毕业设计说明书：垫片（BS12-F02）钣金成形工艺及模具设计

1、张家界航空工业职业技术学院Zhangjiajie Institute of Aeronautical Engineering毕业设计说明书设计题目：垫片BS12-F02钣金成形工艺及模具设计 学 生 姓 名： 专 业： 班 级 与 学 号： 指导老师及职称： 讲师 系 部： 航空制造工程系 湖南张家界 提交日期：2021年5月张家界航空工业职业技术学院飞机制造技术专业毕业设计任务书届次 12届 姓名 WSL 班级 0 学号 31 一、设计题目： 垫片BS12-F02钣金成形工艺及模具设计二、产品零件图及要求：名称垫片材料T10生产批量中批生产条件不限三、设计内容：1产品零件的钣金成形工艺规程：

2、1份2模具设计图样含二维总装图、二维非标准零件图：1套3设计说明书：1份 发题日期：2011 年 12 月 10 日 完成日期：2012年 5 月 10 日 指导教师： 专业主任： 目 录摘要3关键词31前言32零件图的分析4 44 结构形状与尺寸4 精度与外表粗糙度4 材料43 冲压工艺分析53.1 冲压工艺方案确实定531.1 冲压工序性质与数量确实定5 冲压工艺方案的分析与确定53.2 冲压工艺参数的计算5 工序尺寸的计算5 排样设计与下料方式确实定6 各工序冲压力的计算与冲压设备的选择83.3 冲压工艺的规程的编制94 冲压模具设计94.1 模具类型和结构形式确实定9 模具结构类型确实

3、定9 工件的定位方式确实定9 卸料与出件方式确实定9 模架类型及模具组合形式确实定94.2 模具零件的设计与选用10 工作零件的设计10 1凸、凹膜间隙确实定11 2凸、凹模工作尺寸的计算11 3模具压力中心确实定12 4凸模结构形式及尺寸确实定12 5凹模结构形式及尺寸确实定12 定位零件的设计与选用13 卸料与出件装置的设计13 1卸料装置设计13 2推件装置设计13 支承固定零件的设计与选用13 1凸凹模固定板13 2垫板13 3模柄13 模架及其零件的选用14 紧固件的选用144.3 模具图样的绘制及压力机校核15 模具装配图的绘制14 模具零件图的绘制14 压力机技术参数的校核145

4、 模具的工作原理与使用维护146 设计总结17参考资料19致 谢20垫片BS12-F02钣金成形工艺及模具设计 学 生： 指导老师：周金鑫 (张家界航空工业职业技术学院，张家界，427000) 摘 要：此说明书以设计垫片零件模具为主线，主要阐述了垫片零件的模具设计。制件为垫片，主要设计该件的落料、冲孔复合模，材料为10钢，其材料的力学性能良好，经计算，此制件适合用冲孔、落料工艺生产。设计这套模具首先分析材料是不是适合冲裁，选用冲裁工艺是否经济，是不是需要后续工序，如校平、整形等，然后计算冲压力选定压力机，最后确定模具的结构和工作零件的结构，并计算其工作零件的尺寸，其他的一些零件那么在设计的时候

5、尽量选用标准件，节约模具的制造本钱，这些前提条件做好后,用绘图软件绘制模具总装图和零件图，编写零件的加工工艺规程。关键词：垫片；钣金；成形工艺；模具；设计1 前言当前钣金成形技术的开展状况：此毕业设计说明书内容共6章，主要为零件图的分析、钣金成形工艺设计、钣金模具设计、模具的工作原理与使用维护、设计总结等内容，在完成这些任务的过程中，我们会翻阅很多有关此类书籍，如：冲压模具及其设备、机械制图手册，从中我们进一步系统的学习和温习了大学三年所学的专业知识和理论与实践相结合的内容。此次毕业设计的目的如下：综合运用和稳固本课程及有关课程的根底理论和专业知识，培养学生从事钣金成形工艺及模具设计的初步能力

