毕业设计（论文）-集油器焊接件的冷冲压模具设计-封盖模具（全套图纸）

封盖的冷冲压模具设计摘 要冲压是当今社会应用比较普遍的零件快速成型方法，冲压模具是冲压生产过程中不可缺少的工艺设备。冲压件的质量，冲压的生产效率，材料的利用率，以及模具的寿命都是冲压模具在使用过程中需要注意的问题。全套图纸，加153893706本文首先基于对冲压模具的发展现状、发展前景、冲压的工艺分类、以及当今世界冲压行业存在的阻力障碍与突破进行了相应的介绍。并将要的冲压的零件进行材料、模具结构等进行工艺分析，通过对材料特性，模具结构分析然后画出简单可行的模具装配图，然后对模具零件的分析计算，和加工工艺分析，确定了加工工艺方案。关键词：冲压模具 利用率 零件工艺分析 加工工艺方案 Cover based on the design of cold stamping dieAbstractStamping applications in todays society is more common method of rapid prototyping parts, stamping die stamping production process is an indispensable process equipment. The quality of stamping, stamping of production efficiency, material usage, and mold the life of stamping dies are in the course of problems that need attention. Firstly, based on the stamping die development status, development prospects, stamping technology classification, and stamping industries exist in todays world and break the resistance barrier for the corresponding presentation. And stamping of the parts to materials, mold structure for process analysis, through the material properties, structural analysis of the mold and then draw the simple and practical tool assembly diagram, and then the mold parts of the analysis and calculation, and processing analysis to determine the processing technology program.Key words: Utilization ;Part process ;Stamping die ;Process plans目 录摘 要IAbstractII第一章 前言1第二章 零件工艺性分析22.1 工艺分析22.2 工艺方案的分析与确定22.3 模具结构形式的确定3第三章 落料与冲孔部分工艺设计计算33.1 工艺计算33.2压力中心的确定43.3计算冲压力43.4 初选压力机43.5 刃口尺寸计算5第四章 冲裁模主要工作零件设计64.1 凹模的设计64.2 凸模的设计6第五章 拉深翻边模具的工艺性分析75.1拉伸的特点75.2 确定拉伸次数75.3 是否采用压边圈85.4 确定翻边次数85.5 工件拉伸与翻边的工艺确定9第六章 拉深翻边工序的模具结构设计96.1模具工作部分的尺寸和公差确定962 落料凸模的强度和刚度校核11第七章 确定压力机12总 结13参考文献14致谢15- 16 -第1章 前言模具设计与制造行业现在已经成为当今工业行业的支撑，模具行业的发展直接或间接影响着国家的工业水平。目前我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竞争激烈。我这次主要做的是封盖的冷冲压模具设计，它在是我们生活中很常见，有防尘封盖，油箱封盖，铁桶法兰盖等，并在我们的生活生产中扮演着重要角色。它结构形式一般不太复杂，加工它所涉及的冲裁成型等工序内容也都是冷冲压模具课程的重点。第二章 零件工艺性分析2.1 工艺分析图2-1零件图2.1.1 冲裁件的材料性能该制件选用的材料为08Al碳素钢，抗拉性能好，具有良好的冲压冲裁性能。2.1.2 经济性分析 该制件大批量生产，公差等级IT14级，由于其大批量生产所以平摊到每个制件的模具成本就会相应减少。同时，用冲压加工可以保证产品的质量，材料的利用率相对提高，操作方便简单等优点。结论：通过以上对产品工艺的分析，此零件适合采用冲裁加工的方法生产加工。