30钢空调垫片设计方案.doc

30钢空调垫片设计方案第1章、设计内容及要求1.1 制件图、材料及要求零件名称：空调垫片材料：30钢 厚度：0.3mm生产批量：大批量设计方案：单工序正装下顶出落料模冲压完成图纸要求：4、 一张装配图（计算机绘图）5、 零件图6、 说明书不少于10000字第2章、冲裁件的工艺分析分析该零件的尺寸精度，其两孔中心距的尺寸及公差820.2mm,按1表2.7.5查得，用一般精度的模具可达到的两孔中心距公差为0.15mm，即可满足零件的精度要求，从零件的形状.尺寸标注及生产批量等情况看，也均符合冲裁的工艺要求，并且只需一次落料即可，图中的孔距远大于最小孔距a2t的要求工件其它尺寸的公差未标注，全部视为自由公差，为IT12的尺寸精度一般的普通冲裁能够满足工件的要求。冲压工艺方案的确定该工件包括落料，切边两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：落料。采用单工序模生产。方案二：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。方案一：模具结构简单，只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求；方案二：模具制造的精度高，成本高，难以满足大批量生产要求。方案三也只需要一副模具，但要两道工序，模具制造的成本也高，加工复杂。通过对以上三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案一为佳。但由任务书可知，对于这个工件要求采用单工序正装下顶出落料冲裁模进行冲裁。第3章、主要设计计算3.1 排样方式的确定根据零件的形状和复杂程度，我采用直排的方式排样。3.2 毛胚的确定计算冲裁件的面积SV=（126+82）22+222-21422-7mm=4566.02 mm,下面对毛胚的搭边值进行确定，各部分尺寸的确定由1P65表2.5.2查得侧面a=2mm，工作间a1=1.5mm由零件图和排样图可以计算条料的宽度B=130mm，一个步距的长度为s=35.5mm可得下表：项目公式结果备注冲裁件的面积AA=(126+82)22+22/2-21422- 774566.02查表2.5.2搭边值a=2.0a1=1.5采用侧压装置条料宽度BB=126+22130步距SS=34+1.535.53.3 冲裁力的计算 3.3.1 冲裁力 该模具采用单工序落料模，拟选择弹性卸料卸下工件，冲压力的计算如下,由1p69可得冲裁力 ： F=KLtb式中：F冲裁力L是冲裁周边的长度，这里面为总长度=126mm+82mm+22mm +14mm+412mm=369.34mmt材料的厚度为0.3mmb材料的抗剪强度取500MPaK安全系数是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损、板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数。一般取1.3。根据以上数据得计算可得F=N下面我们分别对卸料力、推件力和顶件力进行计算：卸料力Fx=KxF推件力Ft=nKtF顶件力Fd=KdF式中：F为冲裁力为72.02KNkx卸料力系数Kt推件力系数Kd料和上出料方式，由1P71(26.7)可知冲压的总工艺力为F总=Fx+ Fd +F=81.38KN3.3.2 压力中心的确定及相关尺寸的计算计算压力中心，首先根据前面的设计画出凹模型口图如下图，为了尽可能保证模柄轴线、压力机滑块的中心和压力中心重合，依次防止偏载对模具和压力机带来的损害。