汽车制动器底板冲压工艺分析及模具设计

中原工学院机电学院毕业论文 毕业设计（论文）说明书题目名称：汽车制动器底板冲压工艺分析及模具设 汽车制动器底板冲压工艺分析及模具设计Stamping Technology and Die Designof Brake Bottom-Blank 院系名称：机电学院 班 级：车辆091班 学 号：200900374106 学生姓名：张战涛 指导教师：史建茹 2013年 05 月摘要本课题的任务是为汽车制动器底板制定出合理的工艺方案、设计出一套精良的实用的冷冲压模具。在设计中要充分讨论工艺方案的合理性与模具结构方案的适用性。本设计介绍了该零件的冲压工艺、零件的冲压工艺方案的确定、合理的冲压模具的设计，具体介绍了该零件工艺方案确定方法，合理选取凸、凹模间隙及最佳模具的设计方法和过程。使用复杂的复合模具，解决常规冲压工艺模具套数多、工艺路线长、生产成本高、效率低等缺点并且保证了零件质量。就实际生产状况而言，经过综合比较确定了模具结构，并对模具的各个部分进行了必要的设计分析；参考了相关模具设计资料，同时进行了必要的理论计算，使本设计更加规范合理，符合实际生产。关键词：冲压 工艺分析 模具 设计The task of this issue is formulating a reasonable process plan and designing a set of practical well-stamping die of cold and a complete set of auto-feed mechanism for the driver of the automobile fan. The rationality and the applicability of the programme die structure must be fully discussed in the design.The parts stamping process, stamping process scheme and the design of reasonable stamping dies are introduced in this design, and the process scheme determined method, the appropriate selection of convex and concave mold gap and the best method and process of the mold design is specially introduced. Through using the complex composite mold, the Shortcoming of the molds large number, long routes, high production costs and low efficiency of the conventional stamping process is solved, and the quality of the part is ensured.According the actual production, after comprehensive comparison die structure was identified and a necessary design analysis about the various parts of the mold was made. The reference of design information related to mold, at the same time the necessary theoretical calculation were made, so that the design is more standardized reasonable and in line with actual production.Keywords：stamping process analysis stamping die mold design中原工学院毕业（设计）论文1 绪论1.1 冲压的概念、特点及应用冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下：(1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。冲压地、在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现 的。1.2 冲压的基本工序及模具 由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。复合冲压在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。