齿轮垫片模具设计及计算说明书

毕业论文（设计）第 1 页齿轮垫片模具设计及计算说明书摘要：本文通过对齿轮的工艺分析，可以知道本工序为落料、冲孔就可以得到工件。分析完工艺及其加工过程之后，接着对模具类型及其尺寸进行计算，根据工件尺寸来确定模具的尺寸。根据工件尺寸来确定排样方式和搭边值， 由落料力和推件力来选择冲压设备。完成凸、凹模的材料选择和强度校核之后，对模具的一些结构件如导柱、导套、卸料板 、打杆的设计 就完成了模具方面的基本设计。关键词：冲孔落料模具毕业论文（设计）第 0 页引言1.1 模具的发展激烈的市场竞争中，产品投入市场的迟早往往是成败的关键，模具是高质量、高效率的产品生产工具，模具开发周期占整个产品开发周期的主要部分，因此客户对模具开发周期要求越来越短，不少客户把模具的交货期放在第一位置，然后才是质量和价格。因此，如果在保证质量、控制成本的前提下加工模具是值得认真考虑的问题。模具加工工艺是一项先进的制造工艺，已经成为重要的发展方向，在航空航天、汽车制造、机械加工等各个行业得到越来越广泛的应用。模具加工技术，可以提高制造业的综合竞争力。研究和建立模具工艺数据库，为生产企业提供迫切的需要的高速切削加工数据，对推广高速切削加工技术具有非常重要的意义。本文主要目标就是构建立一个冲压、拉深模具工艺过程，将模具制造企业在实际生产中结合刀具、工件、机床与企业自身的实际情况积累得到高速切削加工实例、工艺参数和经验等数据有选择地存储到高速切削数据库中，不但可以节省大量的人力、物力、财力，而且可以以指导高速加工生产实践，达到提高加工效率，降低刀具费用，获得更高的经济效益。1.2 本次毕业设计的主要内容和目的图1本次毕业设计为齿轮螺栓垫片设计落料-冲孔模具。零件图如图 1。工件材料为A3、t=1mm 的碳素钢，尺寸精度落料按 IT11 级，冲孔按 IT10 级计算。本次设计的内容主要包括有：1.2.1 对冲压件进行冲压工艺设计：包括分析零件图(冲压件图)，确定冲压件的总体工艺过程，工艺计算，确定并设计各工序的工艺方案，选择压力机；毕业论文（设计）第 1 页1.2.2 设计冲模的详细结构：其中包括模具类型和结构形式的确定，工件定位方式的选择，模具零件的选用、设计、计算，最后还要按照要求绘制冲模总装配图及全套零件图（其中的标准件除外） 。本文通过完成从冲裁工艺分析到确定具体的冲裁工艺方案，从完成模具总体结构设计到完成工艺参数的计算和模具各个零件尺寸的确定；最终竖立起冲压模具设计的大体过程和基本思想，同时也为其他成型工艺的模具设计奠定了基础并提供了有益的尝试。毕业论文（设计）第 2 页2 工艺分析此工件即有冲孔，又有落料两个供需。材料为A3.T=1mm的钢材。具有良好的冲压性能。适合冲裁，工件结构中等复杂。有两个11mm的圆孔，工件的四周有四个突出的尖角。长为5，圆角半径为1.5和1的圆弧相连接。但是此工件满足冲裁加工要求，即孔与孔.孔与工件边缘之间的最小壁厚大于8mm.工件的尺寸落料按IT一般等级，冲孔按IT10级计算。尺寸精度一般。普通冲裁完全能满足要求。毕业论文（设计）第 3 页3 冲裁工艺方案的确定3.1方案种类该方案包括落料和冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一： 先冲孔，后落料。采用单工序模生产。方案二： 采用落料-冲孔同时进行的复合模生产。方案三： 冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。3.2 方案比较方案一，模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两幅模具，成本相对较高，生产效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度.质量大打折扣，达不到所需要的要求，难以满足生产需求。故而不选此方案。方案二，只要一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足，模具轮廓尺寸.制造相对前面一种方案比较好。方案三,级进模是一种多工位，效率高的一种加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高。一般适用于大批量，小型冲压件。而本工件尺寸轮廓一般，采用此方案，势必会增大模具尺寸，使加工难度提高。所以相对方案二，还是方案二好些。所以排除此方案3.3 方案的确定纵上所述，本套模具采用复合模。毕业论文（设计）第 4 页4 模具结构形式的确定复合模有两种结构形式，正装式复合模，正装式采用装在下模座底下的弹顶器推动顶杆和顶块，弹模和倒装式性元件的高度受模具有关空间的限制，顶件力大小容易调节，可获得较大的顶件力。卡在凸凹模内的冲孔废料由顶件装置推出。每冲裁一次，冲孔废料被推下一次，凸凹模孔内部积存废料，涨力小，不易破裂。但冲孔废料落在下模工作面上不易清除。有可能影响操作和安全。从而影响生产效率。倒装式复合模的冲孔落料直接由冲孔凸模从凸凹模内孔推下，结构简单，操作方便。但凸凹模内的有积存废料，胀力较大，因此倒装式复合模因受凸凹模最小壁厚限制，不易冲制孔壁过小的工件。所以这种结构适合于冲裁较硬的或厚度大于0.3的板料。