汽车转向螺帽垫片冲压模具设计【13张CAD图纸和毕业论文全套】
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13张CAD图纸和毕业论文全套
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西南科技大学高等教育自学考试毕业设计（论文）任务书题目名称汽车转向螺帽垫片冲压模具设计学生姓名余白雪准考证号070114366426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在现代工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造、锻造、冲压、塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生产行业中得到了广泛应用。由于采用模具进行生产能提高生产效率、节约原材料、降低成本并保证一定的加工质量要求，所以汽车、飞机、拖拉机、电器、仪表和日常品等产品的零部件很多都采用模具进行加工。 止动垫片，是汽车和其他机动类机械中常见的一种部件，具有良好的冲压工艺性，用模具生产其产品具有生产率高、成本低、质量好等特点。通过设计让学生能够综合运用所学的知识，对机械设计、制造工艺、材料及热处理、冲压工艺与模具设计等专业知识进行综合性检验。在设计的过程中培养我们独立思考问题、锻炼解决问题的能力，为将来的工作构筑扎实的基础。工作任务及要求设计任务：对汽车转向螺帽垫片进行工艺分析，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，确定冲载工艺方案，完成材料选取及尺寸精度的相关分析。2、确定总体方案，进行工艺尺寸计算，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350000次合格产品批量的生产任务。6、完成整套冲压模具的设计：要求用AUTO或UG画出模具零件三维图、二维工程图及总装图。制图要符合最新国家机械制图标准GB/T 4458.1-2002。7、设计任务量：论文（不低于1.5万字）要求思路清晰、论述充分、语句通顺、格式图表编排规范，装配图及零件图（折合图纸不低于2.5张A0），演讲文稿。时间安排1、开题报告： 2015年 04 月 25 日至 2015年05 月 20 日2、完成初稿： 2015年05月 21 日至 2015年08 月 26 日3、答 辩： 2015年08 月 28 日至 2015年09月 15 日以上内容由指导教师填写指导教师签 字教师姓名： 年 月 日助学点审核审核意见：组长签字： 年 月 日学生接受任务签字接受任务时间： 年 月 日 学生签名：西南科技大学高等教育自学考试毕业设计（论文）申报表学生姓名余白雪性别女年龄20准考证号070114366426学生住址宜宾职业技术学院现代制造工程系联系电话18380809012毕业设计（论文）题目名称汽车转向螺帽垫片冲压模具设计拟请指导教师郭晟指导教师职称讲师指导教师电话15881396969指导教师单位宜宾职业技术学院现代制造工程系选题背景及目的在现代工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造、锻造、冲压、塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生产行业中得到了广泛应用。由于采用模具进行生产能提高生产效率、节约原材料、降低成本并保证一定的加工质量要求，所以汽车、飞机、拖拉机、电器、仪表和日常品等产品的零部件很多都采用模具进行加工。止动垫片，是汽车和其他机动类机械中常见的一种部件，具有良好的冲压工艺性，用模具生产其产品具有生产率高、成本低、质量好等特点。通过设计让学生能够综合运用所学的知识，对机械设计、制造工艺、材料及热处理、冲压工艺与模具设计等专业知识进行综合性检验。在设计的过程中培养我们独立思考问题、锻炼解决问题的能力，为将来的工作构筑扎实的基础。工作任务及要求设计任务：对汽车转向螺帽垫片进行工艺分析，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，确定冲载工艺方案，完成材料选取及尺寸精度相关分析。2、确定总体方案，进行工艺尺寸计算，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350000次合格产品批量的生产任务。6、完成整套冲压模具的设计：要求用AUTO或UG画出模具零件三维图、二维工程图及总装图。制图要符合最新国家机械制图标准GB/T 4458.1-2002。7、设计任务量：论文（不低于1.5万字）要求思路清晰、论述充分、语句通顺、格式图表编排规范，装配图及零件图（折合图纸不低于2.5张A0），演讲文稿。时间安排1、开题报告：2015年04月22 日至 2015年05 月 20 日2、完成初稿：2015年05月 21日至 2015年 08月 26 日3、答 辩：2015年08月 28日至 2015年09 月 15 日助学中心评审意见主考院校评审意见西南科技大学高等教育自学考试毕业设计（论文）进度检查及成绩评定表日期工作内容执行情况指导教师签字15.4.22-15.5.20查阅资料文献，完成选题报告15.5.21-15.6.20工艺分析、模具设计和尺寸计算15.6.21-15.8.27绘制零件图，撰写毕业设计说明书15.8.28-15.9.16完成PPT的制作，准备答辩学生姓名余白雪专业班级模具11304准考证号07014366426成绩汇总评分项目评分比例（%）分数总分指导教师评分40评阅教师评分30答辩小组评分30指导教师毕业设计（论文） 过程评语评分签字： 年 月 日评阅教师毕业设计（论文） 成果评语评分签字： 年 月 日答辩组毕业设计 （论文） 答辩评语评分签字： 年 月 日主考院校评审意见 盖章 年 月 日4 毕业设计（论文）汽车转向螺帽垫片冲压模具设计3333摘 要本毕业设计重点是冲裁、基本工序及其模具的计算和设计，本毕业设计在冲压基本理论的基础上，详尽的针对冲裁模和弯曲模的设计原理、方法的应用，还特别对冲裁、各类工艺及模具的设计计算。