DY消声器上夹箍冲孔单工序模冲压模具设计【优秀机械毕业设计论文A4075】
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消声器
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模具设计
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a4075
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文档包括:
说明书一份,27页,15400字左右.
开题报告一份.
图纸共16张,如下所示
A1-总图.dwg
A2-上模板.dwg
A2-下模板.dwg
A3-凹模垫板.dwg
A3-凹模固定板.dwg
A3-定位板.dwg
A3-橡皮.dwg
A3-卸料板.dwg
A4-凹模.dwg
A4-导套.dwg
A4-导柱.dwg
A4-模柄.dwg
A4-凸模.dwg
A4-凸模垫板.dwg
A4-凸模固定板.dwg
A4-卸料导杆.dwg
- 内容简介：
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毕业设计说明书中文摘要 夹箍冲孔模 模具设计 摘要 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、铸造成行机械，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。选择消声器上夹箍冲孔模进行了设计 ， 根据冲孔模模具的特点，设计中对零件凸、凹模的结构、尺寸大小进行了设计与计算。针对上夹箍冲孔模模具中的卸料件进行了设计，还对模具的一些辅助设备进行了选择与配置。对模具的安装和技术要求进行了说明。该模具适合于大、中批量生产成品，在设计中对一 些细节做了思考与改动，该模具有生产效率高，生产寿命长等优点。消声器上夹箍冲孔模模具的设计实现了汽车 消声器 零件的大批量生产。 关键词 消声器 上夹箍 冲孔模 模具设计 毕业设计说明书外文摘要 a to he is to in It is to to on a at of to to to of to be to to I to a to of to on to of on to of in at up in of on to of on to on to of is to to in 业设计说明书外文摘要 a to up to of to 本科生毕业设计选题审批表 毕业论文（设计）题目 声器上夹箍冲孔模模具设计 指 导 教 师 职 称 学生具备条件 熟练做图的能力、演算的能力，以及独立分析问题的能力 选题完成形式 毕业设计说明书和图纸 内 容 简 要： 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、铸造成行机械，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。选择消声器上夹箍冲孔模进行了设计，根据冲孔模模具的特点，设计中对零件凸、凹模的结构、尺寸大小进行 了设计与计算。针对上夹箍冲孔模模具中的卸料件进行了设计，还对模具的一些辅助设备进行了选择与配置。对模具的安装和技术要求进行了说明。该模具适合于大、中批量生产成品，在设计中对一些细节做了思考与改动，该模具有生产效率高，生产寿命长等优点。消声器上夹箍冲孔模模具的设计实现了汽车消声器零件的大批量生产 .。 系主任签字： 年 月 日 院长签字： 年 月 日 选题的依据及意义 （包括课题的理论价值和实践价 值；国内外的研究概况等） ： 模具是工业产品生产用的工艺装备，主要应用于制造业和加工业。它是和冲压、锻造、铸造成行机械，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。 随着现代化工业和科学技术的发展，模具的应用越来越广泛，其适应性也越来越强。已成为工业国家制造工艺水平的标志和独立的基础工业体系。 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。消声器上夹箍 I 冲孔模加箍是为快速生产而设计的快速简洁的制造工具。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。在空气从型腔进入，经导管，从型腔流出时，降低噪音的分贝，保证其达到最优的结果。 该设 计是针对消声器上夹箍 I 设计的冲孔模，为满足工厂汽车消声器、摩托车消声器生产需要 ,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。 本课题研究内容 在 大规模生产为特征的现代制造业 中 为了使汽车消声器的生产实现批量生产，于是设计了上夹箍 冲孔模。 首先，针对冲压件的材料与要求，确定了材料的冲压工艺，然后确定模具的基本高度与冲压力，根据生产实际和查液压压力机手册选用 压力机。 其次，对模具的各个主零件进行了设计计算，在计算的前提下设计和选用了模具的各个部件，达到经济与强度的最佳结合 点。 