空气滤清器连接板冲孔冲槽落料复合模设计【复合模】【12张CAD图纸】
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空气滤清器
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2011 届毕业设计说明书 空气滤清器连接板冲孔、冲槽、落料复合模设计 系 、 部： 机械工程系 学生姓名： 刘林飞 指导教师： 和道 职称 讲师 专 业： 材料成型及控制工程 班 级： 材料成型0704 完成时间： 2011年5月 摘 要本设计为一垫板的冷冲压模具设计，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ABSTRACT The design for a plate of cold stamping die design, according to the size of the design components, materials, mass production, etc., the first part of the process of analysis to determine the blanking process planning and die structure of the program, and then through the process design calculations, determine the nesting and cutting board, calculate the pressure and pressure washed centers, primary presses, computing convex and concave Die Cutting Edge dimensions and tolerances, the final design selection of parts and components, to press for checking, drawing die assembly drawings, as well as Mold processing technology of the main parts to the preparation procedures. In which the structural design, primarily to the punch and die, punch and die, positioning parts, unloading and out of pieces of equipment, mold, pressing equipment, fasteners, etc. has been designed, for the selection of some components are standard parts , there is no in-depth design, and structural design, while some parts for the processing process analysis and ultimately to complete this graduation project. Key words mold; stamping parts; punch; die; punch and die目 录1 前言11.1未来冲压模具制造技术发展趋势11.2 模具技术发展的几个特点21.2.1 以计算机为中心21.2.2 模具设计水平高21.2.3 生产设备先进21.3 我国锻压工业的现状及发展对策32 零件工艺性分析42.1 冲裁工艺性42.1.1 结构与尺寸42.1.2 精度42.1.3 材料53 确定冲裁工艺方案63.1 工序性质与数量的确定63.2 工序顺序的确定63.3 工序组合方式的确定64 确定模具总体结构方案74.1 模具类型74.2 操作与定位方式74.3 卸料方式与出件方式74.4 模架类型及精度75 工艺与设计计算85.1 排样设计与计算85.2 计算冲压力与压力中心，初选压力机95.2.1 计算工艺力95.3 计算凸、凹模刃口尺寸及公差116 设计选用模具零部件、绘制模具总装草图146.1 