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含CAD图纸和说明书 踏板 组件 冲压 模具设计 CAD 图纸 说明书

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内容简介：

毕业设计（论文）指导教师评阅表题 目踏板组件（B）冲压模具设计学 生 姓 名 学 号 指 导 教 师 职 称其他副高级学 历评分指标（参考）得分1设计（论文）过程中分析、解决问题的能力（10分）8.22理工类：设计（论文）方案合理性，理论分析依据，性能指标，实验数据准确性，文字规范性（10分）文经管类：论文结构、逻辑合理性；论文方法科学，观点正确性；内容翔实，表达准确、语言流畅性（10分）7.53设计（论文）创新性，成果的学术或应用价值 （10分） 7.54整个设计（论文）过程中工作态度（10分） 9.0指导教师评分（满分40分）：32.2指导教师评语： 论文分析了踏板组件（B）的冲压工艺性，制订了整个零件的冲压成形工艺方案，按要求完成了冲裁工序模具的设计，完成了任务书规定的工作量，制订的工艺方案基本正确，模具结构基本合理。毕业设计过程中，工作态度比较认真，能独立完成设计任务。撰写的毕业设计报告内容基本完整，计算与分析论证基本正确，结论基本合理，且基本符合规范。是否同意答辩：是指导教师： 年5月12日 毕业设计（论文）答辩记录及总评成绩表题 目踏板组件（B）冲压模具设计学 生 姓 名 学 号 指 导 教 师 职 称其他副高级学 历评分指标（参考）得分1简明扼要、重点突出地阐述设计（论文）的主要内容（10分）2设计（论文）的质量（10分）3答辩中回答问题的正确程度 （20分）答辩小组评分（满分40分）：答辩小组提问学生回答情况：答辩评语： 答辩小组成员姓 名职 称 其他副高级答辩小组组长： 2020年5月16日答辩秘书： 年 月 日毕业设计（论文）总得分组成得分1指导教师评分（满分40分）32.22评阅教师评分（满分20分）13.03答辩小组评分（满分40分）合计（满分100分）答辩委员会最终评审结果：毕业设计（论文）总评成绩（分数）：毕业设计（论文）总评成绩（五级记分制等级）：答辩委员会主任（学院负责人）： 年 月 日注：1毕业设计（论文）答辩记录及总评成绩表由答辩秘书填写，各学院汇总审查。2总评成绩须折算成五级记分制【优秀（90100分）、良好（8089分）、中等（7079分）、及格（6069分）、不及格（60分以下）】。 毕业设计（论文）评阅教师评阅表题 目踏板组件（B）冲压模具设计学 生 姓 名 学 号 指 导 教 师 职 称其他副高级学 历评分指标（参考）得分1理工类：设计（论文）方案合理性，理论分析充分性（5分）文经管类：论文指导思想（5分）。3.22理工类：设计（论文）性能指标，实验数据准确性，图表、图纸等数量与质量（5分）文经管类：论文论据的充分性与正确性（5分）3.33设计（论文）创新性，成果的学术或应用价值（5分）3.44设计（论文）的结构、文字表达及书写情况（5分）3.1评阅教师评分（满分20分）：13.0评阅教师评语： 目录层次不对，图和表没有分清，序号编排混乱，引入文献后也应该修改成自己文稿中的编号是否同意答辩：评阅教师： 年5月14日毕 业 设 计（论 文）设计(论文)题目：踏板组件（B）冲压模具设计 学生姓名： 学 院： 专 业： 班 级： 学 号： 指导教师： 摘 要此设计说明书的内容里，包含有两个方面的内容，其一是有关模具的主要发展形势，其二是我对于踏板组件的冲压模具设计介绍。我主要负责设计的是该U型件的冲孔、落料工序，用复合模完成该部分工序的生产。首先考虑了产品的质量要求和生产的实际情况，确定了最佳工艺方案，同时计算下料展开尺寸和零件压力中心，计算模具中的凸凹模刃口尺寸，校核凸模强度以及压力机的核查，精确详细地对有关工艺参数进行计算，准确无误的选择压力设备，同时对模具零件的结构进行设计，适应了目前冲压模具的设计要求。然后进行冲压模具设计，全部采用AutoCAD软件进行图样设计，绘制出了二维装配图和零件图，设计相关零部件结构，最后介绍了装配工艺要求。