6DY消声器隔板翻边模模具设计

欢迎下载本文档参考使用，如果有疑问或者需要CAD图纸的请联系q1484406321引言我国模具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。体现高水平制造技术的多工位级进模、覆盖面大增，已从电机、电铁芯片模具，扩大到接插件、电子零件、汽车零件、空调器散热片等家电零件模具上。塑料模已能生产34、48大屏幕彩电塑壳模具，大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。塑料模热流道技术更臻成熟，气体铺助注射技术已开始采用。压铸模方面已能生产自动扶梯整体梯级压铸模及汽车后轿齿轮箱压铸模等。模具质量、模具寿命明显提高；模具交货期较前缩短。模具CAD/CAM/CAE技术相当广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具CAD/CAE软件。电加工、数控加工在模具制造技术发展上发挥了重要作用。模具加工机床品种增多，水平明显提高。快速经济制模技术得到了进一步发展，尤其这一领域的高新技术快速原型制造技术(RPM)进展很快，国内有多家已自行开发出达到国际水平的相关设备。模具标准件应用更加广泛，品种有所扩展。模具材料方面，由于对模具寿命的重视，优质模具钢的应用有较大进展。塑料模热流道技术更臻成熟，气体铺助注射技术已开始采用。压铸模方面已能生产自动扶梯整体梯级压铸模及汽车后轿齿轮箱压铸模等。模具质量、模具寿命明显提高；模具交货期较前缩短。模具CAD/CAM/CAE技术相当广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具CAD/CAE软件。电加工、数控加工在模具制造技术发展上发挥了重要作用。模具加工机床品种增多，水平明显提高。模具标准件应用更加广泛，品种有所扩展。模具材料方面，由于对模具寿命的重视，优质模具钢的应用有较大进展。正由于模具行业的技术进步，模具水平得以提高，模具国产化取得了可喜的成就。历年来进口模具不断增长的势头有所控制，模具出口稳步增长。现代产品生产中，模具由于其加工效率高，互换性好，节约原材料，所以得到很广泛的应用。消声器是安装在空气动力设备气流通道上或进、排气系统中的降低噪音的装置。消音器能够阻挡声波传播，允许气流通过，是控制噪音的有效工具。气动回路产生噪音的主要原因有压缩机吸入侧和排气侧的配管和气管的共鸣，换向阀，气马达，气动工具的排气噪音等。消音器就是安装在压缩机的吸气侧、排气侧、换向阀的排气口等处，对噪音进行衰减的元件。这是噪音问题的简单而有效的方法，由于消声器在保护社会生活环境方面有着重要的作用，故必须予以足够重视。消声器翻边模是为快速生产而设计的制造工具。汽车产生的噪音分贝过高，对周围的环境产生了很坏的影响，于是这种情况下，我们利用消声器导对噪音进行处理。 模具是工业产品生产用的工艺装备，主要应于制造业和加工业。它是和冲压、锻造、铸造成型机械，同时和塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料制品成型加工用的成形机械相配套，作为成形工具来使用的。模具属于精密机械产品，因为它主要由机械零件和机构组成，如成形工作零件(凸模、凹模)，导向零件(导柱、导套等)，支承零件(模座等)，定位零件等；送料机构，抽芯机构，推(顶)料（件）机构，检测与安全机构等。为提高模具的质量、性能、精度和生产效率。缩短制造周期，其零、部件(又称模具组合)，多由标准零、部件组成。所以，模具应属于标准化程度较高的产品。一副中小型冲模或塑料注射模，其构成的标准零、部件可达90%，其工时节约率可达25%45%。现代工业产品的零件，广泛采用冲压、成形锻造、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其它成形加工方法，和成型模具相配套，经单工序或多道成形工序，使材料或坯料成形加工成符合产品要求的零件，或成为精加工前的半成品件。如汽车覆盖件，须采用多副模具，进行冲孔、翻边、弯曲、切边、修边、整形等多道工序，成形加工为合格零件；电视机外壳、洗衣机内桶是采用塑料注射方法，经一次注射成型为合格零件的；发动机的曲轴、连杆是采用锻造成形模具，经滚锻和模锻成形加工为精密机械加工前的半成品坯件的。高精度、高效率、长寿命的冲模、塑料注射成行模具，可成形加工几十万件，甚至几千万件产品零件，如一副硬质合金模具，可冲压硅钢片零件上亿件，成这类模具为大批量生产用模具。适用于多品种、少批量，或产品试制的模具有：组合冲模，快换冲模，叠层冲模或成型模具，低熔点合金成型模具等，在现代加工业中，具有重要的经济价值，称这类模具为通用、经济模具。