确定凸、凹模结构形式，计算凹模轮廓尺寸及凸模结构尺寸146.1.1 凹模设计146.1.2 凸模设计146.2 设计选用定位零件156.3 卸料与出件装置156.3.1 固定卸料装置166.4 模架及零件176.4.1 模架176.4.2 其它支承与固定零件196.4.3 紧固件：螺钉与销钉的选用217 确定冲压设备258 模具的装配268.1 复合模的装配268.2 凸、凹模间隙的调整269 重要零件的加工工艺过程编制2810 结 论31致 谢32参考文献331 前言随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。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CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。1.1未来冲压模具制造技术发展趋势模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：(1)全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。(2)高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (3)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。 (4)电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。 (5)提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。 (6)优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。 (7)模具自动加工系统的发展这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。1.2 模具技术发展的几个特点模具与压力机是决定冲压质量、精度和生产效率的两个关键因素。先进的压力机只有配备先进的模具，才能充分发挥作用，取得良好效益。模具的发展方向为：1.2.1 以计算机为中心计算机技术的广泛使用，使现代模具企业的首要特征是以计算机为中心。计算机是整个企业最活跃、最核心，最需要投资以及更新最快的部分(其软件每2-3年、硬件每3-5年更新一次)。以计算机为中心建立起来的计算机辅助设计、计算机辅助工程以及计算机辅助制造(CAD/CAE/CAM)是企业的生产主线，并向集成化、网络化、智能化方向发展。1.2.2 模具设计水平高现代模具企业都广泛采用计算机辅助技术、人工智能技术进行设计决策、模拟分析和优化设计。同时，数据库和计算机网络技术应用使设计师可以在更大范围内共享设计资料、信息、资源和展开合作，使其现代模具设计的总体水平上升到一个前所未有高度。现代模具有的还要求有控压、控温等功能，甚至要求提供某些测量元件。在模具标准化、通用化、典型化程度很高的情况下，各模具企业都利用自己的某些专长设计制造模具，在激烈的竞争中求发展。1.2.3 生产设备先进现代模具的加工，更多地依靠各种自动化程度较高的高精度、高效率机床。从模具粗加工、热处理到各种精加工、光整加工、质量控制与检测，必须设备齐全，配套合理。其中，数控加工设备所占比重比较大，以适应单件或小批量复杂模具的生产。同时，数控加工设备也是模具CAD/CAE/CAM的基础，有助于实现模具制造的全自动加工。另外还有：（1）供货期短。现代模具对短交货期的要求日益迫切，模具的交货期限已从传统的几个月向几十天、十几天甚至数小时发展，这些是传统制模方法所不能达到的。模具设计已从人工经验设计方式转化为依靠计算机辅助设计的方式。广泛采用模具CAD/CAE/CAM技术，使模具设计、计算机分析、生产装备、数控加工、检验、试模等工作一体化，设计数据直接经过网络和数据库管理系统传递到各个生产部门，大大缩短模具生产周期。此外，成形过程计算机模拟，并行工程、人工智能，快速原型制造等先进制造技术的应用，以及模具标准化、专业化生产等也为缩短供货期起了重要作用。（2）重视人才培养和汇聚。一个现代模具企业，最重要的就是拥有丰富的经验和掌握先进技术与设备的人。