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1、精选优质文档-倾情为你奉上二0 一一 年 五 月摘 要本套喇叭罩模模具设计是正装复合模的模具装配图及加工制造的全过程。设计内容是从零件的工艺性分析开始的，根据工艺要求确定设计的大体思路，确定该模具类型为落料拉深冲孔整形复合模，作工艺计算，计算出冲裁时的冲压力、卸料力等，最后根据前面所计算出的内容确定模具的凸、凹模的尺寸和形状。设计出定位方式、卸料装置、顶件装置、导向方式、模架等模具的主要零部件，并确定冲模的闭合高度从而选择压力机，完成整个模具的设计工作。模具主要零部件结构设计是模具设计的主要内容，其内容包含了凹模结构设计、凸模结构设计、定位零件、弹性卸料装置、导柱与导套、模柄与模架的选取等重要
2、零部件的设计加工方法和加工注意要点。这样更有利于加工人员的一线操作，使其通俗易懂加工方便。本次设计不仅让我熟悉了课本所学的知识，更让我了解了冲压模具设计的全过程和加工实践中应注意的要点。使我从毕业设计中更好理解了模具实际生产中的重要性。关键词：拉深，落料，冲孔，整形 AbstractThis set of speakers designed to cover suits of mold compound die assembly drawings and manufacturing as a whole. Design content is part of the process from t
3、he beginning of the analysis, according to process requirements to determine the general design ideas, determine the type of blanking die - Drawing - Piercing - plastic composite model for process calculation, the impulse calculated punching pressure, discharge power, etc., and finally calculated ba
4、sed on the content of the previously identified the convex mold, die size and shape. Design positioning, unloading device, the top pieces of equipment, guide way, the main mold and other mold components, and determine the height of the closed die to select the press, to complete the mold design. The
5、 main components of the mold design is the main content of mold design, which includes a die design, punch design, positioning parts, elastic unloading device, guide post and guide sleeve, die and mold handles the selection of other important Parts of the design and processing methods and processing
6、 points to note. This line is more conducive to processing of personnel action, making it easy to understand, easy to process. This design is not only familiar with the textbooks I have learned, made me understand the whole process of stamping die design and processing practices should watch out for
