毕业设计（论文)扬声器锥形盘架复合模具设计(全套图纸）.doc

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1、毕业设计（论文）任务书课 题 扬声器锥形盘架复合模具设计 全套CAD图纸，联系1538937062007年 3月 20日至 2007年 5月 20日共 8 周系 机电工程系 专业班级 姓 名 系 主 任 教研室主任 指导教师 2008年 11月 20日一、 课题内容及要求工件名称：扬声器底盘生产批量：20000件材料：Q235-A钢 厚度：t=0.5mm零件如图所示（因为工件厚度比较小，只有0.5mm，在图上难显示，所以要把厚度放大四倍）：1.任务内容：设计扬声器锥形底盘的模具，设计的模具结构简单，工作可靠，效率高，成本低，操作方便，适合于大批量生产。2.要求：完成总装配图，零件工作图设计。完

2、成实体设计二、毕业设计（论文）进度计划起讫日期工作内容备 注2007.3202007.4.1运用AUTOCAD软件进行设计2007.4.22007.4.12根据图纸设计第一幅落料、浅拉深、冲孔复合模2007.4.132007.4.19运用模具CAD模块设计第一幅模具的工作零件及设备选用2007.4.202007.5.1根据图纸设计第二幅冲腰形孔、安装孔、导线孔复合冲裁模2007.5.22007.5.8设计第二幅模具的结构、工作零件及设备选用2007.5.92007. 5.15编写毕业设计说明书2007.5.152007.5.20对图纸和说明书内容进行改动2007.5.202007.5.30修改

3、及整理毕业设计全部内容三、其他苏州市职业大学毕业设计（论文）说明书设计（论文）题目 扬声器锥形盘架复合模具设计 系 机电工程系 专业班级 04模具设计与制造（2） 姓 名 学 号 指导教师 2007年 5 月 26 日扬声器锥形盘架复合模摘 要：当今制造业越来越广泛的使用冲压模具技术，究其原因还是因为其可进行大批量生产，生产成本低等优势方面。 本文是为自拟的扬声器锥形盘架压模设计。利用UG或PRO/E软件进行冲压模具设计,设计全部模具零件,完成装配;并利用冲压CAE软件(dynaform/uniform/autoform)对整个冲压过程进行模拟分析,从而优化与确定最佳工艺参数。在设计方面，我们

4、谈到了如何选择模具生产该产品，以及模具上所需要的各个零件的设计参数和功能参数，还有冲压设备的选择。本文列出了模具零件的排样，压力中心，冲裁力以及主要工作零件等方面的详细计算过程。由于笔者水平有限，不足之处再所难免，请不吝批评斧正。关键词： 制造材料，尺寸，模具图纸目录绪论. . .9.课题背景 . .9第1章 落料，浅拉深，冲孔复合模91.1 冲压工件的工艺分析.91.2 主要工艺参数计算.101.2.1毛坯尺寸计算.101.2.2排样.111.3计算第一副模具工序压力.121.3.1落料力. .121.3.2卸料力.121.3.3冲中心孔力.121.3.4推件力.131.3.5拉深力.131

5、.3.6压边力.131.3.7第一副模具冲压设备的选择 .131.4第一副模具主要工作部分尺寸计算.141.4.1落料刃口尺寸计算. .141.4.2冲孔刃口尺寸计算.161.4.3拉深工作部分尺寸计算.161.5弹性元件设计计算.171.5.1上卸料设计计算.171.5.2下卸料设计计算.171.6第一副模具零件的设计与计算. .181.6.1凸模外形尺寸. .181.6.2凹模尺寸结构.191.7卸料设计与计算.201.7.1卸料板结构形式.201.7.2卸料螺钉.21 1.7.3卸料螺钉尺寸关系.211.8其它零件. .211.8.1挡料销. .211.8.2上模推件装置.221.8.3

6、弹顶器.221.8.4模柄.221.8.5凸模固定板.231.8.6模架选择.23第二章冲腰形孔、安装孔、导线孔冲裁模. 232.1 冲裁件的工艺分析.232.2 冲压力计算.242.2.1冲裁力.242.2.2卸料力.252.2.3推件力.252.2.4确定模具的压力中心. .252.3 凸凹模刃口尺寸计算.262.4 凸和凹模的结构设计.272.5 第二副模具冲压设备的选择.28参考文献. 30体会与致谢.31第1 章落料，浅拉深，冲孔复合模图3-1工件图1.1 冲压工件的工艺分析工件名称：扬声器底盘生产批量：20000件材料：Q235-A钢，厚度：t=0.5mm。工件简图，如图3-1所示