当前，高素质、高技艺的模具人才的缺乏已成为全球性的紧迫问题，加强这方面人才的培养和再教育，并将这些人才成功地汇聚在一起，就成为现代模具企业的重要任务和特征。1.3 我国锻压工业的现状及发展对策目前我国主要汽车生产厂，约有90%的冲压线采用一台双动拉伸压力机（或多连杆单动拉伸压力机）和4-6台单动压力机组成冲压流水线，手工上下料完成大型覆盖件的冲压生产，生产效率低，生产节拍最高只有3-5次/分；人身安全和工件环境差；在手工上下料和传送工件过程中，易造成工件划伤等缺陷，冲压制件质量差；整条冲压线长60米左右，约需20-24名操作工人，占地面积大，人工成本高，冲压件制造成本比国外高2-3倍，是我国汽车工业严重缺乏市场竞争力的重要因素之一。我国有90%的冲压线采用人工上下料，另有10%的冲压线实现了单机联线自动化，生产节拍最高为6-8次/分，而代表当今冲压技术国际水平的大型多工位压力机，在我国汽车工业中的应用仍是空白。这也是我国冲压行业与西方发达国家的主要差距所在，在很大程度上制约了我国汽车工业的发展。 随着我国工业技术水平的发展，特别是以轿车为代表的汽车工业快速发展，带动汽车零件的产量和质量不断提高。但必须清醒地认识到，中国与国际先进水平仍有很大差距，而且随着加入WTO，国际大汽车公司必然严重冲击中国汽车工业，国内同行之间的竞争也将日趋激烈。中国汽车工业的发展，离不开装备工业的大力支撑，锻压设备制造业必须满足汽车工业大批量生产的要求，向自动化、高效率方向发展。2 零件工艺性分析2.1 冲裁工艺性冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应性，即冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级是否符合冲裁加工的工艺要求。良好的结构工艺性应保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单而寿命高，产品质量稳定，操作简单单等等。通常对冲裁件的工艺性影响最大的是几何形状尺寸和精度要求。对几何形状的要求是冲裁件的形状应尽可能简单、对称，最好采用圆形、矩形等规则的几何形状或由这些形状所组成，使排样时废料最少；冲裁件的凸出悬臂和凹槽的宽度不宜太小，以免凸模折断；冲裁件的外形或内形的转角出，要避免夹角出现，应以圆弧过渡，以便于模具加工，减少热处理或冲压时的在尖角处开裂的现象，同时可以防止尖角部位的刃口磨损过快而使模具寿命降低。对精度的要求是冲裁件的经济精度一般不高于IT11级，最高可达IT810级，冲孔比落料的精度约高一级。该零件的形状如图1.1，其冲裁工艺性为：2.1.1 结构与尺寸该零件结构较简单，形状对称，尺寸较大，冲孔40，一般冲孔模对该种材料可以冲压的最小孔径dt, t=2mmd=40mm.因而20孔符合工艺要求。对于孔中心距1000.27mm，较高精度模具可以达到两孔中心距公差为0.06。最小孔边距b25mm,b130mm.由零件图可知各孔边距均大于最小孔边距。以上分析均符合冲裁工艺要求。2.1.2 精度材料厚度t=3mm，工件精度可达到IT14，尺寸标注如图1所示，利用较高精度冲裁模可以达到零件图样要求。图1 零件图2.1.3 材料t=3mm, 45#钢。此材料具有较好的冲裁加工性。根据以上分析，该零件的工艺性较好，可以进行冲裁加工。3 确定冲裁工艺方案在工艺性分析的基础上，根据冲裁件的特点和要求确定合理的冲裁工艺方案。3.1 工序性质与数量的确定对于一般的冲裁件，通常外形采用落料，内形采用冲孔和冲槽。且冲件上孔的数量不是很多，可以采用一次冲孔,和一次落料工序。3.2 工序顺序的确定一般先冲孔、冲槽，最后落料。3.3 工序组合方式的确定零件为一落料冲孔件，要求采用复合模生产，可提出的加工方案如下：方案一：先落料，后冲孔、冲槽；方案二：先冲孔、冲槽，后落料；方案三：冲孔、冲槽、落料同时进行。因为此零件要求的总压力较大，从降低冲压力的角度考虑欲采用方案二生产。现对复合模中凸凹模壁厚进行校核，当材料厚度为3mm时，可查得凸凹模最小壁厚为3mm，现零件上的最小孔边距为60mm，所以可以采用复合模生产，即采用方案二。根据以上分析，该零件采用复合冲裁工艺方案。4 确定模具总体结构方案在冲裁工艺方案确定以后，根据冲裁件的形状特点，精度要求，生产批量，模具制造条件，操作与安全，以及利用现有设备的可能，确定每道冲裁工序所用冲模的总体结构方案。