加油口支座冲孔落料模具设计

加油口支座冲孔落料模具设计,加油,支座,冲孔,模具设计 加油口支座冲孔落料模具设计江西农大工学院(系)本科毕业论文(设计)完成情况登记卡姓 名于军超性别男学号20050461院(系)工学院专业机械设计制造及其自动化班级机制052论文(设计)题 目完成情况完成提纲时间完成初稿时间成二稿时间定 稿 时 间所用主要参考资料索引毕业论文、设计指导情况指导次数指导日期求教事项指导内容指导教师签名学校代码：10410 序 号：20050461本 科 毕 业 论 文题目： 加油口支座冲孔落料模具设计 学 院： 工 学 院 姓 名： 于军超 学 号： 20050461 专 业：机械设计制造及其自动化年 级： 2005级 指导教师： 曾一凡 二OO九年 五 月3 目 录 前 言 .1 一. 工艺设计 .4 1.1 零件的工艺分析 .4 1.2.确定冲裁的工艺方案及模具的结构形式 .5 二. 模具设计 .7 2.1 毛坯尺寸计算 .7 2.2 合理排样和条件宽度 .7 2.3 主要工艺参数计算 .8 2.3.1各工序冲压力的计算 .8 2.3.2凹模,凸模工作尺寸的计算 .10 三橡皮的设计和选用 .13 四确定各个主要零件的外型尺寸 .15 4.1凹模外型尺寸的确定: .15 4.2凸模固定板和凹凸模外形尺寸的确定: .15 4.3凹,凸凹模退料板外形尺寸的确定: .15 4.4 模架模柄和垫板的外形尺寸的确定: .15 4.5计算模具的闭合高度: .16 4.6确定所用冲床: .16 4.7卸料螺钉紧锥螺钉和销钉的选用 .16 4.8模具工作过程描述 .17 4.9模具图样设计 .17 五. 模具的改进 .18 总结 .19 参考文献 .20 致 谢 .21 机制 052 班 于军超:加油口支座冲孔落料模具设计说明 书 2 【中文摘要】： 本次设计的课题是加油口支座冲孔落料模具的设计， 此次设计主要针对冲压工艺和冲模设计两方面展开。首先针对模具的发展进行 了一定得分析和诠释，以及解释此次的设计内容；然后是工艺设计主要内容是 对零件的分析和模具的选择方法；其次是模具的设计；然后是橡皮的设计和选 用；紧接着是确定各个主要零件的尺寸；然后对模具的改进进行了分析；最后 总结了此次设计过程。 关键词： 模具、模具选择、橡皮、工艺设计、模具改进。 机制 052 班 于军超:加油口支座冲孔落料模具设计说明 书 3 【Abstract】: The projects name is the design of oil filler bracket piercing and blanking die. This design is mainly about two aspects, namely sheet metal forming technology and punch die design. It analyses and interprets the development of mold,as well as explains the contents of this project; The main body of the technological design is about the analysis of parts and the selection method of mold; Becides it concerns the mold design and the design and selection of rubber;moreover it is about the determination of every parts sizes and analysis of the improvement of mold; finally it summarizes the process of this design. key words: mold, mold selection, rubber, technological design, mold improvement 机制 052 班 于军超:加油口支座冲孔落料模具设计说明 书 1 前 言 冲压是机械制造中先进的加工方法这一，它利用压力机通过对模具板料的 加工，使其产塑性变形或分离。从而获的一定的形状，尺寸和性能的零件。 冲压是通过模具对板材施加压力或拉力，使板材塑性成形。有时对板料施 加剪切力，而使板材分离，从而获得一定尺寸、形状和性能的一种零件加工方法， 由于冲压加工经常在室温状态下进行，因此也称冷冲压；冲压加工的材料一般为 板材或带材，故也称为板材冲压。 冲压加工需研究冲压工艺和模具两个方面的问题，根据通用的分类方法， 冲压工艺可以分成分离工序和成形工序两大类。 冲压加工作为一个行业，在国民经济的机械加工工业中占有重要的地位。 根据统计，冲压零件在各个行业中均占有相当大的比重，尤其在汽车、电机、仪 表、军工、家用电器等方面所占比重更大。