然后，还对卸料件、辅助设备、装配件进行了设计与选用，对自动送料装置和安全生产进行了分析，为了降低生产成本和提高模具的互换性和减少维修成本，本模具设计中采用了许多标准件。 本课题研究方案 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（含冲件、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。 研究的创新之处 （ 1） 保证加工零件的精度和卸料的方便。 （ 2） 增加了定位板以及橡皮卸料 。 （ 3） 生产效率高，生产生命长，操作方便 。 研究过程 (含完成期限 ) 第 4 周 查阅资料，拟订课题 第 5 查阅相关设计资料，并进行概述和文献综合。 第 7 完成 加工阶段 的机械设计并绘制装配图。 第 10 完成 加工部分 机械设计并绘制装配图和部分零件图。 第 13 周 完成所有的图纸并进一步修改。 第 14 在以上基础上完成毕业设计说明书一篇。 第 16 周 修改设计，并定稿 。 第 17 周 答辩， 提交相关材料，结束设计 。 指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日 教研室意见 教研室主任签名： 年 月 日 院系意见 主管领导签名： 年 月 日 毕业 设计 成绩单 院系 专业 入学时间 学号 学生姓名 班级 周数 起止日期 指导教师 职称 论文（设计）题目 声器上夹箍冲孔模模具设计 指 导 教 师 评 语 建议成绩 指导教师签名 年 月 日 评 阅 人 评 语 建议成绩 评阅人签名 年 月 日 答辩与评分 综合成绩 答辩小组 负责人签名 年 月 日 本成绩单一式二份，一份装订在毕业论文（设计）中，一份入学生学籍档案。 优秀毕业论文（设计）推荐表 论文题目 声器上夹箍冲孔模模具设计 学生姓名 学 号 专 业 学 院 指导教师 审稿说明： 文质量、学术水平（含文字、图表、公式）的评价。 推荐人意见： 推荐人签字： 年 月 日 院长签字： 年 月 日 本科生毕业 设计 开题报告 题 目 声器上夹箍冲孔模模具 学院名称 专业名 称 年 级 学生姓名 学 号 指导教师 职 称 年 月 日 1 声器上夹箍冲孔模模具设计 引言 模具是工业产品生产用的工艺装备，主要应用于制造业和加工业。它是和冲压、锻造、铸造成行机械，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。 随着现代化工业和科学技术的发展，模具的应用越来越广泛，其适应性也越来越强。已成为工业国家制造工艺水平的标志和独立的基础工业体系。 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。消声器上夹箍 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。在空气从型腔进入，经导管，从型腔流出时，降低噪音的分贝，保证其达到最优的结 果。 该设计是针对消声器上夹箍 满足工厂汽车消声器、摩托车消声器生产需要 ,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 2 善。 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。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。 随着现代化工业和科学技术的 发展，模具的应用越来越广泛，其适应性也越来越强。已成为工业国家制造工艺水平的标志和独立的基础工业体系。 另外，采用模具进行成形加工，是少、无切屑的主要工装，在大批、大量加工中，可使材料利用率达 90 或 以上。 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。 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。 尽管如此，由于模具生产技术的现代化，在现代工业生产中，模具已广泛用于电动机与电器产品，电子与计算机产品，仪表、家用电器产品与办公设备，汽车，军械，通用机械等产品的 生产中。其主要原因是由于模具有一系列特点： （ 1） 模具的适应性强。针对产品零件的生产规模和生产形式，可采用不同结构和档 3 次的模具与之相适应。如为适应产品零件零件的大批量生产，可采用高效率、高精度和高寿命的、自动化程度高的模具；为适应产品试制或多品种、小批量的产品零件生产，可采用通用模具，如组合冲模，快换模具 (可用于柔性生产线 )，以及各种经济模具。 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，冲件则需采用冲模，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。 （ 2） 制件的互换性好。即在模具一定使用寿命范围内，合格制件 (冲件、塑件、锻件等 )的相似性好，可完全互换。 （ 3）生产效率高、低耗。采用模具成形加工，产品零件的生产效率高。高速冲压可达 1800 次 于模具寿命和产品产量等因素限制，常用冲模也在 200 600 次围内。塑件注射循环时间可缩短在 1 2成形，若采用热流道模具，进行连续注射成形，生产效率则更高，可满足塑件大批量生产的要求。