确定模具总体结构方案，就是对模具作出通盘的考虑和总体结构上的安排，它既是模具零部件设计与选用的基础，又是绘制模具总装图的必要准备，因而也是模具设计的关键，必须十分重视。其结构方案的确定包括以下内容：4.1 模具类型根据零件的冲裁工艺方案，采用倒装复合冲裁模。4.2 操作与定位方式零件为大批大量生产，可以采用手工送料式，考虑到零件尺寸较大，为了便于操作和保证零件的精度，宜采用导料板导向，自动挡料销粗定位与导正销精确定位的方式。为了减少料头和料尾的材料消耗提高材料利用率采用始用挡料销。4.3 卸料方式与出件方式采用弹性卸料方式。为了便于操作，提高生产率，冲裁废料采用由凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。4.4 模架类型及精度为了保证模具滑动平稳，导向准确可靠，因此采用导向平稳的四角导柱模架。考虑到零件的精度不是很好，但冲裁间隙较小。因此采用级精度。5 工艺与设计计算在冲裁工艺与模具结构方案确定以后，为了进一步设计模具零件的具体结构，应进行以下有关工艺与设计方面的计算：5.1 排样设计与计算根据冲裁件形状特征，质量要求，模具类型与结构方案，材料利用率等方面因素进行冲裁件的排样设计。该零件材料厚度较大，尺寸大，近似三角形，因此可采用对头直排的排样方式。如图2和图3所示：方案一：图2 排样图一方案二：图3 排样图二方案一材料利用率:方案二材料利用率:比较以上两个方案可知，在相同的搭边值下，方案一比方案二有更高的材料利用率。但是如果采用方案一，则由于存在30的偏角，会大大加凹凸模具的加工难度，精度也难以保证，从而增加了模具成本。考虑诸多因素，故采用方案二。工位：冲40孔，和两个带20半圆的槽，落料以下是方案二材料利用率的计算详情：搭边值的确定：由于本零件尺寸较大，在查表2-10、2-11、2-13的基础上适当加大得：a1=3mm a=3mm 条料宽度为：（1）计算得：导料板间距为：（2）计算得：D零件垂直于送料方向的尺寸：a侧搭边最小值；进距为：247(mm)由零件图算得一个零件的面积为26617，故26617，一个进距内的坯料面积BS=166247=41002。因此材料的利用率为：5.2 计算冲压力与压力中心，初选压力机根据冲裁件尺寸，排样图和模具结构方案，计算冲裁力，卸料力，推件力，及总冲压力，并计算模具的压力中心。根据冲压总力，冲件尺寸，模架类型与精度等初步选定压力机的类型与规格。5.2.1 计算工艺力 （1）冲裁力的确定：由于此零件的总冲裁力较大，不采用一次成形，而是先冲孔、冲槽，再落料。这样将大大地降低冲裁力。故实际的最大冲裁力不是总冲裁力，而是落料力。本模具采用弹性卸料装置和下出料方式，考虑到在实际生产中模具间隙值的波动及均匀性，刃口磨损，材料机械性能及厚度的波动，润滑情况等因素对冲压力的值都有影响。总的冲裁力为： （3）式中 冲裁力（N）； 材料抗剪强度Mpa； 材料轮廓长度（mm）； 材料厚度（mm）。计算得：(N)(N)(N)由冲模设计手册表3-13查得取400Mpa卸料力为： （4）式中 卸料力（N）； 卸料力系数； 冲裁力（N）。计算得：由冲模设计手册表3-15查得取0.042） 推件力顺着冲裁方向推出卡在凹模里的料所需要的力一般叫做推件力。计算公式如下： （5）式中 推件力（N）； 推件力系数； 卡在凹模里料的个数=。其中，为凹模刃壁垂直部分高度（mm），为料厚（mm）。根据材料厚度取凹模刃口高度h=6mm,=3。故n=6/3=2 查冲模设计手册表3-16取=0.05。计算得：N选择冲床时的总冲压力为：N因此可选压力机型号为：J23-100开式双柱可倾压力机。（4）确定模具压力中心为了保证压力机和模具平稳的工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心线重合，对于使用模柄的中小型模具就是要使其压力中心与模柄轴线相重合，否则将会使冲模和压力机滑块承受侧向力，产生偏移，引起凸、凹模间隙不均匀和导向零件加速磨损，还会引起压力机导轨的磨损、影响压力机精度，严重时会损坏模具和设备，造成冲压事故。任何几何图形的重心就是其压力中心。对于复杂工件和多凸模冲裁的压力中心，可利用力矩原理用计算法求得，即分力对某坐标轴力矩之和等于其合力对该坐标轴的力矩。在实际生产中，可能出现冲模压力中心在冲压过程中发生冲压变形的情况，或者由于冲压件形状的特殊性，从模具结构考虑不宜于使压力中心与滑块中心重合，这时应注意使压力中心偏离不致超出所选压力机所允许范围。