180#柴油机通风口座子翻边模设计

1、 题 目： 180#柴油机通风口座子翻边模设计 摘 要 冲压模具在实际工业生产中应用广泛。在传统的工业生产中，工人生产的劳动强度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展， 工业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视，而被大量应用到工业生产中来。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。 本设计运用冲压工艺学和模具设计的基础知识，首先对零件进行了工艺的分析，为翻边方案的确定做准备；然后进行了翻边及拉深工序的计算，继而计算出冲压力即可选择压力机；分析制件的特征后进行模具结构尺寸的设计，确定了模架

2、的大小、模具内各零件的尺寸等；最后进行模具的装配及总体的设计。关键词：拉深, 冲孔, 翻边, 翻边模模具结构ABSTRACTPunching die has been widely used in industrial production.In the traditional industrial production,the worker work very hard,and there are too much work,so the efficiency is low.With the development of the science and technology nowadays

3、,the use of punching die in the industial production gain more attention, and be used in the industrial production more and more.Self-acting feed technology of punching die is also used in production, punching die could increase the efficience of production and could alleviate the work burden，so it

4、has significant meaning in technologic progress and economic value.This design using the stamping technology and the basic knowledge of the mould design, first of parts of the process analysis, to turn over the side plan really ready to order; Then, turn over the side and the calculation of deep dra

5、wing process, and then calculate the blunt pressure can choose press; Analysis the characteristics of tool parts after the size of the structure design, to determine the size of the formwork and the size of the parts in the mould etc; The last of the mould and the design of the general assembly.KEY

6、WORDS: Drawing, Punching, Flanging, Flanging die structure目录摘 要IABSTRACTII1绪论11.1选题的目的及意义11.2冷冲压模具发展现状11.2.1冷冲模具工业历史悠久31.2.2冷冲模具工业的现状41.2.3 冷冲模具的发展方向52工件的工艺分析93工件的工艺计算10 3.1通风口座子翻边工艺计算103.1.1翻边工序计算103.1.2拉深件的底部冲孔翻边113.1.3拉深工序计算123.1.4翻边变形程度的计算与校核174零件工作部分的参数184.1凸凹模间隙的选取184.2凸凹模工作尺寸及制造公差185 确定工艺方案19

7、6冲压力的计算及压力机的选取216.1冲压力的计算216.2压力机的选择217 模具总体设计228 主要零部件设计238.1工作零件的结构设计238.1.2凹模238.1.3推件块248.2模具及其它零部件的选用258.2.1模架258.2.2模柄的设计268.2.3紧固连接件的选取268.2.4弹性顶出件装置的设计279模具的总装图2810模具的装配2911总结31致 谢32参考文献34 1绪论1.1选题的目的及意义 工业发展水平的不断提高，工业产品更新速度加快，对模具的要求越来越高，尽管目前模具工业有了较大发展，但无论是数量还是质量仍不能满足国内市场的需要。通过对本课题的理论研究、设计与实

8、践，深入学习，熟练掌握冲压模具的设计、制造和冲压过程。该题目将机械设计、机械制造工艺学等课程联系起来，题目有一定的科研水平，具有实用价值，将理论知识应用到生产实际中的能力。1.2冷冲压模具发展现状 模具是高新技术产业的一个组成部分，是工业生产的重要基础装备，用模具生产的产品。其价值往往是模具价值的几十倍。模具技术是一门技术综合性强的精密基础工艺装备技术，涉及新技术、新工艺、新材料、新设备的开发与推广应用，是冶金、材料、计量、机电一体化、计算机等多门学科以及铸、锻、热处理、机加工、检测等诸多工种共同打造的系统工程。用模具生产制品具有高效率、低消耗、高一致性、高精度和高复杂程度等特点，这是其他任何