关键词：模具制造；复合模；装配；AutoCADAbstractThe content of this design specification includes two aspects, one is the main development situation of the mold, and the other is my introduction to the stamping mold design of the pedal assembly. I am mainly responsible for the design of the punching and blanking process of the U-shaped part, and use the compound die to complete the production of this part of the process. First of all, considering the quality requirements of the product and the actual situation of production, the optimal process plan is determined. At the same time, the blanking development size and the pressure center of the parts are calculated, the cutting edge size of the convex and concave die in the die is calculated, the punch strength and the verification of the press are checked, the relevant process parameters are calculated accurately and in detail, the pressure equipment is selected accurately, and the knot of the die parts is determined The structure is designed to meet the design requirements of the current stamping die. Then the stamping die design, all using AutoCAD software for drawing design, drawing out two-dimensional assembly drawings and parts drawings, design the structure of related parts, and finally introduce the assembly process requirements.Keywords: mold manufacturing； compound mold； assembly； AutoCAD目 录第一章 绪论11.1模具市场发展趋势11.2模具设计技术的发展1第二章 零件的工艺性分析12.1零件图12.2工艺性分析2第三章 确定冲压件生产的总体工艺方案23.1确定冲压工序方案23.2排样设计2第四章 计算冲裁力及确定压力中心44.1计算冲裁力44.1.1冲孔冲裁力的计算44.1.2落料冲裁力的计算44.1.3卸料力和推件力的计算44.2冲压设备的选择44.3确定压力中心5第五章 模具总体结构设计65.1.凸、凹模间隙值的确定65.2.凸、凹模刃口尺寸的确定75.3主要零部件的设计85.3.1冲孔凸模85.3.2冲孔落料凸凹模115.3.3落料凹模125.3.4凸模固定板135.3.5凸凹模固定板145.3.6模架选用145.3.7模柄155.3.8卸料装置155.4模具总装图16第六章 压力机的校核176.1公称压力的校核176.2装模高度的校核17第七章 模具装配要求187.1保证设计参数187.2正确装配组件与零件18参考文献19致谢20第一章 绪论1.1模具市场发展趋势当下中国机械工业飞速发展，模具在制造业中的地位越来越高，许多产业部门的发展都依赖于模具工业的发展。目前我国模具市场上低档次模具居多，但是各行业对于模具的要求并没有下降。为了追求产品更好的生产效率和使用性能，企业工厂更多的会采用高端模具来生产，因此精密、复杂、长寿命的高档模具市场前景广阔。