7、，由工件图看a= =25mm (3-1)h=a tg（166135） =25tg31=15mm则=0.136, (3-2) =0.10.25时为浅拉深,则该工件为局部浅拉深起伏件。因此，在起伏过程中能否一次成型，保证工件平整而且无裂纹是该模具设计的关键。该冲压工件的形状较为简单且对称，弯曲部分有圆角过渡。尺寸精度要求不高。材料为Q235-A钢，其冲压性能较好，孔与外缘的壁厚较大，根据表6-1知复合模中的凸凹模壁厚部分具有足够的强度。由于产量较大，不宜采用单一工序生产 ，用级进模结构太复杂。所以决定用二副模具来完成此工件的加工。第一副模具为：落料，浅拉深，冲孔复合模。加工后形状如图3-2 图32

8、用第一副复合模具加工后形状第二副模具为：冲腰形孔、安装孔、导线孔冲裁模。加工后工件形状如图3-3 图33用第二副模具加工后形状1.2 主要工艺参数计算1.2.1 毛坯尺寸计算 根据等面积原则，用解析法求该零件的毛坯直径，首先将该零件分成圆、圆环、圆锥台三个简单的几何体。如图34由表4-6查得它们的面积公式分别为：图34计算示意图3.14602=28262=37682=L3.14=80692=h=3.141103=1036.22则毛坯的展开尺寸： D=1471.2.2 排样该工件排样根据落料工序设计,考虑操作方便及模具结构简单,故采用单排样设计,由表2-1查得搭边值：a1=1.5mm,a=1.5

9、mm。条料宽度：b=147mm+2a=150mm。条料进距为：147a1148.5mm如图2-2所示图3-5排样图 裁单件材料的利用率按式2-16计算,即= (3-3)=76%式中 A冲裁面积(包括内形结构废料)； n 一个冲距内冲冲裁件数目；b条料宽度；h进距。1.3 计算第一副模具工序压力1.3.1 落料力 落料力计算按式2-7：F落=1.3Lt (3-4)式中：F落落料力（N）；L工件外轮廓周长，LD3.14147462mm；t材料厚度；材料的搞剪强度（Mpa），查得310Mpa。落料力：F落1.34620.5310Mpa93.09KN1.3.2卸料力卸料力按式2-11：F卸K卸F落 (

10、3-5) 式中：K卸卸料力因数，其值由表2-15查得K卸0.03。则卸料力：F卸=0.0393.09KN2.79KN1.3.3 冲中心孔力冲中心孔力计计算按式2-7：F冲=1.3Lt (3-6)式中 L工件外轮廓周长，LD3.143094.2mm。 则冲孔力为： F冲1.394.20.5310Mpa18.98KN1.3.4 推件力推件力计算按式2-11：F推=nK推F冲 (3-7) 式中：K推推件力因数，其值由表2-15查得推0.065；n卡在凹内的工件数，n=2。推件力则为：F推20.06518.98KN=2.47 KN1.3.5 拉深力由于该零件为浅拉深，故可按有压边圈的圆筒形件近似计算。

11、按式4-35： F拉Kdtb (3-8)式中 F拉拉深力(N)；材料厚度(mm)；b材料的强度极限(Mpa)，由书末附录A1查得到解决b380Mpa；。K修正因数，拉深因数：m=0.75，由查得修正因数K=0.5。 F拉=0.753.141100.538049.22KN1.3.6 压边力 压边力用下式计算： F压=A P (3-9)式中：A压边圈的面积；7464.6mm2P单位压边力，由表4-16查得P3.0Mpa压边力则为： F压7464.63.022.39KN故第一副模具总冲压力为： F总F落F卸F冲F推F压 93.09+2.79+18.98+2.47+49.22+22.39 =188.9

12、4KN1.3.7 第一副模具冲压设备的选择 对于浅拉深可按式4-37,F压（1.61.8）F总302.33340.1KN。估算公称压力来选取压力机参照书末附录B2，选用公称压力为JB23-63开式压力机。其主要技术参数为： 公称压力/KN：630 滑块行程/mm：130 最大闭合高度/mm：400 封闭高度调节量/mm：80 工作台尺寸/mm：480710(前后左右) 模柄尺寸/mm：5080(直径深度)1.4 第一副模具主要工作部分尺寸计算模具的落料凹模，凸凹模，冲孔凹模，冲孔凸模的工作关系如图3-6总装配图对于工件未标注公差可按书末附录D1查得各尺寸的未注公差。根据表2-10查得，冲裁模刃