冲压加工的应用范围较大，从精细的 电子元件、仪表指针到重型汽车的覆盖件和大梁、高压容器封头以及航空、航天 器的蒙皮、机身等均需冲压加工。 冲压件在形状和尺寸精度方面的互换性较好，一般情况下，可以直接满足 装配和使用要求。此外在冲压加工过程中由于材料经过塑性变形，金属内部组织 得到改善，机械强度有所提高。所以，冲压件具有质量轻、刚性好、精度高和外 表光滑、美观等特点。 冲压加工是一种高生产率的加工方法，由于冲压加工的毛坯是板材或卷材， 一般又在室温状态下加工，因此较易实现机械化和自动化，比较适宜配置机器人 而实现无人化生产。 冲压加工的材料利用率较高，一般可达 70%85%。冲压加工的能耗也较 底，由于冲压生产具有节材、节能和高生产率等特点，所以冲压件可批量生产其 成本比较底，经济效益较高。 当然，冲压加工与其它加工方法一样，也有其自身的局限性。例如，冲压 模具的结构比较复杂，模具的价格又偏高。因此，对小批量、多品种生产时采用 昂贵的冲模，经济上不 合算，目前为了解决这一问题，正在努力发展一些简易 冲模， 机制 052 班 于军超:加油口支座冲孔落料模具设计说明 书 2 如聚氢酯、橡胶冲模，低合金冲模以及采用组合冲模、钢皮模等。同时也在进行 冲压加工中心等新型设备与工艺的研究。 采用冲压与焊接或胶接等复合工艺，可以使零件结构更趋合理，加工更为 方便，成本更易降低。这是制造复杂形状结构件的发展方向之一。 冲压工艺，模具以及冲压设备等正在随着科学技术的发展而不断发展，从 总体来看，现代冲压与模具的主要方向可以归纳为以下几个方面 近年来，冲压成形工艺有很多新的发展，特别是紧密冲裁、紧密成形、精 密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异。 冲压件的成形精度日趋精确，生产率也有极大的提高，正在把冲压加工提到高品 质的新的发展水平。前几年的精密冲压主要是指对平扳零件进行精密冲裁，而现 在除了精密冲裁外还可兼有精密弯曲、精密拉深、压印等，可以进行复杂零件的 立体精密成形，过去的精密冲裁只能对厚度 58mm 的薄扳或中扳进行加工， 现在可以对厚度达 25mm 的厚扳实现精密冲裁，并可对 900Mpa 的高强度合金材 料进行精冲。 由于引入了计算机辅助工程（CAE） ，冲压成形已从原来的对应力应变进行 有限元等分析而逐步发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析，以实现冲压 过程的优化设计，在冲压毛坯设计方面也开展了计算机辅助设计（CAD）,可以对 排料成拉深毛坯进行优化设计。 此外，对冲压成形性能和成形极限的研究，冲压件成形难度的判定以及成 形预测等技术的发展，均标志着冲压成形已由原来经验、实验分析阶段开始走上 由冲压理论指导的科学阶段，使冲压成形走向计算机辅助工程化和智能化的发展 道路。 冲压工艺在机电产品，汽车零件等制造中应用都非常广泛。其中冲模是冲 压工艺中必不可少的设备，冲压工艺可以分成分离工序和成型工艺两大类，而本 小组所研究的课题加油口支座冲孔落料模具设计。主要针对冲压工艺和冲模 设计这两方面展开。其中冲孔落料模是冲压工艺及模具设计是非常重要是应用广 泛的一种。 为了圆满完成任务设计，我与同学几人到江西紧固件厂实习参观，通过这 机制 052 班 于军超:加油口支座冲孔落料模具设计说明 书 3 些天的努力，我了解到加油口支座的性能。工艺过程及技术条件（无毛刺、表面 平整）等等。 从中我们了解到此冲孔落料复合模结构产实际。支座材料为 Q195 钢，料较 薄 =1.4，尺寸精度要求不高，但该零件为非对称的多向弯曲件，需多次弯曲才 能成形，工序安排是否合理对零件质量难易程度有较大影响。同时不同工序需设 计不同模具以满足生产需求。本人设计着重介绍冲孔落料模的设计步骤，结构特 点及工作过程，同时，考虑到在生产实际中，可能碰到的问题，不切生产实际， 所以对模具的工作过程及装模、试模、修模工艺过程亦有所分析。 通过查阅技术文献，参加生产现场，我们了解了冲压件的生产工艺过程及 一些设备。 机制 052 班 于军超:加油口支座冲孔落料模具设计说明 书 4 一. 工 艺 设 计 1.1 零件的工艺分析 工件名称：加油口支座 材料；Q195 =14 工件简图：如图 加工这样的工件，传统的工艺方法是采用二个工序来完成，即第一个工序是 冲孔、落料，第二个工序在翻孔成形。采用这种工艺方法须两套模具，生产率低； 在第二步工序中操作者需将手伸入模具，安全性差；翻孔与外缘的同心度不易保 证。采用复合模一次完成落料、冲孔、翻孔工序，这样能大大提高生产效率，避 免了传统方法难以解决的手进入模具的问题，操作方便、安全，冲出制件质量较 好。 该零件左右基本对称，但两端并不对称，即为部分对称，且材料叫薄为 14mm，少废料排样。 该零件过度光滑，无尖角或其它突出形状，且转角半径满足要求。 该零件弯曲处转宽，设有细长的悬臂和狭长的槽。 