9、加工制造方法所不及的。目前，模具制造业已成为与高新技术产业互为依托的产业。模具工业技术水平的高低已成为衡量国家制造业水平的重要标志之一。 当今世界正进行着新一轮的产业调整，一些模具制造逐渐向发展中国家转移，中国正在成为世界模具大国。近年来，外资对我国模具行业投入量增大，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。日本的模具产量约占全球的40%，居世界第一位，每年向国外出口大量模具。现在模具市场竞争日趋激烈，因此日本模具业在努力降低生产成本。随着模具工业全球化布局的发展，模具行业在美国工业总产值中所占的比重呈现不断下降的趋势，但是美国模具在 全球模具的高端产品仍然占据着重要地位。德国也是世界

10、主要的制造大国之一，在模具制造方面具有领先的技术。德国具有世界领先的汽车、船舶等制造技术，受上游行业需求影响。由于德国将技术含量较高的制造业作为其立国之本，预计未来德国不会放弃模具制造领域，相反会加强技术含量较高的模具的研究和开发。而我国经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。近十年，我国模具工业一直以每年15%左右的增长速度快速发展。国际模具及塑胶五金产业供应商协会负责人罗百辉介绍，据不完全统计，中国目前约有模具生产厂点3万余家，从行人员100多万人，全国模具产值近1000万左右的企业占很大比例。罗百辉表示，近年来，模具行业结构调整步伐加快，主要表现为大型、

11、精密、复杂、长寿命模具标准件、模具标准件发展速度高于行业的总体发展速度。根据行业组织协会的统计，对近几年模具制造行业的生产、销售、市场情况、行业结构、产品以及进出口情况等作了详尽的分析，同时参考相关行业的发展趋势，并对今后我国模具制造行业的发展做出预测。 对任何国家来说，制造产业是综合国力及技术水平的体现，而模具行业的发展是制造产业的基础和关键。针对这种情况，国家出台了相应的政策，正积极发展模具制造产业。1.2.1冷冲模具工业历史悠久冷冲压加工工艺在我国已有悠久的历史。据文献记载：我国劳动人民远在青铜时期就发现了金属具有锤击变形的性能，到了战国时代（公元前403前221年）已经能炼剑淬火。我们

12、的祖先在2300年前已掌握； 锤击金属制造兵器和各种日用品技术。在漫长的封建社会时期，我国劳动人民在金、银、铜装饰品和日用品的制作中，更是显示了精巧的工艺技术和高超的艺术水平，令人叹为观止。近代，从上世纪20年代开始，金属制品、玩具和小五金等行业就开始使用冲床、压力机等简易机械设备及相应的模具加工产品的毛坯或某些零部件，其中的“刃口模子”专门用于落料、冲孔，“坞工模子”可用于金属拉伸。由于生产力较为低下，技术水平不够，当时各厂使用的冲压设备功率都不大，甚至大多还是手扳脚踏。模具加工业以手工为主，故而模具的精度不高，损坏率大。直到20世纪40年代初，出现水压机冷冲模具。50年代公私合营后，增添了

13、磨床、铣床和锯床等设备，又配上硬度计、外径内径测定器和块规等较为精密的测量设备，冷冲模具的精度得以提高。六七十年代，随着产品生产大量使用冲压机床，冷冲模具已从原来单冲落料、单冲孔模具发展为落料、冲孔复合模。同时由于冷冲模架标准件的出现，使模具设计结构形式多样化，精度也由此提高。与此同时，随着热处理技术的进步和检测手段的完善，冷冲模具使用寿命提高5-7倍。这一时期，还由于成形磨削、电脉冲和线切割机等机床相继使用，又采用硬质合金为模具材料，冷冲模具的制作工艺有了新的发展。设计人员改进制模工艺，具有自动送料、自动理片和接料装置的复合模具的大量问世。靠模具铣床引进后，用石膏、木模或实物即可翻制出相同形

14、状的模芯，使复合拉深模具的制作方便了许多，确保了精度。70年代以后，使用斜度线切割机加工冷冲模具，其凸模和凹模可先淬火处理再切割装配，取代了原来冷冲模具制作需要热处理一装配一变形修正的繁琐工艺，模具的精度可达到0.01mm。可以说这段时间我国的模具产业发展日新月异。1.2.2冷冲模具工业的现状 到了21世纪，随着计算机软件的发展和进步，CAD/CAE/CAM技术日益成熟，其现代模具中的应用越来越广泛。 目前我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，仍有较大的差异，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档