由于是对称图形，所以重心在如图4所示中心位置:图4 压力中心5.3 计算凸、凹模刃口尺寸及公差尺寸R160，可查得凸凹模的最小间隙Zmin=0.26mm，最大间隙Zmax=0.38mm，凸模的制造公差，凹模的制造公差，（当尺寸在30到80之间时凹模制造公差取值0.030，尺寸在18到30之间时取值0.025，尺寸小于18时取值0.020）由于工件精度为IT14，所以取系数，取工件公差 (非圆形大于等于0.42取0.5即可，圆形的大于等于0.2取0.2即可)。将以上各值代入： （6）校验是否成立。经校验，不等式成立，所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。落料：落料件尺寸的基本计算公式为 （7） （8）对于R160有：同理：（9）（10）尺寸，查得其凸模制造公差，凹模制造公差，由于工件精度为IT14，所以取系数，取工件公差。经验算，满足不等式，所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。冲槽：中心距基本公式为: （11）尺寸6 设计选用模具零部件、绘制模具总装草图确定凸 凹模结构形式，计算凹模轮廓尺寸及凸模结构尺寸。根据凸 凹模的刃口形状，尺寸大小及加工条件等确定凸 凹模结构形式，进而计算凹模轮廓尺寸及凸模结构尺寸。凹模轮廓尺寸应保证使模板中心与压力中心重合，并尽量选用标准系列尺寸。对于细长凸模，应进行强度与刚度校核。6.1 确定凸、凹模结构形式，计算凹模轮廓尺寸及凸模结构尺寸6.1.1 凹模设计 凹模直接通过螺形凹钉，销钉与下模座固定的固定方式，因冲件批量大，考虑凹模的磨损，强度和保证冲件的质量，凹模采用柱孔口锥模结构，刃壁高度为（510 mm）。取h=6 mm，凹模轮廓尺寸计算如下：凹模的高度:（12）查表得K=0.2。b为落料时的最大外形尺寸取H=45（mm）。凹模壁厚:（13）取C=70（mm）。沿送料方向的凹模长度为：垂直于送料方向的凹模宽度为：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为：凹模的材料选用Cr12MoV, 工作部分热处理淬硬5658HRC。6.1.2 凸模设计为了降低工作时的总冲压力，将落料凸模与冲孔冲槽呈阶梯分布。先冲孔、冲槽后落料。落料凸模的尺寸根据刃口尺寸，凸模的材料也选用Cr12MoV，工作部分热处理淬硬5658HRC冲槽凸模：将安装部分设计成长方形，通过台肩式固定板固定在固定板上。40孔凸模的设计与落料凸模基本相同，因刃口部分为圆形，其结构更简单，凸模最小直径的校核（强度校核），因孔径远大于材料厚度，估计凸模的强度和刚度是足够的。为使刚性卸料板的加工方便，取凸模与卸料板的双面间隙0.2mm按式:(14)=2（mm）最小凸模直径402，故满足强度要求。凸模最大自由长度的校核（刚度校核）按式： (15)由此可知，小冲孔凸模工作部分长度不能超过167.4mm取最小凸模工作部分长度88mm，冲直槽孔凸模80mm。6.2 设计选用定位零件条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位：一是在与送料方向垂直的方向上限位，保证条料沿正确的方向送进，称为条料横向定位或送进导向；二是在送料方向上的限位，控制条料一次送进的距离（步距），称为条料纵向定位或送料定距。对于块料或工序件的定位，基本上也是在两个方向上的限位。条料采用两根挡料销挡料，并使用一个定位销控制进料。6.3 卸料与出件装置卸料采用弹性卸料板，并使用6个蝶形弹簧提供回复力。蝶形弹簧的自由长度L=130mm。蝶形弹簧参数：D=32mm，d=10mm，t=2.0mm，f=0.9mm，h=2.9mm，公称负荷F=6100N。图5 蝶形弹簧6.3.1 固定卸料装置卸料板的尺寸为：LBH =10mm315mm400mm 如图6：图6 卸料板为了提高生产效率，保证送料方便可靠，采用下出料方式，由卸料凸模直接推出。6.4 模架及零件6.4.1 模架（1）选择对角导柱模架凹模边界尺寸为：400mm315mm（GB-T 2851.3-90）（2）导柱见图7：图7 导柱（3）导套dlD=45mm150mm60mm 见图8：图8 导套（4）模座模座是冲模全部零件安装的基体，又承受和传递冲压力，因此要求它们具有足够的强度、刚度和足够大的外形尺寸。