该零件有孔，冲孔尺寸大于冲孔极限尺寸，翻边高度较低。 该零件的外型尺寸无公共要求，内型尺寸，也公差要求，只有孔距他、 机制 052 班 于军超:加油口支座冲孔落料模具设计说明 书 5 有精度要求，但精度要求也不变，其他尺寸都无精度要求。 通过以上的工艺分析，我们可以看出该零件为普通的板料冲压件，且尺寸精 度要求不高。 结论，该零件可以采用冲压方法生产，其冲裁性能较好，且能进行中等批量 的生产。 1.2.确定冲裁的工艺方案及模具的结构形式 模具具体结构形式的确定 通过我向技术员了解到，如果把凸模表在下模很难保证工件在冲压工序中不 会起皱，这样的话我把凸模表在下模部分-倒装式。又为了提高生产效率，并 保证冲孔的位置精度 和冲压件和形状公差，根据材料的厚度，结论：我采用有 定位销的倒装式冲压复合模，即冲孔落料一步到位。 工序组合及方案比较选用 根据该原件的尺寸和形状工艺性能和以上上述分析。我和同组成员讨论后作 出以下方案组合。 方案一： （1）冲孔，落料 （2）冲缺同时冲余孔 方案二： （1）落料 （2）冲孔 （3）冲缺同时冲余孔 方案三： （1）冲所用孔同时落料 （2）冲缺 方案二：本工序较多，生产率更低，增加了模具的数量，且落料放在冲孔之 前，本来冲头在完成冲孔后落料时能起到定位作用，从而提高加工的精度。这样 的话它的冲压精度更低，但它的模具更简单，装的更容易。方案三，从生产效率 看它最高。它将冲所有孔和落料一起进行，还有成型和冲侧也放在一起，这样就 减少了冲压工艺，减少了模具数量，提高了生产效率，同时它把冲工艺孔和其它 在一起，减少了孔间距的公差，提了冲孔的精度。但冲缺时没有定位孔，仅仅靠 定位销无法保证加工精度。 机制 052 班 于军超:加油口支座冲孔落料模具设计说明 书 6 方案一，具有方案三的各项优点，却没有方案三的欠定位问题，为最佳方案 我的设计任务：方案一的第一道工序即冲孔落料复合模设计。 二. 模 具 设 计 2.1毛坯尺寸计算 根据毛坯外形尺寸+搭边尺寸=毛坯尺寸 2.2合理排样和条件宽度 2.2.1省料：/搭边是废料，从节省材料出发，搭边值愈小愈好，但过小 的搭边，易增加刃口磨损，降低模具寿命，影响冲裁件的剪切表面质量。 2.2.2排样：/用工件只须内孔翻边，则落料件的尺寸与工件的外径相等。 2.2.3确定搭边值和条件宽度： 由于该工件可按矩形来计算搭边值，且该工件厚度 =14mm;它的搭边值可 查表得：a=18mm,工件距离 a1=20mm 排样方式和搭边值确定之后，就可以确定条料宽度，为了保证送料顺利，必 须考虑条料的单向（负向）公差，计算公式：B=D+2a+; 式中 B条料宽度的基本尺寸(mm) D工件在宽度方向的尺寸(mm) ac 侧 搭边的最小值(mm) -条料宽度的单向（负向）公差(mm),可查表 于是 B=D+2a+=81+22+(-06)=844mm 排样图如下: 机制 052 班 于军超:加油口支座冲孔落料模具设计说明 书 7 由上可直接在剪板机上剪出 844766mm 板料 2.3 主要工艺参数计算 2.3.1各工序冲压力的计算 这里我只计算我的第一道工序的各个冲压力,至于其他工序的冲压力另外同学会在他 的设计中详细的介绍 总冲压力等于冲裁力与推料力之和 F2 = F + Ft ; F = F1 + F2 F1落料时冲裁力; F2冲孔时冲裁力 先计算冲裁件的周长 L = L1 + L2 L1 为各直线的总长度, L2 为该零件各圆弧长度的总和 既 L = L1 + nRn/180(其中 n 为第 n 个圆弧对应的角度) 通过计算可得: L = 2 24 + 47 + 48 + 3.14 1.4 2 1.4 + (81 - 65) 3.14 2/2 + (65 - 24) 4/2 + 2 3.14 1.5 = 194.8 + 82 + 9.4 = 286.2mm 机制 052 班 于军超:加油口支座冲孔落料模具设计说明 书 8 该工件厚度为 14mm,其抗剪强度 =260320Mpa 取 =300Mpa 各部分工艺力计算 落料力计算 F 落 = 1.3 L t 式中 F 落-落料力(N); L-工件外轮廓周长(mm); t-材料厚度(mm),t = 14mm; 材料的抗剪强度(Mpa)由表查的 = 260320Mpa,取 = 300Mpa L = 2 24 + 47 + 48 + 3.14 1.4 + 2 3.14 1.5 2 1.4 + (81 - 65)/2) 3.14 2 +（65 - 24）2 = 194.8 + 9.4 + 82 = 286.2mm F 落 = 1.3 L 1.4mm 300 Mpa 156.3kN (2)卸料力 F 卸 = K 卸 F 落 式中 K 卸-卸料力因数,其值查表得 K 卸 = 0.045 则 F 卸 = 0.045 F 落 = 7KN L = 286.2 落料力 F1=KtL = 1.3 L 1.4 mm 300 Mpa = 156.3KN F 卸 = K 卸 F 1= 0.045F1 = 7KN F 顶 = K 顶 F1 = 0.06F1 = 9.45KN F 推 = nK 推 F1 = 0.055F1 = 8.6KN 又 4-R10 的周长为:46=75.4mm 经分析计算: 81 - 48.7 = 16.15 ; 16.15 2.5 = 1365 ; 11 2.5 = 8.5; 2.5 1.42 = 1.8 ; 1.8 3.14 = 2.82 2.82 + 8.5 = 11.32 直径为:81 - (13.65 + 11.32) 2 = 31 所以内空周长为:31 3.14 = 97.5 机制 052 班 于军超:加油口支座冲孔落料模具设计说明 书 9 故冲孔力 F2 = KLt = （97.5 + 75.4）1.41.3300=94.4KN 所以 F 总 = F 落 + F 卸 + F 顶 + F 冲 = 156.3 + 7 + 9.45 + 94.4 = 267.15KN 2.3.2凹模,凸模工作尺寸的计算 在工作尺寸计算前,我们先了解下列原则 如果属于落料,则先确定凹模口尺寸，并以凹模的尺寸为基准，冲裁间隙 通过减小凸模尺寸来满足；若是冲孔，则先确定凸模刃口尺寸，冲裁间隙 通过增大凹模尺寸来满足 对于落料件,凹模刃口尺寸的基本尺寸取工件的最小尺寸;对于冲孔件,凹 模刃口尺寸取工件的最大极限尺寸且计算时,还需用参数 x=0.5-1 进行修 正 不论落料还是冲孔，冲模刃口间隙一律采用最小合理间隙值(Zmin) 对于凹模内表面刃口尺寸制造偏差方向(+p)；对于凸模外表面刃口尺 寸制造偏差方向(-d)； 冲模刃口尺寸制造偏差为：对于形状简单的圆形，方形刃口，制造偏差可 按 IT6-IT7 级(GB2-3 级)来取或查表;对于复杂形状刃口的制造偏差可按工 件相应部位公差值的 1/4 选取 我按凹模和凸凹模分开时计算刃口尺寸,所采用以下公式： 冲孔时（设工件孔的尺寸为 d +） dp = (d + x) - p (1) dd = (dp + Zmin) +d = (d + x + Zmin) +d (2) 落料时（设工件尺寸为 d- ） Dd = (D - x) +d (3) Dp = (Dd - Zmin) - p=(D- x -Zmin) - p (4) |p| + |d| Zmax-Zmin (5) 上式中 dp,dd_分别为冲孔凸模和凹模刃口尺寸 Dd,Dp分别为落料时凹模和凸模的刃口尺寸 d,D分别为冲孔件的孔径和落料件外径的基本尺寸 工件制造公差值 机制 052 班 于军超:加油口支座冲孔落料模具设计说明 书 10 Zmin最小合理间隙 p, d分别是凸模和凹模制造偏差 根据以上公式和原则： 冲孔时 查表：Zmax0.240 Zmin0.132 p-0.020, d0.030，x0.5（磨损因数） |p|+|d|005max-Zmin0.108 满足要求 故凸凹模采取分别制造的方法 1冲孔凸凹模 （1）要求将工件尺寸大孔 310.3mm 为单向公差：30.4+0.6mm dp = (d+x) p （30.4 + 0.5 0.6）-0.02 = 31-0.02mm dd = (dp+Zmin) + d = (31+0.132)+ d = 31.132+0.03mm （2）冲四小孔时：查表：Zmax 0.240 Zmin 0.132 p -0.020, d 0.020，x 0.75（磨损因数） = 0.15 |p| + |d| 004 max- Zmin 0.108 满足要求 故凸凹模采取分别制造的方法 *未注公差都按 IT12 等级查表可得 所以：d p = (d + x) p （6 + 0.75 0.15）-0.02-=6.11 - 0.02mm dd = (dp + Zmin) + d = (6.11 + 0.132) +d = 6.242 +0.02mm 2.落料凸凹模 （1）根据以上公式和原则： 落料时 查表：Zmax 0.240 Zmin 0.132 p1 -0.025, d 0.035，x 0.75（磨损因数） = 0.35 |p| + |d| 0.06 max Zmin 0.108 满足要求 机制 052 班 于军超:加油口支座冲孔落料模具设计说明 书 11 故凸凹模采取分别制造的方法 所以： Dd1 = (D1 - x11) +d1 = （81 - 0.75 0.35） +0.35 = 80.74+0.35 Dp1 = (Dd1 - Zmin) p = (80.74 - 0.132) -0.025 = 80.608 - 0.025 (2)同理可得 p2 -0.02, d2 0.03，x2 0.75 , 2 = 0.3 Dd2=(D2-x22)+d =(75-0.750.3)+0.03 =74.74 +0.03 Dp1=(Dd1-Zmin)p=(74.74-0.132)-0.02 =80.608 -0.02 (3) 同理可得 p3 -0.02, d3 0.02，x3 0.75 , 3 = 0.15 Dd3 = (D3 - x33) +d =(10-0.75 0.15) +0.02=9.89 +0.02 Dp3 =(Dd3 - Zmin)p=(9.89 - 0.132) -0.02 = 9.758 - 0.02 (4) 同理可得 p4 -0.025, d4 0.035，x4 0.5 , 4 = 0.35 Dd4=(D4 - x44)+d 4=(100- 0.50.35) +0.035=99.82 +0.035 Dp4=(Dd4 - Zmin)p4 =(99.82 - 0.132)-0.025 =99.688 - 0.025 (5) 同理可得 p5 - 0.02, d5 0.02，x5 0.75 , 5 = 0.1 Dd5 =(D5 - x55) +d 5 =(2.8-0.750.1) +0.02 = 2.725 +0.02 Dp5=(Dd5 - Zmin)p5 = (2.75 - 0.132) -0.02 = 2.618 -0.02 (6) 同理可得 p6 -0.02, d6 0.02，x6 0.75 , 6 = 0.1 Dd6 =(D6 - x66) +d 6 =(1.5-0.75 0.1)+0.02 =1.425 +0.02 Dp6 =(Dd6 - Zmin)p6 = (1.425-0.132)-0.02 = 1.293 - 0.02 机制 052 班 于军超:加油口支座冲孔落料模具设计说明 书 12 3.孔心距 Ld = L /8 式中 Ld-凹模孔心距的标称尺寸（mm） ； L-工件孔心距的标称尺寸（mm） ； -工件孔心距的公差。 所以 Ld = L /8 = 650.2/8 = 65 0025 Ld = L /8 = 4802/8 = 48 0025 落料部分由于形状比较复杂，所以采取凸凹模配合加工的方法来制造， 这里先加工凹模，凸模的尺寸按照凹木的尺寸来做，由于该零件的外型尺 寸设标公差，该零件的外型尺寸的精度要低，用它的凹模尺寸工件的展开 尺寸的外型尺寸来做，它的落料凹模采取的是组合凹模的形式经过查手册 用它的具体尺寸可见零件图，凸模则以凹模为基准件按照配做，根据手册 查的保证其间隙在 008mm012mm 之间就可以了 三橡皮的设计和选用 我设计的冲裁复合摸采用橡皮为弹性元件,其优点是承受负荷比弹性大, 且安装调整方便,选用方法如下: 1卸料和顶料装置应选择较硬的橡皮,而拉深时压边所用的较软 2橡皮压力按下式计算: F=sq 式中 机制 052 班 于军超:加油口支座冲孔落料模具设计说明 书 13 F-橡皮压力(N) s-橡皮的横截面积(cm2) q-单位压力(F/cm2)可查表选取 3 为了保证橡皮不致过早损坏而失去弹性，所选橡皮的最大压缩量不应 超过起自由高度的 3545%。另外橡皮在安装后，一般应预先压缩 1025%，过橡皮工作压缩量（工作行程）不应大于起高度的 2535%从而可 得到选择橡皮自由高度的计算公式： Hz=Hg/(025035);Hz-橡皮自由高度; Hg-橡皮工作压缩量(工作行程) 橡皮高度与直径之比按下式进行计算: 05Hz/D15 D 为橡皮直径 由上述可知板料厚度为 14mm,推件力为 86KN,又因为本设计的上模有四 块橡皮,则每个橡皮承担的推件力即为该橡皮的预压力为: F=86/4=2150N=50025D210410-6 其中(D 取 mm,预压缩量取 015 从而 q=50N/cm2) 求得 D=74 mm;同时工作行程 Hz 为 37mm,故橡皮的自由高度 Hg 为: Hz=Hg/(025035) 所以 Hg=111mm 四确定各个主要零件的外型尺寸 4.1凹模外型尺寸的确定: 凹模的材料我选用 Cr12,热处理硬度为 HRC5862 凹模的厚度:H=Kb)15mm)(1) 机制 052 班 于军超:加油口支座冲孔落料模具设计说明 书 14 凹模的壁厚 C=(1520)H (3040)(2) b冲裁件最大外形尺寸; K系数,可查表 根据以上(1),(2)公式和查表: 我得到凹模的厚度 H=28mm;壁厚 C=42mm; 凹模长度:La=b+2c=165mm 凹模宽度:Ba=步距+工件宽+2c=160 mm 4.2凸模固定板和凹凸模外形尺寸的确定: (1)凸模固定板:因为我采用的倒装式的冲裁复合模,所以凸模固定板在上模 固定冲头,且冲头与固定板采用过度配合,装入后,端面进行磨和凸模固定 板的厚度可采用凹模厚度来确定即 h 3=(0608)Ha=20mm;材料选用 A3,且凸模固定板的上下表面应磨平并应与形孔中心线相垂直又因为凸 模固定板应与凹模的外形尺寸相同,所以其长度和宽度我分别选 165mm,160mm (2)凸凹模:其长度 L 应根据模具的具体外形来确定本设计中凸凹模不包 括导尺和固定板,其 L=81 mm,宽度 b=74mm,厚度 d=26mm,且外形与凹模退料 