轴承保持器的冲压模设计

1、目 录第1章 摘要.3第2章 本次课题的来源目的及意义 .3第3章 原理及方案的选择.3第4章 落料模具计 .3(1)分析冲压件工性 .3(2)确定工艺案 3(3)工艺力的计算及零件尺寸确实定 4(4) 模架的选择 10(5)压力机的选择 11第5章 切边模具的设计 10 (1)工件的工艺性分析 10(2)确定冲模类型及结构形式 13(3)工艺力的计算及零件尺寸确实定 16(4)模座的选用 19(5)压力机的选用 20第6章 设计体会 20 第7章 致谢 20第8章 参考文献及20第1章：摘要本设计采用AutoCAD2006 软件对金属进行了冲压模设计 。本设计共八章，别论述了塑件工艺分析、模

2、具设计过程、工艺计算、 零件设计等问题。模具中的倒装复合模，结构简单，是倒装复合模的典型形式，同时表达了冲裁模设计的一般步骤：包括冲裁力的计算、压力机的选用、刃口尺寸计算、排样、压力中心确实定、以及凸模凹模的尺寸设计、导向机构的设计和选用关键词：打料杆、上模座、下模座、落料冲孔模、冲裁力，压力中心本次毕业设计是以冲裁力为主，根据冲压工艺与模具设计的需要，所完成的装配图、零件图以及说明书总体地表达了冲裁模的设计过程。ABSTRACTThe inject mold design of jop is supported by AutoCAD includes.The thesis dividing

3、into seven chapter discusses manufacture procedure which includes inject technology analyse、mold designing course、technology evaluation 、- parts design. The design of graduate is in the middle of blanking die. By the need of sheet forming technique and die devise, the finished assembly figure、compon

4、ent figure and exposition are the process of the design of blanking die.The part of the inverted assembling die is easy and popular. The process of blanking die design are: the count of blanking force、choice of press types、center of pressure、edge dimension、the dimension design between punch and die

5、、the design of guide and so on.Key Words：knodkout bar，lower shoe，upper die，compound black and die. blanking forces, center of die第2章：模具是现代化工业生产的重要工艺设备，在国民经济的各个部门都越来越多地依靠模具来进行生产加工。模具已成为国民经济的根底工业和当代工业的重要手段与工艺开展方向之现代工业产品的品种和生产效益的提高，在很的程度上取决于模具的生产和技术水平。为了更进一步加强我们的设计能力，稳固我们所学的专业知识，在毕业之际，特安排了此次的毕业设计。毕业设计也

6、是我们专业在学完根底理论课，技术根底课和专业课的根底上，所设置的一个重要的实践性教学环节。一、来源: 本课题是来自某个工厂实际生产的实例.二、目的：1. 综合运用本专业所学的理论与生产实践知识，进行一次冷冲模具的设计的实践训练，从而提高我们的独立工作能力。2. 稳固三年以来所学的各门学科的知识，以至能融会贯穿，进一步了解从模具设计到制造的整个工艺流程。3. 掌握模具设计的根本技能，如计算绘图查阅设计资料和手册，熟悉标准和标准等。三、意义: 由于轴承在实际生产和生活中有着很大的作用,而且必不可少,轴承保持器又是其运转不可少的部件,所以设计生产本产品的模具对我们以后在以后的工作中有着很强的指导意义

7、,设计次课题后,可以使我们对同类其他在实际运用的产品的设计过程有相当的理解.应解决的问题:模具材料的选择.胚料尺寸确实定.制品的尺寸精度的保证. .由于我们的设计水平有限，经验缺乏加上时间仓促，错误难免，敬请老师批评，指正，不胜感谢！四、零件如下图：22224c/w33轴承保持器的冲压模设计 第3章： 原理及方案的选择一、设计原理:本产品通过模具对胚料的落料.冲孔.拉深.成型.切底等作用来得到合格的产品.二、方案确实定:通过对制品的分析可以知道有两种方案可以选择.方案(1):采用单工序模具来加工完成制作过程,分别是:落料.冲中心孔.拉深.成型.初次切底.和再次切底.方案(2):也可以采用复合模