模座的尺寸规格根据模架类型、凹模周界尺寸和安装要求确定。对于矩形模座，其长度应比凹模长度大，宽度等于或略大于凹模宽度，深度取凹模板厚度的倍。考虑受力情况，上模座厚度可比下模座小。模座的前侧面需进行机械加工，以便在此面打上该模具的标记。上模座导套孔的外侧面要加工一浅窄槽，便于冲模工作时对导套润滑。模座常用灰口铸铁制造。该材料有较好的吸震性，这里选用HT200。上模座：LBH=400mm315mm55mm下模座：LBH=400mm315mm65mm凹模固定板与卸料板之间的安全距离为（1520）mm,取h=20mm；模具闭合高度H=314mm。凸模修磨量为5，凸模进入凹模的深度为1， 所以凹模的自由长度为L=93（mm）。6.4.2 其它支承与固定零件（1）模柄模柄的作用是把上模固定在压力机滑块上，同时使模具中心通过滑块的压力中心。选择模柄时，先根据模具大小、上模结构、模架类型及精度等确定模丙的结构类型，再根据压力机滑块上模柄孔尺寸确定模柄的尺寸规格。一般模柄直径应与模柄孔直径相等，模柄长度应比模柄孔深度小510mm。模柄直径：100 mm；深度：125 mm；模柄与上模座孔以配合。其结构形式如图9：图9 模柄（2）凸模固定板凸模固定板的作用是将凸模或凸凹模固定在上模座或下模座的正确位置上。凸模固定板选用矩形板件，外形尺寸与凹模一致，厚度取凹模厚度的，固定板与凸模或凸凹模以配合，压装后将凸模端面与固定板一起磨平，并与凸模形孔垂直。其上、下表面加工成，其余部分加工成。凸模固定板选用Q255A钢。凸模固定板：385mm315mm45mm 见图10：图10 凸模固定板（3）垫板垫板的作用是直接承受和分散凸模传来的压力，以降低模板单位面积上的压力。在凸模固定板与上模之间加一块淬硬的垫板，可避免硬度较低的模座因局部受凸模较大的冲击压力而出现凹陷，致使凸模松动。垫板的形状与尺寸应与固定板相同，其厚度一般取。制作垫板的材料一般用45钢，淬火硬度为4852HRC，淬火后的垫板上、下平面应磨平，不准有凹坑及变形现象。垫板：385mm315mm10mm见图11： 图11 垫板6.4.3 紧固件：螺钉与销钉的选用模具中用到的紧固件主要是螺钉和销钉。冲模中，螺钉与销钉都是标准零件。在设计中，同一块板上销钉孔与螺钉孔距离不应太小，以防降低强度。螺钉起固定作用，在模具中广泛使用内六角螺钉，它紧固可靠，螺钉头不外露，使模具外形美观。螺钉一般用45号钢制成，其头部淬火硬度为3540HRC。在同一组合中，螺钉的数量不小于3个，并尽量远距离错开布置，以保证定位牢靠。因凹模厚度较大，选用螺钉规格为M22，螺钉的旋入深度一般可取其公称直径的1.52倍。上模座：采用内六角螺钉4个，销钉2个，且尽量远距离错开布置，以保证定位可靠。其结构如图12：图12 螺钉销钉的公称直径与螺钉一致，各被连接件的销孔与销钉采用精度配合加工，以保证位置精度。销钉选用35钢加工而成，其头部淬火硬度为4825HRC。销钉的表面粗糙度。圆柱销最小配合深度不能低于圆柱销直径的2倍，即。其结构如图13。图13 销钉下模座：六角螺钉4个，销钉2个。绘制模具总装草图，校核压力机（1）模具闭合高度（2）模具总装图根据模具总体结构方案及设计选用的模具零部件，绘制模具总体草图，检查核对各模具零件的位置关系，相关尺寸，配合关系及结构工艺性等是否合适或合理，并校核压力机的有关参数。如图14：图14 空气滤清器连接板冲孔、冲槽、落料复合模1.下模座 2.凹凸模固定板3.蝶形弹簧4.卸料板5.凹模6.推件板7.凸模固定板8.上模座9.垫板10.模柄 11.冲孔凸模12.冲槽凸模13.弹簧定位螺钉14.凹凸模15.圆柱销16.内六角螺钉17.导柱18.导套 19.圆柱销 20.内六角螺钉综上分析，确定本模具的主要零部件的尺寸规格为：上模座 下模座 导柱 导套 垫 板 卸料板 凸模固定板 7 确定冲压设备冲压设备的规格应根据冲压件的尺寸、模具的尺寸和冲压力来确定：1.压力机的公称压力必须大于冲压所需要的总冲压力，即 。2.压力机应有足够的行程，以保证毛坯的放进和工件在高度上能获得所需的尺寸，并使工件能方便地从模具中取出。3.冲模的闭合高度与压力机的装模高度相适应。即满足：冲模的闭合高度介于压力机的最大闭合高度和最小闭合高度之间。4.滑块的张开高度应适当。