板几乎一样 4.3凹,凸凹模退料板外形尺寸的确定: 因为凹模退料板的外形尺寸与落料件的几乎一样(可见图),且凹模退料板 与凹模的配合间隙 008016mm,厚度我取 20mm,材料我选用 A3;同理,凸 凹模退料板外形尺寸与凹模的几乎一样(可见图),且凸模与凸模退料板的 单边配合间隙应保证 001,材料选用 A3,厚度我取 20 mm 4.4 模架模柄和垫板的外形尺寸的确定: 我们知道模架是有上模座下模座导柱,导套四部分组成上模座的外 形尺寸我选 GB258178,材料选用 HT2547上下模座的厚度按公式: Hs=Hx=(115)Ha; Hs_为上模座的厚度; Hx_为下模座的厚度; Ha_为凹模厚度; 机制 052 班 于军超:加油口支座冲孔落料模具设计说明 书 15 与上述公式我得到:Hs=Hx=30mm 导柱选用 GB28612_81,四根基本外形尺寸为 A50h3X220;导套同样四个选 用 GB28616_81,基本外形尺寸 A50H6X140X56,且材料均为 20 号钢 模柄我采用旋入十式模柄 GB28621_81,基本尺寸为$76X120,所以用材料 A3,并通过模柄上的饿螺纹与模座连接 垫板的选用:我用了两块垫板,上下模各一块,一块在凸木固定板和上模座 之间,一块在凸凹模和下模之间所以材料为 A3 因为在上模这块垫板其保护凸模固定板的作用,其外形尺寸应与凸模固定板 一致,所以我取其长度 L=165mm,宽度 b=156 mm,厚度 d=20mm 同理,下模中的垫板也起保护作用同时还起加高作用,其外形尺寸与凸凹模 一致,其长度 L=81mm,宽度 b=74 mm 厚度 d=26 mm 4.5计算模具的闭合高度: 我们知道模具闭合高度 Hm 应满足:Hmax-5mm=Hm=Hmin+10mm;本设计的模 具闭合高度 Hm=上模座+凸模固定板+凹模+凸凹模+垫板+下模座;我们得到 Hm=30+20+28+26+26+30=169mm 4.6确定所用冲床: 根据上面冲裁力的计算得到: F 总 = F1 + F2 + F 顶 + F 卸 = 156.3 + 94.4 + 9.45 + 7 = 267.15KN 所以根据按照压力大小我选用 T30 冲床 4.7卸料螺钉紧锥螺钉和销钉的选用 卸料螺钉紧锥螺钉和销钉我都是按照手册提供的国际标准进行选择起 吊螺栓根据 GB225-80 选用 M16 的 8 个,内六角螺栓根据 GB70-76 选用 M12 的 22 个,圆柱销 GB119-76 根据选用$12 的 6 个,卸料螺栓根据 GB2867.6-81 选用 M10 的 8 个根据 GB2867.5-81 选用 M10 的 4 个,止动销根据 GB119-76 选用$81 个 4.8模具工作过程描述 工作过程:首先由操作员将毛坯放在下模的表面上,由定位销进行定位确 定放好后,按向下按纽,在模柄的作用下,上模沿着导柱缓慢下降,然后,凹模将板 机制 052 班 于军超:加油口支座冲孔落料模具设计说明 书 16 料向上顶,同时由于橡皮的压缩作用,部分板料发生变形,凸模将其向上顶入凹模 内,在此过程中,固定在上模凸模固定板的冲头也进行贡献,冲孔产生的废料有下 模的凸凹木的模孔落下,不积存废料上模继续下移,直到下死点,板料产生完全 分离按上升按纽,上模慢慢回到原始最高点,凹模退料板在橡皮的弹力作用下, 将陷入凹模中的板料弹出,操作员在将冲裁好的毛坯取出,一次完整的冲裁过程 结束 4.9模具图样设计 列出模具零件明细表和标准件清单,绘制模具零件图,提出各项技 术要求 1.下模座 2.卸料螺钉 3.导柱 4.固定板 5（17）.橡胶缓冲块 6.导料销 7.落料凹模 8.推件块 9.固定板 10.导套 11 垫板 12（20）.销钉 13.上模座 14.模柄 15（21）.螺钉 16.冲孔凸模 18.凸凹模 19.卸料板 五. 模具的改进 机制 052 班 于军超:加油口支座冲孔落料模具设计说明 书 17 我改进的目的的实现从手工操作到全自动化的转变，主要装置有： (1)分料机构设计和选用； (2)送料和卸装联体机构的设计选用； (3)说明：分料机构由三个滚子组成，送料和卸装联体机构主要由步进电机 组成，近似地认为上模的上下运动的周期满足正弦关系，并以此建立 模型来设计并由步进电机实现对冲裁复合模进料和卸装的集中控制 总结 机制 052 班 于军超:加油口支座冲孔落料模具设计说明 书 18 古人云:”工欲善起事,必先利其器” 这是我国历史上劳动人民在生产斗争 和生活中对工具使用重要性所做的结论在现代化大生产中,工具的作用更是至 关重要的 正如我设计的冲压复合模,设计制造模具并不是我们的最终目的,模具的设 计制造也只是我们的一种 手段, 一种工具而已我们的最终目的是通过使用工 具,能完全实现产品生产的自动化,从而大幅度地提高生产效率,满足人们的生活 需要,加快国民经济的飞速发展,所以我们要很好地学会设计和使用工具 我的设计-加油口支座落料冲孔模的设计,从三月份中旬就在厂里参观, 得到了学多工程技术人员为我们悉心的讲解,是我们的设计获得了许多相关资 料 回校后,我就工序进行样件分析,零件绘图，查表，找资料，设计原理的可 行性分析，各项计算，模具的分析与演算，最后定稿。