本文介绍的模具实例结构简单实用，使用方便可靠，首先根据工件图算工件的展开尺寸，在根据展开尺寸算该零件的压力中心，材料利用率，画排样图。根据零件的几何形状要求和尺寸的分析，采用复合模冲压，这样有利于提高生产效率，模具设计和制造也相对于简单。当所有的参数计算完后，对模具的装配方案，对主要零件的设计和装配要求技术要求都进行了分析。关键词：冲裁；冲压 ；设计ABSTRACTThis graduation design is focused on the blanking, basic process and the calculation of the mold and the design, the graduation design on the basis of the basic theory of stamping, elaborate on the design of the blanking die and bending die principle, method of application, are particularly hedge cutting, the design and calculation of all kinds of technology and die. Examples in this paper, the mold structure is simple and practical, convenient and reliable use, first of all, according to a development size work-piece figure is in according to the size to calculate the pressure center of the parts, material utilization, painting row kind diagram. According to the requirements of the parts geometric shape and size analysis, adopting compound stamping die, so that to improve the production efficiency, mold design and manufacturing is relative to the simple. When all the parameters are calculated, the mould assembly scheme, the design of main parts and assembly technology requirements are analyzed. Key words: blanking; Stamping; design目录绪论11 汽车转向螺帽垫片的工艺分析52 确定工艺方案及模具的结构形式63 模具总体结构设计73.1 模具类型的选择73.2定位方式的选择73.3卸料方式的选择73.4导向方式的选择74 模具设计工艺计算74.1搭边值的确定74.2条料宽度的确定84.3 排样94.4材料利用率的计算95 冲裁力的计算115.1计算冲裁力的公式115.2 总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力和总冲压力116 模具压力中心与计算137 冲裁模间隙的确定148 刃口尺寸的计算158.1刃口尺寸计算的基本原则158.2刃口尺寸的计算168.3计算凸、凹模刃口的尺寸178.4冲裁刃口高度199 主要零部件的设计199.1 工作零件的结构设计199.1.1凹模的设计199.0.8凸凹模的设计219.1.3外形凸模的设计219.1.4内孔凸模设计229.2卸料部分的设计239.3定位零件的设计239.4模架及其它零件的设计249.4.1上下模座249.4.2模柄249.4.3模具的闭合高度2510 模具总装图2511 压力机的选择26总 结27致 谢28参考文献30绪论一.模具在加工工业中的地位模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具以及汽车模具等各种模具。对模具的全面要求是：能生产出在尺寸精确、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难易程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低制品的成本。现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为基础的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了更高的要求。因此促进模具的不断向前发展，首先要提高对模具设计的精确度。二.模具的发展趋势近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面：（1）理论研究的深入发展在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经从有经验设计阶段逐渐向理论技术设计方面发展，使得产品不仅有了量的提升更有了质的跨越。