采用高效滚锻工艺和滚锻模，进行连杆锻件连续滚锻成形。采用 塑料异型材挤出模，进行建筑用门窗异型材挤出成形，其挤出成型速度可达 4m 见，采用模具进行成形加工与机械加工相比，不仅生产效率高，而且生产消耗低，可大幅度节约原材料和人力资源，是进行产品生产的一种优质、高效、低耗的生产技术。 （ 4）社会效益高。模具是高技术含量的社会产品，其价值和价格主要取决于模具材料、加工、外购件的劳动与消耗三项直接发生的费用和模具设计与试模 (验 )等技术费用。后者，是模具价值和市场价格的主要组成部分，其中一部分技术价值计入了市场价格，而更大一部分价值，则是模具用户和产品用户受惠变为 社会效益。如电视机用模具，其模具费用仅为电视机产品价格的 l 3000 1 5000，尽管模具的一次投资较大，但在大批量生产的每台电视机的成本中仅占极小部分，甚至可以忽略不计，而实际上，很高的模具价值为社会所拥有，变成了社会财富。 本机利用成行装置，配置不同的规格模具使可完成冲孔成型。 同时模具的设计有很大的空间，一种模具有很多的细节需要进一步的改正和完善，例如设计 音器夹箍冲孔模时对于凸 、凹的设计可提高成品的精度和效率。因此 ,模具的设计是提高生产率的良好途径。 根据以上模具的特点与结构，我们对 音器上 夹箍 冲孔模进行了设计，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 4 法，用自己的动手来认识自己的不足和弱点，进而改正它。 1 技术任务书（ 计的依据 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。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、铸造成行机械，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。 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。模具由于其加工效率高，互换性好，节约原材料，得到很广泛的应用。 品的用途及使用范围 上夹箍 是消声器的紧固件，所用材料为低碳钢 产品结构简单，便于制造加工，主要用于各种连接处的加紧固定。 要技术指标和重要技术参数 （ 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）完工的零件表面，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 5 规定为：安装滑动的导柱或导套的模座为 00装滚动导向的导柱或导套的模座为 00 （ 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）冲模的卸料结构与机构设计，也是模具整体设计的关键技术。 （ 9）冲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。 本次设计的成品图（图 1 本产品加工如图示两孔 , 加工尺寸为 :加工基本孔直径 :9的厚度 :9次主要对以下模具部件进行了设计： （ 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。 （ 2） 导向零件 导柱、导套。 （ 3） 工作零件 凸模、凹模。 （ 4） 卸料与压料零件 卸料板。 （ 5） 定位零件 定位销、定位板、挡料销。 （ 6） 紧固领件 螺栓、销钉、键等。 要工作原理 冲孔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）。其中， 在压力机的作用下，上下模闭合，上模部分的工作部件凸模压入下模部分的工作部件凹模，把凸模和凹模之间的工件进行冲孔。然后凸模升起，卸料板在橡皮的作用弹起，可取出工件，废料从凹模空 中落下。 图 1夹箍零件 6 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和卸料的方便，所以在本次设计中增加了定位板以及橡皮卸料，还有对上下模的平行度要采用一定的标准，以保证加工精度。 案的选择 架的选择 方案一 对角导柱模架 特点和应用： 凹模面积的对角中心线上由一前导柱和一后导柱受力平衡，上模座在导柱上滑动平稳，无偏斜现象有利于延长模具寿命，是用条料时因受导柱间距离的限制，不可太大。 方案 二 后侧 导柱模架 特点和应用： 两导柱导套分别装在模架后侧，可以使用宽度较大的条料冲件，且 可用边角料，送料和操作方便。 根据本加工零件选择方案二：后侧 导柱模架 。 、凹模 形状 的选择 根据本加工件的形状尺寸，凸模选择标准圆形凸模 ，机械固定方法 ;凹模选择 阶梯性凹模，机械固定方法。 料件的选择 方案一 固定卸料板 特点和应用： 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，其外形尺寸一般与凹模相同。 方案二 弹压卸料板 特点和应用： 弹压卸料板兼有压料和卸料作用，它可在冲压开始时起压料作用，结束时起卸料作用。主要用于冲制薄料和要求平整得冲模中。 7 根据本加工零件选择方案二 ：弹压卸料板。 