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1、摘 要模具生产技术水准的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。本论文详细的论述了防动垫片模具的设计的全过程。其中，根据该零件所用材料的特点和结构特点进行工艺分析和工艺计算，最终确定出工艺方案。然后对模具的具体结构和所需零件进行设计和选择。本文通过对课题应解决的问题和设计要做的工作分析讨论，了解其基本的性能、组成、作用、以及设计所需考虑的问题等等。该产品的精度要求一般，结构简单，通过工艺分析选择最简单的加工方案，可以提高生产率。 关键词：防动垫片，工艺分析，加工方案目 录前 言3第一章 分析零件的工艺性和确定冲压方案 5
2、第二章 分析比较和确定工艺方案 62.1 选择冲压工序 62.2 排样6第三章 落料冲孔复合模设计 8 3.1 冲裁力的计算8 3.2 压力中心的计算 93.3 凸、凹模工作部分尺寸和公差 93.3.1 落料部分刃口尺寸计算103.3.2冲孔部分刃口尺寸计算113.4 模具整体结构的设计 113.4.1 模具结构形式的选择113.4.2 推件装置 123.4.3 卸料装置 123.4.4 导向装置 123.5 压力机的选择 123.5.1 拟选压力机 123.5.2 计算闭和高度 133.6 模架的选择13第四章 成形模具设计154.1 弯曲力的计算154.2 大概选压力机154.3 模具结构
3、形式选择164.4模具工作部分尺寸标注 16结 论18致 谢18参考文献 19 前 言冲压模在现代生产中，是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的压力方式将原材料成形。例如，冲压件就是通过冲压方式使金属材料在模具内发生塑性变形而获得的；金属压铸件、粉末冶金件等金属制品，绝大多数也是用模具成形的。由于模具成形，特别是冲压模成形，具有优质、高产、省料和低成本等特点，现在已在国民经济各个部门，特别是汽车、拖拉机、航空航天、仪表仪器、机械制造等重工业部门得到极其广泛的应用。据统计，利用模具制造的零件，在飞机 、汽车、拖拉机、电机电器、仪表仪器等机电产品中占60%70%；在电视机、录
4、音机、计算机等电子产品中占80%以上；在自行车、手表、洗衣机、电冰箱、电风扇等轻工业产品中占85%以上。随着社会经济的发展，人们对工业产品的品种、数量、质量及款式都有越来越高的要求。为了满足人类的需要，世界上各个工业发达国家都十分重视模具技术的开发，大力发展模具工业，特别在冷冲模方面，积极采用先进技术和设备，提高模具制造水平，并取得了显著的经济效益。美国是世界上超级经济大国，也是世界模具工业的领先国家。据统计，美国模具行业有12554个企业，从业人员17.28万人，模具总产值达64.47亿美元。日本模具工业是从1957年开始发展起来的。当年模具总产值仅有106亿日元，到1991年总产值已超过1
5、7900亿日元，在34年中增长了69倍。这也是日本经济能飞速发展，并在国际市场上占有一定优势的重要原因。我国对模具工业的发展也十分重视，国家通过多种方式和途径来加速模具行业的发展。数以万计的模具私营企业和个体劳动者如雨后春笋般出现在神州大地上，对模具行业的发展起到了不可低估的作用。可以说，我国在模具技术方面已有一支较强的队伍。目前，我国已能生产部分轿车覆盖件模具。如东风汽车公司冲模厂，已设计制造了富康轿车部分内覆盖件模具；一汽模具中心生产了捷达王轿车外覆盖件模具。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。其设计制造手段已基本达到了国际先进水平，模具结