6、，为以后实际工作打下良好的根底。培养学生分析问题和解决问题的能力，经过毕业设计环节，学生能全面理解和掌握钣金成形工艺、模具设计等内容；能够掌握钣金成形工艺与模具设计的根本方法和步骤；能够独立解决在制定钣金成形工艺规程，设计模具结构中出现的问题；而且会查阅技术文献和资料，以完成从事钣金成形技术工作的人员在模具设计方面所必须具备的根本技能训练。培养我们认真负责，踏实细致的工作作风和严谨的科学态度，强化质量意识和时间观念，养成良好的职业习惯。2 零件图的分析零件垫片的作用 轴承外圈的轴向定位、防尘和密封。零件垫片的经济性分析 ： 该零件材料为10钢，厚度1mm。其中10IT9级，其余尺寸为自由公差,

7、该零件的年产量属于中批量，零件外形简单对称，材料为一般用钢，采用冲压加工经济性良好。2.2零件钣金成形工艺性分析 结构形状与尺寸分析：图 2-1 零件图由零件图2-1可知，该制件结构简单，通过零件图样尺寸分析知，零件未注公差尺寸，可按IT14级确定工作尺寸的公差。 精度与外表粗糙度：此零件没有严格的外表粗糙度要求，10IT9级，其余尺寸为自由公差，所以加工此零件时，模具结构简单，加工方便。 材料：零件所用材料10钢的冲裁性能较好。综上所述，该零件的形状、尺寸、精度、材料均符合拉深工艺性要求，故可以采用冲压方法加工。3钣金成形工艺设计成形工序性质与数量确实定：成形工序性质确实定：该零件的主要成形

8、方法是冲裁和落料。成形方法可以分为二种：一种，先落料，冲孔，另一种是先冲孔，再落料，这两种方法中第一种生产简单，效率高，但是拉深后孔易变形而达不到要求。第二种方法生产比拟复杂，效率不高，但是拉深后孔不易变形。所以，比拟起来，采用第二种方法较为合理。 2根据查相关表格：根据以上的分析本零件需要落料、冲孔共二道冲压工序。冲压工艺方案的分析与确定:根据以上根本工序，可拟定出以下三种冲压工艺方案：方案一：先落料、后冲孔单工序模方案二：先冲孔，后落料单工序模方案三：采用冲孔落料多工位复合模分析比拟上述三种工艺方案，可以看出：方案一模具简单，数量多，冲压效率低。方案二相对于方案一模具较复杂，数量也多，冲压

9、效率提高。方案三相对于前两种方案模具最复杂，制造周期长，数量最少，冲压效率最高，适合大批量生产。冲压工艺方案比拟表工程方案一方案二方案三模具结构简单一般简单模具数量2套2套1套生产效率较低较低高通过上述方案性能的比拟，考虑到产品是中批量生产，采用方案三是最合理的。3.2 冲压工艺参数的计算工序尺寸的计算：排样设计与下料方式确实定：m900mml800mm(10钢板)。因坯料长度为28mm不算太大，考虑到操作方便，采用条料单排。条料定位方式采用定位销导向和定距，取搭边值a=1.2mm，a1= 1.5mm(查表4-6)那么进距Dmax条料宽度B0-=D+2a10-=18mm+21.5mm0=210

10、式中 为条料宽度单向负向偏差，由表4-5查得。 表4-5 条料宽度偏差 mm 如下图为零件的排样图：1) 板料纵裁利用率 条料数量每条零件数每张板料可冲零件数 材料利用率 2是由CAXA软件计算出制件的有效面积2) 板料横裁利用率条料数量每条零件数每张板料可冲零件数材料利用率由此可见，纵裁有较高的材料利用率，且该零件没有纤维方向性的考虑，故决定采用纵裁法。 各工序冲压力的计算与冲压设备的选择：1落料冲孔工序落料力 140035200 其中 由CAXA计算出落料的有效周长为88mm)冲孔力 式中 由CAXA计算出冲孔的有效周长为57.176mm) 卸料力 式中 推件力 式中查表可知，为留在凹模里