（2）高效率、自动化现代企业中大量采用各种高效率、自动化的模具结构。高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。（3）大型、超小型及高精度由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。更加注重模具的专业性。（4）革新模具制造工艺大学期间的学习即将结束，毕业设计是其中最后一个实践环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。随着工业的发展，工业产品的品种和数量不断增加。换型不断加快，使模具的需要不断增加，而对模具的质量要求越来越高。模具技术在国民经济中的作用越来越显得更为重要。模具是一种特殊的模型，用来塑造(制造)产品；从工艺的角度，模具是一种成型制品的特殊工艺装备。模具是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，6080的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为“工业之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还比较的落后，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的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、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。虽然模具种类繁多，但其发展重点应该是既能满足大量需要，又有较高技术含量，特别是目前国内尚不能自给，需大量进口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具。模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响。因此，一些重要的模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发展速度，这样才能不断提高我国模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期，降低成本。由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展。根据上述需要量大、技术含量高、代表发展方向、出口前景好的原则选择重点发展产品，而且所选产品必须目前已有一定技术基础，属于有条件、有可能发展起来的产品。冲压是一种先进的少无切削加工方法，具有节能省材、效率高、产品质量好、重量轻、加工成本低等一系列优点,在汽车、航空航天、仪器仪表、家电、电子、通讯、军工、日常用品等产品的生产中得到了广泛的应用.据统计，薄板成型后，制造了相当于原材料的12倍的附加值,在国民经济生产总值中，与其相关的产品占四分之一，在现代汽车工业中，冲压件的产值占总产值的59%。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。在完成大学期间的课程学习、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。经过生产实习，我对于冷冲模具有了一个全新的认识，丰富和加深了对各种模具的结构和动作过程方面的知识。在指导老师的细心指导下和在工厂师傅的讲解下，我们对于模具的设计和制造工艺有了系统而深刻的认识。同时在实习现场亲手拆装了一些典型的模具实体并查阅了很多相关资料，通过这些实践，我们熟练掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。通过在图书馆借阅相关手册和书籍，更系统而全面了细节问题。锻炼了缜密的思维并使我们初步具备了设计工作者应有的素质。设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中难免有不妥之处，恳请各位老师指正。1 汽车转向螺帽垫片的工艺分析冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。图21 零件图如图21所示零件图。生产批量：大批量;材料：Q235该材料，经退火及时效处理，具有较高的强度、硬度，适合做中等强度的零件。尺寸精度：其他的形状尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可安IT14级确定工件的公差。表0.8部分标准公差值（GB/T1800.31998）公差等级IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14IT15基本尺寸/m /mm36812183048750.120.180.300.48610915223658900.150.220.360.58101811182743701100.180.270.430.70183013213352841300.210.330.520.843050162539621001600.250.390.621.005080193046741201900.300.460.740.8080120223554871402200.350.540.871.40工件结构形状：制件需要进行落料、冲孔、基本工序，尺寸较小。结论：该制件可以进行冲裁制件为大批量生产，应重视模具材料和结构的选择，保证磨具的复杂程度和模具的寿命。2 确定工艺方案及模具的结构形式根据制件的工艺分析，其基本工序有落料、冲孔基本工序，按其先后顺序组合，可得如下几种方案;(1) 落料冲孔；单工序模冲压(2) 冲孔落料；连续模冲压。