2.2 工艺方案的分析与确定根据制件的工艺性分析，其基本工序有冲孔、落料、拉深、（内孔）翻边四种。按先后顺序组合，可得如下几种方案：1、 落料-冲孔-拉深-翻边，单工序冲压2、 落料-冲孔翻边复合-翻边，复合冲压3、 落料拉深冲孔翻边复合，超复合冲压4、 落料冲孔-拉伸翻边，复合冲压方案1属于单工序冲压。由于此制件生产批量较大，这种方案生产率较低，故不宜采用。方案2也属于复合工序冲压，但是生产效率低，会在一定程度上影响工件精度，不能确保工件的尺寸，所以也不宜采用。方案3虽然是复合冲压，适合大批量生产而且生产精度高，但是该模具的设计加工较为复杂，所以也不宜采用。方案4是复合冲压，它解决了以上方案存在的问题，需设计两副模具，故此方案最为合适。 因此，采用第四套工艺方案。2.3 模具结构形式的确定2.3.1 操作方式的选择选择手工送了的方式2.3.2 定位方式的选择采用两个导料销进行送料方向的控制，采用一个挡料销控制送料距离。2.3.3 卸料方式的选择卸料方式主要有刚性卸料和弹性卸料，该冲裁件板厚1.5mm，使用弹性卸料更有利于保证冲裁件的平面度。第三章 落料与冲孔部分工艺设计计算3.1 工艺计算3.1.1 搭边的确定。查表2-81得其侧搭边值a1=1.5mm,工件间搭边值a=1.2mm.3.1.2条料料宽： B0-=（Dmax+2a）0-=（68+2 x 1.5）0-（查表2-101得，=0.5）(公式3-1) =710-0.5。3.1.3送料距离：a=69.2mm。3.1.4 排样图如图3-1所示：图3-1 排样图3.2压力中心的确定该工件为规则圆环落料冲孔件，很显然，压力中心在其圆心上。3.3计算冲压力查表1-31得:材料的抗拉强度b=450Mpa，b=360Mpa。查表2-131得:卸料系数K1=0.05，顶件系数K3=0.06。冲孔力：F冲孔=KLtb=1.3x56.52x1.5x360=39677.04N=39.7KN （公式3-2）落料力：F落料=Ltb=213.52x1.5x450=144126N=144.2KN （公式3-3）冲裁力：F冲裁= F冲孔+ F落料=183.9KN。（公式3-4）卸料力：F1=K1F=0.05x183.9=9.19KN （公式3-5）顶件力：F2=K3F=0.06x183.9=11.034KN （公式3-6）F总= F冲裁+卸料力+顶件力 （公式3-7） =204.124KN。3.4 初选压力机 压力机确定：P=1.2F总=1.2x204.124=244.95KN （公式3-8） 故初选公称压力为250KN的开式双柱可倾J23-25型压力机。3.5 刃口尺寸计算在决定模具刃口尺寸及其制造公差时,需考虑下述原则1:1、落料尺寸有凹模尺寸决定,冲孔时孔的尺寸有凸模尺寸决定.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,以凸模为基准，间隙设在凹模上。2、考虑到冲裁中凹凸模的磨损，设计落料模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围较小的尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸应取尺寸公差范围较大的尺寸。3、确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。制件若是没有公差，冲模可按IT11级制造，对于圆形工件，一般可按IT7IT6级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“入体”原则标注，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲口件下偏差为零，上偏差为正。3.5.1 凸模、凹模的制造方式。根据零件外形特征，结合实际，决定采用分别制造法生产凸模、凹模。3.5.2 冲裁双面间隙的选取。查表3-21得：Zmin=0.162，Zmax=0.240。则 Zmax-Zmin=0.0783.5.3 凸模、凹模的制造精度的确定。凸、凹模分别按照IT6、IT7级精度制造，根据表1-22差得凸=0.011，凹=0.018。故 凸+凹=0.029，所以 凸+凹m ,说明拉深该工件的实际变形程度比第一次容许的极限变形程度小,故 工件可以一次拉深 拉深次数n=1。 5.3 是否采用压边圈 因为t / D 100= 2.33有文献5 表4-4t / D 2.0 不用压边圈 ，拉深时需用压边圈 5.4 确定翻边次数 圆孔翻边的极限变形程度，用翻边系数m表示，翻边系数翻边前孔径d0与翻边后孔径D的比值，其表达式为： m = d0 / D图 5-1 弯曲拉深毛坯图图5-2 零件图有图5-1可知,d0=18 D = 22 所以 m =18/22 =0.82有文献2 查表5.2.1 得极限翻边系数为0.60 小于m 所以可以一次翻边 及 n = 15.5 工件拉伸与翻边的工艺确定 模具采用拉深与内孔翻边复合模,需压边圈,必要时需要增加整形工序内容. 