向件、定位件和模柄的选择 根据前 选定的模架 、凸、凹模、卸料板，导向选择滑动导柱导套；定位件选择定位板定位，它一般用于单个毛坯在模具上的定位。这种定位可以用于毛坯的外轮廓或内廓定位；模柄选用 凸缘模柄，靠凸缘用螺钉与上模座连接固定。 2 设计计算说明书（ 夹箍 冲孔模模具 的基本设计 夹箍冲孔模模具设计的基本条件 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。 制件的材料、规格、性能和成行机床、设备的种 类、性能和规格是模具设计的两个基本条件。 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。 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。 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。 Y 消声器上夹箍 冲孔模模具的驱动、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 8 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。 夹箍 冲孔模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（含冲件、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。如： 冲头 指冲裁模用成行零件 成行凸模 型心 指塑料模、压铸模用成行零件 凸模 指拉深、弯曲成行模用成行零件 型孔 指冲裁模凹模型孔 凹模型面 型腔 指塑料模、压铸模等成型模具用凹模型面 冲模成型凹模 指拉深、弯曲成行模具用凹模型面 冲孔模型面是冲头刃口和型孔刃口型线展成为一定高度的二维直线型面所构成。刃口型线则由直线和直线相连接或直线与曲线平滑连接所构成 的闭合型线。冲头刃口和凹模刃口型面之间的间隙，以及封闭型线的尺寸工差，是冲孔模刃口直壁型面设计和制作的主要参数。其计算间隙的经验公式为： 式中： 冲头和凹模 型面间的间隙； 9 t 冲件板材厚度； K 为与封闭刃口型线设计与制造公差及与冲件板材性能和厚度有关的系 数，一般 取 声器上夹箍冲孔模模具整体构造 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)冲孔模模具精度与定位 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)冲孔模模具的导向装置 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)冲孔模模具支承与紧固 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 10 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。 计计算部分 件的工艺分析 上夹箍 是摩托车、汽车消声器的紧固件（图 2 所用材料为低碳钢 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 优 ，制件尺寸精度好等优点。成品如图 21)冲孔件的工艺要求：冲孔件的形状应尽可能设计成简单、对称。 (2)冲孔件的外形或内孔因避免尖锐的角。 (3)冲孔件的凸出悬臂和凹槽宽度不宜过小。 (4)冲孔尺寸不宜过小否则凸模强度不够，易折断。在一般情况下冲孔时，低碳钢许可的最小冲孔尺寸约等预料厚。 (5)冲孔件的孔与孔之间，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)在冲孔凸模下行冲压坯件，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，但是为了防止冲击时产生过大的弯曲力，凹模不应与坯件高度相差过大。 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。 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。 图 2夹箍零件 11 缺点：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。 、凹模刃口尺寸的计 算 冲裁工作中，冲裁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， 冲孔 件的大端尺寸等于或接近于凹模刃口尺寸。冲孔 件是以大端尺寸为基准。所以， 冲孔 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。 本夹箍是规则的对称零件零件，主要进行 冲孔，所以按照 7 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。 