毕业设计说明说

南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 1 页 目录 1 绪 论 3 1 1 模具行业的发展现状及市场前景 3 1 2 冲压工艺介绍 3 1 3 冲压工艺的种类 4 1 4 冲压行业阻力和障碍与突破 4 2 工件的工艺分析 7 2 1 工件材料 7 2 2 工件结构形状 7 2 3 工件尺寸精度 7 2 4 工件展开长度计算 8 3 工艺方案的确定 11 4 模具结构形式的确定 13 5 模具总体设计 14 5 1 模具类型的选择 14 5 2 操作方式 14 5 3 卸料 出件方式 14 5 4 确定导向方式 14 6 模具设计计算 15 6 1 弯曲力的计算 15 6 2 顶件力的计算 15 6 3 压力中心的确定 16 6 4 模具工作部分零件尺寸计算 16 7 主要零部件设计 20 7 1 工作零部件的结构设计 20 8 校核模具闭合高度及压力机有关参数 25 8 1 校核模具闭合高度 25 8 2 冲压设备的选定 25 9 设计并绘制模具总装图及选取标准件 27 10 模具的安装调试 28 10 1 模具的安装调试 28 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 2 页 结论 29 参考文献 30 致谢 31 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 3 页 1 1 绪论绪论 1 11 1 模具行业的发展现状及市场前景模具行业的发展现状及市场前景 现代模具工业有 不衰亡工业 之称 世界模具市场总体上供不应求 市场需求量 维持在600亿至650亿美元 同时 我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇 近几年 我国模具产业总产值保持13 的年增长率 据不完全统计 2004年国内模具进口总值达 到600多亿 同时 有近200个亿的出口 到2005年模具产值预计为600亿元 模具及 模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到2005年的2亿美元左右 单就汽车 产业而言 一个型号的汽车所需模具达几千副 价值上亿元 而当汽车更换车型时约有 80 的模具需要更换 2003年我国汽车产销量均突破400万辆 预计2004年产销量各突破 500万辆 轿车产量将达到260万辆 另外 电子和通讯产品对模具的需求也非常大 在 发达国家往往占到模具市场总量的20 之多 目前 中国17000多个模具生产厂点 从业 人数约50多万 1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币 工业总产值中企业自 产自用的约占三分之二 作为商品销售的约占三分之一 在模具工业的总产值中 冲压 模具约占50 塑料模具约占33 压铸模具约占6 其它各类模具约占11 1 2 冲压工艺介绍冲压工艺介绍 冲压是靠压力机和模具对板材 带材 管材和型材等施加外力 使之产生塑性变形 或分离 从而获得所需形状和尺寸的工件 冲压件 的成形加工方法 冲压和锻造同属塑 性加工 或称压力加工 合称锻压 冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带 全世界的钢材中 有 60 70 是板材 其中大部分是经过冲压制成成品 汽车的车 身 底盘 油箱 散热器片 锅炉的汽包 容器的壳体 电机 电器的铁芯硅钢片等都 是冲压加工的 仪器仪表 家用电器 自行车 办公机械 生活器皿等产品中 也有大 量冲压件 冲压件与铸件 锻件相比 具有薄 匀 轻 强的特点 冲压可制出其他方法难于 制造的带有加强筋 肋 起伏或翻边的工件 以提高其刚性 由于采用精密模具 工件 精度可达微米级 且重复精度高 规格一致 可以冲压出孔 凸台等 冷冲压件一般不再经切削加工 或仅需要少量的切削加工 热冲压件精度和表面状 态低于冷冲压件 但仍优于铸件 锻件 切削加工量少 冲压是高效的生产方法 采用复合模 尤其是多工位级进模 可在一台压力机上完 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 