我们正站在我国制造业转型的关键时期，减轻材料，降低能耗，开拓创新，是我们的目标与追求，研发制造高档模具、进军高端模具市场迫在眉睫。此外，近些年来劳动力成本在模具总成本中占比逐渐增加，发展中国家尤其是东南亚国家已经成为模具生产的首选，但是经过这几十年的发展，我国劳动力素质和技术水平仍然有很大优势。同时现在国内的模具性能各方面都增强，并且制造的效率高，对于中高端模具出口，那将成为一新的大趋势。1.2模具设计技术的发展冲压加工是用途最为广泛的传统机械制造方法之一，在手工制造阶段，采用锯、凿、锤等工具来制造模具；在机械化、半机械化阶段，采用车床和刨床来制造模具；当采用铣床和磨床来制模时，这就是标志着模具进入初步工业化；最后，在19世纪30年代初模具进入正式工业化。目前国外冲压模具设计已广泛使用CAD/CAE/CAM技术。目前来看，手绘图板已经不适合模具的现代化制造了，CAD技术在二维绘图中已广泛使用，目前3D设计已达到了70-89%。同时一些国家采用了先进的设计理念，用一张加工要领图将各冲压工序的压力中心、冲压方向、加工部位、尺寸要求、加工内容及相互关系等表示出来，不仅便于模具设计，而且对模具加工和调整也方便。我国广泛应用和发展的复合模，在模具的技术含量、制造精度、使用寿命和制造周期等方面均获得了明显进步。其中，部分高档优质模具的总体水平与国际同类模具水平相当。第二章 零件的工艺性分析2.1零件图冲压件形状尺寸如图2-1所示图2-1 零件图2.2工艺性分析选取零件材料铝镇静钢板(08AL)，其抗剪强度b=325 MPa，可塑性好、韧性也好，满足该产品的性能及工作条件。同时该零件的形状结构简单，没有尺寸精度及表面粗糙度要求，便于模具设计加工和装配，方便制定工艺规程。第三章 确定冲压件生产的总体工艺方案3.1确定冲压工序方案这个踏板组件零件可以直接从零件图上看出有冲孔、落料、弯曲、切舌等工序，本篇中我主要负责设计它的冲孔、落料两道工序，选用单工位复合模，即冲孔落料复合冲压。3.2排样设计1.毛坯的尺寸计算该制件弯曲端展开后的形状尺寸：最大长度L=2*L1+L2+2（/180）=2*23+52+（2+0.14*2）=105.16mmr=2，t=2，K取0.14=r+Kt最大宽度B=40mm毛坯展开图如图3-1所示图3-1 毛坯展开图工件平展后的面积F0=2871.69-103.62=2768.07mm2.确定零件的排样方案以短边为进给方向将板料送进压力机冲压搭边值a取3.0，b取3.0排样图如图3-2所示图3-2 排样图板料宽度111.16mm，步距43mm材料利用率=F0/F100%=2768.07/（111.16*43）=57.91%第四章 计算冲裁力及确定压力中心4.1计算冲裁力4.1.1冲孔冲裁力的计算冲孔冲裁力根据文献公式3-1，F=KLtb进行计算式中 K一般取K=1.3；L冲裁件周边长度；t是代表材料的厚度，t=2mm；b是代表材料的抗拉强度，查文献得08AL的抗拉强度b=325MPa10mm的凸模1冲裁力为F1=KLtb=1.3*10*2*325=26.533kN4 mm的凸模2冲裁力为F2=KLtb=1.3*4*2*325=10.613kN4 mm的凸模3冲裁力为F3=KLtb=1.3*4*2*325=10.613kN特殊形状凸模4冲裁力为F4=KLtb=1.3*（2+6+6+4）*2*325=18.827kN所以，总冲裁力F冲=F1+F2+F3+F4=66.586kN4.1.2落料冲裁力的计算落料冲裁力根据文献公式3-1，F=KLtb进行计算式中 L=85.16+2*13.58+20+24.11=250.83mm所以，冲裁力F落=1.3Ltb=1.3*250.83*2*325=211951N=211.951kN4.1.3卸料力和推件力的计算 1、卸料力是指在冲裁时，从凸模上把工件或废料取下来的力。查文献公式3-3 F卸=K卸F冲进行计算查文献表3-7 K卸取0.11，如图4-1所示所以，F卸=K卸F冲=0.11*66.586=7.32kN 2、把塞在凹模内的料，顺着冲裁方向推出，所需要的力被称为推件力。推件力受到材料的力学性能、凸凹模表明粗糙度、零件形状和尺寸等的影响。查文献公式3-4 F推=nK推F落进行计算根据文献表3-7 K推=0.07所以，F推=nK推F落=1*0.07*211.951=14.84kN图4-14.2冲压设备的选择压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和FZ。