11、的废料片数设凹模刃口高度，那么冲压总力 显然，只要选100 kN压力机即可，但考虑冲件尺寸及行程要求，选用J23-16 压力机。3.3 冲压工艺规程的编制 见冲压工艺规程编制表4.1模具类型和结构形式确实定： 模具结构类型确实定：1冲孔落料复合模由冲压工艺分析可知，采用复合冲压，所以模具类型为冲孔-落料复合模。 工件的定位方式确实定：冲孔落料复合模：零件的生产批量属于中批。合理安排生产可采用手工送料方式能够到达要求，且能降低模具本钱，因此采用手工送料方式。考虑零件尺寸、料厚适中，为了便于操作，保证质量，采用定位销定距的定位方式。 卸料与出件方式确实定：冲孔落料模：考虑到工序件的结构，为了保证工

12、件质量，采用弹性卸料方式，并起压料作用。冲孔废料采用由凸模直接从凹模洞口推下的下出料方式。 模架类型及模具组合形式确实定：1模架类型确实定：冲孔落料复合模：考虑到零件精度不高，从装模方便的角度考虑，采用后侧导柱导向模架。模架精度等级为II级。4.2 模具零件的设计与选用 工作零件的设计：1凸凹模间隙确实定： 该制品精度不高，所以凸凹模间隙根据经验法查表得：Zmin=0.1mm，Zmax=0.14mm。2 凸凹模工作局部刃口尺寸的计算：落料：采取凸模和凹模分别加工。落料尺寸按未注公差计算IT14级，因此落料件尺寸为mm,mm，mm。落料凹模尺寸式中 ，mm，mm,mm落料凸模尺寸式中 mm，mm

13、，同时查得mm。 验算：，故满足要求。 验算：，故不满足要求。需要对，调整如下：=0.6(Zmax-Zmin= 0.4(Zmax-Zmin同理验算合格得到的凸模尺寸为， 凹模尺寸为 ， ，。冲孔：使用配作法加工计算其凹模刃口尺寸如下：1磨损后变大尺寸为R2.5，R4。按未注公差计算IT14级，mm,mm。 式中，mm，分别由表4-8及表4-9查得。磨损后变小的尺寸为 式中由表4-8查得磨损后不变的尺寸为mm =mm 其中，凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配作，查表书中34保证双面间隙值为0.10.15mm。 表4-8表4-93模具压力中心确实定：模具的压力中心就是冲压力合力的作用点，为了制件能被模具

14、平稳的冲裁，减少导向件的磨损，提高模具及压力机寿命，应尽可能和模柄轴线以及压力机滑块中心线重合。根据制件的外形结构及尺寸可知，前后对称，根据XACA计算出压力中心为X=-1.145Y=0.084压力机中心与模柄中心线不重合，压力中心的偏离不能超出所选压力机模柄半径的允许范围。4凸模结构形式及尺寸确实定：凸模形状件制品可知，可设计成阶梯形结构，通过台肩固定。冲孔凸模尺寸根据冲孔工作要求及其工作尺寸要求确定。冲孔凸模的材料采用，工作局部热处理淬硬5660HRC。5凹模结构形式及尺寸确实定：凹模采用圆形板状结构通过螺钉、销钉与下模座固定。因冲件批量较大，考虑凹模的磨损和保证冲件的质量，凹模刃口采用直

15、刃壁结构，凹模轮廓尺寸计算如下：查表3-24取k = 0.35，表3-25取s2 = 22，那么：18=6.3 凹模宽度 B = 18 +(2.5 4.0)H = 18 +(2.5 4.0) 凹模长度 L = s1 + 2s2 = 30 + 222 = 74查标准JB/T6743.1-94， 确定凹模板外形为806314(mm)，将凹模板作成薄型形式并加空心垫板后实取为806310 (mm)。6凸凹模尺寸确实定：落料凸模和冲孔凹模刃口形状简单，可设计成阶梯形结构，通过台肩与固定板固定。凸凹模的尺寸根据落料凸模和拉深凹模工作尺寸、卸料装置和安装固定要求确定。凸凹模的材料也选用，工作局部热处理淬硬