(3) 冲孔落料；复合模冲压。方案（1）属于单工序模冲裁工序冲裁模指在压力机一次行程内完成一个冲压工序的冲裁模。由于此制件生产批量大，尺寸又较这两种方案生产效率较低，操作也不安全，劳动强度大，故不宜采用。方案（2）属于连续模，是指压力机在一次行程中，依次在模具几个不同的位置上同时完成多道冲压工序的模具。于制件的结构尺寸小，厚度小，连续模结构复杂，又因落料在前弯曲在后，必然使弯曲时产生很大的加工难度，因此，不宜采用该方案。方案（3）属于复合冲裁模，复合冲裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道冲压工序的模具。采用复合模冲裁，其模具结构没有连续模复杂，生产效率也很高，又降低的工人的劳动强度，所以此方案最为合适。根据分析采用方案（4）复合冲裁。3 模具总体结构设计3.1 模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用复合冲压，所以模具类型为复合模。3.2定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，有侧压装置。控制条料的送进步距采用导正销定距。3.3卸料方式的选择 因为工件料厚为0.8mm，相对较薄，卸料力不大，故可采用弹性料装置卸料。3.4导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该复合模采用对角导柱的导向方式。4 模具设计工艺计算4.1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，以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，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。或影响送料工作。搭边值通常由经验确定，表所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。表52 搭边a和a1数值表5.1搭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aa1aa1aa1aa11以下1.51.521.5321221.52.523.52.532232.5232.543.53432.53.5354434543546554565465762.05该制件是矩形工件，根据尺寸从表42中查出：两制件之间的搭边值a1=0.8（mm）,侧搭边值a=1.5(mm)。由于该制件的材料，所以两制件之间的搭边值为：取a1=2(mm)取a=2(mm)4.2条料宽度的确定计算条料宽度有三种情况需要考虑；有侧压装置时条料的宽度。无侧压装置时条料的宽度。有定距侧刃时条料的宽度。有定距侧刃时条料的宽度。有侧压装置的模具，能使条料始终沿着导料板送进。条料宽度公式：B=（D+2a） 公式（52）其中条料宽度偏差上偏差为0，下偏差为，见表43条料宽度偏差。D条料宽度方向冲裁件的最大尺寸。a侧搭边值。查表43条料宽度偏差为0.15根据公式4 1 B=（D+2a） =（40+22）0-0.1 =440-0.1表53 条料宽度公差(mm)条料宽度B/mm材料厚度t/mm0.50.5112200.050.080.1020300.080.100.1530500.100.150.204.3 排样根据材料经济利用程度，排样方法可以分为有废料、少废料和无废料排样三种，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。采用少、无废料排样法，材料利用率高，不但有利于一次冲程获得多个制件，而且可以简化模具结构，降低冲裁力，但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差的影响，所以模具冲裁件的公差等级较低。同时，因模具单面受力（单边切断时），不但会加剧模具的磨损，降低模具的寿命，而且也直接影响到冲裁件的断面质量。4.4材料利用率的计算冲裁零件的面积为：通过测量得到S=267.36mm2冲裁零件的周长为：L=193.03 mm一个步距内的材料利用率为： n11=(nF/Bh)100%n为一个步距内冲件的个数。 n11=(nF/Bh)100% =81.96%图53 排样图5 冲裁力的计算5.1计算冲裁力的公式 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F p一般可以按下式计算：Fp=KptL 公式（61） 式中 材料抗剪强度，见附表（MPa）；L冲裁周边总长（mm）；t材料厚度（mm）;系数Kp是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动（数值的变化或分布不均），润滑情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的安全系数Kp，一般取13。当查不到抗剪强度r时，可以用抗拉强度b代替，而取Kp=1的近似计算法计算。根据常用金属冲压材料的力学性能查出Q235的抗剪强度为280310(MPa)，取=300(MPa)5.2 总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力和总冲压力由于冲裁模具采用弹压卸料装置和自然落料方式。总的冲裁力包括F总冲压力。 Fp总冲裁力。 FQ卸料力FQ1推料力。FQ2顶件力FC弯曲力根据常用金属冲压材料的力学性能查出Q235Y的抗剪强度为280310(MPa ) 5.2.1 总冲裁力： Fp=KptL =10.8193.03300 =45.486(KN)表65 卸料力、推件力和顶件力系数料厚t/mmKxKtKd钢0.10.10.50.50.252.