4 页 成多道冲压工序 实现由带料开卷 矫平 冲裁到成形 精整的全自动生产 生产效率 高 劳动条件好 生产成本低 一般每分钟可生产数百件 1 3 冲压工艺的种类冲压工艺的种类 冲压主要是按工艺分类 可分为分离工序和成形工序两大类 分离工序也称冲裁 其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离 同时保证分离断面的质量要求 成形工 序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形 制成所需形状和尺寸的工件 在实 际生产中 常常是多种工序综合应用于一个工件 冲裁 弯曲 剪切 拉深 胀形 旋 压 矫正是几种主要的冲压工艺 冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大 要求冲压材料厚度精确 均匀 表面光洁 无斑 无疤 无擦伤 无表面裂纹等 屈服强度均匀 无明显方向性 均匀延伸率高 屈强比低 加工硬化性低 在实际生产中 常用与冲压过程近似的工艺性试验 如拉深性能试验 胀形性能试 验等检验材料的冲压性能 以保证成品质量和高的合格率 模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度 模具制造成本和寿命则是影响冲 压件成本和质量的重要因素 模具设计和制造需要较多的时间 这就延长了新冲压件的 生产准备时间 模座 模架 导向件的标准化和发展简易模具 供小批量生产 复合模 多工位级 进模 供大量生产 以及研制快速换模装置 可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时 间 能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间 能使适用于大批量生产的先 进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产 冲压设备除了厚板用水压机成形外 一般都采用机械压力机 以现代高速多工位机 械压力机为中心 配置开卷 矫平 成品收集 输送等机械以及模具库和快速换模装置 并利用计算机程序控制 可组成高生产率的自动冲压生产线 在每分钟生产数十 数百件冲压件的情况下 在短暂时间内完成送料 冲压 出件 排废料等工序 常常发生人身 设备和质量事故 因此 冲压中的安全生产是一个非常 重要的问题 1 4 冲压行业阻力和障碍与突破冲压行业阻力和障碍与突破 阻力一 机械化 自动化程度低 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 5 页 美国 680 条冲压线中有 70 为多工位压力机 日本国内 250 条生产线有 32 为多工 位压力机 而这种代表当今国际水平的大型多工位压力机在我国的应用却为数不多 中 小企业设备普遍较落后 耗能耗材高 环境污染严重 封头成形设备简陋 手工操作比 重大 精冲机价格昂贵 是普通压力机的 5 10 倍 多数企业无力投资阻碍了精冲技术 在我国的推广应用 液压成形 尤其是内高压成形 设备投资大 国内难以起步 突破点 加速技术改造 要改变当前大部分还是手工上下料的落后局面 结合具体情况 采取新工艺 提高 机械化 自动化程度 汽车车身覆盖件冲压应向单机连线自动化 机器人冲压生产线 特别是大型多工位压力机方向发展 争取加大投资力度 加速冲压生产线的技术改造 使尽早达到当今国际水平 而随着微电子技术和通讯技术的发展使板材成形装备自动化 柔性化有了技术基础 应加速发展数字化柔性成形技术 液压成形技术 高精度复合化 成形技术以及适应新一代轻量化车身结构的型材弯曲成形技术及相关设备 同时改造国 内旧设备 使其发挥新的生产能力 阻力二 生产集中度低 许多汽车集团大而全 形成封闭内部配套 导致各企业的冲压件种类多 生产集中 度低 规模小 易造成低水平的重复建设 难以满足专业化分工生产 市场竞争力弱 摩托车冲压行业面临激烈的市场竞争 处于 优而不胜 劣而不汰 的状态 封头制造 企业小而散 集中度仅 39 2 突破点 走专业化道路 迅速改变目前 大而全 散乱差 的格局 尽快从汽车集团中把冲压零部件分 离出来 按冲压件的大 中 小分门别类 