7、. I graduated to a better understanding of the mold design, the importance of actual production. Key words: deep drawing, punching, plastic 目 录中文摘要英文摘要1 绪论随着改革开放的不断深入，国民经济的高速发展，市场对模具的需求不断的增长和对其提出了更高的要求。近年来，模具工业一直以10%以上的增长速度快速发展模具企业也发生了巨大的变化。除了国有的专业模具厂外，集体，合资，独资和私营也快速的发展，浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”，东莞那边也模具也得到了很
8、到的提高。科龙，美的，康佳等集团也建立了自己制造中心。工业的现代化水平，在很大程度上依赖于模具的发展及其现代化水平，模具企业加大对技术的投资力度，将技术的进步视为企业发展的动力。国内的企业也普及CAD的知识，并且开始使用Ug,pro/e等国际通用软件，想在技术上赶上西方先进的创新。并且也成功的应用在冲压模具的设计中，同时也取得了一定的成果。例如吉林大学的汽车覆盖件的成型技术所独立研制的汽车覆盖冲压成型分析kmas软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模，汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAM/CAE软件等，都拥有不少的用户在使用。虽然中国模具工业在过去十几年中取得骄人的成绩。但是许多
9、方面与西方的发达国家相比还相去胜远，比如一些精密加工仪器设备所占的比例及其低下。所以我国的研发还是任重而道远的。模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”“高精度”“质量好”“价格低”的要求。所以为实现这个我们全面推广CAD/CAM/CAE技术。冲压工艺是十分重要的，它的应用范围相当的广泛，如：汽车，飞机，拖拉机，电器仪表，铁路，邮电以及轻工业产品等等中均占有相当的比重。2 工件的分析及确定冲裁方案2.1 工件的分析2.1.1 工件名称公件名称：喇叭罩 工件图如下（1）： 图2-1工件图生产批量：大批量材料：选择10钢厚度：0.5mm此工件有拉深，落料，冲孔。整形等工序2.1.2 材料分析
10、10钢优质碳素结构钢，具有很好的柔软性，具有很好的展性 。属于优质碳素结构钢。从力学性能的强度和硬度考虑，其塑性很好，具有良好的充压性能，从工件的一些要求我们可以了解材料需要塑性要好，非常适合冲裁加工。2.1.3 工件精度分析零件上尺寸没有标注公差尺寸，普通的拉深即可达到零件的精度要求。并且工件结构相对简单，一个直径12的孔壁厚为0.5mm。孔与边缘之间的距离也满足要求，工件为IT14级尺寸要求较低普通冲裁能够满足要求。所以采用这种钢材能够保证产品的公差和冲裁的要求。 2.1.4 结构分析零件为一个喇叭罩型的圆形冲裁件，拉深一个83.4mm的喇叭形如工件图。中心冲一个12mm的圆形孔。结构相对
11、简单。所以很容易符合冲裁件的要求。工艺性很好。通过以上的选用材料和分析，产品可以符合冷压加工的要求。2.2 冲裁工艺方案的确定通过零件工艺性的分析制定其工艺路线如下：零件的生产包括落料，拉深，和冲孔以及整形等工序。可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，冲孔，再拉深，整形。采用单工序模生产。方案二：落料，拉深，冲孔，整形复合冲模。采用复合模生产。方案三：落料，冲孔，整形，拉深级进冲模。采用级进模生产。方案一结构简单，但需要四道工序四副模具，成本高生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案二只需要一副模具，工件精度及生产效率都教高，工件壁厚为0.5MM模具强度较好。方案三也只需要一副模具，生产效率