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金纯铜，黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.09对于表中的数据，后的材料取小直，薄材料取值。5.2.2 卸料力FQ的计算 FQ=Kx Fp 公式(62) K卸料力系数。查表65得K0.0250.08，取K0.08 根据公式62FQ=K Fp 0.0845.486 3.638(KN)5.2.3推料力FQ1的计算 FQ1=KtFp 公式(63) Kt推料力系数。 查表65得Kt0.030.07, 取Kt=0.07 根据公式63 FQ1=KtFp =0.0745.486 3.18(KN)5.2.4顶件力FQ2的计算 FQ2=KdFp 公式(64) Kd顶件力系数。 查表65得Kd0.030.07, 取Kt=0.07 根据公式64 FQ2=KdFp =0.0745.486 3.18(KN)5.2.6总的冲压力的计算 根据模具结构总的冲压力： F=Fp+FQ+FQ1+FQ2+FC F=Fp+FQ+FQ1+FQ2+FC =108.03(KN)根据总的冲压力，初选压力机为：开式双柱可倾压力机J2325。6 模具压力中心与计算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，可安以下原则来确定：1、对称零件的单个冲裁件，冲模的压力中心为冲裁件的几何中心。2、工件形状 相同且分布对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。3、各分力对某坐标轴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。Xo=L1X1+L2X2+LnXn/L1+L2+LnYo=L1Y1+L2Y2+LnYn/L1+L2+Ln由于该零件是一个矩形图形，属于对称中心零件，所以该零件的压力中心在图形的几何中心O处。如图61所示：7 冲裁模间隙的确定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，就可以冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙Cmin，最大值称为最大合理间隙Cmax。考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Cmin。冲裁间隙的大小对冲裁件的断面质量有极其重要的影响，此外，冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重，而降低了模具的寿命。较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小，并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，虽然提高了模具寿命而，但出现间隙不均匀。因此，冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一个非常重要的工艺参数。由于硬吕与中碳刚的间隙取值是一样的，所以硬吕材料的间隙值与中碳刚的间隙取值一样。 根据实用间隙表 81 查得材料的最小双面间隙2Cmin=0.126mm，最大双面间隙2Cmax=0.180mm表81 冲裁模初始用间隙2c(mm)材料厚度08、10、35、09Mn、Q23516Mn40、5065Mn2Cmin2Cmax2Cmin2Cmax2Cmin2Cmax2Cmin2Cmax小于0.5极小间隙0.50.60.70.80.91.00.81.51.752.02.12.52.753.0.3.54.04.55.56.06.58.00.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.4000.4600.5400.6100.7200.9401.0800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.5600.6400.7400.8801.0000.8801.4400.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.6800.7800.8400.9400.8000.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9200.9601.1000.8001.3001.6800.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.7800.9801.1400.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9201.0401.3201.5000.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.126注：取08号钢冲裁皮革、石棉和纸板时，间隙的25%。8 刃口尺寸的计算8.1刃口尺寸计算的基本原则 冲裁件的尺寸精度主要取决与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，是设计冲裁模主要任务之一。从生产实践中可以发现： 1、由于凸、凹模之间存在间隙，使落下的料和冲出的孔都带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。 2、在尺量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。 