总体上说模具可分为三大类：金属板材成型模具，如翻边模等；金属体积成型模具，如锻(镦、压)模，挤压铸模等：非金属材料制品用成型模具，如塑料注射模和压缩模，橡胶制品、玻璃制品、陶瓷制品用成型模具等。模具的具体分类方法很多，常用的有：按模具结构形式可分为冲模中的单工序模、复合模、级进模等。塑料成型模具中的压缩模、注射模、挤出模等。按模具使用对象可分为电工模具，汽车模具，电视机模具等。按模具材料可分为硬质合金模具和钢模等。按工艺性质可分为冲孔模、落料模、翻边模、弯曲模，塑料成型模具中的吸塑模、吹塑模等。这些分类方法具有直观、方便等优点，但不尽合理，易将模具类别与品种混用，使种类繁多无序。因此，采用综合归纳法，将模具分为十大类，各大类模具又可根据其使用对象、材料、功能和模具制造方法，以及工艺性质等，再分成若干小类和品种较为合理。每一种类模具都有其特定的用途和使用方法及与其相配套的成形加工机床和设备。模具的功能和应用与模具类别、品种有着密切的关系。因为，模具和产品零件的形状、尺寸大小、精度、材料、材料形式、表面状态、质量和生产批量等，都需相符合，要满足零件要求的技术条件，即每一个产品零件相对应的生产用模具，只能是一副或一套特定的模具。为适应模具不同的功能和用途，都需进行创造性设计，造成模具结构形式多变，从而产生了模具类别和品种繁多，并具有单件生产的特征。模具是现代工业生产中广泛应用的优质、高效、低耗、适应性很强的生产技术，或称成型工具、成型工装产品。模具是技术含量高、附加值高、使用广泛的新技术产品，是价值很高的社会财富。在现代冲压加工中，对于大批量薄壁管件的成形，采用专用管端成行机床，具有生产效率高、制件尺寸精度、产品质量好等优点，但设备投资较大。因此，在普通压力加工设备上，采用专用模具完成薄壁管件的成形，是种好的工艺方法。根据以上模具的特点与结构，我们对消音器翻边模进行了设计，了解模具的设计步骤与工序，进一步熟悉了模具的结构与设计，同时在设计中也针对一些细节问题进行了研究和处理，并做了进一步的改动与完善，锻炼自己的动手能力和思维方法，用自己的动手来认识自己的不足和弱点，进而改正它。该设计针对消声器翻边模的模具设计。在为满足工厂汽车消声器、摩托车消声器生产需要,在引进美国设备基础上进行的一次国产化改造设计,并在此基础上进一步完善。本机利用成行装置，配置不同的规格的模具使可完成管端扩口、缩口成型。通过这次设计，我们充分运用了所学的理论知识，建立了较正确的设计思路，掌握了工程设计的一般方法、程序、增强了自己分析和解决问题的能力。同时，在老师的指导下，进行了DY消声器隔板翻边模模具设计。1 技术任务书（JR）1.1 设计任务书当前，我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。在这种情况下，用户对模具制造的要求是交货期短、精度高、质理好、价格低，因此，模具工业的发展的趋势是非常明显的。使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种，发展和完善联销网，保证供货迅速。我们根据模具的结构特点，对消音器翻边模进行了设计，了解模具的设计步骤与工序，进一步熟悉了模具的结构与设计，同时在设计中也针对一些细节问题进行了研究和处理，并做了进一步的改动与完善，锻炼自己的动手能力和思维方法。本次加工的零件是直径170mm厚度为1.5mm的圆片型零件，材料为Q235。在本次设计中，将对以下零件进行设计：上模板，下模板，凸模，凹模，凸模固定板，凹模固定板，导柱，导套，凸模垫板，凹模垫板，模柄，卸料板，橡皮，卸料导杆等。1.2 产品的用途及使用范围产品主要用于汽车消声器隔板V的批量生产，使消声器的批量生产成为可能。并且，本次设计的模具经过改造，同样可以对圆片型零件进行翻边。1.3 主要工作原理在压力机的作用下，上下模闭合，凸模压入凹模，把凸模和凹模之间的工件进行翻边。然后凹模升起，卸料板在橡皮的作用下把卡在凹模上面的余料卸下，送料方式为手工送料。1.4 国内外同类产品水平对比分析调查表明，在工业发达国家，汽车、摩托车模具市场占整个模具市场的50%左右，然而，就目前的模具产量来看，远远不能适应汽车和摩托车高速发展的需要。由于模具工业化和专业化概念薄弱，企业与市场联系较少，经营机制不灵活，专业化、商品化、市场化、标准化程度低，企业之间的生产协作比较差，模具制造周期比较长，无法发挥自身应有的生产潜能。目前，国内冲压模约占50%，塑料模34%，压铸模8%。国外发达国家很重视发展塑料模，比例占到了40%，大型、精密、复杂、长寿命模具比例，国外为50%以上，国内约25%。汽车工业是典型的集各种高新技术于一体和大规模生产为特征的现代制造业。汽车、摩托车80%以上的零部件必须依靠模具成型。