花键冲孔落料复合模设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 宜宾职业技术学院 毕业设计 题目：花键冲孔落料复合模设计 系 部 现代制造工程系 专 业 名 称 模具设计与制造 班 级 模具 姓 名 x x 指 导 教 师 x x x 学 号 2015 年 9 月 19 日买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . I 花键冲孔落料复合模设计 摘 要 此设计主要介绍花 键冲孔落料模设计的设计与加工，按技术要求完成制件主要包括主要零部件的尺寸设计如落料凹模、冲孔凸模、凸凹模、凸模垫板、凸凹模固定板等；卸料零件的设计如：卸料板的设计、卸料橡胶的尺寸计算、等。最后是根据设计数据选择典型模具零件、模具组合、以及压力机、并按要求完成毕业设计。利用 按要求完成毕业设计。 关键词 ： 花键； 排样；冲孔落料；模具设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 录 1 绪论 . 1 2 制件分析 . 2 件分析 . 2 构形状分析 . 2 3 冲压工艺方案分析 . 3 4 冲压模总体结构 . 4 具类型的选择 . 4 位方式的选择 . 4 料方式的选择 . 4 向方式的选择 . 4 5 冲压工艺计算 . 5 样 . 5 排样 . 5 边 . 5 料宽度的确定 . 6 料的利用率 . 6 压力的计算 . 7 料力 . 7 孔力 . 7 件力 . 7 料力 . 8 选压力机 . 8 力中心的确定 . 9 口尺寸计算 . 10 6 主要零部件的设计 . 13 料凹模 . 13 孔凸模的设计 . 15 凹模 . 16 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 模垫板 . 17 凹模固定板 . 18 模固定板 . 19 7 卸料零件的设计 . 21 料板的设计 . 21 料橡胶的尺寸计算 . 22 料橡胶的承压面积的估算 . 22 料螺钉的选用 . 23 件块的设计 . 24 杆 . 25 板 . 25 杆 . 26 8 模具装配 . 27 结论 . 28 致谢 . 29 参考文献 . 29 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 1 1 绪论 模具是现代工业生产上重要的工艺装备，被称为“工业之母”。由于用模具加工成形零部件，具有生产高效、质量好、节约原材料和能源、成本低等一系列优点，已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。应用数控加工进行模具的制造可以大幅提高加工精度，减少人工操作，提高加工效率，缩短模具制造周期。 随着我国工业的迅速发展。学习、研究和发展冷冲压技术，对发展我国国民经济和加速现代化工业建设具有重要意义。伴随冲压成形的计算机仿真技术 日渐成熟，并在冲压工艺与模具设计中发挥出越来越大的作用，成熟的仿真技术可以减少试模次数，在一定条件下还可使模具和工艺设计一次合格从而避免修模。随着与国际步伐的接轨，中国制造行业还需要更大的发展空间，而作为制造业的领先者的模具更应该与世界先进水平接轨，来提升自己的性能，发展自己的有点，弥补本身的不足。 冲压模具共有 7 小类，并有一些按其服务对象来称呼的一些种类。 本设计为 花键， 设计来源于实际生活，具有较好的实用价值、学习价值以及经济利用价值。设计主要运用所学的专业知识， 如包括主要零部件的尺寸设计如落料凹模、冲孔凸 模、凸凹模、凸模垫板、凸凹模固定板等；卸料零件的设计如：卸料板的设计、卸料橡胶的尺寸计算等。最后是根据设计数据选择典型模具零件、模具组合、以及压力机。因此，模具 主要零件设计 是 整个模具的核心，很是重要的部分。 模具 零件设计 的质量直接影响制件的冲压质量、模具的使用和模具寿命 。 通过本次设计，除了使自己专业知识能系统全面的综合使用，还能巩固和扩展自己所学的基本理论知识，培养自己分析和解决实际问题的能力，进一步培养和训练自己在方案设计、资料查询、文字表达等方面的能力和技巧；能够进一步深入掌握冲压模具设计与制造。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 2 2 制件分析 件分析 图 2键零件图 本次制件为花键如图 2从加工工艺和材料的综合性能分析， 我们选取 08 钢作为冲压材料，中批量生产。 构形状分析 该冲裁件结构简单，从图 2不难看出，其外形为圆形，内部是个花形，结构较为简单，适合冲裁。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 3 3 冲压工艺方案分析 压工艺方案的确定 由零件图可知，该制件需落料和冲孔两种冲压工艺，设计模具时可有以下三种方案： 方案一：先落料，再冲孔，采用单工序模生产。 