成立几个大型的冲压零部件制造供应中心及 几十个小而专的零部件工厂 通过专业化道路 才能把冲压零部件做大做强 成为国际 上有竞争实力的冲压零部件供应商 阻力三 冲压板材自给率不足 品种规格不配套 目前 我国汽车薄板只能满足 60 左右 而高档轿车用钢板 如高强度板 合金化 镀锌板 超宽板 1650mm 以上 等都依赖进口 突破点 所用的材料应与行业协调发展 汽车用钢板的品种应更趋向合理 朝着高强 高耐蚀和各种规格的薄钢板方向发展 并改善冲压性能 铝 镁合金已成为汽车轻量化的理性材料 扩大应用已势在必行 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 6 页 阻力四 科技成果转化慢先进工艺推广慢 在我国 许多冲压新技术起步并不晚 有些还达到了国际先进水平 但常常很难形 成生产力 先进冲压工艺应用不多 有的仅处于试用阶段 吸收 转化 推广速度慢 技术开发费用投入少 导致企业对先进技术的掌握应用慢 开发创新能力不足 中小企 业在这方面的差距更甚 目前 国内企业大部分仍采用传统冲压技术 对下一代轻量化 汽车结构和用材所需的成形技术缺少研究与技术储备 突破点 走产 学 研联合之路 我国与欧 美 日等相比 存在的最大的差距就是还没有一个产 学研联合体 科 研难以做大 成果不能尽快转化为生产力 所以应围绕大型开发和产业化项目 以高校 和科研单位为技术支持 企业为应用基地 形成产品 设备 材料 技术的企业联合实 体 形成既能开发创新 又能迅速产业化的良性循环 阻力五 大 精模具依赖进口 当前 冲压模具的材料 设计 制作均满足不了国内汽车发展的需要 而且标准化 程度尚低 大约为 40 45 而国际上一般在 70 左右 突破点 提升信息化 标准化水平 必须用信息化技术改造模具企业 发展重点在于大力推广 CAD CAM CAE 一体化技术 特别是成形过程的计算机模拟分析和优化技术 CAE 加速我国模具标准化进程 提高 精度和互换率 力争 2005 年模具标准件使用覆盖率达到 60 2010 年达到 70 以上基 本满足市场需求 阻力六 专业人才缺乏 业内掌握先进设计分析技术和数字化技术的高素质人才远远不能满足冲压行业飞速 发展的需要 尤其是摩托车行业中具备冲压知识和技术和技能的专业人才更为缺乏且大 量外流 另外 众多合资公司由外方进行工程设计 掌握设计权 投资权 我方冲压技 术人员难以真正掌握冲压工艺的真谛 突破点 提高行业人员素质 这是一项迫在眉睫的任务 又是一项长期而系统的任务 振兴我国冲压行业需要大 批高水平的科技人才 大批熟悉国内外市场 具有现代管理知识和能力的企业家 大批 掌握先进技术 工艺的高级技能人才 要舍得花大力气 有计划 分层次地培养 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 7 页 2 2 冲裁件的工艺分析冲裁件的工艺分析 本次设计冲压工件如下图 图 2 1 工件图 2 12 1 工件材料工件材料 由图 1 1 分析知 35 号钢为优质碳素结构钢 具有良好的塑性性 焊接性以及压 力加工性 主要用于制作冲击件 紧固件 如垫片 垫圈等 适合冲裁加工 2 22 2 工件结构形状工件结构形状 本设计只考虑成形工艺 工件材料 35 号钢 有良好的塑性 工件结构形状相对简 单 一个非圆形的小的拉深 所以适合冲压加工 2 32 3 工件尺寸精度工件尺寸精度 根据零件图上所注尺寸 工件要求不高 尺寸精度要求较低 采用 IT14 级精度 普通冲裁完全可以满足要求 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 8 页 根据以上分析 该零件冲裁工艺性较好 综合评比适宜冲裁加工 2 42 4 工件展开长度计算工件展开长度计算 中性层的确定 由于中性层的长度在弯曲变形前后不变 其长度就是弯曲件坯料展开 尺寸的长度 而欲求中性层长度就必须找到其位置 用曲率半径表示 0 中性层位置与板料厚度 t 弯曲半径 r 变薄系数 等因素有关 在实际生 产中为了使用方便 通常采用下面的经验公式来确定中性层的位置 0 rxt 式中 中性层半径 r 弯曲件内弯半径 0 x 为中性层位移系数 其值件下表 表 2 r t0 10 20 30 40 50 