没有高效、高水准的模具研发能力，新产品的开发将难以得到保证。不少专家分析认为，模具工业发展滞后的深层次原因是产业界对模具商品化认识严重不足，导致模具市场化程度低。由于市场化程度低，模具在现代制造技术中的重要地位没有得到应有的认识和重视，行业先进技术得不到交流，生产力被束缚，设备资源闲置，人才流失。模具按国家标准分为十大类，其中冲压模、塑料模占模具用量的主要部分，按产值统计，我国目前冲压占50%-60%，塑料模占25-30。国外先进国家对发展塑料模很重视，塑料模比例一般占30%-40%，国内模具中，大型、精密、复杂、长寿命模具比较低，约占20%左右，国外为50%以上。我国模具生产企业结构不合理，主要生产模具能力集中在各主机厂的模具分厂(或车间)内，模具商品化率低，模具自产自用比例高达70%以上，国外，70%以上是商品化的。现在是多品种、少批量生产的时代，以后，这种生产方式占工业生产的比例将达75%以上。一方面是制品使用周期短，品种更新快，另一方面制品的花样变化频繁，均要求模具的生产周期越快越好，因此，开发快速经济具越来越引起人们的重视。采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模技术也会得到发展和提高。近年来，我国模具行业快速发展，继在“九五”期间取得好成绩后，今后几年将拥有更为广阔的市场前景。“九五”期间，我国模具行业产值的年均增幅约为13%，模具行业产业结构也有了较大的改善，模具商业化程度提高了近10%，并且中高档模具和塑料模具占总量比例明显提高。模具行业的进出口比例逐步趋向合理，进口量现在是市场总量的20%，金额近10亿美元，而出口额已提前一年达到1亿美元的规划指标。现代产品生产中，模具由于其加工效率高，互换性好，节约原材料，所以得到很广泛的应用。现代工业产品的零件，广泛采用冲压、成形锻造、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其它成形加工方法，和成型模具相配套，经单工序或多道成形工序，使材料或坯料成形加工成符合产品要求的零件，或成为精加工前的半成品件。如汽车覆盖件，须采用多副模具，进行冲孔、拉深、翻边、弯曲、切边、修边、整形等多道工序，成形加工为合格零件；电视机外壳、洗衣机内桶是采用塑料注射方法，经一次注射成型为合格零件的；发动机的曲轴、连杆是采用锻造成形模具，经滚锻和模锻成形加工为精密机械加工前的半成品坯件的。高精度、高效率、长寿命的冲模、塑料注射成行模具，可成形加工几十万件，甚至几千万件产品零件，如一副硬质合金模具，可冲压硅钢片零件上亿件，成这类模具为大批量生产用模具。适用于多品种、少批量，或产品试制的模具有：组合翻边模，快换翻边模，叠层翻边模或成型模具，低熔点合金成型模具等，在现代加工业中，具有重要的经济价值，称这类模具为通用、经济模具。模具的用途广泛，模具的种类繁多，科学地进行模具分类，对有计划地发展模具工业，系统地研究、开发模具生产技术，促进模具设计、制造技术的现代化，充分发挥模具的功能和作用；对研究、制订模具技术标准，提高模具标准化水平和专业化协作生产水平，提高模具生产效率，缩短模具的制造周期，都具有十分重要的意义。根据不同产品零件的结构、性质、精度和批量，以及零件材料和材料性质、供货形式，可采用不同类别和种类的模具与之相适应。如锻件则需采用锻模，翻边件则需采用翻边模，塑件则需采用塑料成型模具，薄壳塑件则需采用吸塑或吹塑模具等。1.5 关键问题及解决办法模具在生产中最重要的问题就是保证加工零件的精度，所以在本次设计中，在上模和下模之间采用了导柱导套的定位方法，上下模的平行度有一定的要求，以保证加工精度。1.6 消声器翻边模加工的经济性所谓经济性，就是以最小的耗费取得最大的经济效果。也就是生产中的“最小最大”原则。在翻边生产中，保证产品质量，完成产品产量、品种计划的前提下，产品成本越低，说明企业经济效果越大。1.6.1 翻边件的成本分析冲压件的制造成本应包括： (1-1)式中： 材料费。包括原材料费、外购件费；加工费。包括工人工资、设备折旧费、车间经费等；模具费。产品的制造成本，受产量的影响较大，特别是翻边生产尤为突出。产量的增减，将会引起制造成本中某些费用的变化，其结果使得制造成本发生波动。1.6.2 降低制造成本的措施降低产品成本，包括增产、节约两个方面。增产可降低产品成本中的固定费用，相对地减少消耗，节约便能直接降低消耗，他们都是降低成本的重要途径。翻边件的成本包括材料费、加工费、模具费用等项。因此，降低成本，就是要降低以上各项费用。本产品结构简单，所以采用工序分散、制造快速而价格低廉的简易模具。在模具生产中，尽量选用标准化的零件，这样能使维修变得方便，制造成本也可以降下来。