按比例画出工件形状，将工件轮廓线分为L1，L2.L5的基本线段，并选定坐标系XOY，计算步骤如的压力中心在XOY坐标系中的坐标：L1=126-214=98（mm）；Y1=0L2=6（34-22）=72(mm):Y2=1/2(34-22)=6（mm）L3=27=44（mm）Y3=26.4（mm）L4=222/2=69.08（mm）Y4=32.69（mm）L5=82（mm）Y5=34（mm）Y0=16.96（mm）3.4 工作零件刃口尺寸计算在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对较简单，适宜采用线切割加工凸模凹模凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按配合加工的方法来计算，具体计算见表如下 工作零件凹模刃口尺寸的计算尺寸及分类尺寸转换计算公式结果备注落料126 34 R22 126Ad=(A-X)126d=(126-0.50.87)=125.57(mm)34d=(34-0.50.62)=33.69(mm)22d=(22-0.50.43)=21.79(mm)125.57查1P55表2.3.2得间隙值Zmin=0.018,Zmax=0.024;查2P56表3-8得因子X=0.53433.692221.7914R1414Bd=( B-X)14d=(14+0.5 0.43)=14.22(mm)14.2214.22孔心距82820.2Cj= (Cj+0.5)82d=(81.8+0.50.4) 0.05=820.05(mm)820.05凸模的刃口尺寸按凹模的实际尺寸配制，并保证双面间隙为0.0180.024mm。凹模具的外形尺寸：参考2P97（4-7）和式（4-8），取凹模的厚度H=21mm，凹模壁厚C=35mm. 凹模具零件简图如下：第4章、模具总体设计及主要零部件设计4.1 模具结构的选择 由零件图分析该模具采用正装下顶出落料模。条料的送进，由两个导料销控制去其方向，由挡料销12控制其进距。卸料采用弹性卸料装置，将废料从凸模上卸下。同时由装在模座之下的顶出装置实现上出件，通过调整螺母19压缩橡胶17，可调整顶件力。由于该弹性顶出装置在冲裁时能压住工件，并及时地将工件从凹模内顶出，因此可使冲出的工件表面平整。适用于厚度较薄的中、小工件的冲裁。4.2 卸料弹簧的设计与计算根据模具结构初定6根弹簧，每根弹簧分担的卸料力为3601N/6=600N。根据预紧力Ppre（400N）和模具尺寸，由设计质料中选出序号5761的弹簧，其最大工作负荷Pmax为720N，大于600N。 80-17=63mm弹簧数据表序号H0(mm)H1(mm)Hmax= H0- H1Hpre(Ppre=600N)Ztotal=Hpre+HW+Hrep574530.214.81017.3586040.219.81320.3598052.827.21724.36010065352330.36113083.846.23037.3 注：HW=t+1=0.3+1=1.3 mm, Hrep=6 mm模架选用后侧导拄标准模架：上模座：LBH=200mm200mm45mm下模座：LBH=200mm200mm50mm导拄：dL=32mm160mm,导套：dLD=32mm105mm43mm模架的闭合高度：170210mm; 垫板厚度：10 mm； 凸模固定板厚度：16 mm上模底板厚45 mm弹簧露出高度：33（为63-10-16-4）mm； 卸料板厚度：14 mm； 凹模厚度：21mm； 下模底板厚：50 mm模具的闭合高度：Hd=45+10+16+33+14+20+50+1.3=189.3mm4.3 冲压设备的选择选用开式双拄可倾压力机 J23-16公称压力：160KN； 滑块行程：55 mm； 闭合高度：220 mm；闭合高度调节量：45 mm 滑块中心线至床身距离：160 mm； 工作台高度尺寸：300 mm450 mm。底板厚度：40 mm； 模柄孔尺寸：40 mm60 mm。