6、构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步。但在制造质量、精度、制造周期和成本方面，与国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动叠片多功能模具，已达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。当前冲压模具技术发展的三个特点：一、充分运用IT技术发展模具设计、制造。用户对压力速度、精度、换模效率方面不断提高的要求，促进了模具的发展。车身外形和发动机是汽车的两个关键部件，汽车车身模具特别是大中型覆盖件模具，其技术密集体现当代模
7、具技术水平，是车身制造技术的重要组成部分。车身模具设计和制造约占汽车开发周期三分之二的时间，成为汽车换型的主要制约因素。目前，世界上汽车的改新换代一般约需48个月，而美国仅需30个月，这主要得益于在模具业中应用了CAD/CAE/CAM技术和三维实体汽车覆盖件模具结构设计软件。另外，网络技术的广泛应用提供了可靠的信息载体，实现了异地设计和异地制造。同时，虚拟制造等IT技术应用，也将推动模具工业的发展。二、缩短金属成形模具的试模时间。当前，主要发展液压高速试验压力机和拉伸机械压力机，特别是在机械压力机上的模具试验时间可减少80%，具有巨大的节省潜力。这种试模机械压力机的发展趋势是采用多连杆拉伸压力
8、机，它配备数控液压拉伸垫，具有参数设置和状态记忆功能。三、车身制造中的级进冲模发展迅速。在自动冲床上用级进冲裁模或组合冲模加工转子、定子板，或者应用于插接件作业，都是众所周知的冲压技术。近些年来，级进组合冲载模在车身制造中开始得到越来越广泛的应用，用级进模直接卷材加工成型零件和拉伸件，加工零件也越来越大，省去了用多工位压力机和成套模具生产所必需串接的板材剪切、涂油、板坯运输等后续工序。级进组合压模已在美国汽车工业中普遍应用，其优点是生产率高，模具成本低，不需要板料剪切，与多位压力机上使用的阶梯模相比，节约30%。但是，级进组合冲模技术的应用受拉伸深度、导向和传输的带材边缘材料表面硬化的限制，主
9、要用于拉伸深度比较浅的简单零件，因此不能完全替代多工位压力机绝大多数零件应优先考虑在多工位压力机上加工。 防动垫片模具的设计第一章 分析零件的冲压工艺性工件图如下： 图11 制件图材料名称：碳素结构刚牌 号：10 材料性能：抗拉强度 /Mpa 294432抗剪强度 /Mpa 255333 屈服强度 /Mpa 206 延 伸 率 100 29弹性模量 E/103Mpa 194防动垫片是典型的冲裁件，料厚2mm，其特点是没有尺寸精度和表面粗糙度要求，所以模具的精度也不必太高；三个角为90度弯曲成型，中间为正六边形冲孔和压弯，都符合冲压成型的工艺性要求。第二章 分析比较和确定工艺方案2.1 选择冲压
10、工序根据冲压工艺性分析，考虑采用以下几种工艺方案：方案一：1、落料 2冲孔 3、弯曲成形 方案二：1、落料冲孔复合模 2. 弯曲成形分析比较各个方案的优缺点：方案一的特点是化整为零，将原先很复杂的工件分解为三个较简单的单元，从而简化了模具的结构形状，使模具制造简单。另外各个工序所需的冲压力小了，可以解决冲压设备吨位不够的问题。但生产效率比较低，不适合成批量生产。方案二先是落料冲孔，然后是成形模；既满足了制件工艺要求，生产效率又高，适合大批量生产。2.2 排样排样是指工件在条料或板料上布置的方法。根据工件的具体形状（近似正方形）可选择如图21所示的排样方式 图21 排样图由料厚t=2确定搭边值
11、工件间a1=3mm沿边 a=3mm所以条料宽为951mm第三章 落料冲孔复合模设计 图31 落料冲孔复合模装配图3.1 冲裁力的计算冲裁时，工件或废料从凸模上取下来的力叫卸料力，从凹模内将工件或废料顺着冲裁的方向推出的力叫推件力，逆冲裁方向顶出的力叫顶件力。所设计的冲裁模采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模，其总的冲压力。 F总=F冲+F卸+F推查表得：=255333mpa 取 330mpa料厚 t=2mm 落料周长=3.14150283/180+68+3.1453=314.9mm 冲孔周长=106=60mm冲裁力的计算：F落=1.3Lt=1.3314.92330 =270.2 KNF孔=1.