8、具来完成,将其中几道工序合在一起,采用一套复合模具来完成.比拟以上两种方案可知:方案(1)具有模具制造简单,制造价格较低,所需设备的要求不高的优点,但是其需要的工序较多,对工人的劳动强度要求也较高,方案(2)具有劳动强度要求较低,但其模具制造难度较高,制造价格较高,考虑到其经济性方面和我们现在的设计水平等因素,可以选择方案(1).本次设计由于时间很短,考虑到我们的知识运用能力,指导老师将第一道工序和第六道工序的任务分配给我们来完成,即落料和最后的一个切底的模具的设计.第4章：落料模具的设计一、 分析冲压件的工艺性冲裁件的工艺性是指冲裁件工艺设计对冲压工艺的适应性。工艺设计良好的零件，方有可能用

9、最简单最经济的方法制造出来，到达用料节省工序较少模具加工较易，模具寿命较长冲压操作平安方便及产品质量稳定等要求。冲裁件的形状力求简单、对称、到达合理排样、减少废料的要求。冲裁件的外形应防止尖角，采用圆弧过度。1). 精度 无特殊要求的冲裁件可按一般要求设计2).毛刺通过凸凹模刃口象剪子似的作用，使材料剪裂而将工件从板料上别离的，在板料冲裁中，剪裂端面的毛刺是不可防止的，可通过改变凸凹模的间隙来减小毛刺。分析：该冲裁件为圆形板料，结构简单规那么，材料为08即优质碳素结构钢，是一种含碳量很低的沸腾钢，强度很低，塑性很好，有较好的冲压性能。结论：该冲裁件工艺性较好可以冲裁.二、 确定工艺方案方案一：

10、采用无导向装置的单工序模。此类模具特点结构简单，制造方便，但精度较低，模具寿命短，生产批量小。方案二：采用有导向装置的单工序模。此类模具可保证冲压时上下模有精确的位置关系对于生产批量大，要求模具寿命长，便于安装，工件精度高的模具。分析：该冲裁件生产批量大，对模具要求寿命长且便于安装，结论：选择方案二，采用有导向装置的单工序模。三、工艺力的计算及零件尺寸确实定1. 展开尺寸计算将零件分成三段，那么下料的半径为：R=l1+l2+l3 sina= l1=(a- C=(90.2)-(28.2) l2=c/cos920 L R=l1+l2+l3 加上23mm的修边值最后圆整得D=230mm2. 排样和搭

11、边1 冲裁件在板料，条料或带料上的布置方式称为排样法，简称排样。 根据工件的外形，排样采用直排式。2 搭边是指工件与工件之间及工件与条料侧边之间的余料。查?模具工实用技术手册?表2.1-20，中小零件的冲裁金属材料的搭边值工件间距a1=，沿边距a=。1). 送料方式采用手工送料送料步距A: A=2R+a1=230+2.2=条料宽度B: B=(D+2a+z)- D-垂直于送料方向的工件最大尺寸mmz-条料与导板的最小间隙mm查?模具工实用技术手册?表2.1-21得z= B=(230+5+1.0) -3. 材料利用率的计算一段条料能冲出的工件的质量与这段条料的质量之比的百分数称为材料的利用率。材料

12、的利用率： Q=A/(SB)X100% A-一个步距内工件的有效面积mm S-送料步距mm B-条料宽度mm/(SB)X100%4. 冲裁力的计算1使板料发生别离的力称为冲裁力。一般冲裁模的冲裁力P可按下式计算： P=ltb P-冲裁力l-冲裁件的周长mmt-材料的厚度mmb材料的强度极限2). 卸料力的计算采用刚性卸料自然漏料的方式： Pt=nKtP Pt-卸料力 P-冲裁力n-卡在凹模洞口内的工件数圆柱洞口n=h/t=10/4=2.5取2 Pz因为该工件是规那么的圆形，故其压力中心也就是它的几何中心，其坐标为： X0=115mm，y0=115mm。6. 零件的尺寸计算 按凸凹模分开加工制，

13、计算凸凹模刃口局部尺寸及公差落料： 230的外圆由落料获得， Zmin=0.640 p=0.030 d=0.045 满足p+d Zmax- Zmin 凹模 Dd=(D-x) 凸模 Dp=(Dp- Zmin)-p=228.785-0.030凹模厚度：H=Kb(15mm)凹模壁厚：C=(1.52)H(30mm)b-冲裁件的最大外形尺寸；K-系数，考虑板厚影响见 H=230X0.22=取50mm C取40mm它们的结构如图2，3所示:图2 图32).导料板导料板间的距离: B0=D+2(a1+)+F D-垂直于送料方向的冲裁件尺寸mm 导料板厚度查?冷冲模设计?得如下图数据： H=(1012)取10