对于冲裁模，张开高度不宜过大，以免上模板与压力机导轨相撞或滚珠导向装置脱开；对于拉深模，张开高度不宜过小，以便取出工件。5.压力机工作台的尺寸必须大于模具下模座的外形尺寸并要留有安装固定的余地。但在过大的工作台面上安装过小的尺寸的冲模时，对工作台的受力条件是不利的。综上所述，确定选用开式双柱可倾压力机J23-100。其主要技术参数为： 公称压力/KN 1000 最大闭合高度/mm 480 滑快行程/mm 130 最大装模高度/mm 380 连杆调节长度/mm 100 滑块中心线至床身距离/mm 380 工作台尺寸（前后左右）/mm 7101080工作台垫板尺寸（厚度孔径）/mm 100250 模柄孔尺寸（直径深度）/mm 6075 最大倾角 308 模具的装配8.1 复合模的装配复合冲裁模一般以凹模作为装配基准。故应先装配下模，再以下模为基准装配上模。其装配顺序为：装配模架 将导套 模柄 导柱分别装入上 下模座，并注意安装后使导柱 导套配合间隙均匀，上 下模座相对滑动时无发涩及卡住现象，模柄与上模座上平面保持垂直；装配凹模 把凹模装入凹模固定板中，装入后应将固定板与凹模上平面在平面磨床上一起磨平，使刃口锋利。同时，其底面也应磨平；装配下模 先将装配好的凹模的固定板上安装定位板，然后将装配好凹模和定位板的固定板安放在下模座上钻锥窝。折开固定板，在下模座上按锥窝钻螺纹底孔并攻丝，再将凹模固定板组件置于下模座上，找正位置后用螺纹紧固。最后钻铰销钉孔，打入定位销。；装配凸模 将凸模压入固定板，然后一起磨平。同时为了保证刃口锋利，还应将凸模的工作端面在平面磨床上刃磨。装配上模座 将装配固定板上的凸模插入凹模孔中，在凹模与凸模固定板间垫入等高垫铁，装上上模座，找正中心位置后用平行夹头夹紧上模座与固定板，以锥窝或划线定位在上模座上钻孔。然后，放入垫板，用螺钉将上模座 垫板 固定板联接并稍加固紧；调节凸 凹模间隙 将安装好的上模导套装在下模导柱上，调整位置使凸模插入凹模型孔，采用适当方法（如透光法 垫片法 镀层法等）并用手锤敲击凸模固定板侧面进行调整，使凸 凹模之间的间隙均匀。试切检查 调整好冲裁间隙后，用与冲件厚度相当的纸片作为试切材料，将其置于凹模上定位，用锤子敲击模柄进行试切。固紧上模并安装卸料装置 间隙调整后，将上模联接螺钉紧固，并钻铰销钉孔，打入定位销。8.2 凸、凹模间隙的调整冲模中凸、凹模之间的间隙大小及其均匀程度是直接影响冲件质量和模具使用寿命的主要因素之一，因此，在制造冲模时，必须要保证凸、凹模间隙的大小及均匀一致性。通常，凸、凹模间隙的大小是根据设计要求在凸、凹模加工时保证，而凸、凹模之间间隙的均匀性则是在模具装配时保证的。冲模装配时调整凸、凹模间隙的方法很多，需根据冲模的结构特点、间隙值的大小和装配条件来确定。这里用垫片法来调整。垫片法是利用厚度与凸、凹模单面间隙相等的垫片来调整间隙，是简便而常用的一种方法。其方法如下：按图样要求组装上模与下模，其中一般上模只用螺钉稍微拧紧，下模用螺钉和销钉紧固。在凹模刃口四周垫入厚薄均匀、厚度等于凸、凹模单面间隙的垫片（金属片或纸片），再将上、下模合模，使凸模进入响应的凹模孔内，并用等高垫铁垫起。观察凸模能否顺利进入凹模，并与垫片能否有良好的接触。若在某方向上与垫片接触的松紧程度相差较大，表明间隙不均匀，这时可用手锤轻轻敲打凸模固定板，使之调整到凸模在各方向与凹模孔内碘片的松紧程度一致为止。调整合适后，在将上模用螺钉紧固，并配装销钉孔，打入定位销。9 重要零件的加工工艺过程编制在机械制造中，采用各种机械加工方法将毛坯加工成零件，再将这些零件装配成机器。为了使上述制造过程满足“优质、高产、低成本”的要求，首先要指定零件的机械加工工艺规程和机器的装配工艺规程，然后按照所制订的工艺规程来进行机械加工和装配。由于零件的工艺过程可以是多种多样的，工艺人员的任务是从现有生产条件出发，制订出一个切合实际的最优工艺过程，并将其有关内容用文件的形式规定下来。规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程。机械加工工艺规程是指导生产的主要技术文件。按照工艺规程进行生产，才能保证达到产品质量、生产率和经济性的要求。合理的工艺规程在编制后应要满足下述要求：1.零件所需的工序数量要尽量少，并且要减少或不再采用其他加工方法加工。2.零件各工序所采用的设备结构要简单、寿命要长。3.工序中所占用的设备要少，尽可能采用生产机械化与自动化。