级进冲压在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。复合-级进在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。1.3 冷冲压发展的现状和趋势随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。（1）冲压成形理论及冲压工艺方面冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。这样既节省了昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。研究推广能提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种压新工艺，也是冲压技术的发展方向之一。目前，国内外相继涌现出精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。其中，精密冲裁是提高冲裁件质量的有效方法，它扩大了冲压加工范围，目前精密冲裁加工零件的厚度可达25mm，精度可达IT1617级；用液体、橡胶、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的软模成形工艺，能加工出用普通加工方法难以加工的材料和复杂形状的零件，在特定生产条件下具有明显的经济效果；采用爆炸等高能效成形方法对于加工各种尺寸在、形状复杂、批量小、强度高和精度要求较高的板料零件，具有很重要的实用意义；利用金属材料的超塑性进行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的冲压成形工序，这对于加工形状复杂和大型板料零件具有突出的优越性；无模多点成形工序是用高度可调的凸模群体代替传统模具进行板料曲面成形的一种先进技术，我国已自主设计制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备，解决了多点压机成形法，从而可随意改变变形路径与受力状态，提高了材料的成形极限，同时利用反复成形技术可消除材料内残余应力，实现无回弹成形。无模多点成形系统以CAD/CAM/CAE技术为主要手段，能快速经济地实现三维曲面的自动化成形。（2）在冲模的设计制造方面冲模是实现冲压生产的基本条件.在冲模的设计制造上,目前正朝着以下两方面发展:一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CAD/CAM技术也在迅速发展；另一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。精密、高效的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模的技术水平。目前，50个工位以上的级进模进距精度可达到2微米，多功能级进模不仅可以完成冲压全过程，还可完成焊接、装配等工序。我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达25微米，进距精度23微米，总寿命达1亿次。我国主要汽车模具企业，已能生产成套轿车覆盖件模具，在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平，但在制造方法手段方面已基本达到了国际水平，模具结构、功能方面也接近国际水平，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差距。模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代模具制造技术。其中高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝切割加工、精密磨削及抛光技术、数控测量等代表了现代冲模制造的技术水平。高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量（主轴转速一般为1500040000r/min）,加工精度一般可达10微米，最好的表面粗糙度Ra1微米），而且与传统切削加工相比具有温升低（工件只升高3摄氏度）、切削力小，因而可加工热敏材料和刚性差的零件，合理选择刀具和切削用量还可实现硬材料（60HRC）加工；电火花铣削加工（又称电火花创成加工）是以高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工（像数控铣一样），因此不再需要制造昂贵的成形电极，如日本三菱公司生产的EDSCAN8E电火花铣削加工机床，配置有电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统，体现了当今电火花加工机床的技术水平；慢走丝线切割技术的发展水平已相当高，功能也相当完善，自动化程度已达到无人看管运行的程度，目前切割速度已达到300mm/min,加工精度可达1.5微米，表面粗糙度达Ra=010.2微米;精度磨削及抛光已开始使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光等先进设备和技术;模具加工过程中的检测技术也取得了很大的发展,现在三坐标测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外,其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施及简单操作步骤，使得现场自动化检测成为可能。