在翻边生产中，工件的原材料费占制造成本的60%左右，所以节约原材料，利用废料具有非常重要的意义。提高材料利用率是降低冲压制件制造成本的重要措施之一。特别是材料单价高的工件。2 设计计算说明书（SS）2.1 消声器隔板V翻边模模具分析翻边模属于翻边工艺的范畴，所以模具的构造与组成，离不开对翻边工艺的了解和分析，为此在对消声器隔板翻边模进行设计的时候，应该先对其在翻边方面的要求进行分析讨论。2.1.1翻边件工艺设计（1） 隔板翻边模制件与制件材料模具成行加工的对象是产品零件或工业产品，制件材料对成行加工工艺和模具的设计影响很大，是模具设计主要条件之一。模具的作用对象，实际上是运用各种模具的组合形式，利用材料的变形性能，对各种不同厚度和性能的材料，在一定成行工艺条件下，进行成行加工，使材料进行分离或变形，成为符合产品要求的产品、零件或坯件。（2）翻边模加工机床与模具分析高速、自动冲压机床（包括通用精机床、机械压力机、摩擦压力机、液压机等）；塑料注射机，压注机，挤出机，薄膜拉制机械，吸塑机械，滚塑机等；锻造机械，压铸机，橡胶成行机械，玻璃、陶瓷制品压制机械等。都是与模具配套使用的机床与设备。成行加工机床与设备使用的必备条件，其压力（含冲击力、锁模力、落锤重等），行程与闭和高度（或厚度），可控温度范围，生产效率与成行时间安装模具的形式、方式、尺寸范围等，都是进行模具构件和组合设计、计算的依据和条件。制件材料和成行加工机床与设备不仅是模具设计的两个基本条件，也是模具设计与构造的两个要素。（3） 翻边件工艺性分析翻边件的工艺性系指翻边件对翻边工艺的适应性。在一般情况下，影响翻边工艺性的因素有几何形状、尺寸、精度、表面粗糙度及毛刺。翻边件工艺性对翻边件质量、材料利用率、生产率、模具制造难易、模具寿命、操作方式及设备选用等都有很大的影响。良好的翻边件工艺性可显著降低翻边件的制造成本。翻边件的形状应尽可能符合材料合理排样，减少废料。2.1.2 DY消声器隔板模模具的驱动、驱动压力和运动模具是机械零件和机构的组合，其运动和压力是由成行加工机床和设备的动力和传动机构来驱动和提供的。模具的驱动和运动:（1）模具的运动和运动形式。模具的运动形式，取决于塑件、冲件、锻件等制件的材料形式与状态以及成行工艺方法。实践说明模具的运动形式有：模具运动部分的单向平移运动；模具运动部分的单向和多向冲击运动；单向和多向直线运动；旋转运动，以及制件材料相对于模具进行的运动。通过这五种定向的运动形式和作用于模具的驱动力，使材料在模具中加工成合格的制件。（2）模具的驱动。模具运动的驱动和驱动力（冲击力、锁模力、落锤重、挤压力等）是由成行加工机床和设备的动力经传动机构提供的。模具的驱动力与安装。驱动模具运动的基本条件为作用于模具运动部分上的驱动力（公称力）。这些驱动力是制件成行加工的主要成行条件，是模具结构设计的主要依据。2.1.3隔板翻边模模具型面构造和设计要求1、模具型面构造和设计模具型面构造和设计与尺寸计算，是模具设计中的关键技术。其凸模与凹模的形状、结构、尺寸与尺寸精度，型面的表面状态与力学、物理性能，所用材料和抛光工艺性等都必须与合格制件（含翻边件、塑件和压铸件）及其生产要求一致。模具型面主要指模具构造中的工作零件（凸模、凹模）上，与制件形体相吻合、相似或相同的型面。它是由直线与曲线、平面与曲面，经光顺平滑地联接而成的型面。模具型面可分为凸模型面和凹模型面；或二维型面和三维型面；通常又称型腔、型孔和型芯等。成行凸模指翻边、弯曲成行模用成行零件。凹模型面指翻边、弯曲成行模具用凹模型面。2、翻边模设计要求设计确定翻边模结构时为充分保证制件的质量及尺寸的精度，应注意以下几点：(1)翻边高度应计算准确，且在模具结构上要求理由安全余量，以便工件稍高时任能适应。(2)翻边凸模上必须设计有出气孔，并注意出气孔不能被工件包住而失去作用。(3)有凸缘翻边件的高度取决于上模行程，模具中要求设计有限程器，以便于模具调整。(4)对称工件的模架要有明显不对称，以防止上、下模位置装错。非旋转工件的凸、凹装配位置必须准确可靠，以防松动后发生旋转、偏移而影响工件质量甚至损坏模具。(5)对于形状复杂、需经多次翻边的零件，需先做翻边模，经试压确定合适的毛坯形状后再做落料模，并在翻边模上按已定形的毛坯设计定位装置。(6)弹性压料装置必须有限位器，防止压料力过大。(7) 放入获取出工件，必须方便安全。(8)模架和模具零件，应尽量使用标准件。(9) 模具结构及材料要与制件的批量相适应。2.2 DY消声器隔板翻边模模具整体构造及技术要求通常，模具是由机械零部件、通用机构和功能元件构成。因此，其整体构造设计方法和原理，与通用机械设计的方法和原理基本上是相同的。但是，由于其使用功能和对象即使金属和非金属材料，加工成行为合格的制件（塑件、翻边件、锻件等），而且，每副模具只能用于加工成行一种特定的制件，专用性强，是一种专用成行工具。