4.生产准备周期要短，所需材料要少，成本要低廉。5.零件的生产工艺流程要合理，做到安全生产。6.制出的零件应符合技术要求，并且尺寸精度要高，表面质量要好。7.尽量采用技术等级不高的工人生产，以降低成本。制订机械加工工艺规程的原则是：在一定的生产条件下，以最低的成本，按计划规定的速度，可靠地加工出图纸要求的零件。在编制工艺规程时，应注意以下几个问题：1.技术上的先进性 在编制工艺规程时，应尽量菜油新工艺、新技术、先进设备和新材料，以获得较高的生产率，但不应加大操作工人的劳动强度，而应依靠设备的先进性来保证。2.经济上的合理性 在一定的生产条件下，可能有几种能保证零件技术要求的加工工艺方案，此时应全面考虑，应根据工序数量、机械加工难易程度、通过核算或分析选择经济效益最佳的加工方案，以使零件减少工序及降低成本。同时，加工精度要求不高的零件，尽量不使用高精度的加工设备。3.创造必要的良好工作条件在编制工艺规程时，必须保证操作人员有良好而安全的工作条件，并保证所加工的零件的质量合格及减轻工人的劳动强度。本模具选用冲孔凸模来编制其加工工艺过程。冲孔凸模的基本表面是旋转体圆柱体，因此导套的主要加工方法是车削和磨削，对于配合精度要求高的部位，配合表面还要进行研磨。凸模的加工工艺过程见表3。导套加工应达到的要求见图15； 图15 凸模表1 冲孔凸模加工工艺过程零件号材料T10A毛坯重量机械加工工艺过程综合卡片零件名称冲孔凸模生产类型毛坯种类工序工序名称工序说明机床夹具刀具量具5下料根据零件图尺寸，下料F20360mm10车外圆面车右端面，粗车外圆柱面尺寸：F10.6324，F14.4318，F1735，调头车外圆F638CA6140三爪卡盘外圆车刀游标卡尺15检验20热处理按技术要求热处理至HRC586225精车精车F10.15mm至尺寸，并车出斜度309CA6140三爪卡盘外圆车刀游标卡尺30磨外圆面磨F14至尺寸外圆磨床三爪卡盘砂轮游标卡尺35钳工去除工艺柄40检验10 结 论经过整个设计过程我发现在设计复合模时，排样图的确定既是最基础的一步也是最关键的一个环节。排样图设计的质量将直接影响后面的凹模的尺寸和整个模具的结构等。另外冲同一个工件可以有很多不同的方案不同的模具可以选用，我们应该尽量选择一种最经济最安全合理的方法来做。导料方式、卸料方式的确定应根据板厚和冲裁力的大小来综合考虑不能片面分析。还有定位装置的确定应根据实际来确定。所以，设计必须从实际出发，综合考虑选择最佳方案。致 谢首先我要感谢指导老师和道，感谢他给予我尽心尽力的指导。还有所有在这次设计中帮助过我的老师同学们，我在这里对你们表示真诚的谢意。特别是郭雪娥教授和曾立平处长，每当遇到方案不能拿定的时候，我总是能得到他们耐心的指导。曾老师每天都有做不完的工作，却依然能抽出时间来为我们解决难题，这一点让我非常地感动。在绘图和Word排版方面，郭雪娥教授给了我很多指导，使得我的设计变得更加完善。另外，也要感谢我的同学，每当我运用AUTOCAD绘图中有些方面不很懂时知道的同学热心的告诉我，有时还给我操作示范，让我学到一些以前被忽略过的东西。在用WORD编辑说明书时，一些以前没用过的工具栏命令按钮他们也一一告诉我，可以说没得他们的帮助我的说明书不可能编辑得这么快、这么好。还有图书馆的工作人员、学校机房的老师和工作人员，为我们的毕业设计提供了力所能及的帮助，我在这里对你们表示真心的感谢。在这次设计中，我不仅对以前所学的知识进行了一次系统性的复习，巩固了书本知识同时也学会了以前很多被忽略过的细节方面的知识，加深了对课本知识的理解，更重要的是让我更加明了了很多书本上没有的知识：其一，对待知识、技术来不得半点马虎必须严肃、认真；其二，不仅仅是设计，生活中任何事情封闭就会落后，我们如果想在最短的时间做主最好的成绩，少不了别人的帮助，少不了合作。感谢湖南工学院的老师同学和帮助过我的学校其它工作人员为我这个即将踏入社会的学子上了这么生动的一堂课！大学就要毕业了，在这四年中我从老师和同学身上学到了很多有价值的东西，这些东西不仅让我有能力能圆满地完成此次毕业设计，更让我有信心面对这个充满竞争的社会。再次真心的谢谢你们！ 刘林飞 2011年5月28日 参考文献1 刘心冶主编. 冷冲压工艺及模具设计. 重庆：重庆大学出版社，19
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