60 70 811 2 x0 2 1 0 2 2 0 2 3 0 2 4 0 2 5 0 2 6 0 2 8 0 30 4 1 0 3 3 r t1 31 522 534567 8 x0 3 4 0 3 6 0 3 8 0 3 9 0 40 4 2 0 4 4 0 4 6 0 4 8 0 5 从弯曲件图可以看到 圆角半径都为 r 2mm 板料厚度 t 2mm 查表 2 得 x 0 41 则中性层半径为 mm xtr 82 2 241 0 2 0 2 毛坯展开尺寸的计算 由于本次设计工件为非圆形件 对于非圆形件 我们把它的展开分为 2 部分 分开计算 直线部分按弯曲计算处理 圆弧部分按拉深展开计算 本次设计中 圆弧部分半径 R 10mm 我们按筒形件拉深处理 交接采取均 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 9 页 匀过渡到原则 坯料展开计算方法如下 对于 5 个圆弧部分 我们将它按照高度为 5mm 圆角为半径为 2mm 底 部直径为 20mm 的圆筒形拉深处理 如图所示 图 2 2 圆筒形拉深展开 则圆弧部分展开后的半径差为 5 393mm 2 16 26 785 2 1 1 dD L 再对 5 段直壁部分尽享弯曲展开计算 均按照 90 度弯曲处理 如图所示 图 2 3 弯曲展开 圆弧部分展开长度 L2 为 mm427 5 1 4 2 823 142 1 4 2 2 L 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 10 页 由于拉深较短 使得圆弧展开和直角展开后轮廓非常接近 差值仅为 所以轮廓展开时可以忽略这个差值 可以按零件的外轮廓均匀的偏0 034mm 21 LL 移 1 427mm 展开尺寸如图所示 图 2 4 图 2 4 工件展开图 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 11 页 3 3 冲裁工艺方案的确定冲裁工艺方案的确定 方案一 先冲孔 再弯曲 后落料 单工序模生产 方案二 冲孔 弯曲 落料级进冲压 级进模生产 方案三 落料 拉深 冲孔复合模冲压 复合模生产 表表 2 12 1 各类模具结构及特点比较各类模具结构及特点比较 模具种类 比较项目 单工序模 无导向 有导 向 级进模复合模 零件公差等级低一般可达 IT13 IT10 级可达 IT10 IT8 级 零件特点 尺寸不 受限制 厚度不 受限制 中小型 尺寸厚 度较厚 小零件厚度 0 2 6mm 可加工复杂零件 如 宽度极小的异形件 形状与尺寸受模具结构 与强度限制 尺寸可以 较大 厚度可达 3mm 零件平面度低一般 中小型件不平直 高 质量制件需较平 由于压料冲件的同时得 到了较平 制件平直度 好且具有良好的剪切断 面 生产效率低较低 工序间自动送料 可 以自动排除制件 生 产效率高 冲件被顶到模具工作表 面上 必须手动或机械 排除 生产效率较低 安全性 不安全 需采取 安全措施 比较安全 不安全 需采取安全措 施 模具制造工作量 和成本 低 比无导向 的稍高 冲裁简单的零件时 比复合模低 冲裁较复杂零件时 比 级进模低 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 12 页 适用场合 料厚精度要求低 的小批量冲件的 生产 大批量小型冲压件的 生产 形状复杂 精度要求较 高 平直度要求高的中 小型制件的大批量生产 根据分析结合表分析 方案一模具结构简单 制造周期短 制造简单 但需要两副模具 成本高而生产效 率低 难以满足大批量生产的要求 方案二只需一副模具 生产效率高 操作方便 精度也能满足要求 模具制造工作 量和成本比较高 适合大批量生产 方案三只需一副模具 制件精度和生产效率都较高 且工件最小壁厚大于凸凹模许 用最小壁厚模具强度也能满足要求 冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高 板料的 定位精度比方案三低 模具轮廓尺寸较小 通过对上述三种方案的分析比较 该工件的冲压生产采用方案一为佳 由于本设计只讨论拉深 工艺和拉深模具的设计 所以使用一套单工序的拉深模具进行生产即可 