13、口双面间隙Zmin0.04mm,Zmax=0.06mm。1.4.1 落料刃口尺寸计算147mm的凸凹模的制造公差由表2-12查得S凹=0.040mm, S凸=0.030mm由于凹凸ZmaxZmin，故采用凸模与凹模配合加工方法。因数由表2-13查得，X0.5则D凹(D-X)(147-0.51.0) mm (3-10)146.50 mmD凸按凹模尺寸配制，其双面间隙为0.04 0.06mm. 其工作部分结构尺寸如图3-71、2内六角圆柱头螺钉 3、5、25圆柱销 4顶杆 6打板 7打杆 8模柄 9冲孔凸模 10凸凹模 11卸料螺钉 12上固定板 13上垫板 14上模座 15导套 16盖板 17、

14、31橡皮 18上顶块 19卸料板 20固定挡料销 21导柱 22凹模 23下顶块 24凹模 26下固定板 27下垫板 28下模座 29顶杆 30托板 32六角头螺栓图36 落料、拉深、冲孔复合模 1.4.2 冲孔刃口尺寸计算对于孔30的凸凹模的制造公差由表2-12查得凹=0.025mm, 凸=0.020mm由于凹凸ZmaxZmin，故采用凸模与凹模配合加工方法。因数由表2-13查得，X0.5则d凸(d+X)(30+0.50.52) mm (3-11)30.26 D凹按凸模尺寸配制，其双面间隙为0.04 0.06mm. 其工作部分结构尺寸如图3-8 图3-7落料刃口尺寸图3-8 冲孔刃口尺寸 1

15、.4.3 拉深工作部分尺寸计算拉深凸模和凹模的单边间隙可按表4-12中式Z/21t，计算Z/2=0.5mm由于拉深工件的公差为IT14级，故凸凹模的制造公差可采用IT10级精度，查书末附录E3得：凹= 凸=0.140mm按式4-24式4-25可求拉深凸凹模尺寸及公差如下表：表1-3 拉深凸凹模尺寸及公差工件尺寸d凹(d-0.75)d凸（d凹）6059.4558.45110109108其工作部分结构尺寸如图3-9。 1.5弹性元件的设计计算为了得到较为平整的工件，此模具采用了弹压式卸料结构，使条料在落料，拉深过程中始终处于一个稳定的压力之下，从而改善了毛坯的稳定性，避免材料在切向应力的作用下起皱

16、的可能 3-9拉深工作部分尺寸1.5.1 上卸料设计计算上卸料采用橡胶作为弹性元件按式14计算橡胶的自由高度。H自由（3.54）S工作 (3-12)式中：H自由橡胶的自由高度（mm）S工作工作行程与模具修磨量或调整量(46mm)之和 S工作(21+1+5)mm=27mm (3-13)则式H自由(3.54)27=94.5108mm 取H自由100mm由式1-5计算橡胶的高度为 H2（0.850.9）H自由（0.850.9）100 8590mm 取H285mm橡胶的断面面积，在模具装配时按模具空间大小确定。1.5.2 下卸料设计计算下顶块压边采用橡胶作为弹性元件按式1-4计算橡胶的自由高度 H自由

17、（3.54）S工作 (3-14)式中：H自由橡胶的自由高度（mm）S工作工作行程与模具修磨量或调整量（46mm）之和 S工作(21+5)mm=26mm则H自由(3.54)26=91104mm 取H自由100mm由式1-5计算橡胶的高度为：H2（0.850.9）H自由（0.850.9）100 8590mm 取H285mm橡胶的断面面积，在模具装配时按模具空间大小确定。1.6 第一副模具的零件设计与计算1.6.1 凸模的外形尺寸计算冲裁时所受的应力，有平均应力和刃口的接触应力k两种因为孔径d=30mm，材料厚度t=0.5mm dt, 凸模强度按式14-1k (3-15)式中：t冲件材料的厚度（mm

18、），t=0.5mm； d凸模或冲孔直径（mm），d=30mm；冲件材料抗剪强度（Mpa），310Mpa； k凸模刃口的接触应力(Mpa)； k凸模刃口的许用接触应力Mpa。k =625Mpa1800Mpa凸模在中心轴向心压力的作用下，保持稳定（不产生弯曲）的最大长度与导向方式有关。卸料板导向凸模 最大允许长度Lmax按14-4式计算： Lmax= (3-16)式中：Lmax凸模最大允许长度（mm）；E凸模材料弹性模量，对于钢材可取E21000Mpa；其余符号见前式：Lmax=2373.9mm3-10 凸模因为弹性卸料板，其具体长度如图3-101.6.2 凹模尺寸结构凹模的外形尺寸常用下列经验公