因此，模具设计具有以下特点和要求。2.2.1 隔板翻边模模具基本构造隔板翻边模模具主要由上模部分（主要由模柄、上模座垫板、凸模固垫板、凸模、卸料板、导套等组成，靠模柄与压力机的滑块紧固在一起，随滑块作上下往复运动。）下模部分（主要由模座、导柱、凹模导料板等零件组成）。主要由以下8种基本构件组成：（1）支撑零件 上模板、下模板、模柄、上模座垫板、凸模固垫板、垫板等（2）导向零件 导柱、导套、导板等。（3）工作零件 凸模、凹模等。（4）卸料与压料零件 卸料板、推杆、打杆顶件块、顶件、和压边环等。（5）紧固零件 螺栓、销钉、键等。（6）定位零件 定位销、定位板、挡料销、导料板等。2.2.2 隔板翻边模模具的技术要求（1）模具零件的材料应符合现行国家标准、冶标和华工等标准技术条件的规定。（2）锻件不应过热、过烧的内部组织和机械加工后不能去除的裂纹、夹层等。（3）完工零件表面，不允许有影响使用的砂眼、缩孔、裂纹、和机械损伤等缺陷。（4）模座、凹模板、垫板、及凸模固定板等上下表面的平行度因符合要求。（5）上、下模座的导柱、导套安装孔的轴心线，应与基准面垂直，其垂直度公差规定为：安装滑动的导柱或导套的模座为0.01/100mm;安装滚动导向的导柱或导套的模座为0.005/100mm。（6）导套的导入端空允许有扩大的锥度。（7）模具运动方向的导向装置对模具间隙的均匀性，精确合模运动还起定位的作用。导向装置常用的有：导柱与导套组成的导向装置（含滑动和滚动配合）；导板导向装置（含一般导板副和自润滑导板副）。模具运动方向的导向装置，由于起着精密导向和精密定位作用，所以要求精密高，导向刚度好等，常采用过定位导向。（8）翻边模的送料及安全机构设计，也是进行模具整体设计的关键技术。其中采用的一些零件和元件，均已形成标准产品，以便用户在设计时选用。（9）翻边模的卸料结构与机构设计，也是模具整体设计的关键技术。2.2.3 DY消声器翻边模模具整体构造及设计通常，模具是由机械零部件，通用机构和功能元件构成。因此，其整体构造设计方法和原理，与通用机械设计的方法和原理基本上是相同的。但是，由于其使用功能和对象即使金属和非金属材料，加工成行为合格的制件（塑件、冲件、锻件等），而且，每副模具只能用于加工成行一种特定的制件，专用性强，是一种专用成行工具。因此，模具设计具有以下特点和要求：（1）翻边模模具精度与定位精度概念和意识，是模具设计人员须建立的基本概念和意识。模具精度包括模具整体组合和零部件的位置与形状尺寸精度、配合精度与定位精度。如冲模的冲裁间隙值及其均匀性，塑料注射模，压铸模的合模定位与导向精度，均需由凸模与凹模的形状、位置精度、导向装置的位置与配合精度保证。因此，在模具设计时需要进行严格的尺寸精度设计与计算。同时，还需考虑零部件的制造工艺性和工艺精度，以保证模具的紧密性和可靠性。（2）翻边模模具的导向装置模具运动方向的导向，是由导向装置来保证的。同时，导向装置对模具间隙的均匀性，精确合模运动还起定位的作用。导向装置常用的有：导柱与导套组成的导向装置（含滑动和滚动配合）；导板导向装置（含一般导板副和自润滑导板副），主要用于大型冲模；滑块与导轨组成的写抽芯导向；冲模送料的导料板导向等四种。模具运动方向的导向装置，由于起着精密导向和精密定位作用，所以要求精密高，导向刚度好等，常采用过定位导向。（3） 翻边模模具支承与紧固模架是模具的主要部件。模架分上模座（或动模）和下模座（或定模）两部分，在模座上固定有凸模及其配件和凹模及其配件，在压铸模和塑料注射模的定模部分还设置有顶料机构。模座也是送料机构、抽芯机构的支承部件。另外，冲模中的凸模垫板、固定板及卸料板的支承配件，塑料注射模中的垫板，支承板，以及顶杆的固定板等均是具有一定功能的标准支承零件。模具的固定与连接，分刚性与弹性两种。通常采用螺栓、定位销进行刚性固定和连接方式。其中压料与卸料板则采用弹性连接，上模板（或动模）和下模座（或定模）之间连接方式是由导柱和导套等导向装置，使在进行合模运动时相连接，以完成制件的加工成行。2.3 DY消声器翻边模模具设计隔板是摩托车、汽车消声器的紧固件。所用材料为低碳钢Q235，设计与之相配合的模具，采用专用管端成行机床，具有生产效率高的特点，产品质量，制件尺寸精度好等优点。成品如图3-1：图3-1翻边成品2.3.1 零件的工艺分析(1)翻边件的工艺要求：翻边件的形状应尽可能设计成简单、对称。(2)翻边件的外形或内孔应避免尖锐的角。(3)翻边件的凸出悬臂和凹槽宽度不宜过小。(4)翻边尺寸不宜过小否则凸模强度不够，易折断。在一般情况下翻边时，低碳钢许可的最小翻边尺寸约等预料厚。(5)翻边件的孔与孔之间，孔与边缘之间的距离不能过小，否则凹模强度不够，易破裂，且工件边缘容易产生膨胀或歪扭变形。