正导柱的垂直度。装导套：将上模座反置套在导柱上，然后套上导套，用千分表检查导套压配部分内、外圆的同轴度，并将最大偏差放在两导套中心连线的垂直位置，这样可减小由于不同轴而引起的中心距变化。压入导套：用帽形块放在导套上，将导套压入上模座一部分取走模座及导柱，仍用帽形垫铁将导套全部压入上模座，测量与校正导套的垂直度。检验：将上、下模座对合，中间垫以垫铁，放在平台上分别测量模架的平行度与垂直度。5.1.2模柄的装配先将模柄旋入上模座内，检查模柄圆柱面和上模座的垂直度，保证误差小于0.05mm，然后钻骑缝销孔，压入骑缝销。5.1.3凸模组件装配先将凸模固定板型孔台阶向上，放在两块等高垫铁上，将凸模工作端面向下放入型孔对正，用压力机慢慢压入，边压入边检查凸模与固定板的垂直度，直压至凸模台阶面与固定板孔的台阶面相接触，最后将凸模尾端磨平。5.1.4凸凹模组件装配在凸凹模下端部抹红丹粉，将凸凹模轻轻压入固定板的浅凹槽内，使螺钉孔位置复印在固定板上，取下凸凹模，在固定板上钻出螺钉过孔及锪沉孔，用螺钉将凸凹模固定。第二节 模具总装配确定装配基准：以凸凹模为基准件，装配时首先确定凸凹模在模架中的位置。安装下模：确定凸凹模组件在下模座上的位置，然后用平行夹板将凸凹模组件和下模座夹紧，在下模座上划出漏料孔线；加工下模座的漏料孔，下模座漏料孔尺寸应比凸凹模漏料孔尺寸单边大0.51mm。将凸凹模组件放在下模座上重新找正定位，用平行夹板夹紧，利用凸模固定板上的螺孔，在下模座上钻出螺钉过孔窝，拆开后钻孔、锪孔；将凸凹模组件用紧固螺钉固定在下模座上；在下模上钻、铰销孔，装入定位销。安装上模：用平行夹板将凹模、中间垫板、凸模组件、上垫板和上模座轻轻夹紧，然后调整冲孔凸模与凸凹模中冲孔凹模的冲裁间隙，调整落料凹模与凸凹模中落料凸模的冲裁间隙，直至间隙均匀，再用平行夹板将上模各板夹紧；钻、铰上模部分销孔和螺孔，在钻床上以凹模上的销孔和螺孔作为引钻孔，钻、铰销钉孔和螺孔；拆掉平行夹板，将打杆、推板装于上模座和模柄孔内，利用定位销先将上模座、上垫板与凸模组件初步固定；在中间垫板、凹模与凸模组件间装入推杆、推件块，打入定位销，再用紧固螺钉拧紧。安装弹压卸料装置：将弹压卸料板套在凸凹模上，用平行夹板将弹压卸料板和下模座夹紧，然后在钻床上钻出卸料螺钉孔，拆掉平行夹板，将下模部分各板的卸料螺孔加工到规定尺寸；将卸料板套在凸凹模上，装上橡胶和卸料螺钉，装配后要求卸料板运动灵活并保证在非工作状态时，卸料板上端面高出凸凹上端面0.30.5mm。检验：模具装配完毕后，应对模具各部分做一次全面检查，如模具闭合高度，是否有错装、漏装组件，以及螺钉是否拧紧等现象。第六章 模具的安装与调试第一节 安装前的准备6.1.1冲模的检查检查模具零件是否齐全和凸、凹模有无裂纹，压伤和缺陷；检查冲床与冲模的闭合高度是否适应；检查冲模上的卸料装置同冲床是否配套合用；检查模具各部分活动部位，在装模前应加润滑油润滑；检查冲模的上下模板是否擦拭干净。6.1.2压力机的检查检查冲床的压力和功率是否足够；检查压力机的行程是否满足冲压生产要求；检查压力机的滑块孔径、工作台形状及尺寸、清洁度是否符合模具要求；检查压力机是否能正常工作。6.1.3试模材料的检查检查试模用的材料牌号、厚度及表面质量与工艺要求是否一致；检查试模用的条料尺寸是否与工艺要求一致。第二节 冲裁模的安装使压力机滑块上升到上止点，清除压力机滑块底面、工作台面及冲模上的杂物、油污，并擦拭干净。准备好安装冲模用的紧固螺栓、螺母、压板、垫板等专用物件。测量压力机的装模高度，转动压力机的调节螺杆，使压力机的装模高度大于模具的闭合高度。将冲模装到压力机工作台上的中心位置，使滑块慢慢靠近上模，并将模柄对准滑块孔，然后再使滑块缓慢下移，直至滑块下平面贴紧上模的上平面，拧紧紧固螺钉，将上模紧固在滑块上，并将下模初步紧固在压力机工作台上。将压力机滑块上调35mm，开动压力机使滑块停在上止点。擦净导柱、导套，加上润滑油。再开动压力机空运行23次，将滑块停于下止点，依靠导柱和导套的自动调节把上、下模导正。然后将下模的安装螺栓紧固。启动压力机，再使压力机空行程数次，检查导柱、导套的配合情况，如发现异常，应拆下冲模进行修整。第三节 冲裁模的试冲压力机与模具检查无异常后，放上条料进行试冲。根据试冲情况，调节上滑块的高度，应以能冲下合格的零件为准，上模在下止点时，凸模进入凹模深度0.51mm为宜。锁紧调节螺杆，调整打料装置和卸料装置，检查无误后开始正式试冲。一般情况下试冲数量为小于50件。试模合格后开具检验合格证并附合格样件入库。参 考 文 献1王芳冷冲压模具设计指导北京：机械工业出版社，19992 王新华冲模设计与制造实用计算手册北京：机械工业出版社，20033 陈剑鹤冷冲压工艺与模具设计北京：机械工业出版社，20014 杨占尧最新冲压模具标准及应用手册北京：化学工业出版社，20105 钟翔山冲压模具精选88例设计分析北京：化学工业出版社，20106 蒙以嫦，梁艳娟冲压模具设计与制造北京：北京理工大学出版社，20107 孙凤勤模具制造工艺与设备北京：机械工业出版社，19838 黄健求模具制造北京：机械工业出版社，20019 李德群现代模具设计方法北京：机械工业出版社，200410 陈万林实用模具技术北京：机械工业出版社，200011 翁其金冷冲压技术北京：机械工业出版社，200012 李世兰autocad 2006工程绘图教程北京；高等教育出版社，200713 李云程模具制造工艺学北