4.4 模具的总体设计4.4.1 模具类型的选择4.4.2 定位方式的选择4.4.3 导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整等因素该落料模采用后侧导柱的导向方式。4.5 主要零部件的设计4.5. 工作零件的结构设计根据模具设计的基本形式，可以确定模具的基本结构原理图如下：一张模具装配图4.5.2 落料凸模的设计根据制件的零件图可以知道落料凸模的结构，其总长L可根据具体设计按如下方式计算：L=H1+h2+t+h=16+14+0.3+33=63.3mm其中：H1为凸模固定板厚16mmh2为卸料板的厚度14mmt为料厚0.3mmh为附加长度取33mm,凸模材料：Cr12MoV 淬火 凸模（5660）HRC 凹模（5862）HRC4.5.3 落料凹模的设计结合工件外形并考虑加工，采用线切割机床加工凹模，6个M10的螺钉固定在模板上，具体尺寸如下：凹模的设计凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架的位置时，要根据压力中心的数据，将压力中心和模柄中心重合，下面对其轮廓尺寸进行计算：凹模的厚度 H=KB 根据1表4-34取K=0.16 由1P104表2.9.5 则H=0.16126=20.16mm b=126mm此为最小值圆整到21mm即H=21mm所以凹模的壁厚取35mm取凹模厚度为21mm4.5.4 定位零件的设计落料凹模的下部设置两个导料销，借助中间挡料销进行导正，导料销应在卸料板压紧板料之前完成导正，考虑料厚和装配后卸料板下平面超出凹模端面1.3mm，导料销露出凹模端面部分的长度为4mm。导料销采用H7/m6安装在落料凹模端面，导料销导正部分与导正孔采用H9/h9配合。挡料销采用H7/m6安装在落料凹模端面，与卸料板的配合为H9/h8,露出凹模端面高度为3 mm。起定距的挡料销选用标准件，规格为816mm 材料 45钢 （43-48）HRC。圆柱销（GB119-76）材料35钢 热处理 HRC28-384.6 卸料部件的设计4.6.1 卸料板的设计卸料板上设置4个卸料螺钉，选用标准件为M12100mm，螺纹部分为1612mm。卸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1mm，有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周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为14mm。卸料板采用45钢制造，淬火硬度为4045HRC，尺寸如下图。4.6.2 卸料螺钉的选用4.6.3 顶件装置 顶件装置一 般是弹性的。其基本组成有顶杆，顶件块和装在下模底下的弹顶器，弹顶器可以做通用的，其弹性元件是弹簧或橡胶，如图所示。这种结构的顶件力容易调节，工作可靠，冲件平直度较高。推件块或顶件块在冲裁过程中是在凹模中运动的零件，它有如下要求：模具处于闭合状态时，其背后有一定的空间，以备修模和调整的需要；模具处于开启状态时，必须顺利复位，工作面高出凹模平面，以便继续冲裁；它与凹模和凸模的配合应顺利滑动，不发生干涉。为此，推件块和顶件块与凹模为间隙配合，其外形尺寸一般按公差与配合国家标准h8制造，也可以根据板料厚度取适当间隙。推件块和顶件块与凸模的配合一般呈较松的间隙配合，也可以板厚取较适当间隙。橡胶的选用原则 a 为保证橡胶正常工作，所选橡胶应满足预压力要求： F0 Fd式中 F0 -橡胶在预压缩状态下的压力（N） Fd -顶件力（N）b 为保证橡胶不过早失效，其应许最大压缩量不应超过其自由高度的45%，一般取 H2=(0.350.45)H0式中 H2 -橡胶应许的总压缩量（mm） H0 -橡胶的自由高度（mm） 橡胶的预压缩量一般取自由高度的10%15%即 H1=H2-H0=（0.10.15）H0式中按下式校核： 0.51.54.7 模具总装图通过以上的设计，可得到如图 所示的模具总装图：模具上模部分主要由上模垫板、凸模、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用卸料螺钉弹性卸料。