(6)在翻边凸模下行翻边坯件，下端定位于凹模上，为使好卸料凸模不完全和坯件等高，这样有助于卸料和放入坯件，但是为了防止拉深时产生过大的拉深力，凹模不应与坯件高度相差过大。工人劳动强度小，便于实现自动化控制，且可以克服直接采用油压机扩口，使管件涨裂等现象，且管端造型好。弯曲时坯料会与模具产生相对滑动，可能会损坏工件的表面。且模具制造较难，不同产品需要更换相应配套模，不宜单件生产。该消声器模具设计为一成行工艺的模具设计。成型件为一结构简单的对称件。符合以上的基本工艺要求。由于此零件操作简便，生产效率高，适合于批量生产，且操作安全可靠且属专用设备，较油压机成本低。2.3.2 隔板翻边模的计算（1）翻孔与翻边利用模具把板料上的孔缘或外缘翻成竖边边的冲压方法叫做翻边。用翻边方法可加工形状较为复杂且有良好的立体制件，还能在冲压件上制取与其他零件装配的部位（如铆钉孔、螺纹底孔和轴承孔等）。翻边可代替某些复杂零件的拉深工序，改善材料塑性流动以免发生破裂或起皱。用翻边代替先拉深后彻底的方法制取无底零件，可减少加工次数，并节省材料。1） 圆孔翻边的特点图3-2 圆孔翻边示意图如图3-2所示为圆孔翻边的示意图。翻边时，带有圆孔的环形毛胚被压边圈压紧，变形区限制在凹模圆角以内，并在凸模轮廓的约束下收拉应力作用，随着凸模下降，毛坯中心的圆孔不断扩大，凸模下面的材料向侧面转移，直到完全贴靠凹模侧壁，形成直立的竖边。若忽略板厚方向的应力，则由3-2图所示单元体受力情况可得近似平衡方程 （3-1） 通常，圆孔翻边时的应力为，则屈服准则可写成如下 （3-2）联解式（3-1）和式（3-2）可得径向拉应力 （3-3） 比较式（3-2）与式（3-3），显然，切向拉应力大于径向拉应力，所以切向拉伸变形大于径向压缩变形，导致材料厚度减薄。在孔缘处，故上式说明翻边过程中，孔缘处只受切向拉应力作用，厚度减薄最为严重，因此，主要危险在孔缘拉裂处。圆孔翻边属伸长类变形。图3-3 圆孔翻边的应变分布和应变状态3-3如图3-3所示为圆孔翻边的应变分布和应变状态。由图可知，变形区应变分布是不均匀的。 在圆孔翻边的中间阶段，如果停止变形，就会得到如图3-4所示的成形方法，这种成形方法叫做扩孔，是伸长类翻边的特例。2） 圆孔翻边时的成形极限 圆孔翻边的变形程度用翻边系数K来表示 （3-4）式中： 毛坯上圆孔的初始直径； 翻边后竖边的中径（见图3-5）。图3-5圆孔翻边时的成形极限图3-4 扩孔 圆孔翻边的成型极限是根据孔缘是否发生破裂来确定。由于孔缘只受切向拉应力作用故厚度应变。 （3-5）所以 （3-6） 若相对厚度很小，则 （3-7）由上式看出，K越小竖边孔缘减薄越大，容易发生，故圆孔翻边成型极限受K值限制。由于材料性质不均匀，孔缘各处允许的切向延伸率不同，一旦孔缘某处的伸长变形超过了该处材料允许的延伸率，该处就会因厚度减薄过大而破裂（见图3-5）。 表3-1和表3-2分别列出保证低碳钢和其他一些金属材料，翻边不发生破裂时允许的极限翻边系数Kl，通常可用她们反映圆孔翻边成型的极限，Kl越小，成型极限越大。 （2）改善圆孔翻边成形性的措施：1 1） 提高材料的塑性。材料延伸率和应变硬化指数n越大，Kl就小，有利翻边。 2） 翻边圆孔孔缘无毛刺和硬化层时。Kl较小，成形极限较大。为此可在冲孔后进行休整，消除毛刺、撕裂带和硬化层或在冲孔后退火。为消除孔缘表面的硬化，也可以用钻削代替冲孔。为了避免毛刺的一面朝向凸模放置。有时孔缘毛刺一侧成为翻边外侧时，而去除毛刺又费时，可将毛刺侧孔口压出0.3900的坡口。3）用球形、锥形和抛物线形凸模翻边时，孔缘会被圆滑地涨开，变形条件比平底凸模优越。 4）板料相对厚度越大，在断裂前可能产生的绝对伸长越大，Kl较小，成形极限越大。 5）若翻边过程中毛坯外径发生收缩，翻边就无法进行，这时就要增加一些附加工序，如增大毛坯外径，防止外径收缩，增加翻边以后在修正外径的工序，或落料后先进行拉深，然后再冲孔、翻边。表3-1 低碳钢极限圆孔翻边系数Kl凸模形式孔的加工方法比值 100503520151086.5531球形凸模钻孔冲孔0.70.750.60.650.520.570.450.520.40.480.360.450.330.440.310.430.30.420.250.420.2圆柱形凸模钻孔冲孔0.80.850.70.750.60.650.50.60.450.550.420.520.40.50.370.500.350.480.30.470.25 表3-2其他金属材料的翻边系数Kl经退火的毛坯材料极限翻边系数经退火的毛坯材料极限翻边系数KlKlmin白铁皮0.700.65钛合金TA1（冷态）TA1（）TA5（冷态）TA5）0.64 0.680.55黄铜H62 t=0.56.00.680.620.40 0.50铝 t=0.55.0mm0.700.640.85 0.900.75硬铝合金0.890.800.65 0.700.55不锈钢、高温合金0.65 0.690.57 0.61 6）翻边高度要满足，否则将得不到垂直的竖边，为此要增加翻边高度，翻边后再对高度进行修整。