3、冲裁时，凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越磨愈大，结果使间隙越来越大。 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： 1、落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙去在凹模上：设计冲孔模时，以凸模尺寸为基准，间隙去在凹模上。 2、考虑到冲裁中凸、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。这样在凸凹麽磨损到一定程度的情况下，人能冲出合格的制件。凸凹模间隙则取最小合理间隙值。 3、确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。如果对刃口精度要求过高（即制造公差过小），会使模具制造困能，增加成本，延长生产周期；如果对刃口要求过低（即制造公差过大）则生产出来的制件有可能不和格，会使模具的寿命降低。若工件没有标注公差，则对于非圆形工件安国家“配合尺寸的公差数值”IT14级处理，冲模则可按IT11级制造；对于圆形工件可按IT17IT9级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“如体”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。8.2刃口尺寸的计算冲裁模凹、凸模刃口尺寸有两种计算和标注的方法，即分开加工和配做加工两种方法。前者用于冲件厚度较大和尺寸精度要求不高的场合，后者用于形状复杂或波板工件的模具。对于该工件厚度只有0.8（mm）属于薄板零件，并且四个孔有位置公差要求，为了保证冲裁凸、凹模间有一定的间隙值，必须采用配合加工。此方法是先做好其中一件（凸模或凹模）作为基准件，然后以此基准件的实际尺寸来配合加工另一件，使它们之间保留一定的间隙值，因此，只在基准件上标注尺寸制造公差，另一件只标注公称尺寸并注明配做所留的间隙值。这p与d就不再受间隙限制。根据经验，普通模具的制造公差一般可取=/4（精密模具的制造公差可选46m）。这种方法不仅容易保证凸、凹模间隙枝很小。而且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易。在计算复杂形状的凸凹模工作部分的尺寸时，可以发现凸模和凹模磨损后，在一个凸模或凹模上会同时存在三种不同磨损性质的尺寸，这时需要区别对待。第一类：凸模或凹模磨损会增大的尺寸；第二类：凸模或凹模磨损或会减小的尺寸；第三类：凸模或凹模磨损后基本不变的尺寸；8.3计算凸、凹模刃口的尺寸 凸模与凹模配合加工的方法计算落料凸凹模的刃口尺寸。1、凹模磨损后变大的尺寸，按一般落料凹模公式计算，即Aa=（Amax-x） 公式（91）2、凹模磨损后变小的尺寸，按一般冲孔凸模公式计算，因它在凹模上相当于冲孔凸模尺寸，即Ba=(Bmax+x) 公式（92）3、凹模磨损后无变化的尺寸，其基本计算公式为Ca=(Cmax+0.5)0.5A为了方便使用，随工件尺寸的标注方法不同，将其分为三种情况：工件尺寸为C时Ca=(C+0.5) 0.5A 公式（94）工件尺寸为C时Ca=(C-0.5) 0.5A 公式（95）工件尺寸为C时Ca=CA 公式（96）式中 Aa、Ba、Ca相应的凹模刃口尺寸；Amax工件的最大极限尺寸；Bmin工件的最小极限尺寸；C工件的基本尺寸；工件公差；工件偏差；x系数，为了避免冲裁件尺寸偏向极限尺寸（落料时偏向最小尺寸，冲孔时偏向最大尺寸），x值在0.51之间，与工件精度有关可查表91或按下面关系选取。工件精度IT10以上 x=1工件精度IT11IT13 x=0.75工件精度IT14 x=0.5A、0.5A、A凹模制造偏差，通常取A=/4。表91 系数x料厚t(mm)非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差/mm1122440.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.30（一） 落料刃口尺寸计算如图81所示的固定夹的落料零件图，计算凸、凹模的刃口尺寸。考虑到零件形状比较复杂，采用配作法加工凸、凹模。凹模磨损后其尺寸变化有三种情况, 落料时应以凹模的实际尺寸按间隙要求来配作凸模，冲孔时应以凸模的实际尺寸按间隙要求来配制凹模。落料凹模的尺寸从图91上可知，A、B、C、D均属磨损后变D大的尺寸，属于第一类尺寸，计算公式为：Ba=(Bmax-x) (A=/4)查表81得：2Cmin=0.126(mm)，2Cmax=0.18(mm)；查表 91 得：x1=x2=x3=x4=0.75落料凹模的基本尺寸计算如下：根据公式91 A凹=(Bmax-x)=（17-0.750.43）0-0.43/4 =16.680-0.11(mm) B凹=(Bmax-x)=（12-0.750.43）0-0.43/4 =11.680-0.11(mm)凸模安凹模尺寸配制，保证双面间隙（0.1260.180）(mm).冲孔凸模的尺寸从图91上可知，四个冲孔凸模的尺寸在磨损过程中将变小，属于第二类尺寸，计算公式为：Ba=(Bmax+x) （A=/4)查表81得：2Cmin=0.126mm，2Cmax=0.18mm；查表 91磨损系数X=3.95 0.5冲孔凸模的刃口尺寸计算如下：根据公式82 E凸=(Bmax+x) =（3 +0.50.3）0-0.3/4=3.15-0.075凹模按凸模尺寸配制，保证双面间隙（0.1320.180）(mm)8.4冲裁刃口高度表92 刃口高度料厚0.50.5112244刃口高度h668810101214 查表91，刃口高度为h810(mm),取h=9(mm)9 主要零部件的设计设计主要零部件时，首先要考虑主要零部件用什么方法加工制造及总体装配方法。