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 13 页 4 4 模具结构形式的确定模具结构形式的确定 本设计使用单工序拉深模 工件拉深后有回弹 会卡在凹模内 所以需要有顶件机 构 我们设计 2 个的顶杆和一个推件块对卡在凹模内的工件进行顶出 本次设计采用 2 个挡件块和一个定位销对工件进行定位 具体分布形式见装配图 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 14 页 5 5 模具总体设计模具总体设计 5 15 1 模具类型的选择模具类型的选择 由冲压工艺分析可知 采用拉深模方式冲压 所以模具类型为单工序模 5 25 2 操作方式操作方式 零件的生产批量为大批量 年 但合理安排生产可用手动送料方式 既能满足生产要求 又可以 降低生产成本 提高经济效益 5 35 3 出件方式出件方式 因采用拉深模生产 故采用向上顶出工件件 工件采用顶杆进行顶出 5 45 4 确定导向方式确定导向方式 方案一 采用对角导柱模架 由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上 所以 上模座在导柱上滑动平稳 常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模 复合模 方案二 采用后侧导柱模架 由于前面和左 右不受限制 送料和操作比较方便 因为导柱安装在后侧 工作时 偏心距会造成导套导柱单边磨损 严重影响模具使用寿 命 且不能使用浮动模柄 方案三 四导柱模架 具有导向平稳 导向准确可靠 刚性好等优点 常用于冲压 件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件 以及大量生产用的自动冲压模架 方案四 中间导柱模架 导柱安装在模具的对称线上 导向平稳 准确 但只能一 个方向送料 根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式 为提高模具寿命和工件质量 该弯曲模采 用中间导柱模架的导向方式 即方案四最佳 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 15 页 6 6 模具设计计算模具设计计算 6 16 1 拉深力的计算拉深力的计算 拉深力的计算 按照拉深力的计算公式 bNF Lt0 8 0 5 拉 0 8 298 511 2 490 640 N 234032 62 305675 12N 234 03 305 7KN 式中 F 拉深力 L 零件外轮廓长度 t 板料厚度 材料抗拉强度 6 26 2 顶件力的计算顶件力的计算 在冲裁结束时 由于材料的弹性回复 包括径向回复和弹性翘曲回复 及摩擦的存 在 将使冲落的材料梗塞在凹模内 而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上 为使冲裁工作 继续进行 必须将紧箍在凸模上的料卸下 将梗塞在凹模内的材料推出 从凸模上卸下 箍着的料称卸料力 逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称为顶件力 一般按以下 公式计算 顶件力 FD KDF 公式 5 6 KX KD为卸料力系数 其值查表 7 可得 FD KDF 0 06 305 7kN 18 342kN 所以总冲压力 FZ F FX FD 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 16 页 305 7KN 18 342KN 324 042KN 压力机公称压力应大于或等于冲压力 根据冲压力计算结果拟选冲压力为 63 吨的 压力机为 J23 63 表表 5 45 4 卸料力 推件力和顶件力系数卸料力 推件力和顶件力系数 料厚 t mm KXKTKD 钢 0 1 0 1 0 5 0 5 2 5 2 5 6 5 6 5 0 06 0 075 0 045 0 055 0 04 0 05 0 03 0 04 0 02 0 03 0 1 0 063 0 050 0 045 0 025 0 14 0 08 0 06 0 05 0 03 铝 铝合金 纯铜 