16、5862HRC。定位零件的设计与选用：定位零件选用定位销，采用直径为，高度为的A型固定挡料销，标记为 1994。卸料与出件装置的设计：1卸料装置设计：根据工艺计算可知，卸料力不大，为保证卸料可靠，卸料装置采用弹性卸料。卸料板与落料凸模配合为间隙配合，双边间隙取0.5mm。卸料板材料为45钢，外形尺寸初定为806382推件装置设计：推件装置主要由推件块、打杆和紧固螺母组成。打杆直径为长度取180，材料为45钢，热处理淬硬4045HRC。推件块外形为圆柱形，尺寸为，与打杆螺纹相联。推件块材料也为45钢，热处理淬硬4045HRC。支承固定零件的设计与选用：1凸凹、凸凹模模固定板：80mm63mm12

17、mm2垫板：80mm63mm4mm3模柄：由于上模的固定在中小型压力机上是通过模柄与滑块相连的。而且模柄的直径与长度与压力机滑块一致。根据冲裁时所用压力机型号J23-25，查表得压力机上模孔尺寸D=30mm，模柄孔深度T=50mm。选择冲裁模中模柄的规格其形式为：压入模柄，其直径d=30mm，高度t=73mm，材料为Q235的A型压入式模柄，规格为：A3073 JB/T7646.1-1994 Q235。 模架及其零件的选用：为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，采用后侧导柱标准模架。其凹模周界8063mm,闭合高度H=110mm130mm，其规格为：806380。上模座规格：80mm63m

18、m25mm。下模座规格为：80mm63mm30mm，导柱规格：B18h511040，导套规格为：A18H67028mm。紧固件的选用：根据冲裁模结构形式及模架的组合形式可知，冲模零件的连接和紧固采用螺钉，模具零件的定位采用定位销，其螺钉规格为：GB 70-85-M640、GB 70-85-M1270、GB 70-85-M1235圆柱销规格为：GB/T119.1-2000 1270、GB/T119.1-2000 1290.4.3 模具图样的绘制及压力机校核 模具装配图的绘制； 见模具装配图纸 模具零件图的绘制； 见模具零件图的图纸 压力机技术参数的校核：1 模具闭合高度的校核： 模具闭合高度为：

19、。冲压机装模高度为215mm270mm，因此满足要求。2冲压过程中冲孔力最大，压力机的公称压力，且工作时压力曲线位于压力机滑块的许用负荷曲线之下，因此满足生产要求。3模具最大安装尺寸为，压力机工作台台面尺寸为450mm300mm，能满足模具的正确安装。5模具的工作原理与使用维护1. 模具的工作原理：此模具采用倒装复合形式，是倒装复合模中最典型的结构。模具中，凸凹模23装在下模，它的外轮廓起落料凸模的作用，而内孔起冲孔凹模的作用，故称凸凹模。它通过凸凹模固定板11安装在下模座上，落料凹模16和拉深凸模那么通过固定板装在上模座局部。工作时，条料由活动挡料销26和导料板14定位，故凹模上不必加工出让

20、位孔，冲裁完毕后，即压力机滑块到达上死点，由于弹性回复，工件会卡在凹模15内，为了使冲压生产顺利进行，使用由推杆6、推件块24组成的刚性推件装置将工件推出。2. 模具的使用维护：模具是比拟精密而且比拟复杂的工艺装配，制造本钱高，使用周期长。为了保证正常生产，保证制造质量，提高模具耐用度，延长模具使用寿命，必须合理使用与正确维护，修理模具。模具的使用：冲模的检查:模具的检查安排在安排时、开工前、使用中三个阶段。 1安装使用前的检查： 使用前领取的新模具，必须是经过拭模并带有合格试件的模具；对于使用过得模具，对应检查模具的履历卡片。对照工艺文件检查所用模具及设备是否正常。模具外观应清洁、无污物、凸