结合模具的特点，本模具适宜采用线切割加工凸模固定板、卸料板、凹模及外形凸模、内孔凸模。这种加工方法可以保证这些零件各个内孔的同轴度，使装配工作简化。下面就分别介绍各个零部件的设计方法。9.1 工作零件的结构设计9.1.1凹模的设计凹模采用整体凹模，各种冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。 模具厚度的确定公式为： H=Kb式中：K系数值，考虑板料厚度的影响；b 冲裁件的最大外形尺寸；安上式计算后，选取的H值不应小于（1520）mm;表101 系数值Ks/mm材料厚度t/mm1336501001002002000.300.400.200.300.150.200.100.150.350.500.220.350.180.220.120.180.450.600.300.450.220.300.150.22查表101得：K=0.35 H=0.3532 =10.8mm取H=18mm模具壁厚的确定公式为： C=(1.52)H =1.518218 =2736mm凹模壁厚取C=30mm凹模宽度的确定公式为： B=b+2C =32+230 =92mm查表101取标准取B=100mm凹模长度的确定公式为： L=20+230 =80mm凹模的长度要考虑导料销发挥的作用，保证送料粗定位精度。查表102取标准L=80mm。 （送料方向）凹模轮廓尺寸为100mm80mm18mm。凹模材料选用Cr12，热处理6064HRC。 表102 矩形和圆形凹模的外形尺寸 矩形凹模的宽度和长度BL矩形和圆形凹模厚度H6350 636310、12、14、16、18、208063、8080、10063、10080、100100、1258012、14、16、18、120、22125100、125125、14080、1408014、16、18、20、22、25140125、140140、160100、160125、160140、200100、20012516、18、20、22、25、28160160、200140、200160、250125、25014016、20、22、25、28、32200200、250160、250200、280160 18、22、25、28、32、35250 250、280200、280250、31520020、25、28、32、35、4031525020、28、32、35、40、459.0.8凸凹模的设计 凸凹模的内、外缘均为刃口，内、外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸，为保证凸凹模的强度，凸凹模应有一定的壁厚。9.1.3外形凸模的设计因为该制件形状不是复杂，但有弯曲部分，所以将落料模设计成直通式凸模，直通式凸模工作部分和固定部分的形状做成一样，直通式凸模采用线切割机床加工。可以直接用2个M8的螺钉固定在垫板上，凸模与凸模固定板的配合按H7/m6。外形凸模的高度是凸模固定板的厚度、卸料板的厚度、导料板的厚度的总和，外形凸模下部设置1个导正销，借用工件上的孔作为导正孔。外形凸模长度为：L=H1 +H3+（1520）mm H1凸模固定板厚度；得H1=0.8H凹=0.818=9.6mm(标准为20mm)H3卸料板厚度；查表105得H3=6mm(1520)附加长度，包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度及凸模固定板与卸料板间的安全距离。（附加长度取15）L=20+6+15 =41mm 导正销的直线部分应为(0.50.8）t ，导正销伸入定位孔是，板料应处于自由状态。在手工送料时，板料以由挡料销定位，导正销将工件导正的过程的将板料向后拉回约0.2mm。必须在卸料板压紧板料之前完成导正。所以导正销直线部分的长度为：L导=0.80.8=9.6mm在外形凸模的底部钻安装导正销，采用H7/r6的配合，为防止其脱落，在凸模上打横向孔，用销钉固定导正销。9.1.4内孔凸模设计因为内孔凸模是圆凸摸，仍然选用直通式凸模，采用线切割加工。与凸模固定板采用H7/r6配合。凸模长度与外形凸模长度相等为45mm。凸模材料应选T10A，热处理5660HRC，凸模与卸料板之间的间隙见表103查得凸模与卸料板的间隙选为0.035mm。表103 凸模与卸料板、导柱与导套的间隙序号模具冲裁间隙Z卸料板与凸模间隙Z1辅助小导柱与小导套间隙Z210.0150.0250.0050.007约为0.00320.0250.050.0070.015约为0.00630.050.100.0150.025约为0.0140.100.150.0250.035约为0.029.2卸料部分的设计本模具的卸料板不仅有卸料作用，还具有用外形凸模导向，对内孔凸模起保护作用，卸料板的边界尺寸与凹模的边界尺寸相同，卸料板的厚度按表105选择，卸料板厚度为6mm。卸料板与2个凸模的间隙以在凸模设计中确定了为0.035。卸料板采用45钢制造，热处理淬火硬度4045HRC。表105 固定卸料板厚度冲件厚度t卸料板宽度2000.866810120.81.5681012141.538101214169.3定位零件的设计定位零件采用活动当料销定位。采用活动当料销制造简单、使用方便。活动挡料销固定在卸料板上，挡料销的位置应保证导正销在导正条料过程中条料活动的可能，活动挡料销的位置可以由公式确定。 e=c-D/2+d/2+0.1 公式(101)式中：c送料步距；D在送料方向上工件的尺寸；d挡料销头部直径；0 .1导正销往前推的活动余量；根据公式101 e=33.2-32/2+10/2+0.1 =12.1mm即活动挡料销的位置在距导正销12.1mm处。