15、轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。而一些低档次的简单冲模，则已供过于求，市场竞争非常激烈。 根据中国模具工业协会的统计数据，2011年中国模具进口总额为38.07亿美元，比上年下降3.03%。其中进口总额为19.64亿美元，同比减少2%；出口总额为18.43亿美元，同比减少4.11%。按模具种类分，进出口最高的仍是塑料橡胶模具，分别占了进出口总额的50.12%和70.26%；其次是冲压模具，分别占了进出口额的42.42%和22.07%。 按进口货源地分，进口模具主要来自日本、韩国、德国，其次是中国台湾、美国、加拿大、意大利、新加坡、丹麦和法国；按出口目的地分，中国出口的模具市场主要是香港、

16、美国和日本，其次是德国、印度、中国台湾、法国、巴西、韩国和越南；按出口货源地分，出口模具主要是来自广东、浙江和江苏。 从进出口模具价格方面分析，2011年出口冲压模具平均每吨价8894.4美元，比上年上升13.5%；出口塑料橡胶模具平均每套价963美元，比上年上升15.6%。如果与进口价相比较，则冲压模具平均每吨进出口之比为1.8:1；塑料橡胶模具平均每套进出口之比为2.5:1.与上年相比，差距明显缩小。 中国模具工业协会的分析指出，从上述价格可看出，中国出口模具的技术含量和附加值比上年又有了上升，与出口模具相比，技术和价格差距也在不断缩小，充分体现了2011年中国模具产业的技术进步。1.2.

17、3 冷冲模具的发展方向 发展模具工业的关键是制造模具的技术、相关人才以及模具材料。模具技术的发展是模具工业发展最关键的一个因素，其发展方向应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”和“价格低”的要求服务。为此，急需发展如下几项： （1）全面推广模具CAD/CAM/CAE技术：随着微机软件发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业需要加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度，同时进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展可以促进CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广，实现技术资源重新整合，使虚拟制造成为可能。 （2）模具扫

18、描及数字化系统：高速扫描和模具扫描系统具备从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，这样可以大大缩短模具研制制造周期。将快速扫描系统安装在已有的数控铣床及加工中心上，可以实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工中心程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。 （3）电火花加工：电火花加工虽然已受到高速铣削的严峻挑战，但其固有特性和独特的加工方法是高速铣削所不能完全替代的。例如对模具的复杂型面、深窄小型腔、尖角窄缝、沟槽、深坑等处的加工，EDM应用的重点。为了在模具加工中进一步发挥其独特的作用，今后将不断提高EDM的效率、自动化程度、加工的表面完整性和设备的精密化和

19、大型化，作为可持续发展战略，绿色EDM新技术是未来重要发展趋势。 （4）优质材料及先进表面处理技术：选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。 （5）模具研磨抛光将自动化、智能化：模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，提高模具表面质量是重要的发展趋势。 模具的失效原因有很多，材料方面的原因占较大的比例，据资料统计，因选材和用材不当，致使模具过早失效，大约占失效模具的45%以上。另一方面，在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在20%30%。因此，十分有必要选用优质钢材和应用表面处理技术

20、来提高模具的寿命。模具用钢要采用电渣重熔工艺，如采用粉末冶金工艺制造的粉末高速钢等。目前，模具钢品种规格多样化、产品精细化、制品化，尽量缩短供货时间亦是模具行业的重要发展趋势。结语我国模具工业虽然有了很大的发展，但总体看来，技术水平仍比工业发达的国家要落后1520年，这与我国制造业发展的要求相比差距还很大。为了推进社会主义现代化建设，适应国民经济各部门发展的需要，模具工业需要进一步技术结构和加速国产化。因此，应立足国情，着重发展模具行业中的关键、共性技术、不断加大新技术的开发和推广应用力度，不断提高行业的自主创新能力，用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平，积极采用高新技术和先进适用技术来

