机械毕业设计51广东技术师范学院盖片设计

广东技术师范学院天河学院 2007 届机电一体化、模具设计与制造专业 毕业设计 题 目 盖 片 姓 名 罗天群 学 号 20044220935203 专 业 模 具 设 计 与 制 造 指导老师 汪老师 日 期 二 00 七年四月十五日 2 冲压 模 设计 与制造实例 工件名称：垫片 工件简图：如图 所示 生产 纲领 ： 30万件 /年 材料： 10钢 材料厚度： 2mm 图 垫片工件简图 1.冲压件工艺性分析： 此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为 10钢， 具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构简单，有个 直径 8mm 的孔；孔与孔，孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁 厚 8mm（ 8mm与 40mm外圆之间的壁厚）。工件 8mm为 级，40mm 为 2 级， 20mm 为 12 级。该零件属于无 特殊要要求的一般冲孔，落料，普通冲裁完全能满足要求。 ，冲压工艺方案的确定： 该工件包括落料，冲也两个基本工序，可有以下三种工 艺方案： 方案一：先落料，后冲孔， 采用复合模生产。 方案二：落料 冲孔复合冲压。采用复合模生产。 方案三：冲孔 落料级进冲压。采用级进模生产。 方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，生产率 较低，难以满足该零件的大批量要求。方案二只需一副模具， 冲压件的形位精度和尺寸精度容易保证，且生产率也高。尽管 模具结构比方案一复杂，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， 但由于零件的冲压精度稍差。欲何证冲压的形位精度，需要在 模具上设置导正销导正，故模具制造，安装较复合模复杂。通 过对上述三种方案的分析比较 ，该件的冲压采用方案二为佳。 3 3.主要设计计算： 排样方式的确定及其计算： 由 165页 2.5.2查得侧面 a=3mm,工件间 a1=2mm,步距 s=42mm，条料宽度 46mm，一个步距的材料利用率为（计算见表）。 （） 冲压力的计算： 该模具采用复合模，拟选择弹性卸料，下出件。冲压力的相关计算见表。 项目分类 项目 公式 结果 备注 排样 冲裁件面积 A=r 1384.74mm 条料宽度 B=2r 131.88mm 查表 2.5.2得，最小搭边值 a=3mm，a1=2mm，采用无侧压装置，条料与导料 板间间隙Cmin=0.5mm 步距 S=2x20 1 41mm 一个步距的材料利用率 73% 项目分类 项目 公式 结果 备注 排样 冲裁力 61719.84N L=131.88mm, Tb=300MPa 料力 x 3085.992N 查表 2.6.1 得Kx=0.05 推件力 FT 23762.138N n=h/t=8/1.2=7 冲压工艺总力Fz 88567.97N 弹性卸料 ,下出件 （） 压力中心的确定及相关计算 ： 计算压力中心时，先画出 凹模型口图，如图所示。在图中将 xOy坐标系建立在图示的对称中心线上，将冲裁轮廓线按几何图形分解成，两组基本线段，用解析法求得该模具的压力中心点的坐标（，）。有关计算如表。 基本要素长度 /mm 各基本要互压力中心的坐标值 4 压力中心数据表 （） 工件零件 刃口尺寸计算 ： 在确定工作零件刃口尺寸计算之前，首先要考虑工作零件的加工方 法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对较简单，适宜采用线切割机订分别加工落料凸模，凹 模，凸模固定板 以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。因此工作零件刃口计算就按分开加工方法来计算，具体见表。 尺寸及分类 尺寸转换 计算公式 结果 备注 落料 R20 RA= RT= 查表 2.3.3 得，冲裁双面间隙Zmax=0.360mm,Zmin=0.246mm；由公差表查得： X mm 为级，取0.75; mm 为级，取 0.5mm；凸凹模分别按和级制造，校核满足 冲孔 8 dT= dA= 孔心距 20 LA= （） 卸料橡胶的设计 卸料橡胶的设计计算见表。选用的块橡胶的厚度务必一致，不然会造成受力不均匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工作。 1=125.6 0 0 L2=50.24 10 0 L3=50.24 -10 0 合计=226.08 0 5 项目 公式 结果 备注 卸料板工作行程 h工 h工 =h1+t+h2 4.5mm h1为凸模凹进料板的高度 1mm, h2为凸模冲裁后进放凸模的深度 2mm 橡胶工作行程 H 工 = h工 +h修 9.5mm h修为凸模修磨量 ,取 5mm 橡胶自由高度 H自由 =4 H工 38mm 取 H 工为 H自由 25% 橡胶的预压缩量 H 预 =15% H自由 5.7mm 一般 H 预 =(10%15%)H自由 每个橡胶的载荷 F1=F卸 /4 23556N 选用 4个圆筒形橡胶 橡胶的外径 245mm d为圆筒形橡胶的内径 ,取d=13mm ;p=0.5Mpa 校核橡胶自由高度 满足要求 橡胶的安装高度 H安 = H自由 - H预 32.3mm 模具总体设计 （） 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。 （） 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板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销 初定距，导料销精定距 。 而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量 ,可以靠操作工目测来定 . （） 卸料 ，出件方式的选择 因为工件厚度为 2mm，相对较薄，卸料力也比较小，帮可采用弹性卸料。 （） 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，该复合模采用中间导柱的导向方式。 主要零部件设计 （）工作零件的结构设计 ）落料凸模 结合工件外形并考虑加工，将落 料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，个螺钉固定在垫板上，与凸模因定板的配合按 m5。其总长可按公式 2.9.2计算： L=h1+h2+t+h=(20+10+1.5+15)mm=46.5mm ）冲孔凸模 因为所冲的孔均为 圆 形，而且都不属于需要特别保护的小凸模 ,所以冲孔凸模 采用台阶式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。其中冲个 8的圆形凸模 可选用标准件 B型式 (尺寸为 5.14X60).冲 8孔的凸模如图 b所示 . 6 图 C ）凹模 凹模采用整体凹模，各种冲裁的凹模孔均采用线割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸可按公式 2.9.3、 2.9.4计算： 凹模厚度： =kb=0.4x36=14.4mm， 凹模壁厚： c=(1.52)H=21.628.8mm， 取凹模厚度： H=20mm, 凹模壁厚 c=25mm， 凹模宽度： B=b+2c=36+2x25=86mm， 凹模长度 L取 80mm(送料方向 )， 凹模轮廓尺寸为： 86mmX80mmX20mm，结构如图： （）定位零件的设计 落料凸模下部设置两个导料销 ,分别借用工件上 8mm孔作导正孔 。 8mm 导正孔的导正销的结构如图 3 所示 .导正应在卸料板压紧板料之前完成导正 ,考虑料厚和装配后卸料板下平面超出凸模端面 1mm,所以导正销直线部分的长度为 1.8mm.导 正销采用 H7/r6安装在落料凸模端面 ,导正销导正部分与导正孔采用 H7/h6配合 . 起粗定距的活动挡料销 ,弹簧和螺塞选用标准件 ,规格为 8X16. （）导料板的设计 导料板的内测与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间的间隙取 mm，这样就可确定了导料板的宽度，导料板的厚度按表 2.9.7选择。导料板采用钢制作，热处理硬度为，用螺钉和销钉固定在凹模上。导料板的进料端安装有承料板。 （）卸料部件的设计 ）卸料板的设计 7 卸料板的周界尺寸与凹模周界尺寸相同，厚度为 10mm。 卸料板彩用 钢制造， 火硬度为。 ）卸料螺钉的选用 卸料板上设置个卸料螺钉，公称直径为 12mm，螺纹部分为 M10 10。卸料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面 1mm，有误差时通过在螺钉卸料板之间安装垫片来调整。 （）模架及其他零部件设计 该模具采用中间导柱模架，这种模架的导柱在模具中间位置，冲压时可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模 周界尺寸为依据，选择模架规格。 导柱 d/mm X L/mm 分别为 28X160, 32X160； d/mm X L/mm X D/mm 分别为 28X115X42, 32X115X45。 上模座厚度 上模 取 30mm，上模垫板厚度 垫 取 10mm，固定板厚度取 14mm,下模座厚度 下模 取35mm，那么，该模具的闭合高度： 闭上模垫下模 h （ 30 10 46.5 14 35 2） 133.5mm 式中： 凸模长度， 46.5mm； 凹模厚度， 20mm； h 凸模冲裁后进入凹模的深度， h mm。 可见该模具闭合高度小于所选压力机的 J23-16F的最大总装模高度（ mm），可以使 用。 。模具总装图 通过以上设计，可得到如图 7所示的模具总装图。模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模（个）、凸模 固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件。下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。 。冲压设备的选定 通过校核：选择开式双术可倾压力机 J23-16F能满足使用要求。其主要技术参数如下： 公称压力： 160KN 滑块行程： 70mm 最大闭合高度： 205mm 最大装模高度： 220mm 连杆调节长度： 45mm 工作台尺寸（前后孔径）： 300mm X 450mm 垫板尺寸（厚度孔径）： 40mm X 210mm 模柄孔尺寸： 40mm X 60mm 最大倾斜角度： 35 。模具零件加工工艺： 本副冲裁模 ，模具零件加式的关键在工作零件、固定板以及卸料板，若采用线切割加工技术，这些 8 零件的加工就变得相对简单。 工序号 工序名称 工序内容 工序简图（示意图） 备料 将毛坯锻成正方体 45X45X20 热处理 退火 刨 刨面，互为直角，留 单边余量 0.5 热处理 调质 磨平面 磨 6面，互为直角 钳工划线 划 出各孔位置线 加工螺钉孔、安装孔及 穿丝孔 按位置加工螺钉孔、销 钉孔及穿丝孔等 热处理 按热处理工艺，淬火回火达到 磨平面 精磨上、下平面 线切割 按图线切割，轮廓达到 尺寸要求 钳工精修 全面达到设计要求 检验 凹模 、固定板以及卸料板都属于板类零件，其加工工艺比较规范。所示凹模的加工过程与落料凹模的加工过程完全类似，在此不再重复。 9 。模具的装配 根椐复合模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装下模，再装上模，并调整间隙、试冲、 返修。 序号 工序 工艺说明 凸、凹模预配 装配前仔细检查各凸模开关及尺寸以及凹模形孔，是否符合图纸要求尺寸精度、形状。 将各凸模分别与相应的凹模孔相配，检查其间隙是否加工均匀。不合适者应重新修磨或更换 凸模装配 以凹模孔定位，将各凸模分别压入凸模固定板的形孔中，并挤 紧牢固 装配下模 在下模座上划中心线，按中心预装凹模、导料板； 在下模座、导料板上，用已加工好的凹模分别确定其螺孔位置，并分别钻孔，攻丝； 将下模座、导料板、凹模、活动档料销、弹簧装在一起，并用螺钉紧固，打入销钉