14、mm t=4mm h=4mm它的结构如下图4: 图43).卸料板采用封闭式刚性卸料板，其卸料平安可靠，卸料力大，适合条料较厚外表平整度要求不高的冲裁件。刚性卸料板用螺钉和销钉固定在凹模上，其和凸模的单边间隙在0.10.5mm之间，板料越厚间隙越大。卸料板的厚度与条料的厚度和卸料力有关可在515mm之间取值，取15mm。它们的结构如下图: 图54).模柄采用JB/T7646.1-1994压入式模柄，与上模座采用H7/m6过渡配合，用销钉防转。 5).凸模固定板 凸模固定板的尺寸和卸料板的尺寸相同,其厚度H1(0.6-0.8)H那么: H1=0.6*H=0.6*50=30 取H1=30 如图6所示

15、: 图66).垫板及采用: 垫板的外形与凸模固定板一致当凸模与上模板接触,而上的压力超过模板材料的许用压力时,那么采用垫板 承压应力=F/A=Lt模板的材料取Q235由表可查得:()为90-140大于那么可以不要垫板(4).模架的选择计算模具的闭合高度H=55+70+30+30+20+10+60=275mm模架的选择根据凹模边界尺寸315mmX315mmX60mm,查?模具工实用技术手册?选择模架的型号为：GB/T2851-1990中间导柱模架主要尺寸如下：上模： 315mmX315mmX50mm (GB/T 2855.9)下模： 315mmX315mmX70mm (GB/T 2855.9 )

16、导柱：48mmX200mm 导套：4mmX240mmX60mm 导柱中心距：390mm(5).压力机的选择根据计算的冲裁力选择J21-160开式压力机，其主要参数如下：公称压力/KN:160滑块行程：160最大闭合高度：450封闭高度调节量：130立柱间的距离：530mm模柄尺寸直径深度：60X80kw第5章：切边模具的设计一、 工件的工艺性分析1) 材料08F是优质碳素结构钢，有较好的冲压性能，由附表可查=320MPa2) 结构形状 该工件是经过落料，冲中心孔，冲定位孔，成形，落料成形，首次切底等多道工序的半成品在本道工序中只需冲出 144.1 0.08 的孔即可称切底，结构简单。3) 尺寸

17、精度 对于标注公差尺寸应保证其尺寸公差对于未注公差按IT13级处理。查表各尺寸公差为： 0 0 0-0.630 0-0.322 0-0.725 004) 此道工序为切底，属后道工序其毛坯由前道工序可得到故可以不进行排样。二、 确定冲模类型及结构形式 = 1 * GB3 凹模采用窝座定位，圆头沉头内六角螺钉固定在上模座上，凸模采用窝座定位，开槽锥端紧定螺钉固定在下模座上。 = 2 * GB3 毛坯工件为碗形工件生产批量为中批量，故在设计中采用靠卸料板上端与工件形状之间吻合来定位，而不需导料，挡料装置。 = 3 * GB3 采用打料杆将冲孔废料从凹模中打出。 = 4 * GB3 采用橡胶弹性元件的

18、弹性卸料，不需压料装置。 = 5 * GB3 根据工件形状和生产批量决定采用手工操作。 = 6 * GB3 为了便于操作，提高模具的寿命和工件的精度要求不高，故采用导柱，导套导向。 = 7 * GB3 采用模柄与压力机冲床安装。 三、工艺力的计算及零件尺寸确实定 = 1 * GB3 计算冲压力此套模具结构为刚性打料，自然漏料，弹性卸料的结构 故：Pz = P + Px 而：P=L t 4 320 =579161.6 N579161.6 = 20270.7 NP P + Px = 579161.6 + 20270.7 = 599432.3 N P-冲裁力 L-冲裁件的周长mm t-材料的厚度mm