此外，激光快速成形技术（RPM）与树脂浇注技术在快速经济制模技术中得到了成功的应用。利用RPM技术快速成形三维原型后，通过陶瓷精铸、电弧涂喷、消失模、熔模等技术可快速制造各种成形模。如清华大学开发研制的“M-RPMS-型多功能快速原型制造系统”是我国自主知识产权的世界惟一拥有两种快速成形工艺（分层实体制造SSM和熔融挤压成形MEM）的系统，它基于“模块化技术集成”之概念而设计和制造，具有较好的价格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型为基础，采用瑞士汽巴精化的高强度树脂浇注成形的树脂冲模应用在国产轿车试制和小批量生产开辟了新的途径。（3）冲压设备和冲压生产自动化方面能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后，在计算机程序控制下便可依次完成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率；（4）冲压标准化及专业化生产方面模具的标准化及专业化生产，已得到模具行业和广泛重视。因为冲模属单件小批量生产，冲模零件既具的一定的复杂性和精密性，又具有一定的结构典型性。因此，只有实现了冲模的标准化，才能使冲模和冲模零件的生产实现专业化、商品化，从而降低模具的成本，提高模具的质量和缩短制造周期。目前，国外先进工业国家模具标准化生产程度已达70%80%，模具厂只需设计制造工作零件，大部分模具零件均从标准件厂购买，使生产率大幅度提高。模具制造厂专业化程度越不定期越高，分工越来越细，如目前有模架厂、顶杆厂、热处理厂等，甚至某些模具厂仅专业化制造某类产品的冲裁模或弯曲模，这样更有利于制造水平的提高和制造周期的缩短。我国冲模标准化与专业化生产近年来也有较大发展，除反映在标准件专业化生产厂家有较多增加外，标准件品种也有扩展，精度亦有提高。但总体情况还满足不了模具工业发展的要求，主要体现在标准化程度还不高（一般在40%以下），标准件的品种和规格较少，大多数标准件厂家未形成规模化生产，标准件质量也还存在较多问题。另外，标准件生产的销售、供货、服务等都还有待于进一步提高。2 零件的工艺性分析及方案选择冲件的工艺性是指制件的形状结构、精度要求、形状公差及技术要求等对冲裁工艺的适应性，制件的工艺性不好，要影响冲裁件的质量、模具寿命、材料消耗和冲件成本，严重的影响到冲裁工艺的实施。2.1 汽车制动器底板零件图汽车制动器底板零件图如图21所示：图21汽车制动器底板零件图冲压技术要求:1.材料:08F钢2.材料厚度:5mm2.2 汽车制动器底板零件工艺分析制动器底板是汽车制动系统的重要零件，其质量的好坏直接影响汽车的安全性和可靠性。上图是汽车制动器底板零件图，该图比较简单，根据设计的不同，底板有很多的形式。制动底板是制动鼓外制动器各零件的安装基体，应保证各安装零件相互间的正确位置。制功底板承受着制动器工作时的制动反力矩，因此它应有足够的刚度。为此，由钢板冲压成形的制动底板均只有凹凸起伏的形状。刚度不足会使制动力矩减小，踏板行程加大，衬片磨损也不均匀。2.3 材料的利用率在绘制排样图的过程中，应注意提高冲压原材料的利用率。但提高原材料的利用率，不能以大幅提高冲裁模结构的复杂程度为代价。如果单纯为了提高原材料的利用率而采用三排或三排以上、一模多件的冲裁方案，虽然确实有助于提高原材料的利用率，但模具制造成本却随之大幅提高，其结果往往得不偿失。2.4 零件的排样排样的合理与否，不但影响到材料的经济利用率，而且影响到模具结构、生产率、制件质量、生产操作方便与安全等。同时，在冲压零件的成本中，材料费用占60%以上，因此，材料的经济利用是一个重要问题。2.5.1 确定搭边值搭边值要合理确定，从节省材料出发，搭边值愈小愈好，但搭边值小于一定数值后，对模具寿命和剪切表面质量不利。在搭边值过小时，作用在凸模侧表面上的法向应力沿着落料毛坯周长的分布将不均匀。