黄铜 0 025 0 08 0 02 0 06 0 03 0 07 0 03 0 09 6 36 3 压力中心的确定压力中心的确定 模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置 为了确保压力机和模具正常 工作 应使模具的压力中心与压力机滑块的中心相重合 否则 会使冲模和力机滑块产 生偏心载荷 使滑块和导轨之间产生过大的摩擦 模具导向零件加速磨损 降低模具和 压力机的使用寿命 冲模的压力中心 可以按下述原则来确定 1 对称形状的单个冲裁件 冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心 2 工件形状相同且分布位置对称时 冲模的压力中心与零件的对称中心相重合 3 形状复杂的零件 多孔冲模 级进模的压力中心可以用解析计算法求出冲模压力中 心 X0 L1x1 L2x2 Lnxn L1 L2 Ln 公式 5 7 Y0 L1y1 L2y2 Lnyn L1 L2 Ln 公式 5 8 由于该工件在 Y 方向上高度对称 X 方向上偏移较小 所以压力中心仍选为工件重心 即为 0 0 6 46 4 模具工作部分零件尺寸计算模具工作部分零件尺寸计算 6 4 16 4 1 凸模圆角半径凸模圆角半径 直壁部分按照弯曲件进行计算 当弯曲件的相对弯曲半径 r t 较小时 取凸模圆角 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 17 页 半径等于或略小于工件内侧的圆角半径 r 但不能小于材料所允许的最小弯曲半径 rmin 由前面所述 该工件的相对弯曲半径等于最小相对弯曲半径 那么 凸模的圆角 半径应等于工件内侧圆角半径 即 2mm t R 6 4 26 4 2 凹模圆角半径凹模圆角半径 凹模圆角半径的大小不会直接影响到弯曲件的圆角半径 但是过小的凹模圆角半径 会使弯矩的弯曲力臂减小 毛坯如凹模困难 会擦伤毛坯表面 另外 凹模两侧的圆角 半径必须相等 否则会引起板料偏移 在实际生产中通常根据材料厚度选取凹模圆角半 径 当 由于采取 2 3 6 a tmm Rt 2 4 2 3 a tmm Rt 4 2 a tmm Rt 单工序的弯曲模设计 且 t 2mm 因此 取 2t 4mm a R 6 4 36 4 3 凹模深度凹模深度 凹模深度要适当 若过小则弯曲件两端自由部分太长 工作回弹大 不平直 若深 度过大则凹模过高 浪费模具材料并需要较大的压力机工作行程 对于 U 型弯曲件 如果弯曲件直边较长 凹模深度可以小于工件高度 凹模深度 l0 值见下表 表 4 弯曲 U 型件的凹模深度 l0 mm 凹模的具体尺寸见凹模零件图 6 4 46 4 4 凸 凹模的间隙凸 凹模的间隙 V 形件弯曲时 凸 凹模的间隙是靠调整压力机的闭合高度来控制的 但在模具设 计中 必须考虑到要使模具闭合时 模具的工作部分与工件能紧密贴合 以保证弯曲质 量 U 形件弯曲时必须合理确定凸 凹模之间的间隙 间隙过大则回弹大 工件的形状 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 18 页 和尺寸误差增大 间隙过小会加大弯曲力 使工件厚度减薄 增加摩擦 擦伤工件并降 低模具的寿命 U 形件凸 凹模的单面间隙值一般可按下式计算 2 Z tCt 式中 Z 2 凸 凹模的单面间隙 t 板料厚度的基本尺寸 板料厚度的正偏差 C 根据弯曲件的高度和宽度而决定的间隙系数 其值按表 4 16 选取 表 5 间隙系数 C 值 单位 mm 当工件精度要求较高时 间隙值应适当减小 可以取 Z 2 t 查有关资料板料厚度的正偏差为 0 15mm 由公式可得 25 2 205 015 0 2 2 ktt Z 6 4 56 4 5 U U 形弯曲处的凸 凹模工作部分尺寸及公差形弯曲处的凸 凹模工作部分尺寸及公差 凸 凹模工作部分尺寸主要是指弯曲件的凸 凹模的横向尺寸 当工件标注外形尺 寸时 应以凹模为基准件 间隙取在凸模上 当工件标注内形尺寸时 应以凸模为基准 件 间隙取在凹模上 而凸 凹模的尺寸和公差应根据工件尺寸 公差 回弹情况以及 模具的磨损规律而定 1 弯曲件标注外形尺寸 凹模尺寸为 0 3 4 d d LL 凸模尺寸为 