采用45钢制造，热处理硬度4348HRC。9.4模架及其它零件的设计9.4.1上下模座 模座分带导柱和不带导柱两种，根据生产规模和生产要求确定是否带导柱的模座。本模具采用对角导柱、导套来保证模具上、下模的精确导向。滑动导柱、导套都是圆柱形的，其加工方便，可采用车床加工，装配容易。导柱的长度应保证上模座最底位置时（闭合状态），导柱上端面与上模座顶面的距离15mm。而下模座底面与导柱底面的距离为5mm。导柱的下部与下模座导柱孔采用R7/h5的过盈配合,导套的外径与上模座导套孔采用R7/h5的过盈配合。导套的长度，需要保证冲压时导柱一定要进入导套10mm以上。导柱与导套之间采用H7/h6的间隙配合，导柱与导套均采用20钢，热处理硬度渗碳淬硬5660HRC。导柱的直径、长度，按标准选取。导柱：d/mmL/mm分别为28160，32160；导套：d/mmL/mmDmm分别为2810542, 3210545模座的的尺寸L/mmB/mm为100mm80mm。模座的厚度应为凹模厚度的1.52倍上模座的厚度为30，上垫板厚度取10，固定板厚度取20，下模座的厚度为40mm。9.4.2模柄模柄的作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上。常用的模柄形式有：（1）整体式模柄，模柄与上模座做成整体，用于小型模具。（2）带台阶的压入式模柄，它与模座安装孔用H7/n6配合，可以保证较高的同轴度和垂直度，适用于各种中小型模具。（3）带螺纹的旋入式模柄，与上模连接后，为防止松动，拧入防转螺钉紧固，垂直度较差，主要用于小型模具。（4）有凸缘的模柄，用螺钉、销钉与上模座紧固在一起，使用与较大的模具。（5）浮动式模柄，它由模柄，球面垫块和连接板组成，这种结构可以通过球面垫块消除冲床导轨位差对对冲模导向精度的影响，适用于滚珠导柱、导套导向的精密冲裁。本模具采用带台阶的压入式模柄。在设计模柄时模柄长度不得大于冲床滑块内模柄孔的深度，模柄直径应与模柄孔径一致。9.4.3模具的闭合高度该模具的闭合高度为 H闭=H上模+H垫+L+H+H下模-h2 =(20+10+35+20+25-2)mm =158（mm）式中： L凸模长度，L=35 H凹模厚度，H=20h2凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=2可见该模具闭合高度小于所选压力机J2325的最大装模高度（220）可以使用。10 模具总装图 通过以上的设计，可得到模具总装图。模具的上模部分由上模座、上模垫板、凸模、凸模固定板、及卸料板等组成。卸料方式是采用的弹性卸料板卸料。上模座、上模垫板、凸模固定板、及卸料板用4个M8螺钉和4个6圆柱销固定。螺钉选取：M860mm的标准件。采用45钢，热处理淬火硬度2428HRC。圆柱销选取：670mm的标准件。采用45钢，热处理淬火硬度4045HRC。下模部分由下模座、凸凹模、卸料板等组成。下模座、凹模、卸料板用4个M8的螺钉和4个6的圆柱销固定。螺钉选取：M870mm的标准件。采用45钢，热处理淬火硬度2428HRC。圆柱销选取：670mm的标准件。采用45钢，热处理淬火硬度4045HRC。冲孔废料由漏料孔漏出。11 压力机的选择通过校核，该冲裁件所需的冲裁力为108.03KN，选择开式双柱可倾压力机J2325能够满足使用要求。其主要技术参数如下：公称压力：250KN滑块行程：65mm 最大闭合高度：270mm最大装模高度；220mm作台尺寸（前后左右）：370mm560mm垫板尺寸（厚度孔径）：50mm200mm模柄孔尺寸：40mm60mm最大倾角高度：30总 结在这次的毕业设计中，我综合了两年多来所学的所有专业知识，使我受益匪浅。不仅使自己的专业技能有所发挥并且掌握的更为熟练，也加强了在大学阶段所学专业理论知识的巩固。在做毕业设计的过程中，在设计和绘图都遇到方面遇到了一些问题，经过老师和同学的指导帮准，再加上自身不懈的努力，问题得到了及时解决。这次的毕业设计使我对冷冲压模具设计有了一定的认识，在模具设计过程中，不仅把大学期间所学到知识加深了，还学会了查有关书籍和资料，能够把各科灵活的运用到设计中去。这次的毕业设计不仅是对自己大学期间的考核，也是在工作之前对自身的一次全面、综合型的测试。这为今后的工作做好了铺垫和奠定了一定的基础。通过本次冲压模具的设计，让我又对这门课程有了重新的了解。让我学到了不同与课堂的新东西，增加了自己的动手能力。在设计的过程中不断的去学习新的方法和工艺，受益匪浅，对以后的学习和工作有了一个比较深的了解，也许现在我的设计还是有不少欠缺，但是人在不断的进步中就能慢慢的成功，我相信在不久的将来我能胜任这项事业。这次的设计也让我巩固了软件知识，制图知识，以及其他设计的知识收获颇丰，也感谢这期间老师对我的指导已经同学的帮助，才使得我能完成这次设计。毕业设计收获很多，比如学会了查找相关资料相关标准，分析数据，提高了自己的绘图能力，懂得了许多经验公式的获得是前人不懈努力的结果。但是毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力，对材料的不了解，等等。这次实践是对自己大学三年所学的一次大检阅，使我明白自己知识还很浅薄，虽然马上要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，努力使自己成为一个对社会有所贡献的人。也许，我的学生生涯从此就会结束，但是学习的道路却还将持续下去，毕竟“学无止境”。通过这次设计，我懂得了“凡事必亲躬”,唯有自己亲自去做的事，才懂得其过程的艰辛。未来的人生路途中难免会遇到各
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