表2-1 搭边a与a1 的值由上表查得：搭边和的数值：工件间=1.0mm， 侧面=1.2mm2.5.2 确定毛坯尺寸1、毛培尺寸的计算为了计算方便，先按分析图中所示尺寸，工件的展开尺寸为盘形，根据弯曲毛坯展开长度计算方法求出中性层母线的各段长度并将计算数据代入式（2-1）计算，则冲压件展开直径为： 代入数据得： D= 公式 (2-1) =385（mm） 2、拉伸修边余量根据表22可确定：=3.6mm3、确定毛培直径DD=385+3.6=388.6mm 取D=390mm表 22 凸缘筒形件拉深修边余量/mm12.5.3 步距条料宽度：B=（L+2+b0）=(390+21.0+1.5)=393.5送料步距：S=L+=390+1.2=391.2B条料宽度，mm；L冲裁件与送料方向的最大尺寸，mm；冲裁件与条料侧边之间的搭边，mm； 2.5.4 条料的利用率冲裁单件材料的利用率1： 2.6 画出排样图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，故采用单排排样设计，根据以上资料画出排样图。排样图如图2-2所示：图22 排样图2.7画出零件成形步骤图成形流程如图所示图2-32.8 方案种类根据制作工艺分析，其六个基本工序：落料、冲孔，一次拉深、二次拉深、冲孔，翻边。2.9 方案的分析综合考虑生产成本、生产效率、批量生产等因素，可确定以下几个方案：方案一：采用复合模，落料冲孔复合模，由于零件的约束，孔到边的最小距离太小，小于凸凹模的最小壁厚。方案二：采用连续模，但是考虑到零件的工艺性，需要采用较多的工步，使模具太过于复杂，占地面积太大，不很实际方案三：采用落料冲孔复合模，然后再采用冲孔及拉深单工序模，定位准确，精度高，比较实际，综合考虑采用方案三。3.工艺设计与计算3.1落料冲孔模冲裁力的计算：根据公式得,其中K取1.3 公式3-1首先计算冲孔部分的冲裁力：然后计算落料部分的冲裁力：根据公式，则落料的卸料力为 查参考文献1表2.6得 ，故 公式3-2根据得，其中=0.05，则冲孔部分的推件力 3.2冲孔凸模刃口尺寸计算中、小型冲模通过模柄将上模固定在压力机的滑块上。本设计选用由公式：得 公式3-3式中 dmin冲孔件的基本尺寸； dp冲孔凸模刃口尺寸；X磨损系数，查表取得X=0.03；工件的制造公差，查表取得0.03mm；p凸模制造公差，取，为0.02mm； 代入公式得： 3.3冲孔凹模刃口尺寸计算 由公式： 公式3-4 式中dp、dd冲孔凸、凹模刃口尺寸； Zmin凸凹模最小双边间隙，查得Zmin =0.36m；d凹模制造公差，取为=0.03mm； 代入公式得：3.4落料凹模刃口尺寸计算由公式得： 公式3-5式中 落料凹模尺寸,mm；落料件最大公称尺寸，mm； 落料件公差,mm; x系数，查表取0.3 凹模制造公差，mm；代入公式得：3.5落料凸模刃口尺寸计算由公式得： 公式3-6式中 落料凸模尺寸，mm； 凸、凹模的最小双面间隙，mm； 凸模制造公差，mm；代入公式得：3.6压力中心的计算冲裁模的压力中心就是冲裁合力的作用点。冲模压力中心应尽可能和模柄轴线以及压力机滑块中心线重合，以使冲模平稳的工作，否则滑块就会受到偏心载荷，使模具歪斜，间隙不均，从而导致冲床滑块与导轨以及模具的不正常磨损，降低冲床和模具的寿命。所以设计模具时必须使其通过模具的轴线，从而保证模具的压力中心与冲床滑块中心重合。由于零件形状对称，故其压力中心位于轮廓图形的几何中心，即圆心。3.7冲模工作零件尺寸计算3.7.1冲孔凹模的外形尺寸及其结构1.外形尺寸（1）落料凹模厚度计算公式如下： K系数，查得K=0.30；b凹模刃口尺寸（mm）。代入得H=0.3085.51=25.7mm。为保证有足够的强度取H=30mm。（2）凹模厚度：由料厚t=5mm，以及冲裁力结合参考资料1，的表3.4，最终确定C=100mm。（3）最终的外形尺寸为：LB=700mm353mm 2.结构形式其结构形式如下图示： 图3-1凹模外形材料为：T10A 硬度要求为：（62+-2）HRC 3.7.2冲孔凸模的外形尺寸及结构 1.外形尺寸 由于采用的弹性卸料板和垫板，凸模长度应该采用公式： 式中：固定板厚度，mm; 落料凹模厚度，mm； 垫板厚度，mm; 附加长度，主要考虑凸模进入凹模的深度，取1mm，总修模量（取10mm）及模具闭合状态下卸料板到凸模固定板间的安全距离（取15mm）等因素确定。综合考虑后选行L=350mm。 2结构形式如下图：图3-2凸模外形尺寸材料为：T10A 硬度要求：HRC 6062 尾部回火 HRC 40503.7.3凸凹模的外形尺寸及结构凸凹模存在于复合模中。凸凹模内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚决定于冲裁件的尺寸，凸凹模的最小壁厚受冲模结构的影响：凸凹模装于上模（正装复合模）时，内孔不积存废料，涨力小，最小厚可以小一些；凸凹模装于下模（倒装复合模），柱形孔口、内孔积存废料，涨力大，最小壁厚要大一些。根据冲模结构的要求，凸凹模的外径D=53.79mm，厚度a=12.24满足最小壁厚的要求。4.模具总体结构的确定4.1确定模具结构形式 4.1.1模具类型选择根据方案分析比较的情况，本设计为方案三的工序二落料冲孔模，模架选用滑动后侧导柱模架，导柱在后侧，可以从左、右、前三个方向送料，操作比较方便。