21、凹模应无裂纹、压伤的缺陷。2开工前检查：1压力机的卸料装置是否暂时调整到最高位置。2检查压力机和冲模的闭合高度是否相适应。3冲模上的卸料装置是否和压力机能配套使用。4冲模的上下模板和压力机的滑块底面，工作台面是否擦拭干净。5安装好的模具应再检查一下模具内外是否有异物、安装是否牢固。3使用过程中的检查：1随时注意毛坯有无异常现象，如毛坯不能有硬折，厚度不能变化太大，严重氧化皮和翘曲等现象。一担发生异常立即停止。2模具在使用一段时间后，应随时停车，检查，清理台面，并定时润滑工作外表，润滑应在停车的过程中进行，严禁在冲压过程中进行。3随时检查毛坯是否有重叠现象，是否擦拭干净，是否涂以少量润滑油。4使

22、用一段时间后，应停车检查凸凹模刃口形状状况，假设发现刃口不锋利。可在机上刃磨，如毛病较大时，应停机修正。冲模使用过程中的润滑合理选择润滑剂对机进行润滑：1冲裁弯曲模： 常采用涂刷润滑，一般采用20号或30号机油，主要涂刷在坯料外表，也可间隔一定时间涂刷凸凹模工作外表上或导向机构外表上。2)拉伸模:采用各种配方润滑，润滑剂应均匀涂抹在凹模端面和口部员角度，拉伸原料时，与凹模接触的毛皮外表也应涂抹润滑剂，切忌在涂抹外表或和它接触的外表涂抹，以免材料变薄。冲模使用考前须知：1选用的压力机必须有足够的刚性，强度和精度。冲模安装前，需将压力机预先调整好，即应仔细检查制动器，离合器及操作机构的工作是否正常

23、。检查方法是先踩脚踏板或按手柄，如滑块有不正常连冲现象，应该排除故障后再安装冲模。2)冲模安装固定时，应该采用专用的压板，螺钉，螺母和压块，不可代用。并且将模具底面与工作台面擦干净。3安装后的冲模，所有凸模的中心线都应于凹模平面垂直，否那么使刃口啃坏。0.1mm。刃磨后用油石进行修整。5冲模在使用过程中应对导柱和导套进行润滑。6冲压式防止叠片冲压，损坏模具。7冲压过程中应随时停车检查，并检查刃口情况，假设发现裂纹或啃伤，应停车维修。B. 模具的维护：1开机后必须认真检查首件，合格后开始生产，不合格停机检查原因。2使用中应正确进行工业操作，遵守操作规程，严禁乱放、乱砸、乱碰。3模具工作中，应随时

24、检查，发现异常立刻停机检查修整。4在模具使用中，应随时润滑模具的工作外表和活动部位，并选用适宜的润滑剂，制定合理的润滑工艺，做到合理，正确地润滑。5某些模具在使用过程中会产生剩余应力，应在使用一段时间后，采取必要的去应力措施。参考文献1.李名望主编 ?机床夹具设计实例教程?北京 化学工业出版社20212.郑修本主编?机械制造工艺学?，北京；机械工业出版社，20213.陆剑中、孙家宁主编?金属切削原理与刀具?，北京；机械工业出版社，20215.许德珠主编?机械工程材料?，北京，高等教育出版社，20216.陈榕林主编?机械设计应用手册?，北京，科学技术文献出版社，20217.陈立德主编?机械设计根底?，北京，高等教育出版社，20048.李益明主编?机械制造工艺设计简明手册?,北京，机械工业出版社,2021致 谢 辞三年的大学生活已接近尾声，感谢培育我三年的学校、老师以及给过我帮助的同学们，谢谢你们对我三年大学生活的默默支持。微笑回首来路，一幕幕，宛在昨天。每个人生段落结束的时候，才会感慨时光飞逝。三年的大学时光，是我们值得珍惜的日子。感谢，无数次与我并肩看风景的同学们，我们一起见证着校园的每一次花开，每一寸草绿，每一片灵动斑驳的树荫，每一抹灿烂悠然的晚霞。挽臂并肩，欢声笑语，那快乐的时光，让我永远难忘。无数次结伴同游，无数次