下模部分由下模座、凹模、顶件器等组成。成品件由顶件器顶出、落料废料由卸料板卸下。条料送进时采用活动挡料销和落料凹模上安装的两个导料销，利其进行导正，以此作为条料送进的精确定距。操作时完成第一步冲压后，把条料抬起向前移动，把落料孔套在在活动挡料销上，并向前推紧，冲压时再由凹模上的导料销和挡料销配合再作精确定距。活动挡料销位置的设定比理想的几何位置向前偏移，冲压过程中粗定位完成以后，当用导料销作为精确定位时，由导料销上圆锥形斜面再将条料向后拉回约0.2mm 而完成精确定距。用这种方式定距。精度可达到0.2mm 4.8 模具工作零件的加工工艺本副模具，模具零件加工的关键在工作零件、固定板以及卸料板，若采用线切割加工技术，这些零件的加工就变得相对简单。凹模、固定板以及卸料板都属于板类零件，其加工工艺比较规范。其具体加工过程是：凸、凹模，卸料板等零件均是需要淬硬的零件，凸、凹模淬硬以前，在模架的上、下模板上进行装配，在凸、凹模板上划出各个孔的圆孔的线，并根据设计划出压力中心线，使压力中心线与上、下模座中心线对，钻、攻螺孔，将上、下模座、凸凹模进行校配，校正导料销间距后，钻、铰销钉孔。将凸、凹模、固定板和卸料板热处理淬硬（在淬硬以前要加工出穿丝孔）后，进行线切割加工，用平面磨床磨平后重新装配。 第5章 模具的装配和调整 要制造出一副合格的冷冲模，除了要保证模具零件的加工精度外，还必须做好装配工作。装配就是按照规定的技术要求把所有零件连接起来，使之成为合格的模具。装配是模具制造的过程的一个重要环节，装配质量的好坏直接影响冲件的质量和模具的使用寿命。例如，在加工凸模和凹模的尺寸已达到要求，但是，如果装配时调整不好，将造成间隙不均匀，甚至冲制出不合格的冲件。5.1 主要组件的装配：5.1.1 模柄的装配 因为这副模具的模柄是从上模座的下面向上压入的，所以在装凸模固定板和垫板之前，应装好模柄。模柄与上模座的配合要求是H7/m6。装配时，先在压力机上将模柄压入，再加工定位销钉孔或螺纹孔。然后，把模柄端面突出的部分磨平或锉平。安装好模柄后用角尺检查模柄与上模座上平面的垂直度。5.1.2 凸模的装配凸模与固定板的配合要求为H7/m6。装配时，先在压力机上将凸模压入固定板内，检查凸模的垂直度，然后将固定板的上平面与凸模尾部一齐磨平，为了保持凸模刃口锋利，还应将模的端面磨平。5.1.3 弹压卸料板的装配 弹压卸料板起压料和卸料作用。装配时，应保持它与凸模之间有适当的间隙，其装配方法是，将弹压卸料板套在已装入固定板的凸模内，在固定板与卸料板之间垫上平行垫片，并用平行夹板将它们夹紧，然后，按照卸料板上的螺纹孔在固定板上投影，拆开后钻固定板上的螺钉穿过孔。5.2 总装配根据装配要点，先装上模，再装下模，并调整间隙、试冲、返修。具体的装配如下：首先，凸、凹模的预装配，这个过程就是仔细检查一下各凸模形状及尺寸以及凹模形孔，是否符合图纸要求的尺寸精度、形状。并且将各凸模分别与相应的凹模孔相配合，检查其间隙是否加工均匀。不合适者应重新修磨或更换。这一步也是相当重要的，防止因为一些较小的错误而造成装配的不能顺利进行。凸模的装配，为了下一步装配的方便，因为落料模的凸模的部分比较复杂，所以要先装配凸模的部分，即将各个凸模插入到的相应孔内。然后，将凸模压入固定板凸模固定板的相应孔内，在垫板上钻孔，将外型凸模固定在垫板上，在与卸料板穿在一起。然后放在一边待用。其次，装配下模，在以装好的下模上放等高的垫铁，再在凹模中放入0.1mm的纸片。下面预装下模座，划出凹模板相应螺孔、销孔位置，并钻绞螺孔、销孔。