12、高，操作方便，但是制造精度不如复合模。而且结构有些复杂。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压声场采用方案二为佳，即选用复合模。通过机械加工方法整形来保证零件的精度要求。 3 喇叭罩拉深冲裁的工艺计算3.1 计算拉深件的工序尺寸3.1.1 毛坯的展开尺寸 （1）工件外形较为复杂，所以利用表面积相等原理计算毛坯直径。板料厚度1336500.30.40.350.50.450.6501000.20.30.220.350.300.451002000.150.20.180.220.220.32000.10.150.120.180.150.22来自翁其金 徐新成 主编的冲压工艺及模具设计根据以上公式则可
13、计算凹模板的尺寸： 凹模的厚度：H=Kb =83.4x0.21 =17.5mm由（1）得：取厚度为18mm 凹模壁厚：c=(1.52)H =(1.52)x18 =(2736) 取壁厚33.3mm根据凹模厚度和壁厚可以确定凹模的直径长和高 凹模的直径长： L=83.4+33.3x2=150mm 取其直径长为150mm.则凹模为直径为150mmx18mm.4.1.3.3 凹模板材料的选用由于冲模为冷冲模，所以对于成形工序的材料应具有良好的抗破裂性，良好的贴模性和定形性。对于分离工序时。则要求材料具有一定的塑性。由上要求在模具中凹模板得材料选用C12MV钢，C12MV钢具有较好的淬透性，很高的耐磨性
14、和承载强度，有较高的冲击韧度，淬火，回火工艺。4.1.3.4 凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。凹模刃口高度 6（冲压模具设计与制造表2.9.1）结构如图4-24-2凹模4.1.4 凸凹模设计4.1.4.1 凹凸模的计算凸凹模高度：卸料板的厚度+弹簧的高度+冲头=7+30+12=49mm4.1.4.2 校核凹凸模的强度：凹凸模的最小壁厚m=1.5t=0.75mm，而根据工件所得到的实际最小壁厚为30mm，所以强度完全符合要求。所以结构如图4-3图4-3凹凸模4.1.5 成形推板设计 成形推板的外形
15、大小和凹凸模一样 式中 中垫板厚度 落料凹模厚度 安全高度取1mm 板料厚度由各项数字计算可得： L=18+20-1-0.5=36.5mm4.2 推件，顶件和卸料零件的设计4.2.1 推件装置推件装置一般是刚性的，由打杆，推板连接推杆和推件块组成，然而为了使结构变得简单而又不影响冲裁的质量要求的情况下，直接选择由打杆直接推推杆。如下图4-4图4-4 推杆 打杆长度的计算：采用打杆卸料是，其工作过程如下：上模座随压力机滑块上行到一定位置时，打杆的上端碰到压力的、机上的打杆横梁而停止上行，上模座与滑块继续上行时，由于打杆不能继续上行，故使产生相对下行运动实现卸料作用。H=h +h+ h+c式中 h
16、 模具在顶出状态是，打杆在上模板上平面以下的长度h压力机构的长度c通常取1015mm所以H=50+150+10=210mm4.2 .2 顶杆装置设计顶杆装置一般由顶杆顶件块和装在下模座底下的弹顶器组成，这种结构的顶件力容易调节，工作可靠，冲裁件的平度较高。所以顶杆可以设计如下图4-5：图4-5 顶杆4.2.3 卸料板的设计卸料板可以采用Q235钢制造。本设计采用弹性卸料板作为压料和卸料的装置，直径与固定板的直径一致，再根据冲件料厚查实用模具设计与制造手册中表2-95得：直径=150mm、厚度H=12mm弹性卸料板与凸模间的单边间隙随料厚而不同，本设计料厚t=0.5mm，取c=0.1mm。为了在
17、冲压开始前就将料压紧，弹性卸料板应加工有三个与挡料销对应的避让孔。5 定位装置的设计5.1 定位零件的设计为了保证模具正常工作和冲出合格的冲裁件，必须保证坯料或工序件对模具的工作刃口出于正确的相对位置，也就是必须定位。5.2 模具紧固件的标准与确定 模具紧固件主要是指螺钉与销钉。 螺钉主要承受拉应力，用来连接零件。常用的有内六角螺钉和各种带槽的柱头螺钉螺钉的旋进深度等尺寸参见图3-7。本设计除特殊说明外都使用M1080的开槽圆柱头螺钉紧固，采用公称直径为680mm的圆柱销定位。具体技术要求按GB/T 65-2000。 图5-1 标记示例： 螺纹规格d=M10，公称长度l=95mm，性能等级为4