FZ的计算应根据不同的模具结构分别计算取值。采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时FZ1=F+FT=66.586+14.84=81.426kN采用直接落料的冲裁模时FZ2=F=211.951kNF总=FZ1+FZ2=81.426+211.951=293.377kN查文献表6-33，选择开式可倾压力机，参数初选的压力机型号为JG23-40，其公称压力为400kN，滑块行程100mm，最大闭合高度300mm，封闭高度调节量80mm，滑块中心线至床身距离190mm，工作台尺寸700mm460mm，模柄孔尺寸50mm70mm。4.3确定压力中心以长底边与对称轴建立直角坐标系，如图4-2所示图4-2各个单元的重心为1,2,3,4,5,6,7,8；其各单元的坐标位置为X1=0，Y1=0；X2=0，Y2=10；X3=0，Y3=20；X4=0，Y4=30；X5=0，Y5=34.38；X6=-15，Y6=31.27；X7=-15，Y7=27；X8=-15，Y8=24计算出各单元冲裁的长度L1=85.16，L2=87.91，L3=27.16，L4=31.4，L5=75.71，L6=6.28，L7=12，L8=4X0=（L1X1+L2X2+L3X3+L4X4+L5X5+L6X6+L7X7+L8X8）/（L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7+L8）=（0+0+0+0+0-6.28*15-12*15-4*15）/（85.16+87.91+27.16+31.4+75.71+6.28+12+4）=-78.28/329.62=-0.24Y0=（L1Y1+L2Y2+L3Y3+L4Y4+L5Y5+L6Y6+L7Y7+L8Y8）/（L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7+L8）=（0+879.1+543.2+942+2602.91+196.38+324+96）/329.62=5583.59/329.62=16.94压力中心为（-0.24,16.94）第五章 模具总体结构设计5.1.凸、凹模间隙值的确定对冲件质量要求高时选用较小间隙值，查表3-2因为t取2mm且为中等硬度钢，所以取Zmin=0.140，Zmax=0.180表4-14系数x表4-15制造公差5.2.凸、凹模刃口尺寸的确定第一道工序为冲孔，间隙取在凹模上，则：4个凸模同时冲孔，凸模1加工10mm的孔，有凸模2与凸模3加工2个4mm的孔，凸模4加工不规则形状的孔根据零件形状，凸模1磨损后尺寸减小凸模1尺寸：D1T=（D+x）查表4-14、4-15得T=0.02凸模制造公差A=0.02凹模制造公差=0.1制件的制造公差x=0.75根据精度在IT11IT13Zmin=0.14最小合理间隙D1min=10mm10mm孔的最小极限尺寸D1T=（D+x）=（10+0.75*0.1）-0.02=10.075-0.02mm凹模尺寸：用配做法D=（D+x+zmin）可得D1A=（10+0.75*0.1+0.14）+0.02=10.215+0.02mm根据零件形状，凸模2磨损后尺寸减小凸模2尺寸：D2T=（D+x）D2T=（D+x）=（4+0.75*0.1）-0.02=4.075-0.02mm凹模尺寸：用配做法D=（D+x+zmin）可得D2A=（4+0.75*0.1+0.14）+0.02=4.215+0.02mm根据零件形状，凸模3磨损后尺寸减小凸模3尺寸：D3T=（D+x）D3T=（D+x）=（4+0.75*0.1）-0.02=4.075-0.02mm凹模尺寸：用配做法D=（D+x+zmin）可得D3A=（4+0.75*0.1+0.14）+0.02=4.215+0.02mm根据零件形状，凸模4磨损后各尺寸均减小凸模4尺寸：D4T=（D+x）D4T=（D+x）=（4+0.75*0.1）-0.02=4.075-0.02mmL1T=6-0.02mmL2T=4.075-0.02mm凹模尺寸：用配做法D=（D+x+zmin）可得D4A=（4+0.75*0.1+0.14+0.02=4.215+0.02mmL1A=6+0.02mmL2A=4.215+0.02mm第二道工序为落料，间隙