上模座外形结构如图： 图4-1上模座外形尺寸上模座主要参数如下表4.1： 主要参数凹模周界HhL1LBD0数值39540011090-390主要参数SA1A2Rl2D数值390270400100180110 表4.1 上模座GB/T2855.6主要参数(mm)下模座的外形结构如下图：图4-2下模座外形尺寸其下模座主要参数如下表4.2：主要参数凹模周界HhL1LBD0数值3954001109030420主要参数SA1A2Rl2d数值39027040010018014表4.2 下模座GB/T2855.6主要参数（mm）4.2操作方式选择由于零件需要采用4道工序，此为第一工序宜采用自动，自动送料。4.3送进方式和定位方式的选择所送料为剪板机裁后的条料其尺寸为10004005，采用自动送入模具内。条料靠在凹模上的3个定位销钉定位。4.4卸料、推件、压边装置的选择（1）卸料装置卸料装置的型式较多，它包括固定卸料板、活动卸料板、弹性卸料板和废料切刀等几种。卸料板除把板料从凸模上卸下外，有时也起压料或为凸模导向的作用。由于采用倒装的复合模具，落料凹模在上模因此，采用弹性卸料，使废料顶出与落料凸模分离。（2）推件装置 推件装置有刚性和弹性两种。弹性推件器一般装于下模座下面，与下模板相连。这种装置除有推出工件的作用外，还能压平工件，还可用于卸料和缓冲。刚性推件器一般装于上模，推件力大切可靠。其推件力通过打杆推板推杆推块传至工件。本模具采用打料杆将工件推出。其具体工作情况参考装配图。4.4.1压边装置由于板料够厚，在本模具上不需压边装置。4.5导向装置选择4.6导向零件设计与标准导向零件可保证模具冲压时，上、下模有一精确的位置关系。在中、小型模具中最广泛采用的导向零件是导柱和导套。本设计所选用的模架配套的是两个导柱。一般导柱安装在下模座，导套安装在上模座，分别采用过盈配合。4.7 导柱结构尺寸导柱的结构形式如下图示： 图4-3导柱外形图 主要的参数如下：d=28mm L=149mm4.8导套的结构 导套结构形式如下图示： 图4-4 导套外形图 主要参数如下表：参数dDLHl油槽数数值18mm28mm96mm28mm15mm2表4.3 滑动导套尺寸4.9初步确定模具外形尺寸初步确定模具的外形尺寸为HLB=400mm600mm500mm5选用设备5.1压力机的选用根据所计算所需的总的力，选用压力机型号JH21其技术规格如下表所示：公称压力/Kn滑块行程/mm滑块行程次数/（次/min）最大封闭高度/mm封闭高度调节量/mm滑块中心线至床身距离/mm立柱距离/mm工作台尺寸/mm工作台孔尺寸/mm前后左右前后左右直径315200305001504256508001250650350460垫板厚度尺寸/mm模柄孔尺寸/mm滑块底面尺寸/mmT形槽直径/mm深度/mm前后左右-150 表5.1 JH21系列开式固定台压力机技术参数5.2模柄的选用模柄的作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上。常用的模柄形式有：（1）整体式模柄，模柄与上模座做成整体，用于小型模具。（2）带台阶的压入式模柄，它与模座安装孔用H7/n6配合，可以保证较高的同轴度和垂直度，适用于各种中小型模具。（3）带螺纹的旋入式模柄，与上模连接后，为防止松动，拧入防转螺钉紧固，垂直度较差，主要用于小型模具。（4）有凸缘的模柄，用螺钉、销钉与上模座紧固在一起，使用与较大的模具。（5）浮动式模柄，它由模柄，球面垫块和连接板组成，这种结构可以通过球面垫块消除冲床导轨位差对对冲模导向精度的影响，适用于滚珠导柱、导套导向的精密冲裁。中小型冲模通过模柄将上模固定在压力机的滑块上。本设计采用凸缘模柄，（JB/T 7646.11994），其基本的外形尺寸如下图： 图5-1 凸缘模柄六、拉深过程计算6.1 拉深力、压边力的计算与压力机的选择1）拉伸力的计算 P=kdtb式中 k-拉深力系数 ，查表得k=1D-冲件直径（mm） T-板料厚度（mm）b-材料的抗拉强度（MPa），查表得，08钢的b=350MPa. 拉伸力为P=1*3.14*58.51*5*350=321512.45N2)压边力Q=/4*(D*D-d*d)q q=2.5mpaD-毛坯直径（mm） D-冲件直径（mm）q-单位压边力（MPa）这样，压边力为Q=0.875*（390*390-58.51*58.51）*2.5=325230N拉伸力与压边力之和为P=321512+325230=646742N3） 压力机此次拉深为浅拉深 P=（0.70.8）P基取K=1，P=kP=646742N取63t机械压力机冲床最大闭合高度360mm，冲床工作台面710mm*480mm冲床工作台孔尺寸340mm*180mm，台孔直径200mm模柄孔50mm*70mm机床滑块行程120mm6.2拉深模具间隙t=D/d t0=5.8C=kt+tmax=1.4*5.8=8.