18、.8级，不经表面处理的A级开槽圆柱头螺钉的标记： 螺钉 GB/T65 M1095 图5-2标记示例：公称直径d=10mm，公差p7，公称长度l=90mm，材料为钢，普通淬火（A型），表面氧化处理的圆柱销。配合标准为P7/h6。 销GB/T199.2 1090 图5-3卸料螺栓：卸料螺栓多数也是圆柱头和内六角两类，由于弹压卸料板在装配后应保持水平，故卸料螺栓长度L应控制在一定得公差范围内。本设计采用较为常用的圆柱头卸料螺栓，本设计中对卸料螺栓的长度具体标准如下： 图5-4 直径d=M8mm、长度L=80mm的圆柱头卸料螺栓： 圆柱头卸料螺栓M880JB/T 7650.5 材料：45，热处理硬度3
19、540HRC 技术条件：按JB/T 3098.3-2000的规定6 模架及其他零部件设计与选择6.1 模架的选择模架由上下模座、导柱、导套等组成。 模架是模具的主题结构，模具的全部零件都固定在它上面，并承受冲压过程中的全部载荷。模具的上、下模架之间靠模架的导向装置来保持其精确位置，以引导凸模的运动，保证工作过程中间隙均匀。模具配用对角导柱滑动导柱模架，这种模架的导柱在凹模的对角上，即可以横向送料又可以纵向送料。适合各种冲裁模选择使用。图6-1模架结构6.2 计算拉深模具闭合高度，校核压力机通过计算模架的闭合高度，校核所选的模架是否合适，再配合前面的拉深工序压力等参数进一步校核压力机6.2.1
20、模具闭合高度的计算上下模座的作用是直接或间接的安装冲模的所有零件，因此，必须十分重视上，下模座的强度和刚度。上模座的厚度一般可根据凹模厚度来确定。通常取H=H=(11.5)H，H=18mm ;因为采用模柄的上模座，不要留出安装压板的凸台。上模座厚度H上模取33mm 下模座板厚度H下摸取 33mm图6-2上模座图6-3下模座上模垫板厚度H垫取 6mm那么该模具的闭合高度H闭=H +H +L+H1+H -H2=（165mm）L凸模长度 37.5mmH1凹凸模厚度 49mmH-垫板综合的厚度为6+7+13H2凸模冲裁后进入凹模的深度H2=0.5mm 6.2.2 校核压力机 压力机的公称压力必须大于或
21、等于拉深力，再根据模具的闭合高度，这两部分综合起来选择合适参数的压力机。 由YB32-63型四柱万能压力机的技术参数，综合以上的计算说明YB32-63型四柱万能压力机符合本设计的要求，所以可行。6.3 导向零件的种类和标准 模具中导向副的作用是保证上下模相对于下模有一精确地位置关系。根据设计要求及成本考虑，本设计采用在中、小型模具中应用最广的滑动导向副结构。其布置形式采用操作方便的对角导柱的形式。滑动导向副由导柱、导套组成，如图2-5 所示。导套设上模座采用H7/r6过盈配合，导套孔与导套柱间采用H6/h5、H7/h6的间隙配合。为使导套内便于贮油并经常保持摩擦副润滑，导套内孔开有油槽。导套、
22、导柱均有国家标准，国标中对导套、导柱的尺寸、材料、表面质量等都有相应的规定。具体可查GB2861.1-1990GB2861.7-1990。本设计采用B型导柱和A型导套。 图6-4具体尺寸如下： 图6-5 直径、公差带h6、长度L=134mm、l=50mm的B型导柱.图6-6孔径大小d=20mm,长度L=70mm, 为保证使用中的安全性和可靠性，设计与装配模具时，还应注意下列事项：当模具处于闭合位置时，导柱上端面与上模座的上平面应留1015mm的距离；导柱下端面与下模座下平面应留25mm的距离。导柱套与上模座上平面应留不小于3mm的距离，同时上模座开横槽，以便排气和出油。6.4 垫板设计垫板可以
23、避免硬度较低的模座因局部受凸模较大的冲击力而出现凹陷，而导致凸模松动。所以选取也是十分必要的，是否要垫板，可以按照以下公式校核：P=F/A 式中 p凸模头部端面对模座的单位面积压力； F凸模承受的压力；A凸模头部端面的承受面积。由于计算的p值大于冷冲压工艺及模具设计表3-34模座的许应压力，因此在工作零件与模座之间加垫板。其尺寸规格为：150mmX150mmX7mm. 凸模固定板的大小根据冲压工件的大小而定，现取固定板的的外形尺寸与卸料板的尺寸大小相同。 凸模固定板的厚度与凹模尺寸有关，即： H=(0.60.8) H式中 H凸模固定板的厚道 H凹模的厚度 所以取 H=14mm6.5 模柄的选用