根据上述原则，去顶凸、凹模的刃口尺寸及公差如下（凸模公差凸、凹模公差凹）：为保证一定的间隙，模具的制造公差必须满足下列条件 m a x 凹凸 或 )(4.0 m a x 凸 )(6.0 m a x 凹 式中 : 凸 凸模制造公差 凹 凹模制造公差 最大合理间隙 最小合理间隙设零件尺寸为 冲孔设制件孔的尺寸为 d ，其计算公式为： 凸（ 凹凹 )(）（ 式中：凸d、凹d分别为冲孔凸、凹模刃口基本尺寸 (凸凹图 2凹模刃口计算示意 图 12 d 为 冲孔 件的基本尺寸（ 为零件的制造公差（ 为最小（大）初始双边间隙 (凸、凹 分别为凸、凹模的制造公差 代表磨损量，其中 为磨损系 数。因模具色面的磨损量一般小于零件的公差值，同时为了避免多数零件都偏向于极限尺寸，使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁 件公差带的中间尺寸，故 值取 1。由于 值与零件的制造精度有关，因此，工件精度 =1；工件精度为 13，取 =件精度 下，取 =模刃口尺寸计算：按 凹)(凸 凹）（查表得： = = 凹=+ = 以符合Z 条件 将已知数据和查得数据代入公式，得： 凸d=（ 9+ = 0 凹d=（ = 裁力的计算 冲裁力的大小主要与材料的性质、厚度和零件到展开长度有关。用平刃口冲裁模冲裁时，其冲裁力可按下式进行计算。 0冲 式中： 冲P 冲裁力 （ N） K 系数，是考虑到模具刃口磨损，间隙不均匀，材料机械性能及厚度的波动等实 13 际因素而给出的修正量，一般取 K = 冲裁件 的周长 （ t 材料厚度 （ 0 材料的抗剪强度 （ 所以，0冲 =9 2 450 2=N） 料力、推件力和顶件力的计算 由于冲裁时材料的弹性变形及摩擦存在，当冲裁工作结束时，冲制的零件及废料将发生弹性回复，使带孔部分的板料紧箍在凸模上，而冲下部分的材料则紧卡在凹模洞口中。为了继续冲裁，必须将箍在凸模上的料 卸下，将卡在凸模内得了推出。影响卸料力、推件力和顶件力的因素很多，主要有材料的机械性能、材料厚度、冲裁间隙、零件结构形状和尺寸以及润滑情况等。在生产中采用以下公式进行计算： 冲卸卸 冲推推 冲顶顶 顶推卸 推件力系数、顶件力系数 , 可以由查表得到。 所以： 冲卸卸 =N） 冲推推 =N） 裁工艺力的计算 如上所述，冲裁工艺力包括冲裁力、卸料力、推件力和顶件力。因此，在选择压力机吨位的时候，必须根据模具结构分别进行计算冲裁工艺力。本模具中采用了弹性卸料装置和下出料方式，所以根据下列公式计算冲裁工艺力： 推卸冲总 推卸冲总 =N） 顶推冲 卸卸图 2料力、推件力和顶件力 14 模的压力中心计算 为了保证压力机和模具的正常工作，必须是冲模的压力中心与压力机滑块中心线相重合。否则在冲压时会使冲模与压力机滑块歪斜，引起凸、凹模间隙不均和导向零件加速磨损，造成刃口和其他零件的损坏，甚至还会引起压力机导轨磨损，影响压力机精度。 根据我们的工 作要求，我们冲压的工件为形状对称的冲压件，根据 图 2力中心在两圆连线的中点。 构设计部分 模设计 （ 1） 模具凸模结构及种类 凸模分为标准圆形凸模、冲大圆或 冲孔 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，该冲孔模模具选用冲小圆孔的凸模。 （ 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 2使用固定卸料板时凸模长度按下式进行。 321 L 凸模长度（ 1h 凸模固定板高度（ 2h 凸模卸料板厚度（ 3h 导尺厚度（ 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。 （ 3） 凸模强度校核 压应力校核： 凸模最小直径； 为材料抗剪强度； 为凸模材料许用应力 图 2力中心 图 2模长度计算 15 则： =20000 45024 = 模抗压强度符合要求。 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。 （ 1） 凹模外形尺寸 按经验计算公式求得凹模的高度： （ k 为系数， b 为最大孔口尺寸）。 求得 H =46=近似值35 凹模壁厚： c =（ 1 2） h 3040 ( 所以求得凹模壁厚为 36 （ 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 用热处理 （ 3） 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。 弯弯 02 03215.1 最小 式中： P 冲裁力 （ N） 弯 许用弯应力 （ 图 2模尺寸图 图 2模强度校核 16 （淬火钢为未淬火钢的 3倍） 03215.1 最小 = 1 . 5 8 0 6 7 6 . 6 2 9 . 314 5 0 3 1 0=11 02 3215.1 弯=21 . 5 8 0 6 7 6 . 6 2 9 . 31 3 1 011=380 弯结果符合设计要求 模与凹模的固定 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（67 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 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， 图 2模与凹模固定板 图 2料板 17 必须采用各种形式的定位装置。 （ 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，见图 2 （ 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。 （ 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/压装后端面磨平，以保证冲模的垂直度。 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： 图 2模固定板 图 2模固定板 图 2位板 18 式中： P 冲裁力 （ N） F 凸（凹）模支撑端面面积 （ 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 铸钢 许用压应力分别为 90140MP a,110 图 2模垫板 3)上、下模主要用来固定安装和传递冲压力，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。 皮的选用原则 根据工件厚度为 2裁面对凸模进入凹模深度取 6虑模具维修使刃磨留量3的工作行程为 15皮的自由高度 0 . 2 5 0 . 3 0自由=37 60 0具在组装时橡皮的预压量为 (10% 15%) 69 取 7此算出模具的安装空间尺寸为 43图 2模垫板 19 校核橡皮高度 计算出橡皮高度 60/120= 满足要求。 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。 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： 5毫米 10毫米。 该模具的高度约为 209 所以 模具的高度符合要求。 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： 20 模柄与上模板的固定螺钉为 内六角圆柱头螺钉 25。 上模板与凸模固定板的螺钉为 内六角圆柱头螺钉 40。 上模板与凸模固定板的定位销为 圆柱销 70。 下模板与 凹模固定板的螺钉为 内六角圆柱头螺钉 50 。 上模板与凹模固定板的定位销为 圆柱销 65。 卸料板与卸料导杆的固定螺钉为 内六角圆柱头螺钉 16。 力机的选用及 冲压安全生产与自动化 经过计算，所得结果所需的冲压力、毛坯尺寸等数据，查液压手册确定压力机型号及规格为： 在大批量生产中，实现冷冲压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。实现冲压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。 冷冲压生产中所发生的人身事故比机械加工多。据不完全统计，因送料、取件所发生的事故约占 38%；因调整、安装模具所发生的事故约占 21%；因工件定位不准而校正所发生的事故约占 20%；因清除模具工作区废料和其他异物所发生的事故约占 14%；因机械故障所发生的事故为 7%。产生上述事故的主要原因是操作者将手、臂或头伸入模具危险区工作， 因冲床（或模具）没有安全防护装置和操作者疏忽大意而造成的。为此，采用模外装料机构、模外出件机构和安全防护装置，以防操作者的手、臂和头进入或停留在模具危险区域，确保生产的安全。 3 使用说明书（ 声器上夹箍冲孔摸模具适用于工厂大、中批量生产产品，为了使工件能保精度和合格率，模具在装配过程中应该注意以下几点。 模的上下模的安装 模柄被固定在压力机的滑快模柄孔内，模柄是连接模具的整个上模部分，压力计滑 21 块的往复直线运动带动整个模具的上模部分完成冲压动作。本模具的下模固定方法是：点快的高度以等 于下模座被压处，高度亚板和重模接触点距固定螺钉中心应小于压板和压力机台面接触点距固定螺钉中心。如下表所示： 模具的上下模安装到压力机上后，要调整模具的闭合高度大小，是应设计的要求，已进行正常的工作。将凸模调整进入凹模刃口的深度为其被冲材料厚度的 2/3或略深一些就可以了。 项目 检查要点 方法 模具使用前 模具未装到压力机上 检查该模具是否经过试冲，有无合格样件；检查模 具的外观整体性和凸、凹模等主要构件有无裂纹、 锈斑、嵌刃、压伤等缺陷；检查模具的隔板件和模 柄等连接是否牢固、有无松动现象；模具的外 观有 无影响使用的异物 采用目测与测量工具测量相结合的方法。 模具装在压力机上 冲模的上、下模座与压力机的滑块底面、工作台接 触面是否擦拭干净，没有赃物；压力机的闭合高度 和冲压模的闭合高度是否相适应；模具安装好后空 运转几下看有无异常，是否灵活 目测 模具使用过程中 经常检查冲压件有无缺陷；导向件配合夫是否缺少 润滑或有磨损；刃口有无变钝 目测和借助测量工具、仪器 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 ，该模具的高度约为 209区间内。 整冲裁间隙 冲 裁模凹模刃口周边实际尺寸都比凸模人口周边实际尺寸大，即模具闭合后凸模能进入凹模。并且要使装配时凸、凹模之间的间隙做到均匀一致，可采用透光法、切纸法
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