纵上所述，考虑到工件成形后，如何脱模方便，正装式复合模成形工件留在下模，需向上推出工件，取也不方便。倒装式复合模成形后工件留在上模，只需在上模装一个推出装置，借助模具的复合力就可以轻松的将工件卸下来。考虑到工件成形后，如何脱模方便，故采用倒装式复合模。毕业论文（设计）第 5 页5 工作原理首先由压力机带动模柄，模柄再带动上模座下行，上模座带着凹模和凸模下行，落料凹模、凸模与凸凹模完成落料冲孔的动作，一次完成。如图 2图2毕业论文（设计）第 6 页6 必要尺寸的计算6.1 排样的设计与计算6.1.1 排样方法的确定口轮廓的位置，并确定坐标系，标出各段压力中心的坐标点。 如图5图56.4.2 画出坐标轴 X. Y 如图 6图 66.4.3 分别计算出各段的压力中心,及各段压力中心的坐标值；并标注，如图6；说明：a 冲裁直线段时，其压力中心位于各段直线段的中心毕业论文（设计）第 7 页b 冲裁圆弧线段时其压力中心位置，如图 7 所示，按下式计算 RX14.3sin80或 图7lbR0式中 l 弧长R 半径 b 长图86.4.4 分别计算出凸模刃口轮廓的周长. 冲裁力；见表一：毕业论文（设计）第 8 页表一 压力中心数据表各线段代号各基本要素长度各基本要素压力中心的坐标值冲裁力 备注L/mm x y F/NAB 5 0 4550BC 4.54 2.5 41314CD 2.9 3.03 2369DE 11.59 7.9 10546。9EF 40 10 36400FG 11.59 7.9 10546。9GH 2.9 3.03 2369HI 4.5 2.5 41314IJ 5 0 4550JK 4.54 -2.5 41314KL 2.9 -3.03 2369LM 11.59 -7.16 10546。9MN 6.57 -13.5 59787NO 5 -17 4550OP 6.57 -13.5 59787PQ 32 -10 29120QR 6.57 -13.5 59787冲裁力计算公式 bXtLKF（ L 冲裁周边长度（mm)t 材料厚度（mm) b材料抗剪强度（MPa)Kx 系数RS 5 -17 4550ST 6.57 -13.5 59787TU 11.59 -7.16 10546。7UV 2.9 -3.03 2369VA 4.54 -2.5 41314WXW 34.54 0 31431。4YZY 34.54 0 31431。4毕业论文（设计）第 9 页表 16.4.5 根据理论力学原理，分力对某轴的力矩等于各分力对同轴力矩的代数和，则可得压力中心坐标（X0,Y0)因为工件时关于 X 轴的对称图形，所以 X0=0)(19.2 54.359.124.5 0030 24421mYZFGEDCBAYY 即： 综上所述，冲裁件的中心坐标为（0，-2.199）6.5 刃口尺寸的计算6.5.1 加工方法的确定：结合模具及工件的形状特点，此模具制造宜采用配作法，落料时，选凹模为设计基准件，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按要求配作；冲孔时，则只要计算凸模的人口尺寸和制造公差，凹模刃口尺寸由凸模实际尺寸按要求配作；只需要在配作时保证最小双面间隙值Zmin=0.090mm，凸模刃口尺寸由凸模配作尺寸和凹模尺寸结合完成。6.5.2 采用配作法，先判断模具各尺寸在模具磨损后的变化情况，分三种情况，分别统计如下：第一种尺寸增大：5 ，72 ，17 ，20 ，2.5 ，1.5 ，10 ，第二种尺寸减小：11第三种尺寸不变：406.5.3 确定冲裁件外形与内孔尺寸公差，且刃口尺寸计算如表二：采用配作法落料凹模刃口尺寸的计算尺寸分类尺寸转换计算公式 结果 备注第 71.840.16毕业论文（设计）第 10 页7250.1549170.2562.50.15100.259200.251一类尺寸1.5)(maxAd400.15410.159第二类尺寸 1104min)(xBd 0.52第三类尺寸 40 4cCd 0.12系数X的取值查3-15非圆形工件0.36取X=0.5圆形工件0.1取X=0.5表 26.5.4 画出落料凹模. 如图 9毕业论文（设计）第 11 页图96.5.5 凸凹模为模具设计中的配作件，所以应保证其与冲孔凸模和落料凹模的双边间隙 即可。查表得双面最小间隙Zmin=0.090mm 毕业论文（设计）第 12 页参考资料1冯垛生. 邓则名.主编 . 电力拖动自动控制系统. 广东高等教育出版社 .1998. 4-92陈柏时 .电力拖动自动控制系统. 机械工业出版社.1992. 53-543王兆安黄俊主编.电力电子技术. 机械工业出版社 .2000. 43-464大连理工大学工程教研室.编机械制图.第四版.1997.21-255纪名刚. 机械设计. 西北工业大学机械原理及机械零件教研室.200.234-366章宏甲黄益 王积伟 .液压与气压传动. 机械工业出版社.2001.25-287郑水林. 超细粉碎原理. 工艺设备及应用. 中国建材工业出版社.1993.51-548联合编写组 .机械设计手册. 化学工业出版社.1989.59-639叶原力 .机械传动装置手册.河南科技技术出版社.1985.78-7910矿山机械. 机械工业出版社. 1995.92-9311江耕华陈启松 .机械传动设计手册. 煤炭工业出版社.19