12、3602330=51.5 KN 卸料力计算： K卸=0.045 F卸=K卸F落=0.045314.9=14.2 KN推件力计算： K推=0.055 n=10/2=5 F推=nK推F孔 =50.05551.5 =14.2 KN总的冲裁力：F总=F冲+F卸+F推=270.2+51.5+14.2+14.2 =350.1 KN3.2 压力中心的计算为了保证压力机和模具正常的工作，必须使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，造成刃口和其它零件的损坏，甚至还会引起压力机导轨磨损，影响压力机精度。本冲裁件为对称图形，压力中心即在
13、几何中心。3.3 凸、凹模工作部分尺寸和公差图33 冲孔落料工件图3.3.1 落料部分刃口尺寸计算落料件的尺寸取决于凹模尺寸，因此落料模应先决定凹模尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理间隙。工件如图33所示：t=2mm时，查表得凸凹模间隙为0.24-0.36，凸、凹模配合加工，凹模尺寸标注如图3-4所示，所标注偏差查自冲压手册。图34 凹模尺寸标注由于工件外形较复杂，落料凸模尺寸根据凹模配做，保证双面间隙为0.24-0.36mm。3.3.2 冲孔部分刃口尺寸计算冲孔件的尺寸取决于凸模尺寸，因此冲孔模应先决定凸模尺寸，用增大凹模尺寸来保证合理间隙。图35冲孔凸模尺寸标注 冲孔凸模尺寸标注如图3-5所示
14、，偏差查自冲压手册，冲孔凹模尺寸根据凸模配做，保证双面间隙为0.24-0.36mm。3.4 模具整体结构的设计3.4.1 模具结构形式的选择在确定采用落料冲孔复合模后，便要考虑采用正装式还是倒装式复合模。大多情况优先采用倒装式复合模。这是因为倒装式复合模的冲孔废料可以通过凸凹模，从压力机工作台孔中排出。工件由上面的凹模带上后，由推件装置推出。条料由下模的卸料装置脱出。这样操作方便而且安全，能保证较高的生产效率。而正装式复合模，冲孔废料由上模带上，再由推件装置推出，工件则由下模的推件装置推出，条料由上模的卸料装置脱出，三者混杂在一起。如果来不及排除废料或工件便进行下一次冲压，就容易崩裂模具刃口。
15、因此，这副模具采用倒装结构。3.4.2 推件装置在倒装复合模中，冲裁后工件嵌在上模部分的落料凹模内，需由刚性或弹性推件装置推出。刚性推件装置推件可靠，可以将工件稳当地推出凹模。所以这副模具采用打杆和推杆推料。3.4.3 卸料装置复合模冲裁时,条料将卡在凸凹模外缘，因此，需在下模装弹性卸料装置。3.4.4 导向装置由于工件要求不高，故采用二柱式导柱模架。3.5 压力机的选择3.5.1 拟选压力机冲压设备的选择是工艺设计中的一项重要内容，它直接关系到设备的合理使用、安全、产品质量、模具寿命、生产效率和成本等一系列重要问题。总的冲裁力：F总=350.1 KN，选公称压力为400KN的开式压力机，其各
16、项参数如表32：3.5.2 计算闭合高度（模具闭合高度范围）h=300mm,h=(30080)mm=220mm；由公式： h+10h模 h5 代入数据得： 230mmh模295mm实际模具闭合高度h实=215mm,没在230-295的范围内，可考虑加垫铁以满足要求。 3.6 模架的选择确定选用后侧导柱模架。因为零件尺寸超出后侧导柱模架标准件的最大范围，所以模架尺寸设计如下：上模座L/mmB/mmH/mm 38021050下模座L/mmB/mmH/mm 38021035导 柱d/mmL/mm 35195导 套d/mmL/mmD/mm 3510550 发生公称压力时滑块距下死点距离7滑块行程/mm