取在凸模部分上，则：根据零件形状，凹模磨损后尺寸增大的是D1、D2，不变的是L1、L2凹模尺寸：D=（D-x）D1A=（D-x）=（20-0.750.1）0.035=19.925+0.035mmD2A=（D-x）=（62-0.750.1）+0.035=61.925+0.035mmL1A=85.16mmL2A=13.58mm凸模尺寸：用配做法D=（D-x-zmin）可得D1T=（20-0.75*0.1-0.14）-0.025=19.785-0.025mmD2T=（62-0.75*0.1-0.14）-0.025=61.785-0.025mmL1T=85.16mmL2T=13.58mm5.3主要零部件的设计5.3.1冲孔凸模凸模1凸模长度L=h1+h2+h3+h=31+15+6+19=71mm h1凸模固定板厚度，是凹模厚度的0.60.8倍，取31mm h2卸料板厚度15mm h3导尺厚度68mm h增加长度，取20mm凸模形状如图5-1图5-1 凸模1凸模1刃口尺寸为DT=（D+x）=（10+0.75*0.1）-0.02=10.075-0.02mm凸模强度校核：承压能力校核10mm孔：dmin=10.055=4*2*325/1000=2.6Dmin凸模最小直径，为10.055mmt 材料厚度，为2mm材料抗剪强度，为325MPa凸模材料的许用应力(MPa), 对一般工具钢,凸模淬火硬度HRC 为5862时,取10001600MPa抗纵向弯曲能力校核Lmax=33=3.14*2*2.2*105*44/（64*26533）=45.32E凸模材料的弹性模数,一般模具钢为2.2105MPa；P冲裁力(N)；Lmax凸模上可能发生失稳弯曲部分长度L的最大值；a凸模前端导向情况的系数，无导向，a=1，有导向，a=2；J凸模最小横断面的惯性矩(mm)，圆形凸模: J=d4/64综上：凸模1强度符合生产使用要求凸模2、凸模3凸模长度L=h1+h2+h3+h=31+15+6+19=71mm凸模形状如图5-2图5-2 凸模2、凸模3凸模2、3刃口尺寸为DT=（D+x）=（4+0.75*0.1）-0.02=4.075-0.02mm凸模强度校核：承压能力校核4mm孔：dmin=4.055=4*2*325/1000=2.6Dmin凸模最小直径，为4.055mm抗纵向弯曲能力校核Lmax=33=3.14*2*2.2*105*44/（64*10613）=71.65mm综上：凸模2、凸模3强度符合生产使用要求凸模4凸模长度L=h1+h2+h3+h=31+15+6+19=71mm凸模形状如图5-3图5-3 凸模4凸模4刃口尺寸为D4T=（D+x）=（4+0.75*0.1）-0.02=4.075-0.02mmL1T=6-0.02mmL2T=4.075-0.02mm凸模强度校核：承压能力校核Fmin=30.28=18827/1000=18.827抗纵向弯曲能力校核Lmax=33=3.14*2*2.2*105*44/（64*10613）=71.65mm综上：凸模4强度符合生产使用要求5.3.2凸凹模凸凹模外形尺寸=卸料板厚度+修模量+进入凹模深度+弹性体厚度+固定板厚度=15+4+3+14+24=60mm。根据已经计算的有关凸凹模口的基本尺寸，参照冲压模具简明设计手册，设计凸凹模如下图5-4所示。图5-4 凸凹模5.3.3落料凹模凹模厚度H=k1k2（P/10）1/3=1.25*1（211951/10）1/3=34.59mm，取凹模厚度为40mm P冲裁力（N） k1冲裁轮廓长度修正系数，查表4-5，取1.25 k2凹模材料修正系数，查表4-6，取1凹模壁厚C=（1.52）H=51.8969.18mm，取凹模壁厚60mm凹模宽度B=b+2c=40+120=160mmb沿凹模宽度方向刃口型孔的最大距离c凹模壁厚凹模长度L=l+2c=105.16+120=225.16mml沿凹模长度方向刃口型孔的最大距离c凹模壁厚根据工件图样，取凹模长度为250mm，宽度为160mm，所以凹模轮廓尺寸为250mm160mm40mm，如图5-5凹模刃口尺寸为D1A=（D-x）=（20-0.750.1）+0.0351=19.925+0.035mmD2A=（D-x）=（62-0.750.1）+0.035=61.925+0.035mmL1A=85.16mmL2A=13.58mm图5-5 落料凹模5.3.4凸模固定板根据该零件的需求，可以选择凸模固定板形状为矩形，与凹模周界一致。