（3）圆孔翻边的毛坯计算由于圆孔翻边时板料主要是切向拉伸变形，厚度减薄，而径向变形不大。因此，圆孔翻边的毛坯计算可按弯曲件中性层长度不变的原则，用翻边高度计算翻边圆孔的初始直径d0，或用d0和翻边系数高度。采用先拉伸再翻边的方法时，还要计算出翻边前的拉伸高度h2。1）一次翻边成形翻边高度不大时，可将平板毛坯一次翻边成形。按图5-19所示，一次翻边成形时，翻边圆孔的初始直径d0、翻边高度h和翻边系数KL之间的关系如下 （3-8）因为 ，将它们代入式（3-8）简化后得 （3-9）由式（3-9）可得:= （3-10）需指出，按式（519）计算翻边高度时，必须满足KKt,否则不能一次翻边成形。2）拉深后再翻边弱制件要求的翻边高度较大，可采用先拉伸、冲底孔再翻边的方法。这时，先确定翻边高度h1，在确定翻边的初始直径d0和拉深高度h2（见图3-6）。按图3-6所示，拉深后翻边高度为 （3-11）所以 （3-12）若取极限翻边系数Kt,则有 （3-13） （3-14）于是，翻边前的拉深高度h2为h2=h-h1+r+t0 (3-15)或 h2=h-h1max+r+t0 (3-16)图3-6 拉深后再翻边若取极限翻边系数Kt,则有 （3-13） （3-14）于是，翻边前的拉深高度h2为h2=h-h1+r+t0 (3-15)或 h2=h-h1max+r+t0 (3-16) 对于翻边高度较大的制件，除采用先拉伸再翻边的方法外，也可采用多次翻边方法成形，但在工序间需要退货，且每次所用的翻边系数应比前次增大15%20%（4）翻边凸模、凹模尺寸确定翻边工作中，翻边间的尺寸精度主要取决于凸模和凹模工作部分（刃口部分）的尺寸精度，合理的间隙值也是靠凸、凹模刃口尺寸来实现和保证的。因此，正确地确定凸、凹模刃口尺寸及公差，在设计中是很重要的。生产实践证明：由于凸、凹模之间存在着间隙，使落下的料带有锥度，翻边件的大端尺寸等于或接近于凹模刃口尺寸。翻边件是以大端尺寸为基准。所以，翻边时先确定凹模刃口尺寸，以保证凹模磨损在一定范围内，仍能冲出合格的零件。凸模刃口的基本尺寸则按照凹模刃口基本尺寸减小一个最小合理间隙来确定。本隔板是规则的对称零件零件，主要进行翻边，所以按照IT67级精度取公差，并且采用凸模与凹模分开加工的方法,其优点是凸、凹模具有互换性，制造周期短，便于成批生产。由于产品图所给尺寸为标注内型尺寸，所以以翻边凸模为基准，间隙选在翻边凹模上。查表选取凸、凹模间隙=0.07，0.09，0.020 0.020，代入公式得 查表选取凸、凹模制造公差为 0.020，0.020所以翻边凸模、凹模尺寸分别为，2.4 凸模设计2.4.1 模具凸模结构及种类凸模分为标准圆形凸模、冲大圆或翻边用的凸模、带护套的小孔冲模、非圆形凸模等。根据我们要求的结构简单，该翻边模模具选用冲小圆孔的凸模。图 3-7 凸模2.4.2 凸模长度计算凸模长度需根据冲模的结构要求和凸模刃磨量等因素确定，如图（3-7）所示，当使用固定卸料板时凸模长度按下式进行。 L凸模长度（mm）；h1凸模固定板高度（mm）；h2凸模卸料板厚度（mm）；h3导尺厚度（mm）；h附加高度 根据凸模的修磨量、凸模固定板与卸料板之间的安全距离等。2.5 凹模设计凹模的结构形式主要有间带型、椎孔型、阶梯形、过度圆锥台阶式等。根据它们的特点选定阶梯型凹模。因为阶梯性凹模刃边强度好，孔口尺寸不随刃磨而增大，而且可以冲出精度较高的模具，适合本设计的要求。见图3-8图3-8凹模结构图 2.5.1 凹模外形尺寸按经验计算公式求得凹模的高度： H=kb （k为系数，b为最大孔口尺寸）。求得 H=0.7646=34.96取近似值35mm。凹模壁厚：c=（12）h3040 (mm) 所以求得凹模壁厚为36mm。2.5.2 凹模材料选择及热处理凹模是重要的工作部件，为了保证加工精度和正常的使用寿命，本模具选用合金工具钢Cr12，采用热处理HRC58-62。2.5.3 凹模强度校核图3-9 凹模强度校核凹模强度校核主要是检查其高度H。因为凹模下面的垫板上的洞口较凹模洞口大，使凹模工作时受弯曲，若凹模厚度不够便会产生弯曲变形，以至损坏。式中：P翻边力（N）许用弯应力 （MPa）（淬火钢为未淬火钢的1.53倍）=11=380结果符合设计要求2.6 凸模与凹模的固定图3-10 凸模与凹模固定板本模具所加工的零件外形结构简单，所以采用凸模（凹模）与固定板配合（）见图（3-10）2.7 卸料零件的设计卸料零件的作用时卸除冲件。