17、100行程次数/次.min-180最大封闭高度固定台和可倾式/mm300活动台位置最低/mm400最高/mm200封闭高度调节量/mm80滑块中心到床身距离/mm220工作台尺寸左右/mm630前后/mm420工作台孔尺寸左右/mm300前后/mm150直径/mm200立柱间距离/mm300活动台压力机滑块中心到床身紧固工作台平面距离/mm210模柄孔尺寸/mm5070工作台板厚度/mm80垫板厚度/mm65 表32第四章 成形模具设计4.1 弯曲力的计算本工序弯曲成形结束要有校正，校正力F校=AP=318550=160KN，对于校正弯曲，校正力与自由弯曲力并非重叠关系，只按校正力选择设备就可
18、以了。4.2 大概选压力机 根据校正力及模具闭和高度，选择公称压力为250KN开式压力机。表4-1 压力机参数公称压力（KN）滑块行程（mm）滑块行程次数次/min最大装模高度（mm）装模高度调节量（mm）工作台尺寸（mm）左右前后2508010025070560360h=250mm,h=(25070)mm=180mm；由公式： h+10h模 h5 代入数据得： 190mmh模245mm实际模具闭合高度h实=175mm,没在190-245的范围内，可考虑加垫铁以满足闭和要求。4.3 模具结构形式选择总体结构如图4-1所示，落料冲孔后的毛坯直接放在圆形凹模内定位，凸模下行与凹模一起对工件进行弯曲
19、，弯曲后的工件留在凹模内，由顶件器推动推杆把工件推出。图4-14.4模具工作部分尺寸标注 成形后的制件如图1-1所示，以凹模为基准进行标注：凹模截面如图4-2所示，其中高度为2的成形部分，考虑到成形后工件回弹，选为2.30.030图4-2凸模尺寸如图4-3所示，单面间隙2.1留在凸模上，所以凸模选为101.8-0.025，考虑到回弹，凸模周边留5度的回弹角 图4-3结 论 通过本次毕业设计，使我的学习能力和动手能力获得了较大的提高。能将书本知识与实际应用结合起来，充分的把理论和实践结合起来。这是我从大学走向社会之前的一次非常有实际意义的锻练。虽然时间短暂，但我学到了很多有用的知识，这是在课本上
20、学不到的宝贵财富。通过对防动垫片冲压模具的设计，使自己对冲压模具的设计思路有了较为深入的了解。不但提高了自己解决实际问题的能力，而且优化了模具结构，提高了其工作的可靠性和加工的性能。尽管如此，模具设计仍然存在不少不足点，要在未来的工作中进一步完善。面临即将走向社会，这次毕业设计是对自己学过的知识的一次大考察。通过这次毕业设计，增强了我迎接挑战的信心和勇气。虽然时间短，但他给我了很多意外的收获。是我在模具设计方面更加得有信心。同时也让我明白我国乃至世界模具工业的发展步伐都在一日千里的进行，作为21世纪的中国，更多的需要有建设性的人才，我们的国家才会强大，富强。那样我们的伟大的复兴之路才会实现。所
21、以，要与时俱进，学习更为先进的模具技术、新颖的设计理念和理论。为美好的明天而奋斗！致 谢本冲压模具设计课件是在王兰萍老师的悉心指导和帮助下完成的，她对本课件的构思、框架和理论运用给予了许多深入的指导，她为我提供了许多宝贵的思路和建议及相关文献资料，使得课件设计得以顺利完成，我要特别地感谢她！感谢国家和学校对我的一直栽培。感谢班主任张平老师多年来的关心和支持。还要感谢专家评委，拨冗为课件进行点评。再次感谢所有支持和帮助过我的老师、领导、同学们和亲朋好友。 参考文献：1、 王孝培主编.冲压手册. 重庆：机械工业出版社，19902、 张鼎承主编.冲模设计手册.北京：机械工业出版社，19993、 彭建声主编.冷冲压技术问答.北京：机械工业出版社，19944、 杜东福主编.冷冲压工艺及模具设计.长沙：湖南科学技术出版社5、 周大隽等编.冲压技术数据手册.北京：机械工业出版社，19986、 李双义主编.冷冲模图设计.北京：清华大学出版社， 2002.27、 吴诗惇,李淼泉主编.冲压工艺及模具设计.西安：西北工业大学出版社 2002.18、 卢险峰等编.冲压工具模具学.北京：机械工业出版社，1999.39、 彭建声主编.冲压技术问答第2版.北京：机械工业出版社，2002.8