方案 二 ：冲孔 、 落料连续冲压，采用级进模生产 。 方案 三 ：落料和冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案一采用单工序模生产 ， 模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件 年产 20 万件 的需求 ，而且要考虑第二套模具中工序件的定位问题，操作不便。 方案二采用级进模 生产 ，可有效地 提高生产效率， 但连续模制造和设计难度大，费用高，用于生产该制件达不到经济性要求。 方案三采用 复合模 生产，亦有很高的生产效率，复合模 能在压力机一次行程内，完成落料、冲孔 两 道工序，所冲压的工件精度较高，不受送料误差影响， 能较好的满足该制件内孔与外形同心的要 求。 通过对比，故采用方案 三 ，比较适合该零件。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 4 4 冲压模总体结构 具类型的选择 根据零件的冲裁工艺方案，采用倒装复合模 。 位方式的选择 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用固定定位销。控制条料的送进步距采用送料机控制。 料方式的选择 根据要求采用弹性卸料装置，废料能直接从压力机台面落下 接利用压力机的打杆装置进行推件，冲裁件从上模推下。 向方式的选择 在模具结构设计和送料机送料的方式上，以及在实际生产中更加的方便操作和修复模具， 为提高 模具寿命和工件质量， 故 采用后侧导柱模架， 这样能够使 操作者可以看见条料在模具中的送进动作。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便，并能满足工件成型的要求。 故采 用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧，操作者可以看见条料在模具中的送进动作。但是不能使用浮动模柄。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 5 5 冲压工艺计算 样 排样又分为有废料、少废料和无废料排样三种，按工件的外形特征又可以分为直排、斜排、直对排、斜对排、混合排、多行排及裁搭边等形式。 排样 冲裁件在条料或者带料上的 排列方式就叫做排样方法。对该零件只有如图 5一种排样方法 ,而且节省材料。 图 5边 一般来说，板料愈厚，材料愈软以及冲裁件尺寸愈大，形状愈复杂，则搭边值 a 与就越大。因为制件尺寸精度按 虑采用搭边值，搭边值的选取见表 5.2，a=1。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 6 表 5样搭边值 料宽度的确定 根据制件结构和要求，本次模具设计采用无侧压装置。 当条料在无侧压装置的导料板之间送料时，条料宽度按式 5算： 条料宽度： =(a )0 （ 5 = 材料的利用率 一个步距内的材料利用率为 ： =00% （ 5 式中， A 一个布距内冲裁件的实际面积； B 条料宽度； S 步距。 冲裁件的面积为： 2354一个步距内的冲件数为： 1 个。 步距的计算公式： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 7 S=D+ =61以材料的利用率为 压力的计算 根据总体结构可知，冲压力包括冲裁力和卸料力、推件力。冲裁力是选择设备吨位和设计、检验模具强度的一个重要依据。 料力 F 落 = t (5 式中： t 材料厚度 L 落料外圆周长 根据制件工件简图算出： L 外 = 3 =以： F 落 = t =128 冲孔力 如式 5F 落 = t 式中： t 材料厚度 L 内 冲花孔周长 根据制件工件简图算出： L 内 = 3 =以： F 冲 = t = 推件力 F 推 = F 冲 (5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 8 式中： F 冲 冲孔力； n 为同时卡塞在凹模内的零件数，一般为 3 5，取 n=5；K 推 推件力系数，查表 5 推 =以： F 推 = 卸料力 F 卸 =K 卸 F 落 式中： F 落 落料力； K 推 推件力系数，查表 5 推 =以： F 推 = 5卸料力、推件力和顶件力系数 冲压力的计算 根据以上公式得总冲压力： F 总 =F 冲 +F 落 +F 卸 +F 推 (5 =80+165+2 =选压力机 根据总冲压力 =模具闭合高度、冲床工作台面尺寸等，并结合现有设备，再根据开式双柱可倾压力机参数，所选压力机型号为 主要工艺参数如表 5 标称压力： 250 滑块行程： 60 最大闭合高度： 300 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 9 连杆调节 长度： 30 工作台尺寸（前后 左右，单位为 400540； 模柄尺寸（直径 深度，单位为 ： 4060。 