21、提高行业的总体水平，使我国模具行业向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展，推动我国模具工业技术进步再上新台阶，将是我国模具行业发展的一个重要任务。随着中国加入WTO，在机遇与挑战并存中，中国模具工业面临的形势是机遇大于挑战。因此，一方面是模具的进出口高速发展，另一方面是外资大量涌进中国的模具行业。外资大量涌入中国模具行业产生俩方面效应。一是外资不仅带来资金，也带来了技术与市场；二是外资企业在市场中处于优势地位，给国内民族工业带来了很大的竞争压力。这俩方面效应都使中国模具工业的快速发展，包括模具产品的数量、质量、品种和水平。近年来，国家产业政策也一直把模具列为支持的产品，把模具工业列为

22、需要扶持的行业。正确的产业政策产生了正确的引导作用，也促进模具工业的快速发展和模具市场的繁荣昌盛。 2工件工艺分析通风口座子翻边件工艺分析 对通风口座子翻边件进行工艺分析可知，57.5mm处由内孔翻边成形，翻边前应预冲孔，能否一次翻边达到零件所要求的高度，需要后续的计算得之，对于其他的阶梯部分是由拉深成形。工序的安排为落料、拉深、预冲孔、翻边等。该工件材料为Q235钢为软材料，零件图上属于IT12级，其余尺寸为标注公差，属于自由尺寸，按IT14级确定工件的公差，一般冲压均能满足其尺寸精度的要求。工件名称：柴油机通风口座子生产批量：大批量材 料：Q235料厚：1.5零件简图：如图1所示 3工件的

23、工艺计算3.1通风口座子翻边工艺计算 在拉深件底部冲孔后翻边，工艺计算包括俩方面的内容：一是核算翻边高度H；二是确定冲孔直径。3.1.1翻边工序计算 一次翻边所能达到的高度： 根据材料的极限变形系数，取极限翻边系数：内孔的翻边极限高度为： 式中 ： 而零件的第三阶高度： 由此可知一次翻边不能达到零件高度要求，需要采用拉深成三阶形阶梯件并冲底孔，然后翻边。第三阶高度应该为多少，需要几次拉深，还需继续分析计算。3.1.2拉深件的底部冲孔翻边 图2拉深后翻边 其工艺计算的过程是，先计算允许的翻边高度h，然后按零件的要求高度H及h确定拉深高度及预冲孔的直径。允许的翻边高度为:取极限翻边系数 拉深凸模圆

24、角半径取由相关公式得:取翻边高度 h=11mm计算冲底孔直径为：按公式可计算： 实际采用计算需用拉深拉出的第三阶高度 根据上述分析计算可以画出翻边前需要几次拉深成的半成品图，如图3所示。 图33.1.3拉深工序计算 求复杂形状的旋转体拉深件的毛坯直径的方法（解析法）1） 将母线按直线与圆弧分段1、2、39；2） 计算各线段长度;3） 计算各线段的重心至轴线的距离。 直线段的重心在其中点上，圆弧线段的重心可按下列公式计算： A=aR B=bR 式中：A B 为弧线的重心至轴y-y的距离；a、 b为系数。 ，弧线与水平轴相接时用; ,弧线与垂直轴相接时用b。 图4计算毛坯直径及相对厚度：先作出计算

25、毛坯分析图，如图5所示。为了计算方便，先按分析图中所示尺寸，根据弯曲毛坯展开长度计算方法求出中性层母线的各段长度并将计算数据列于表3-1中。 图5表3-1序号 序号 120.0279.251586.585612.3733.37412.7869 25.7377.86446.1378 712828 310.1770.60718.002 85.226.64138.528 427.7555.401537.35 924.2512.13294.1525 55.2539.38206.745 =5368.2872(1)根据公式计算得毛坯直径： =207mm(2)是否采用或不采用压边圈的条件 由10.4mm,故