第六章 拉深翻边工序的模具结构设计模具是镶拼式的，又是批量生产，所以材料的选择很重要。在这里，我们选用Cr13作为其材料，因为该制件的生产批量大，而Cr13具有强度高，韧性好，耐磨性好抗回火稳定性和热处理变形小的高性能模具材料。6.1模具工作部分的尺寸和公差确定6.1.1 计算凸凹模的刃口尺寸本制件为简单的轴对称图形，且是一个锥形制件，可用线切割加工，故按配作法计算凸、凹模刃口尺寸。根据凸、凹模刃口尺寸计算公式，先计算出落料凹模刃口尺寸图6-1拉深凸模D凸=49.850+0.25-2 1.5 =46.850+0.25图6-2拉伸凹模D凹=（D-0.75）0+0.25=50-0.75 0.2=49.850+0.25 (公式6-1)H凹=(0.7-1)H下模座 =31.5-45取：H=40mm.6.1.2 拉深力的确定拉深力确定的依据是：危险断面处的拉应力必须小于该断面的破坏应力，由于影响因素比较复杂，在实际生产中，常采用经验公式进行确定。由于该工件无需压边圈，属于桶形件拉深，有公式3:P =1.25 3.14（D-d1）tb （公式6-2） =1.253.14181.5330 =34971.75MpaP压边 =F弹簧4 =64.9 10 4 =6490N 所以P总 =34971.75+6049=41020.75N=41 KN 6.1.3 计算翻边尺寸翻边模尺寸可参照拉深模的尺寸确定原则确定,只是应注意保证翻边间隙,凸模圆角半径rp越大越好, 寸最好用曲面或锥形凸模,凹模圆角半径可以直接按工件要求的大小设计,但当工件凸缘圆角半径小于最小值时应加整形翻边。图6-3 内孔翻边凸模6.1.4确定压力中心该模具属于图形对称旋转件，圆心压即力中心，不必进行压力中心的计算。6.1.5拉深间隙拉深模间隙是指单面间隙。间隙的大小对拉深力、拉深件的质量、拉深模的寿命都有影响。取间隙 Z = 1 ，及Z =1tmax=11.5mm =1.5mm 6.1.6内孔翻边力的确定 当翻边系数m大于极限翻边系数mmin时，可采用一次成型，计算可知可以一次成型。在所有凸模形状中，圆柱形平底凸模的翻边力最大，其计算公式为： F =1.13.14t（D-d0）b=5.181（18.5-18.06）330=752.28N （公式6-3）所以，F总= P压边+ P总+F （公式6-4） =41020.75+6490+752N =48263N =48KN62 落料凸模的强度和刚度校核凸模承载能力的校核：凸模最小断面承受的压应力，必须小于凸模材料强度允许的压应力，即 1（公式6-5）对于非圆形凸模有： -凸模的最小断面面积（） -凸模纵向总压力（N） -凸模材料的许用应力对于一般工具钢，凸模淬火硬度HRC为5862时，取10001600MPa =21371.6/10001600=21.413.4MPa 由已知S=19349.5 即落料凸模承载压力面积完全合格。第七章 确定压力机根据加工要求该模具应选择63KN 开式压力机，规格如下：发生公称压力时滑块距下死点的距离/mm 3.5滑块行程/mm 50行程次数/次*min 160封闭高度调节量/mm 40滑块中心到床身距离/mm 110工作台尺寸/mm 左右 315 前后 200工作台孔尺寸/mm 左右 150 前后 70 直径 110立柱间距/mm 150模柄孔尺寸/mm 3065工作台板厚度/mm 40垫板厚度/mm 30倾斜角（可倾式工作台压力机） 30度总 结毕业设计是也是对我们所学课程一个系统的全面的考核与总结。我就选择我们所学的”冷冲压模具设计”作为这次的毕业设计课题。人说实践出真知，我说实践也是我们的良师益友。刚出校门的我们对模具的认识只是停留在表面的感性认识上而没有上升到理性的认识水平上，而实践是我们通向理性认识的唯一途径。所以当我自己从一开始的查找资料、确定尺寸、工艺分析等做起时，才知道了平日所学知识的重要及各个知识要点之间的联系。此次我做的毕业设计课题是生活生产当中比较常见的-封盖，该课题难度适中，但在冷冲压设计中作为典型，模具大都百变不离其踪，而做这个足以让我学习领略到模具当中的知识要领。该工件成型共有道工序，分别是落料、冲孔、拉深、翻边。我将落料冲孔放在一套模具上面，其中拉深与翻边又是第二套模具。确定了该制件的工艺方案以后，通过对力的计算，进行各套模具的压力机的选择；通过对凸、凹模尺寸的计算，选择所需要的模架和导柱导套，并对其进行校核，画出各套模具的零件图和装配图，均用CAD作图，然后备档。此次课程设计对我们主要所学的模具设计起了一个系统全面的总结，也是我们对平时所学知识点的一个应用总结，使得我们对相关专业知识有了更为深入的理解。这也是理论知识和实践经验有了更好的结合，学会了一般模具的设计过程及设计方案的确定，明白了各种冲压材料的机械性能，培养了实际工作的基本能力和基本技能,使理论知识与模具设计、制造的实践相结合。并对冲压