表 5力机参数值 力中心的确定 图 5买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 10 结论：根据制件的工艺分析，冲裁件是内外周边形状对称的工件，则图形的几何中心就是其压力中心 ,其坐标值为 (0， 0)。 口尺寸计算 根据制件分析中，其尺寸精度要求较高，以及学校加工设备的精密性等因素方面考虑，该模具采用单配加工方法。 裁间 隙的确定 根据此制件材料为 08 钢，厚度为 冲裁模的最大最小初始双边间隙值如下可知： 最小双边间隙值 最大双边间隙值 即在配合加工时，根据上面最大最小初始双边间隙值，我知道要保证合理间隙值应在 间。 查表 5知： 。 如下表可知双边间隙： 表 5初始双面间隙 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 11 料时的刃口尺寸计算 由已知该零件图的所有尺寸公差都为 ,查表 5知： 冲异性孔（非圆形） X= 落料（圆形） X= 表 5件公差及磨损系数 对冲孔尺寸 29、 凸、凹模偏差查表 5： 29： 凸 = 凹 =+ 凸 = 凹 =+ 凸 = 凹 =+ 凸 = 凹 =+ 60： 凸 = 凹 =+据条件 ： 凸 凹 则： 都 满足要求。 表 5则 形状 （ 方形、圆形 ） 冲裁时凸、凹模制造偏差 分开加工时计算公式如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 12 落料 D 凹 =(凹0D 凸 =( D 凹 (凸冲孔 d 凸 =(凸d 凹 =( d 凸 + ( 凹0式中 ： D 凸 、 D 凹 分别为落料凹模和凸模的基本尺寸； d 凸 、 d 凹 分别为冲孔凹模和凸模的基本尺寸； 落料件的最大极限尺寸； 冲孔件的最小极限尺寸； 冲裁件公差； x 磨损系数； 凸 、 凹 分别为凹模和凸模的制造公差，凸模偏差取值负向，凹模偏差 表 5工作零件刃口尺寸的计算 尺寸及分类 尺寸转换 计算公式 结果 落料 29 29 0+ 凹 =() 凹0D 凸 =(凸D 凹 = 凸 =+ 凹 = 凸 =+ 凹 = 凸 =孔 60 d 凸 =( )0d 凹 =( + 凹0d 凸 =d 凹 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 13 6 主要零部件的设计 虽然各类冲裁模的结构形式和复杂程度不同，但组成模具的零件种类是基本相同的，根据它们在模具中的功用和特点，可以分为工艺零件和结构零件两类。 设计主要零部件时，首先要考虑主要零部件 的定位、固定以及 总体装配方法 ，本套模具主要采用 螺钉固定模具零件，销钉起 零件的 定位作用 ， 采用挡料销送进定距和导 料销送进定位，无侧压装置 。 料凹模 根据凹模作为工作零件，其精度要求较高，材料选 模计算公式如下： 凹模边壁厚： H= （ 6 凹模边壁厚 ： c=(2)H （ 6 凹模板边长 ： L=c （ 6 凹模板边宽 ： B=c （ 6 式中： 冲裁件的横向最大外形尺寸； 冲裁件的纵向最大外形尺寸； K 系数。 表 6数 材料料宽 s/料厚度 t/1 1 3 3 6 50 50 100 100 200 200 表 6K= 根据公式 6度： H=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 14 =0 =度 8。 根据公式 6 c =(2)H =(2)18 = 27 36模边壁厚 取 33。 根据凹模厚度和边壁厚可确定凹模板的长、宽的尺寸。 根据公式 6 L=c =60+233 =126据公式 6 L=c =60+233 =126据凹模零件轮廓的计算尺寸 LBH=126268取标准凹模板的尺寸规格为 160608 图 6买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 15 孔凸模 的设计 (1) 凸模 材料的 确定 该模具要求有较高的寿命和较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力 ,所以凸模的材料应选 采用较主高的淬火温度 9501040 ,再进行 180230 低温回火硬度达到5862 (2)冲孔凸模 结构的确定 凸模结构通常分为两大类。一类是镶拼式，另一类为整体式。 整体式中，根据加工方法的不同，又分为直通式和台阶式。因为该制件形状不复杂，所以将落料模设计成台阶式凸模，台阶式凸模工作部分和固定部分的形状做成一样，凸模与凸模固定板的配合按 H7/ (3) 凸模 高 度 的 确定 从冲压零件图可以看出， 只有花 孔凸模， 采用花孔头直杆异型凸模 ，固定在凸模固定板上。 冲模中的凸模不管其断面形状如何，其基本结构由安装固定部分和工件部分两大部分组成 。 