常见的卸料零件有固定卸料板和弹压卸料板。本模具采取固定卸料板。固定卸料板是刚性结构，主要起卸料作用，卸料力大，结构简单，装于凹模于导料板上。卸料板外形尺寸与凹模外心尺寸一致，卸料孔型与凸模外形尺寸一致留有间隙。固定卸料板之器械料作用时，与凸模的单边间隙最小值小于0.05mm.2.8 定位装置定位装置是限定毛坯（条料或块料）送进步距和送入冲模的毛坯有正确的位置，以保证冲出合格的工件。根据不同的毛坯和模具结构，必须采用各种形式的定位装置。2.8.1 定位板定位板用于单个毛坯在模具上的定位。这种定位可用于毛坯的外轮廓或内轮廓定位，定位板的厚度和毛坯厚度有关 2.8.2 定位销为了提高加工精度，装配的时候调节凸模和凹模精度，要在上模板和凸模固定板、下模板和凹模固定板在装配的时候用销定位保证加工零件的精度，销需要配做。在本模具中，选用圆柱销，在后面的设计中具体选择。2.8.3 固定板、垫板、模座的设计(1)固定板主要用于将中、小型凸模或凹模固定在模座上，按外形分为圆性与矩性两种。其平面轮廓尺寸除应保证凸、凹模安装孔外，还应考虑螺钉和销钉孔的位置，厚度一般取为凹模厚度的60%80%。固定板孔与凸、凹模采用过渡配合（H7/m6），压装后端面磨平，以保证冲模的垂直度。图3-11上模固定板图3-12下模固定板(2)垫板主要用于直接承受和扩散凸（凹）模传来的压力，防止模座承受过大压力而出现凹坑，影响模具正常工作。模具是否使用垫板，根据模座承受的压力大小确定。凸（凹）模支撑端面对模座的单位压力为：式中：P翻边力（N）F凸（凹）模支撑端面面积（mm2）若,则应该在凸、(凹)模与模座间加经淬硬磨平的垫板。经手册查得铸铁HT250，铸钢ZG-310-570的许用压应力分别为90140MP a,110150MPa.均须用垫板。(3)上、下模主要用来固定安装和传递翻边力，所以模座必须有足够的强度和刚度。上下模座根据模具结构的不同，分为带导柱和不带导柱两种。我们选用带导柱模座。2.8.4 模柄、卸料导杆、导柱和导套的设计与选择为了使加工变得简便，采用把上模板和模柄分开加工的方法然后用螺钉把它们固定在一起。卸料导杆是连接上模板和卸料板的部件，并且起一定的导向作用，采用45钢制成，在保证达到工作能力的情况下，尽量减少了生产成本。导柱和导套选择了标准件，原因是导柱和导套属于易损零件，在生产过程中是比较容易磨损而不能保证凸模和凹模的配合精度，选择标准件也是为了提高生产率。2.8.5 压力机的选用经过计算，所得结果所需的翻边力、毛坯尺寸等数据，查液压手册确定压力机型号及规格为：J26-40型压力机2.8.6 确定模具闭合高度确定模具闭合高度以前，先应了解压力机的闭合高度。压力机闭合高度是指滑块在下死点时，滑块底平面到工作台（不包括压力机垫板厚度）的距离。压力机连杆螺丝可以上、下调节，当滑块在下死点位置时，连杆螺丝向上调节，将滑块调整到最上位置，滑块底面到工作台的距离，称为压力机的最大闭合高度。当滑块在下死点位置，连杆螺丝向下调节，将滑块调整到最下端，滑块底面至工作台的距离，称为压力机的最小闭合高度。模具的闭合高度是指模具在最后工作位置时，上、下模板之间的距离。因此，为使模具正常工作，模具闭合高度必须与压力机的闭合高度想适合，应介于压力机最大和最小闭合高度之间，一般可按如下关系式确定，即： H最大-5毫米H模H最小+10毫米。该模具的高度约为209mm在区间内。所以 模具的高度符合要求。2.8.7紧固件的选择和配置模具紧固件的设计主要指螺钉和销钉。螺钉主要承受拉应力，用来连接零件。常用的有内六角螺钉和各种带槽的柱头螺钉。卸料螺钉多数也是圆柱头和内六角两类，由于弹压卸料板在装配后应保持水平，故卸料螺钉长度应控制在一定的公差范围内。基于以上的条件，查模具手册和机械手册选用螺钉为：模柄与上模板的固定螺钉为GB70-85 内六角圆柱头螺钉 M1025。上模板与凸模固定板的螺钉为GB70-85 内六角圆柱头螺钉 M840。上模板与凸模固定板的定位销为GB119-86 圆柱销 A870。下模板与凹模固定板的螺钉为GB70-85 内六角圆柱头螺钉 M850 。上模板与凹模固定板的定位销为GB119-86 圆柱销 A1065。卸料板与卸料导杆的固定螺钉为 GB70-85 内六角圆柱头螺钉 M816。2.8.8 翻边安全生产与自动化在大批量生产中，实现冷翻边生产自动化是提高生山率和保证安全操作的根本途径和措施。实现翻边自动化最简单和有效的办法是采用自动送料装置和自动模具。自动送料装置分为送进卷料、条料的一次送料装置和送进块状坯料或半成品的二次送料装置。一次送料装置有滚轴式、夹持式和钩式等数种，其中滚轴式应用较多，适应性最大，一直占有主导地位。冷翻边生产中所发生的人身事故比机械加工多。据不完