当然，这期间也 得到了 同组成员的鼎立相助，特别是指导老师曾老师繁荣耐心指导。在此，特想关心 及帮助过我的老师和同学表示衷心的感谢。 通过这次设计增强了我分析和解决问题的能力，进一步提高了对生产工艺 设计，工艺流程，设备性能，冲压模设计的理论认识，对我今后的工作大有裨 益。 由于实践经验不足，知识水平有限，我在许多方面还有不足之处，甚至错 误，有待进一步的改进，恳请各位老师提出宝贵意见。 参考文献 机制 052 班 于军超:加油口支座冲孔落料模具设计说明 书 19 1 冲压工艺学 主编 李硕本 北京：机械工业出版社 2 机械设计 主编邱宣怀 高等教育出版社 3 冲压手册 主编 王孝陪 北京：机械工业出版社 4 模具制造工艺学 主编 黄宏毅 北京：机械工业出版社 5 机械设计课程设计 主编王大康 北京工业大学出版社 6 模具设计 主编徐炜侗 北京：中国轻工业出版社 7 模具设计与制造 主编 党根茂 西安：西安电子科技大学 8 朔性成型工业与模具设计 主编 高锦张 北京：机械工业出版社 9 机械制造基础 主编 严霖元，夏如艇 南昌：江西农业大学 10 AutoCAD2000 自学通 主编万林 冶金工业出版社 11 机械工程材料 （第四版） 主编 王焕挺，李茅华，许善国 大连理工 出版社 12.模具设计与制造简明手册 主编 冯柄尧 上海：科学技术出版 社 13.板料冲压与冲模设计 主编 迦木斯农学院 北京：机械工业出版 社 14 画法几何及工程制图 主编 中国纺织大学图学教研室 上海：上海 科学技术出版社 机制 052 班 于军超:加油口支座冲孔落料模具设计说明 书 20 致 谢 这次毕业设计可以圆满的完成是在曾一凡老师细心的知道下完成的，在论 文期间，导师在论文研究方面和设计过程中给予全面的指导，在工作和生活方 面给予了大力支持和帮助,尤其是导师严谨的科学研究精神，惜时如金的工作态 度深深地影响了本人，使我受益匪浅。在此衷心的表示感谢，并致以崇高的敬 意。 同时也感谢关心、支持和帮助我的各级领导、老师、同学和朋友们。由于 本人水平有限，时间仓促，论文难免有不足和错误之处，恳请各位专家、教授 批评、指正，再次表示衷心的感谢。 各位老师 大家好！,江西农业大学工学院 毕业设计说明书,加油口支座冲孔落料模具设计 设计者：于军超 指导老师：曾一凡,目 录,前言 一.工艺设计 二.模具设计 三.橡皮的设计和选用 四.确定各个主要零件的外形尺寸 五.模具的改进 致谢,前 言,冲压是机械制造中先进的加工方法这一，它利用压力机通过对模具板料的加工，使其产塑性变形或分离。从而获的一定的形状，尺寸和性能的零件。 冲压加工是一种高生产率的加工方法，由于冲压加工的毛坯是板材或卷材，一般又在室温状态下加工，因此较易实现机械化和自动化，比较适宜配置机器人而实现无人化生产。 由于引入了计算机辅助工程（CAE），冲压成形已从原来的对应力应变进行有限元等分析而逐步发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析，以实现冲压过程的优化设计，在冲压毛坯设计方面也开展了计算机辅助设计（CAD）,可以对排料成拉深毛坯进行优化设计。,一.工艺设计,1.1 零件的工艺分析 1.2. 确定冲裁的工艺方案及模具的结构形式,1.1 工件简图及分析, 该零件左右基本对称，但两端并不对称，即为部分对称，且材料叫薄为14mm，少废料排样。 该零件过度光滑，无尖角或其它突出形状，且转角半径满足要求。 该零件弯曲处转宽，设有细长的悬臂和狭长的槽。 该零件有孔，冲孔尺寸大于冲孔极限尺寸，翻边高度较低。 该零件的外型尺寸无公共要求，内型尺寸，也公差要求，只有孔距他、有精度要求，但精度要求也不变，其他尺寸都无精度要求。,结论: 该零件可以采用冲压方法生产，其冲裁性能较好，且能进行中等批量的生产。,1.2 确定冲裁的工艺方案 及模具的结构形式,把凸模表在下模很难保证工件在冲压工序中不会起皱，所以采用倒装式。 考虑冲压工艺、生产效率及精度问题采用方案： 复合模,二. 模 具 设 计,2.1 毛坯尺寸计算 2.2 合理排样和条件宽度 2.3 主要工艺参数计算,2.2合理排样和条件宽度,1. 省料 2. 排样 3. 