凸模与凹模固定板的配合间隙均为 H7/于倒装式 复 合模，圆孔凸模结构尺寸为 ： L 凸 =h1+h2+h (6中 : 凸模固定板一般为凹模厚度的 60% 90%，在此确定为 16 凹模板厚度 18 h 增加长度 1为首次刃磨量。 计算得出 L 凸 = h1+h2+h =16+18+1 =354)凸模精度 的 确定 根据凸模 作为工作零件，其精度要求较高，所以选用 ，表面粗糙度为 其凸模结构尺寸如图 6示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 16 图 6凹模 (1) 凸 凹 模 材料的 确定 该模具要求有较高的寿命和较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力 ,所以凸模的材料应选 采用较主高的淬火温度 9501040 ,再进行 180230 低温回火硬度达到 58 62 (2) 凸凹模外形尺寸的确定 凸凹模的外形由本套模具所设计的零件图样外形确定。凸凹模的外形尺寸应保证有足够的强度、刚度和修磨量，一般根据被冲材料 的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的，与落料凹模配合确定，其内孔尺寸与冲孔凸模配合确定。 (3)凸凹模 承压力 计算 凸凹模内形刃口起冲孔凹模 作 用，按凹模设计，其外形刃口起落料凸模作用，按凸模设计。该模具是倒装式复合模，凸凹模的尺寸比较大，外形比较简单，凸凹模上有销钉的 定位 ， 用凸凹模固定板在下模座上，凸凹模固定板上有螺钉，能起到紧固作用，所以能满足紧固和定位。 (4) 凸凹模尺寸的设计 凸凹模高度尺寸如计算公式如下： L=h+h1+ （ 6 式中： h 增加长度（包括凸模进入凸凹模深度，弹性元件安装高度等）； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 17 弹性卸料板厚度； 橡胶 ； 凸凹模固定板厚度 ； 根据公式得凸凹模高度： L= h+h1+ （ 6 =5+10+15+15 =45上所述，结合总体设计中对零件图样的设计 ，凸凹模高度尺寸为 45 根据凸模作为工作零件，其精度要求较高，所以选用 ，表面粗糙度为 轴度为 凸凹模结构尺寸如图 6示。 图 6模垫板 查 附表 ，取凸模垫板 6考虑到该复合模垫板要承受凸模的冲击力，所以 6纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 18 不够，而且表面硬度要足够高，所以材料选用 45 钢，表面硬度为 4348参表 6度取 10模垫板结构尺寸如图 6示 ： 表 6形模板及孔位参考表 图 6 凹 模 固定 板 凸凹模固定板主要是固定凸凹模，保证凸凹模有足够的强度，使凸凹模与卸料版，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 19 下模座，垫板更好定位。 表面硬度要高，材料选用 45 钢， 凸凹模与凸凹模固定板的配合按 H7/ 凸凹模固定板的厚度一般取凹模厚度的 度如式 6 （ （ 6 式中： 凸凹模 固定板 厚度 ； 凸 凹 模厚度。 根据公式 得凸凹模固定板厚度为： （ =（ 45 =27凹模固定板厚度取 15 凸 凹 模 固定板 结构尺寸如图 6示 ： 图 6模 固定 板 凸模固定板主要是固定凸模，保证凸模有足够的强度，使凸模与卸料版，下模座，垫板更好的定位。 表面硬度要 足够 高，所以材料选用 45 钢， 凸模与凸模固定板的配合买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 20 按 H7/ 凸模固定板的厚度一般取凸模厚度的 则凸模固定板的厚度为： （ （ 6 式中： 凸模 固定板 厚度 ； 凸模厚度。 根据公式 （ 6凸模固定板厚度为： （ =（ 35 =15 24模固定板厚度取 15 查 附表 A，凸模固定板厚度为 15上面取值相符合。 凸模 固定板 结构尺寸如图 6示 ： 图 6买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 21 7 卸料零件的设计 料 板的设计 卸料板不仅有卸料 作用，还具有用凸凹模导向，对凸凹模起保护作用，卸料板的边界尺寸与凹模的边界尺寸相等。 卸料板与凸凹模的间隙值由表 7定，取 卸料板的周界尺寸与落料凹模周界尺寸相同，查 附表 7卸料板厚度为 10而可以准确的知道卸料板的尺寸。 表 7料板与凸凹模间隙值 材料厚度 t/ 1 1 单边间隙 Z/ 7冲件厚度 t 卸料板宽度 50 5080 80125 125200 200 6 8 10 12 8 10 12 14 8 10 12 14 16 卸料板采用 45 钢制造，淬火硬度 4348用 4 个卸料螺钉，公称直径为 10纹为 1料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面 1误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。 