24、模柄的种类很多有旋入式，压入式，凸模式，浮动式，通用式槽型式等等。由于工件尺寸的工件属于中小型导栓的模具上生产量也较大。所以适合采用装卸方便的模柄机构，通过以上的分析，则选用旋入式模柄。如图图6-7 模柄7 弹性元件的选用与计算7.1 圆柱螺旋压缩弹簧7.1.1 卸料弹簧的选用原则及步骤（1）根据总卸料力F估计拟用弹簧2个数，算出每个弹簧所承受的负荷压力。即 F预。 F预=595.77（2)根据总的卸料力F预选弹簧的规格，选择时应使弹簧的极限工作压力F大于F预。一般取F=（1.52）F预。所以得到：F=1.6x595.77=953.2（3)计算弹簧在预压力的F预作用下的预压缩量H预， H预=F
25、预h/F得：=595.77x10/953.2=6.3根据与压力的大小，查参考文献【15】确定弹簧的直径为20 mm.弹簧最大允许压缩量，必须满足以下条件 h 式中h-弹簧工作极限压缩量mm H预弹簧预压缩量，一般取10mm； h工卸料工作行程； h修磨凹，凸模修膳量，一般取410mm.由公式计算： h 10+12+8 30mm即取弹簧的高度为30mm。因为此模具的弹簧个数为2个，么个弹簧的直径为20mm,高度为30mm.8 喇叭罩冲制的结构模具总装图8.1 模具总体结构设计通过本模具是冲制喇叭罩的拉深、落料、冲孔、整形模工作过程分析。其工作原理如下：成型推板7在弹顶器顶杆的作用下，处于最上位置
26、，拖住坯料。上模部分下降，利用凹凸模11和成型板进行拉深和压形。上模继续下降，推动成形推板下降，此时由落料凹模8，凹凸模1进行落料，然后进行冲孔，当成形推板与固定板4接触时，则可以进行整形。在成形推板内装有根3顶杆9，开模时可随工件抬起，便于取件。8.1.1 模具类型设计由冲压工艺分析可知，采用复合模，则模具类型为复合模。该模具采用的是条料，控制条料送进方向采用导料销，无测压装置，控制条料的送进步距采用挡料销定距。8.1.3 卸料，出件方式的选择因为工件料厚为0.5MM，比较薄，卸料力也较小，故采用弹性卸料。又因为是复合模，故采用上出料。8.2模具的结构总装图通过以上的设计，可得到如图（7）所
27、示的模具总装图。喇叭罩冲制总装图结构主要由凹凸模、模柄机构和卸料机构以及推杆机构等组成，模具上模部分由上模版，垫板，凸模，凸模固定板，凹模，推荐块，顶杆等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶味弹性元件。下摸部分由下摸板，垫板，凸凹模，卸料板，橡胶组成，冲孔废料由上部取出。条料送进时采用挡料销作定距，操作时完成第一步冲压后，把条料抬起向前移动，且两个导料销代替导料板，条料紧靠导料销向前推。总装图如下图8-1 图8-1 装配图1.下模座2.顶杆 3.垫板 4.固定板 5.中垫板6.凸模7.成型推板8.落料凹模9.顶杆10.卸料板11.凹凸模12.推杆13.垫板14.上模座15.打杆16.模柄。 8.
28、3几种冲压模具零件的制造公差 表3固定槽及模座得制造偏差（单位MM）基本尺寸尺寸偏差5050-150150-260260-50050060.1060.1060.1560.1860.20 表二模座上的倒柱孔和倒套孔的直径偏差基本尺寸尺寸偏差25-4550-145+0.025+0.036表三凹凸模，凹模和固定板得圆孔中心距偏差（单位mm）精度要求精密一般中心距偏差60.0160.02参考文献【1】 翁其金 徐新成 主编 冲压工艺及冲模设计。机械工业出版社【2】 编写组 编著 冲压模具手册。 机械工业出版社【3】 方昆凡 主编 公差与配合技术手册。 北京出版社【4】 王孝培 主编 实用冲压技术手册。
29、 机械工业出版社【5】 刘鸿文 主编 材料力学 高等教育出版社【6】 肖祥芷、王孝培 主编 中国模具设计大典 江西科学技术出版社【7】 何铭新 钱可强 主编 机械制图 。高等教育出版社【8】 陈于萍 周兆元 主编 互换性与测量技术基础。机械工业出版社【9】 王孝培 主编 冲压手册。 机械工业出版社【10】 周玲 主编 冲模设计实例详解 化学工业出版社【11】 郭纪林 主编 中文版AutoCAD2004实用教程 大连理工大学出版社【12】 丁淑辉 曹连民 主编Pro/ENGINEER Wildfire 4.0清华大学出版社【13】 于就泗，齐发 主编 机械工程材料 大连理工大学出版社【14】 佘银柱 主编 冲压工艺与模具设计 北京大学出版社【15】 谭建荣 主编 图学基础教程 高等教育出版社专心-专注-专业