为此，凸模和凹模工作部分的尺寸分别为 6.3拉深模具的圆角半径 凹模Rd=0.8 =14.5mm凸模Rp=14.5mm凹模洞口直壁部分的高度h=913mm七、弯曲及弯曲模设计7.1弯曲力F自=0.7KBttb/(r+t)F自-冲压行程结束时的自由弯曲力K-安全系数，一般取K=1.3B-弯曲件的宽度，单位mmt-材料的厚度，单位mmr-弯曲件的弯曲半径，mmb-材料的极限强度，MpaF自=0.7*1.3*18.12*5*5*350/（5+6）=13116.4N7.2顶件力 推件力Fq=（0.30.8）F自=10493N3.3.3冲床吨位的选择F冲F自+Fq=23610N弯曲 凸模圆角半径r=6mm凹模圆角半径r凹=2t=10mm弯曲模凸模和凹模之间的间隙板料为08F钢，为黑色金属Z=tmax+CtTmax-板料最大厚度C-间隙系数，表4-38T-板料厚度，mm单边间隙Z=tmax+ct=5.68+0.3=6mm8 模具经济和技术上的分析模具的经济性涉及到成本的高低供应是否充分，加工过程是否复杂、成品率的高低以及同一产品中使用金属或钢材型号的多少等。在我国当前情况下，考虑以铁代钢和以铸代锻还是符合经济性要求的，故选择一般弹钢和铸铁能满足要求的，就不要选用合金钢。对一些只要求表面性能高的零件，可选用廉价钢种，然后进行表面强化处理来达到。另外，在考虑材料经济性时，切记不宜单纯以单价来比较材料的好坏，而应以综合效益来评价材料的经济性高低。模具的技术分析，包括模具的结构、形状以及尺寸等方面的分析。模具的结构、形状和尺寸设计计算完毕之后，要对模具的加工质量、使用条件提出基本要求，这些要求主要是：1、有适中而均匀的硬度，模具经淬火、回火处理后，其硬度值为HRC40-52（根据模具的尺寸而定，尺寸越大，要求的硬度越低）。 2、有足够高的制造精度，模具的形位公差和尺寸公差应符合图纸的要求（一般按负公差制造），配合尺寸具有良好的互换性。3、有足够高的表面粗糙度，配合表面应达Ra3.2-1.6m，工作带表面达Ra1.6-0.4m，表面应进行氮化处理、磷化处理或其它表面强化处理，如多元素共渗处理及化学热处理等。 4、有良好的对中性、平行度、直线度和垂直度，配合面的接触率应大于80。 5、模具无内部缺陷和表面缺陷，一般应进行超声波探伤和表面质量检查后才能使用。小结我所选的毕业设计题目是制动器底板冲压工艺分析与模具设计，该课题的主要任务是冷冲压模具设计，之所以选择这个题目，是因为我自己感觉冷冲压模具这门课很有意思，除此以外是因为自己在这方面比较薄弱，大三的时候我们开了这门课，但我们那是只学了基本的理论知识，对于设计还是很薄弱，越是自己薄弱的环节越要去尝试。毕业设计刚开始感觉没有很难没有思路不知道从何出下手，在老师的指导下我终于对自己的课题有了更进一步的了解，经过自己的努力和老师的谆谆教导，我最后完成了毕业设计。毕业设计的开始是搜集资料。在指导老师的指点下，通过各种渠道开始准备工作通过网络、图书馆搜集相关书籍、去图书馆借阅相关手册等。通过一个月的深入学习，搜集了一大堆与毕业设计相关的资料，在史老师的指导下，摒弃了一些无关紧要的内容，保留了有参考价值的资料作为备用。由于我看图的能力不是很高，老师就介绍我借了一本图册，这本图册里有很多与机械相关的图，我花了几个周的时间在图书馆里好好研究这些图册，刚开始的时候看这些图确实感觉很难，但我看了几天后就发现这些图看懂其实也不是很难，这就验证了那句话：功夫不负有心人。看懂了相关的图后，我后来的设计就显得简单多了。接下来，我制定了设计工艺与方案，由于经验不足我指定的方案有的不合理，经过史老师的指导我修改我的工艺与方案。机械设计就是这样要不断的修改和改进。时间过的很快不知不觉的就到了中期答辩的时间，中期答辩我们要撰写开题报告，在撰写开题报告的过程中对自己的可以又有了更进一步的认识。完成了开题报告之后就进入了最重要的环节：绘图。机械设计专业的绘图工具是Autocad,这个软件是我们在大二的时候学的，学完之后再没有怎么用过，在以前的课程设计中老师为了防止我们抄袭老师不让我们用软件绘图，就让我们用手工绘图，因此在使用软件时有点困难。刚开始的时候好多命令都忘记怎样使用了，通过两天的熟练基本上会使用这个软件了。俗话说万事开头难，有了这个开头后面的工作就好做了。后面的工作是绘制模具装配图和零件图，在开始绘制模具装配图时，不知道从哪里下手，史老师定期给我们安排工作量，她抽时间给我们指导，在设计中遇到不懂的问题她都能及时的给我讲解，让我收到事半功倍的效果。我首先绘制的总装配图，在绘制过程中发现原来用Autocad绘制装配图效果这么好，在以往做课程设计绘图的时候老是感觉有的线条画不直，用这个软件绘制时不再担心这些问题了。熟悉了软件后在加上老师的指导毕业设计做起来就不是那么难。在绘制装配图时，边思考边绘制会发现好多问题。通过老师的指导加上自己的理解有个全面的认识，其基本原理也理解了。毕业设计要求我们要绘制四张A0的图纸，为了提高自己的设计能力我绘制完装配图后又绘制了几张零件图。毕业设计后期很忙，有时候为了完成任务有工作要深夜。我们设计的经验不足设计的好多东西要修改，有的都完成了又发现了很多严重的问题，每当无法实现自己的想法或者运行不下去的时候，我就会出现浮躁的情绪，但是我没有放弃，而是适时地调节自己的心态，在同学老师的帮助下，完成了初次的设计。至此，我发