卸料板的长度因为条料是直对排，采用隔位冲裁，所以条料第一次冲裁与第二次冲裁定位是不一样的，卸料板的长度尺寸用挡料销定位尺寸见装配图。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 22 图 7料橡胶 的尺寸计算 (1)卸料橡胶应具有的卸料力。由前述计算得 料 =920N (2)卸料橡胶块的高度 。 卸料橡胶的预压缩量取 2据工件材料厚度为 1裁时凸模进入凹模深度取 5具开启时卸料板高出凸凹模 1橡胶的最大压缩量 H 橡胶 8件时按最大压缩量按 30%来计算 。 因此 : 自 由高度 为： h 自由 =h 橡胶 /5凸模切 入 板 料之前卸料橡胶已压缩了 4当于自由高度的 16%，符合要求。 料橡胶的承压面积的估算 暂取预压缩量为 表 7直径为 32高 度为 25柱形弹力来买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 23 初步估算，根据 86N,686N,取 1265N，这样求得的圆柱个 数为： n= f=1920/1265=个圆柱的承压面积为 ： D 2/4=322 /4=804 而这种纯冲裁的模具卸料板比较大，一般都会布置长条形，根据卸料板的面布置 1个环形橡胶，内圆半径为 22圆半径为 28 聚胺酯橡胶块，总承压面积为 ： A= （ 282 222） =900大于单个圆柱面积的 2 倍， 应该满足要求 。 表 7氨酯弹性体压缩量与工作负荷 （ N） 的关系 直径 D/6 20 25 32 45 60 厚度 H/2 12 16 20 25 20 32 40 25 32 50 压缩量 F/70 300 450 726 686 1720 1680 1630 2980 2880 2700 00 620 1020 1725 1686 3720 3680 3580 7260 6520 6050 90 1080 1840 2980 2880 6520 6200 6000 12710 11730 10800 80 1390 2360 3820 3730 8360 7930 7680 16290 15040 13830 注 ：表中数值按聚氨酯橡胶邵氏硬度 5 确定，其 8 他硬度聚氨酯橡胶的工作负荷用如下修正系数乘以表中数值。 邵氏硬度： 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 修正系数： 料螺钉的选用 卸料螺钉是上模座与卸料板之间的主要连接部件，要承担卸料板和卸料垫板的重力与卸料橡胶的预压缩力。所以，卸料螺钉应尽可能的分布在周围与中间。 从整个模具来考虑，卸料螺钉和卸料橡胶应尽可能均匀的分布在模具上且保证足够的数量，以保证模具受力均匀，提高模具寿命，应避免模具在工作中出现压料力不足的情况。 卸料板上设置 4 个卸料螺钉，按表 7取螺钉 6 其公称直径为 6螺纹部分为 卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 24 表 7料螺钉的选用 凹模厚 / 13 13 19 19 25 25 32 35 螺钉规格 /4， 5， 6， 8， 10， 件块的设计 (1)弹性推件装置： 一般装在下模，具有压料作用，冲裁件质量好；但推件力较小。常用于正装式复合模或冲裁薄板料的落料模中。 (1)刚性推件装置： 一般装在上模，利用压力机的力推件，因此推件力大，推件可靠；但不具有压料作用，常用于倒装式复合 模中。 推件块的目的是将制件从凹模中推出 ,根据本副模具要求，所以采用刚性推件装置。 确定推件块的材料为 45 钢，冲孔凸模与推件块的单边间隙确定为 证冲孔凸模能正常运动。 推件块简图如图 7示： 图 7件块示意图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 25 杆 推杆根据设计选用材料为 寸为 d=8L=38术要求：按附表 F（ 7653规定。见图 7示 。 图 7板 推板选用材料为 寸为 =46度为 5图 7示 。 图 7买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 26 杆 冲裁后卡在凹凸模上的工艺肥料用打杆打落，打杆长度根据模具结构来设计，具体长度上端比上平面高（ 15 20） 见装配图。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 27 8 模具装配 模具装配是模具制造工艺全过程的最后工艺阶段，包括装配、调整、检验和试模等工艺内容。 按照模具规定的技术要求，将加工完成、符合设计要求的零件和购配的标准件设计的工艺进行相互配合、