或凸模尺寸按凹模实际尺寸配制 保重单面间隙 0 p pd LLZ Z 2 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 19 页 2 弯曲件标注内形尺寸 凸模尺寸为 0 3 4 p p LL 凹模尺寸为 或凹模尺寸按凸模实际尺寸配制 保重单面间隙 0 d dp LLZ Z 2 式中 L U 形弯曲件基本尺寸 mm 凸 凹模工作部分尺寸 mm p L d L 弯曲件公差 mm 凸 凹模制造公差 选用 IT7 IT9 级精度 p d mm Z 2 凸 凹模单面间隙 由弯曲件图可以看出弯曲件标注外形尺寸 且弯曲件未标注尺寸公差 则按未按公 差 IT14 级来处理 查表得弯曲件公差 凹模制造公差 选用 IT9 级精度 0 52mm d 凸模制造公差 选用 IT8 级精度 0 052 d mm p 0 033 p mm 凹模尺寸为 0 3 4 d d LL 84 0 75 2 25 052 0 0 82 31mm 052 0 0 凸模尺寸为 0 3 4 p p LL 80 0 75 2 25 0 033 0 81 69mm 0 033 0 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 20 页 7 7 主要零部件设计主要零部件设计 7 17 1 工作零部件的结构设计工作零部件的结构设计 1 凸模 为了保证凸模能够正常工作 设计任何结构形式的凸模都必须满足如下三个原则 1 精确定位 凸模安装到固定板上以后 在工作过程中其轴线或母线不允许发 生任何方向的移位 否则将造成冲裁间隙不均匀 降低模具寿命 严重时造成啃模 2 防止拔出 回程时 卸料力对凸模产生翻边作用 凸模的结构应能防止凸模 从固定板中拔出 3 防止转动 1 凸模的结构形式 经综合考虑 选用固定台阶式凸模 其工作部分和固定部分为等断面形式 故非常 适合凸模刃口用线切割或成形磨削成形 1 2 固定方式 凸模在上模的正确固定应该是既要保证凸模工作可靠和良好的稳定性 还要使凸模 在更换或修理时拆装方便 这里采用台阶式固定 如图 4 4 图 7 1 台阶式固定 3 凸模长度 凸模长度 L 应根据模具的结构确定 据式 3 1 凸模长度的计算公式为 1 L凸 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 21 页 4 4 L凸 1 H 2 HH 式中 固定板厚度 mm 1 H 推件块厚度 mm 2 H 附加厚度 包括凸模的总修磨量 10 15mm 凸模进入凹模的深度H 19mm 及模具闭合状态下凸模固定板与卸料板的安全距离 15 20mm 等 则 L凸 1 H 2 HH 56mm 3 模具的其它零件 1 模具除简单冲模外 一般冲模多利用模架的结构 模架的和种类很多 要根据 模具的精度要求 模具的类别 模具的大小选择合适的模架 模架的选择可从 实用模具技术手册 P192 页选择标准架 根据查阅的内容及分 析 此复合模可选用后侧导柱模架导 导柱安装在后侧 有偏心裁荷时容易歪斜 滑动 不够平稳 可从左右前三个方向关料操作比较方便 常用于一般要求的小型工件的冲裁 和拉深模 所选模架的结构及尺寸 L 350mm B 250mm 上模座 350 250 40 下模座 350 250 40 导柱 32 163 导套 32 84 43 其余尺寸见上下模座零件图 可以 冲压手册 冲压模具常用标准件选择 2 模柄 模柄有多种形式 要根据模具的结构特点 选用模柄的形式模柄的直径根据所选压 力机的模柄孔径确定 模柄可根据 实用模具技术手册 P201 页选择 经查阅各种模 柄的特点 选用压入式模柄 这种模柄应用比较广泛压入模柄的结构和尺寸 可参表 11 10 制造 表中 B 型模柄中间有孔可按装打料杆 用压力机的打料模杆进行打料 模 柄的结构及尺寸关系如图所示 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 22 页 图 7 2 模柄 3 卸料板 卸料板的主要作用是将冲压的料从凸模或凸 凹模上推下来 此外在进模比较复杂 的模具中 卸料板还具有保护小凸模作用 常用的卸料板结构形式及适用范围见表 11 24 和第八章级进模表 8 10 实用模具技术手册 