用螺钉将固定板组与下模座连接在一起，但不要拧紧，然后，复查凸凹模间隙并调整对位置定位，并根据划出压力中心线，使压力中心线与上模座中心线对正、钻、攻螺孔，将下模座、凸凹模、进行校配，校正导尺间距后，钻、铰销钉孔。5.3 冲裁模试冲的缺陷和调整模具装配好后，必须在生产条件下进行试冲。冲出的工件按冲压的零件产品图或试样进行检查验收。在检查验收过程中，如发现各种缺陷，则要仔细分析，找出原因，并对模具进行适当的调整和修整，然后再试冲，直到模具正常工作并得到合格的冲件为止。最后，装机试冲并根据试冲结果作相应的调整。直到试冲合格后，将模具连同合格制件一同归库。 冲裁模试冲时的缺陷产生的原因调整方法 送料不畅通或料被卡死（1） 凸模与卸料板之间的间隙过大，使搭边翻扭（2） 侧刃与侧刃挡块不密合形成方毛刺，使条料卡死根据情况锉修或重装导料板；减小凸模与导料板之间的间隙重装导料板修整侧刃挡块消除间隙刃口相咬（1） 上模座、下模座、固定板、凹模、垫板等零件安装面不平行（2） 凸模、导柱等零件安装不垂直（3） 导柱与导套配合间隙过使导向不准（4） 卸料板的孔位不正确或歪斜，使冲孔凸模位移修整有关零件，重装上模或下模重装凸模或导柱更换导柱或导套修整或更换卸料板 卸料不正常（1） 由于装配不正确，卸料机构不能动作。如卸料板与凸模配合过紧，或卸料板倾斜而卡紧（2） 弹簧或橡皮的弹力不足（3） 凹模有倒锥度造成工件堵塞修整卸料板、顶件器等零件更换弹簧或橡皮修整凹模冲件质量不好：（1） 有毛刺（2） 冲件不平（3） 落料外形和内孔位置不正，成偏位现象（1） 刃口不锋利或淬火硬度低（2） 配合间隙过大或过小（3） 间隙不均匀使冲件一边有显著带斜角毛刺合理调整凸模与凹模的间隙及修磨工作部分的刃口（1） 凹模有导锥度（2） 顶件块和工件接触面过小（3） 导正钉与预冲孔配合过紧，使冲件压出凹陷修整凹模更换顶件块修整导正销（1） 挡料销位置不正（2） 落料凸模上的导正销的尺寸过小修整挡料销更换导正销第6章 结论本课程设计是我们进行完了三年的模具设计与制造专业课程后进行的，它是对我们三年来所学课程的又一次深入、系统的综合性的复习，也是一次理论联系实践的训练。它在我们的学习中占有重要的地位。通过这次毕业设计使我再复习老知识的同时学到了许多新知识，对一些原来一知半解的理论也有了进一步的的认识。特别是原来所学的一些专业基础课：如机械制图、模具材料、公差配合与技术测量、冷冲模具设计与制造等有了更深刻的理解，使我进一步的了解了怎样将这些知识运用到实际的设计中。同时还使我更清楚了模具设计过程中也遇到了一些难以处理的问题，虽然对它们做出了解决 ，但是感觉这些方案还是不能尽如人意，如压力计算时的公式的选用、凸凹模间隙的计算、卸件机构选用，都还可以进行进一步的调整，使生产效率提高。因为工件的形状较规对压力的计算可以用公式直接计算，卸件可以采用卸料板和顶件器弹出制件，减少了设计的工作量。由于能力有限，设计中难免有疏漏之处，恳请老师给予指正。致谢光阴似箭，岁月如梭，三年的大学生活一晃而过，而我也即将离开可敬的老师和熟悉的同学踏入不是很熟悉的社会中去。在这毕业之际，作为一名工科类学校的学生，做毕业设计是一件必不可少的事情。毕业设计是一项非常繁杂的工作，它涉及的知识非常广泛，很多都是书上没有的东西，这就要靠自己去图书馆查找自己所需要的资料；还有很多设计计算，这些都要靠自己运用自己的思维能力去解决，可以说，没有一定的毅力和耐心是很难完成这样复杂的工作。在学校中，我们主要学的是理论性的知识，而实践性很欠缺，而毕业设计就相当于实战前的一次演练。通过毕业设计可是把我们以前学的专业知识系统的连贯起来，使我们在温习旧知识的同时也可以学习到很多新的知识；这不但提高了我们解决问题的能力，开阔了我们的视野，在一定程度上弥补我们实践经验的不足，为以后的工作打下坚实的基础。由于资质有限，很多知