26、能够满足翻边的高度。 9模具的总装图 1双头螺柱 2橡胶 3托板 4中间导柱圆形下模座 5凸模固定板 6托料板 7翻边零件8凹模 9凹模垫板 10中间导柱圆形上模座11模柄 12顶料杆 13内六角圆柱头螺钉 14推件板 15A型导套 16A型导柱 17凸模18螺母 19顶料杆 模具的工作过程：图为圆孔翻边模，采用倒装结构，工件预先冲好孔，放在托料板上由凸模头定位，凹模及上模座下行时，凹模与托料板一块加紧工件，并一起继续下行完成翻孔工作。凹模回程时，托料板在弹性装置的作用下向上顶起工件。若工件留在凹模内，则由打杆和推件块将工件推出。10模具的装配 本模具的装配为先凸，凹模为基准件，先装上模，再装

27、下模。装配保证间隙均匀，然后装机试压，并根据试冲结果做相应的调整。其具体步骤及方法如下：（1） 装配模架将导套15、模柄11和导柱16分别装入上、下模座，并注意安装后使导柱和导套的配合间隙均匀，上、下模座相对滑动时无发涩及卡住的现象，以及模柄与上模座的上平面保持垂直。并打入防转销防止模柄转动。（2） 装配凹模及上模 将推件板装入到凹模内，试调推件板的移动的范围，再将凹模垫板9及凹模8找正中心位置后，先用圆柱销来防止转动然后用内六角头圆柱螺钉将其固定在上模座上。（3）装配凸模将凸模17装入凸模固定板5中，装入后将凸模固定板与凸模的底面在平面磨床上一起磨平。（4） 装配下模 将装配好的凸模找正中心

28、位置后，用内六角头圆柱螺钉将其固定在下模上。用顶料杆19将托料板顶起，用弹性顶件器来顶住顶料杆。 （5）调整凸凹模间隙 将装好的上模套装在下模导柱上，调整位置使凸模插入到凹模中，采用适当的方法，并用手锤敲击凸模固定板的侧面进行调整，使凸凹模之间的间隙均匀。（6） 试翻边检查调整好翻边间隙后，用一零件测试，将零件置于托料板上，用凸模的前端定位，若翻出的零件轮廓整齐、无裂纹，说明间隙是均匀的；若翻出的零件的高度不均匀，应重新调整间隙直至均匀。11总结 此次的模具设计是翻边模的设计，一方面让我对模具的设计过程的了解和加深，另一方面是对大学生学过的知识和理论在实际的设计中的应用和检验。此次的设计不但加

29、深对二维模具的认识，同时在应用三维软件时对三维软件Solidworks的理解和应用加深了了解，为以后的设计工作带来了很多实际的经验。最后设计的模具要求力争能达到模具工作工艺合理，运行正常，能绘制出三维立体图，让模具图形更加清晰可观。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。由于时间的紧缺，并没有做到最好，但是，最起码我没有放弃，它是我的骄傲!相信以后我会以更加积极地态度对待学习、对待生活。我们的激情永远不会结束，相反，我们会更加努力，努力的去弥补自己的缺点，

30、发展自己的优点，去充实自己，只有在了解了自己的长短之后，我们会更加珍惜拥有的，更加努力的去完善它，增进它。只有不断的测试自己，挑战自己，才能拥有更多的成功和快乐!快乐至上，享受过程，而不是结果!认真对待每一个过程，珍惜每一分一秒，学到最多的知识和方法，锻炼自己的能力，这个是我在此次毕业设计上学到的最重要的东西，也是以后的一笔宝贵的财富致 谢 四年一个轮回，四年前，我们随着世界杯的落幕而走进我们的大学，而四年后的如今要迎来世界杯的时刻我们又要离开，满是不舍与依恋却注定要走。毕业沦文正代表着大学的终结，完成它既有一种收获感，又有一种失落感，可无论如何它代表着我四年的努力，代表了我四年的历程。当它终于完工的时候，我不禁想起了很多人，很多事，尤其是辛勤培养我的老师们，谢谢你们! 四年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。四年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在论文即将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。这篇论文是在我的导师尚雪梅老师的多次指导下完成的。从论文的选题到结构安排，