19、式确定凹模的厚度确定见式2-25 HKb (3-17) 凹模壁厚（指凹模刃口与外缘的距离）的确定式1 (1) 冲30小凹模C(1.52)H (3-18) (2) 冲147大凹模C(23)H式中：b凹模孔的最大宽度（mm）；K因数,按表2-51 K30=0.3，K147=0.15 ； H凹模厚度； C凹模壁厚；则(1)30凹模厚度：H0.330=9mm 壁厚：C=1.59=13.5mm(2)14凹模厚度：H0.15147=9mm 壁厚：C=222.05=44.1mm图3-1130凹模的刃壁形式(3)凸凹模最小壁厚：m=1.5t=1.50.5=0.75mm 凹模的结构形式冲裁凹模的刃壁形式：(1)

20、 30凹模见图3-11，定结构 形式见图3-12参考表14-8h=35mma=5303-11(2)冲裁147凹模见图3-13参考表14-8 图3-13 147凹模的刃壁形式图3-12凹模的固定结构形式 1.7 卸料设计与计算1.7.1 卸料板结构形式卸料板结构形式采用B1表14-9序号5图：无导向弹压卸料板,见图3-14适用范围：广泛应用于薄材料和零件要求平整的落料冲孔复合模，卸料效果好，操作方便。图3-14卸料板图3-15卸料螺钉尺寸关系1卸料螺钉 2凸模1.7.2 卸料螺钉卸料螺钉结构形式采用标准卸料螺钉结构，凸模刃磨后须在卸料螺钉头下加垫圈调节。1.7.3 卸料螺钉尺寸关系为保持装配后卸

21、料板的平行度，同一付模具中各卸料螺钉的长度L及孔深见如下图3-15，据图1444,各尺寸关系如下H=(卸料板行程)+(模具刃磨量)+h1+(510mm) (3-19) 模具刃磨量5mm，h1=6则H21+5+6+840mmd1d+(0.30.5)mm 160.416.4mme0.51.0mm取e1.0mm图3-16 固定挡料销 hd16=12mm (3-20)1.8 其它零件1.8.1 挡料销挡料销用于限定条料送进距离、抵住条料的搭边或工件的轮廓,起定位作用。现用圆形固定挡料销,其标准形式如图3-16。 1.8.2 上模推件装置 上模推件装采用如图3-17采用过渡推杆绕过中间凸模打出冲件 1.

22、8.3 弹顶器弹顶器装于下模座,由橡胶驱动。如图3-18图3-17上模推件装置图3-18弹顶器 1.8.4 模柄 选用压入式模柄,它与上模座孔采用H7/m6过渡配合,并加销钉防转, 尺寸见其图3-19。 图3-19模柄1.8.5 凸模固定板凸模固定板将凸凹模固定在模座上,平面轮廓尺寸除应保证凸凹模安装孔外,还要考虑螺钉与销钉的设置。现选作矩形形式。垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力,以降低模座所受的单位压力,保护模座以免被凸凹模端面压降。垫板的厚度取16mm。1.8.6 模架的选择 一般根据凹模定位和卸料装置等的平面布置来选择模座形状和尺寸,模座外形尺寸应比凹模相应尺寸大4070mm.。

23、模座的厚度一般取凹模厚度的11.5倍，下模座外形尺寸每边至少应超过压力机台面孔约50mm。同时选择的模架其闭合高度应与模具设计的闭合高度相适应。查表2-41选用凹模周界L=556mm，B=447mm,闭合高度H=360380mm。I级精度后侧导柱框架。模架556556360380。205I GB/T2851.3。技术条件：按GB/T2854的规定代替GB/T2851.581其实体图见3-6。第2章 冲腰形孔、安装孔、导线孔冲裁模2.1 冲裁件的工艺分析本模具为在落料,拉深,冲孔后使用的冲孔模具。图41最小边距对于所冲安装孔4mm，导线孔3mm，按查得一般冲孔模对Q235A材料可以冲压的最小孔径

24、为dt，t=0.5mm。因而4，3孔符合工艺要求。由图4-1可知，最小孔边距为：b1.5t,b1t即b 0.75mm,b10.5mm,而零件上各孔的孔边距均大于最小孔边距。以上各项分析，均符合总裁工艺要求，故可采用多孔总裁模进行总裁加工。4-2冲裁时工件置放2.2 冲压力计算 本模具采用弹性卸料板 2.2.1 冲裁力 因为工件置如图4-2所示,口朝下放置来冲裁,因为各孔有落度差。故冲裁时会先冲腰形孔,导线孔,再冲安装孔,各模高度一致则可 。 安装孔冲裁力:F1=1.3Lt (4-1) 式中：F1冲孔力（N）；L工件外轮廓周长(mm)，L4D43.14440.82mm；t材料厚度(mm)，t0.