卸料板的尺寸可根据 实用模具技术 手册 表 11 25 查得 本模具选刚性卸料板 卸料板的结构如装配图所示 4 导向装置 导柱 导套 导向装置指得是模架上的导柱 导套 模具在开模 闭模过程中 导柱和导套起导 向的作用 使得凸凹模正确的闭合 故此 导柱 导套需要有严格的配合精度及尺寸要 求 导柱 导套的选择可以 冲压手册 中选取 取 H7 h6 配合 如图 a b 导柱和导套的结构形式 具体尺寸见装配图 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 23 页 图 7 3 导柱和导套 6 固定零件 固定板 垫板 1 垫板的作用是承受凸模和凹模的压力 防止过大的冲压 在上下模座上压出凹坑 影响模具的正常工作 垫板厚度根据压力机的大小选择 一般取 5 12mm 外形与固定 板相同 材料 45 钢 热处理后硬度为 45 48HRC 如图 a b 所示 垫板在模具中的受力情况 图 7 4 固定板和垫板 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 24 页 2 固定板 固定板的作用起固定凸 凹模 防止其在冲压过程中松动 造成模具 的损坏 固定板的形状要根据凸 凹模而定 而外形尺寸与垫板相似 固定板和具体形 状尺寸见零件图所示 7 连接零件 此类零件包括螺钉 销钉等 主要作用是联接其它零部伯 使之共同完成工件的制 造 螺钉和销钉可由 冲压手册 第十章 第七 八章查选 形状及尺寸见七 八节图 所示现选螺钉 M12 圆柱销 d 8 卸料螺钉选 M8 具体尺寸见表 10 29 冲压手册 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 25 页 8 8 校核模具闭合高度及压力机有关参数校核模具闭合高度及压力机有关参数 8 18 1 校核模具闭合高度校核模具闭合高度 模具闭合高度 H 应该满足 Hmin H1 10 H Hmax H1 5 公式 7 1 式中 Hmax 压力机最大闭合高度 Hmin 压力机最小闭合高度 H1 垫板厚度 根据拟选压力机 J23 63 查开式压力机参数表得 Hmax 250mm Hmin 160mm H1 60mm 将以上数据带入公式 7 1 得 110 H 200 经计算该模具闭合高度 H 170mm 在 110mm 200mm 内 且开式压力机 J23 16 最大装 模高度 250mm 大于模具闭合高度 170mm 可以使用 8 28 2 冲压设备的选定冲压设备的选定 通过较核 选择开式双柱可倾式压力机 J23 63 能满足使用要求 其主要技 术参数如下 压力机的主要技术参数 公称压力 630KN 达公称压力时滑块离下止点距离 5mm 滑块行程 70 mm 行程次数 115 次 分 最大封闭高度 250 mm 封闭高度调节量 60 mm 滑块中心到床身距离 160 mm 工作台尺寸 左右 450 mm 前后 300 mm 工作台孔尺寸 左右 220 mm 前后 110 mm 直径 160 mm 主柱间距离 220 mm 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 26 页 模柄孔尺寸 直径 深度 mm 40 60 工作台厚度 60 mm 倾斜角 30 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 27 页 9 9 设计并绘制模具总装图及选取标准件设计并绘制模具总装图及选取标准件 按已确定的模具形式及参数 从冷冲模标准中选取标准件 绘制模具装配图 见图 图 9 1 装配图 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 28 页 10 10 模具的安装调试模具的安装调试 10 110 1 模具的安装调试模具的安装调试 1010 1 1 1 1 确定装配方法和装配顺序确定装配方法和装配顺序 采用直接装配法 先分组装配后总装配 分组装配的有凸模和模柄装配 选择凹模 为基准件 先装配下模 再装配上模 最后装配卸料板等辅助零件 14 10 1 210 1 2 装配要点装配要点 1 按装配图标题栏准备模具零部件 2 装配模柄 将模