取固定板的厚度31mm，为凹模厚度的60%80%。固定板与阶梯式凸模为H7/n6过渡配合，压装后，应该把凸模与固定板的端面一起磨平。凸模固定板的零件图如图5-6所示。图5-6 凸模固定板5.3.5凸凹模固定板根据该零件的需求，可以选择凸凹模固定板形状为矩形，与凹模周界一致。取固定板的厚度24mm，为凹模厚度的60%80%。凸凹模固定板与凸凹模为H7/n6过渡配合，压装后，应该把凸凹模与固定板的端面一起磨平。凸凹模固定板的零件图如图5-7所示。图5-7 凸凹模固定板5.3.6模架选用由于该零件是边缘冲裁，所以采用后侧导柱模架。根据凹模周界：L=250mm，B=160mm，查文献表9-46可得：模架的闭合高度H=200240mm，上模座的规格为25016045，下模座的规格为25016050，导柱的规格为32160，导套的规格为3210543。模架选用如图5-8。图5-8 模架5.3.7模柄根据压力机的型号JG23-40和，文献可查得模柄尺寸的直径为50mm，长度为70mm。根据模具的大小，可以选用凸缘模柄。根据JB/T 7646.3-1994选取模柄为：B50如图5-9所示。d=50mm，d1=132mm，L=91mm，L1=23mm，L2=5mm，d2=15mm,d3=91mm，d4=11mm，d5=18mm，h=11mm，配合为H7/h6配合。图5-9 凸缘模柄5.3.8卸料装置弹性卸料板 为保证冲孔安全，取厚度15mm，如图5-10所示。图5-10卸料板卸料螺钉根据弹性体的内径、卸料板的厚度及下模座和凸凹模固定板的厚度，查文献选用圆柱头内六角卸料螺钉，如图5-11。直径d=M12mm，长度L=70mm，l=10mm，b=4mm，H=12mm，d1=16mm，d2=24mm，d4=11.4mm。图5-11卸料螺钉5.4模具总装图1-下模座，2-卸料螺钉，3-导柱，4-凸凹模固定板，5-聚氨酯弹性体，6-弹簧，7-活动挡料销，8-导套，9-凹模，10-凸模固定板，11-垫板，12-上模座，13-内六角圆柱头螺钉，14-打杆，15-冲孔凸模2、3，16-推板，17-冲孔凸模4,18-打料杆，19-凸缘模柄，20-冲孔凸模1,21-螺钉，22-销，23-推件块，24-凸凹模，25-卸料板，26-螺钉第六章 压力机的校核6.1公称压力的校核根据总冲压力选取压力机的型号为JG23-40，它的公称压力为400kN，计算出的总冲压力为293.377kN,400kN293.377kN,所以压力机的公称压力满足要求。6.2装模高度的校核 冲模的闭合高度H应介于压力机的最大装模高度Hmax和最小装模高度Hmin之间。Hmax-5mmHHmin+10mm模具闭合高度H=45+10+31+40+2+15+18+24+50=235mm295mmH=235mm230mm冲模闭合高度符合。第七章 模具装配要求7.1保证设计参数在凸凹模间隙值和公差所允许的范围中，肯定有凸模安装后的垂直度偏差。选择模架时，滑动导向副的配合间隙，及其轴线对轴线对凸模与凹模组合安装面的垂直度偏差之和，亦须控制在冲裁间隙及其公差所允许的范围内。7.2正确装配组件与零件安装于固定板孔内的凸凹模与凸凹模固定板，应采用H7/n6配合。带圆柱或带肩凸模的安装沉孔的深度，须一致。同时，其凸模圆柱或锥头顶面，须与固定板底面磨平。为了确定落料、冲孔凹模的刃口高度，从而通常漏料孔比刃口大0.22mm，确保畅通无阻。顶料、卸料器运动灵活。在装配中，相邻的两个零件连接以及固定时，其接合面务必密切贴紧。参考文献1翁其金主编.冲压工艺及冲模设计M.第2版.机械工业出版社，2013.12张荣清主编.模具设计与制造M.第2版.高等教育出版社，2008.33邓明主编.实用模具设计简明手册M.第1版.机械工业出版社，2010.14夏居谌主编.中国模具设计大典EB/OL.中国机械工程学会，2013.15曹立文主编.新编实用冲压模具设计手册M.第1版.人民邮电出版社，2007.106钟翔山主编.冲压模具设计实例精选M.第1版.化学工业出版社，2012.27王晓燕主编. 冷冲压工艺与模具设计M.第1版.化学工业出版社，2011.68薛启翔主编. 冲压模具设计结构图册M.第2版.化学工业出版社，2010.19郑可煌主编. 实用冲压模具设计手册M.第1版.宇航出版社，1990.510许发樾主编.模具标准化与