25、5 mm；，材料的搞剪强度（Mpa），由书末附录A1查得310Mpa。安装孔冲裁力：F11.340.820.5310Mpa8.23KN腰形孔冲裁力: F2=1.3Lt (4-2)式中：F2冲孔力（N）；L工件外轮廓周长(mm)，L42(150-39)+60+604（22+26.2+20.4）274.4mm；t材料厚度(mm)，t0.5 mm；，材料的搞剪强度（Mpa），由书末附录A1查得310Mpa。腰形孔冲裁力：F21.3274.40.5310Mpa55.29KN 导线孔冲裁力: F3=1.3Lt (4-3)式中 F3冲孔力（N）；L工件外轮廓周长(mm)，LD3.1439.42mm；t材料

26、厚度(mm)，t0.5 mm； 材料的搞剪强度（Mpa），由书末附录A1查得310Mpa。导线孔冲裁力：F31.33.1430.5310Mpa1.90KN 因为F2 +F3 F1 所以，选择冲床时的总裁力为：F23 = F3 +F2=57.19KN2.2.2卸料力卸料力按式2-11：F卸K卸F23 (4-4)式中 K卸卸料力因数，其值由表2-15查得K卸0.03。则卸料力：F卸=0.0357.19KN1.72KN2.2.3 推件力推件力计算按式2-11：F推=nK推F23式中 K推推件力因数，其值由表2-15查得推0.065；n卡在凹内的工件数，n=4；推件力则为：F推40.06557.19K

27、N=214.87 KN 故选择冲床时的总压力为: F总F23F卸F推 (4-5)57.19+1.72+14.87 =73.78KN2.2.4 确定模具压力中心画出工件形状,把总裁周边公成基本线段,并选定坐标系,XOY,如图4-3所示图4-3压力中心L1=4=12.26 X1=-60 Y1=0L2=4=12.26 X2=0 Y2=-60L3=4=12.26 X3=60 Y3=0L4=4=12.26 X4=0 Y4=60L5=3=9.42 X5=52 Y5=30L6=68.6 X6=-33 Y6=-33L7=68.6 X7=33 Y7=33L8=68.6 X8=33 Y8=33L9=68.6 X9

28、=-33 Y9=33Xe= =1.29yc= =02.3 凸凹模的刃口尺寸计算由查得间隙值Zmin=0.04mm ， Zmax=0.06mm 查得凸凹模的制造公差S凸 =0.02 ， S凹=0.02 对零件图中未标注公差尺寸,由B2书末附录E查得其极限偏差: 4， 3 ， 3 ，50， 39由于由于凹凸ZmaxZmin，故采用凸模与凹模配合加工方法。因数由表2-13查得，X0.5各凸模刃口尺寸的计算：d凸(d+X) (4-6)4凸(4+0.50.3) =4.15mm3凸(3+0.50.25)=3.125mm3凸(3+0.50.25)=3.125mm 50凸(50+0.50.0.62)=50.3

29、1mm39凸(39+0.50.62)=39.31mm各凹模按其凸模配制，其双面间隙值为0.040.06mm2.4 凸模和凹模的结构设计凸模4.15mm 和3.125mm比较细长，应进行压应力和弯曲应力校核，检查危险断面尺寸和自由长度是否满足要求 ，按式（2-19） dmin (4-7) 式中: dmin凸模最小值径； t总裁件厚度，t=0.5mm；材料的抗剪强度（Mpa），由书末附录A1查得310Mpa；凸模材料的许用应力（Mpa）取=1400Mpa。dmin mm=0.44mm 最小凸模直径30.44，故满足强度要求。按式(2-21) Lmax 95 (4-8) 式中: Lmax允许凸模最大自由长度（mm）； d凸模的最小直径mm，d=3mm；F总裁力（N），F=73780。Lmax 95=20mm可见允许的凸模最大自由度满足不了模具的结构要求，故得用卸料板对凸模加以保护按式2