确定搭边值和条件宽度 (最终确定如右图),2.3主要工艺参数计算,2.3.1工序冲压力的计算 落料力计算 F落 = 1.3 L t 式中F落-落料力(N); L-工件外轮廓周长(mm); t-材料厚度(mm),t = 14mm; 材料的抗剪强度(Mpa)由表查的 = 260320Mpa,取 = 300Mpa (2)卸料力 F卸 = K卸F落 式中K卸-卸料力因数,其值查表得 K卸 = 0.045,2.3.2凹模凸模工作尺寸的计算 如果属于落料,则先确定凹模口尺寸，并以凹模的尺寸为基准，冲裁间隙通过减小凸模尺寸来满足；若是冲孔，则先确定凸模刃口尺寸，冲裁间隙通过增大凹模尺寸来满足 对于落料件,凹模刃口尺寸的基本尺寸取工件的最小尺寸;对于冲孔件,凹模刃口尺寸取工件的最大极限尺寸且计算时,还需用参数x=0.5-1进行修正 不论落料还是冲孔，冲模刃口间隙一律采用最小合理间隙值(Zmin) 对于凹模内表面刃口尺寸制造偏差方向(+p)；对于凸模外表面刃口尺寸制造偏差方向(-d)； 冲模刃口尺寸制造偏差为：对于形状简单的圆形，方形刃口，制造偏差可按IT6-IT7级(GB2-3级)来取或查表;对于复杂形状刃口的制造偏差可按工件相应部位公差值的1/4选取,三橡皮的设计和选用,橡皮的优点：承受负荷比弹性大,且安装调整方便 。 通过以下条件得到选用的橡皮： 1卸料和顶料装置应选择较硬的橡皮,而拉深 时压边所用的较软 2橡皮压力按下式计算: F=sq式中 F-橡皮压力(N) s-橡皮的横截面积(cm2) q-单位压力(F/cm2)可查表选取 3为了保证橡皮不致过早损坏而失去弹 性，所选橡皮的最大压缩量不应超过起自由 高度的3545%。,四确定各个主要零件的外型尺寸,4.1凹模外型尺寸的确定 4.2凸模固定板和凹凸模外形尺寸的确定 4.3凹,凸凹模退料板外形尺寸的确定 4.4. 模架模柄和垫板的外形尺寸的确定 4.5计算模具的闭合高度 4.6确定所用冲床 4.7卸料螺钉紧锥螺钉和销钉的选用 4.8模具工作过程描述 4.9模具图样设计,4.1凹模外型尺寸的确定,凹模的材料我选用Cr12,热处理硬度为HRC5862 凹模的厚度:H=Kb)15mm) (1) 凹模的壁厚 C=(1.52.0)H(3040) (2),根据左侧要求计算 出凹模的各个尺寸,4.2凸模固定板和凹凸模 外形尺寸的确定,(1)凸模固定板 ：凸模固定板的厚度可采用凹模厚度来确定 材料选用A3,且凸模固定板的上下表面应磨平并应与形孔中心线相垂直,(2)凸凹模:其长度L应根据模具的具体外形来确定 外形与凹模退料板几乎一样,4.3凹,凸凹模退料板外形尺寸的确定,因为凹模退料板的外形尺寸与落料件的几乎一样 ，且凹模退料板与凹模的配合间隙008016mm,厚度我取20mm,材料我选用A3;同理,凸凹模退料板外形尺寸与凹模的几乎一样,且凸模与凸模退料板的单边配合间隙应保证001,材料选用A3,厚度我取20 mm,4.5计算模具的闭合高度,闭合高度Hm应满足: Hmax-5mm=Hm=Hmin+10mm; 本设计的模具闭合高度Hm=上模座+凸模固定板+凹模+凸凹模+垫板+下模座;我们得到Hm=30+20+28+26+26+30=169mm,4.6确定所用冲床,冲裁力 F总 = F1 + F2 + F顶 + F卸 = 156.3 + 94.4 + 9.45 + 7 = 267.15KN 所以根据按照压力大小及尺寸要求，我选用T30冲床,4.7卸料螺钉紧锥螺钉和销钉的选用,卸料螺钉紧锥螺钉和销钉我都是按照手册提供的国际标准进行选择,4.8模具工作过程描述,工作过程:首先由操作员将毛坯放在下模的表面上,由定位销进行定位确定放好后,按向下按纽,在模柄的作用下,上模沿着导柱缓慢下降,然后,凹模将板料向上顶,同时由于橡皮的压缩作用,部分板料发生变形,凸模将其向上顶入凹模内,在此过程中,固定在上模凸模固定板的冲头也进行贡献,冲孔产生的废料有下模的凸凹木的模孔落下,不积存废料上模继续下移,直到下死点,板料产生完全分离上模慢慢回到原始最高点,凹模退料板在橡皮的弹力作用下,将陷入凹模中的板料弹出,操作员在将冲裁好的毛坯取出,一次完整的冲裁过程结束,4.9模具图样设计,1.下模座 2.卸料螺钉 3.导柱 4.固定板 5（17）.橡胶缓冲块 6.导料销 7.落料凹模 8.推件块 9.固定板,10.导套 11垫板 12（20）.销钉 13.上模座 14.模柄 15（21）.螺钉 16.冲孔凸模 18.凸凹模 19.卸料板,五. 模具的改进,我改进的目的的实现从手工操作到全自动化的转变，主要装置有： (1)分料机构设计和选用； (2)送料和卸装联体机构的设计选用； (3)说明：分料机构由三个滚子组成，送料和卸装联体机构主要由步进电机组成，近似地认为上模的上下运动的周期满足正弦关系，并以此建立模型来设计并由步进电机实现对冲裁复合模进料和卸装的集中控制,致 谢,这次毕业设计可以圆满的完成是在曾一凡老师细心的知道下完成的，在论文期间，导师在论文研究方面和设计过程中给予全面的指导，在工作和生活方面给予了大力支持和帮助,尤其是导师严谨的科学研究精神，惜时如金的工作态度深深地影响了本人，使我受益匪浅。在此衷心的表示感谢，并致以崇高的敬意。 同时也感谢关心、支持和帮助我的各级领导、老师、同学和朋友们。由于本人水平有限，时间仓促，论文难免有不足和错误之处，恳请各位专家、教授批评、指正，再次表示衷心的感谢。,