19、 b材料的强度极限 = 2 * GB3 压力中心的计算因为此工件的外形形状为圆形具有中心对称的形状，故其压力中心与重心重合。 = 3 * GB3 凸模尺寸的计算生产实践证明：由于凸模，凹模刃口间隙的存在，落下的料和冲出的孔都带有锥度且落料件大端尺寸近似等于凹模刃口尺寸，冲孔件孔的小端尺寸近似等于凸模尺寸。故在测量和使用时，落料件以大端尺寸为基准，冲孔件以小端尺寸为基准。1，冲孔时，以凸模刃口尺寸为计算基准，凹模刃口根本尺寸按凸模刃口根本尺寸加上最小合理间隙Zmin 来满足。考虑磨损规律和为了提高模具的使用寿命，应使冲模的刃口根本尺寸具有最大实体状态，即：对冲孔件凸模刃口的根本尺寸取工件的最大极

20、限尺寸。 冲模刃口尺寸制造偏差方向采取单向注向金属实体内部向体内原那么。故凸模刃口的上偏差取零，下偏差取负。对于磨损后刃口的尺寸不变化的尺寸取双向偏差，即：d 或 p 。冲模刃口尺寸制造公差的大小主要取决于冲裁模的精度和形状。一般冲模的精度较冲件精度高23级。对于规那么形状可按IT6IT7级或查表选取，对于复杂形状刃口的制造公差可按工件相应部位公差值的1/4选取，对于磨损后刃口尺寸不变的，制造公差可按工件相应部位公差的1/8选取，如果工件无公差要求，按IT14级取值。2，凸凹模工作局部尺寸确定采用配合加工方法对于形状复杂或薄材料工件为了降低模具制造难度应采用配合加工；对单件和小批量模具的生产，

21、为了缩短制造周期和降低制造本钱，也应采用配合加工。但其缺点是：凸凹模不具有互换性。由图可知工件为冲孔件，所以先确定凸模尺寸，再根据凸模配制凹模。3，凸模刃口尺寸确实定由图可知： 0 尺寸由于凸模磨损后该尺寸会变小。根据公式：BT = B + X 0- /4 由表2.6查得x=0.5 故：BT = B + X 0- /4 = 144.02 + 0.5 0.580 00-0145四、凹模刃口尺寸确实定查表2.4得：Zmin = 0.640 Zmax = 0.880 即：保证凹模与凸模的双边间隙在0.640 0.880 mm 即可：它们的结构如下图: 图7 图8 = 4 * GB3 凹模厚度HH =

22、 K b 采用大孔尺寸 b = 144.1 mm 查表 2.25 得K = 0.3 那么：H = 0.3 取凹模厚度 H = 45 mm2，凹模厚度CC=1 .5 2H = 1.5 2 45 = 68 90 mm综合考虑工作尺寸，凹模刃口轮廓至边缘的距离和固定凹模用的螺钉，销钉之间的间距等，取凹模外形轮廓尺寸为： 200 453，凹模的刃口尺寸根据计算出来的凸模尺寸和保证凹模最大最小间隙可计算：0 4，凹模的刃口形式及应用 凹模刃口的形式主要有：A，直壁形：刃口强度高以后孔口尺寸不随修磨而变化，制造方便。缺点：在孔内易积存工件或废料。增大了凹模的胀力，推件力和孔壁的磨损。适用于形状复杂或精度较

23、高冲件的冲裁。B锥形：刃口强度较差且刃磨以后孔口尺寸随修磨变大，凹模加工容易，不易积存工件或废料，对孔壁摩擦力和压力小。适用于形状简单或精度要求不高冲件的冲裁。C凸台式凹模：适用于冲裁软而薄的金属和非金属材料，这样凹模硬度不高于HRC 35 38，可以用锤敲打凸台斜面以调整模具间隙直到试冲出满意的冲压件。 根据本次设计需要就具体情况选择直壁形。查表得凹模刃口高度应h 6故取h = 8 mm 并要求8 mm这个尺寸大于料厚4 mm与凹模在冲压时升入凹模的高度1 mm之和故凹模直壁取8 mm是适宜的。 = 5 * GB3 卸料板1，卸料板的作用主要是把板料从凸模上卸下，有是也起压料为凸模导向的作用

24、，卸料板一般分为刚性和弹性卸料板两种形式。2，此次设计采用的是弹性卸料板。在此次设计中卸料板不是选用标准的而是根据工件的形状自行设计的。由于卸料板不仅是卸料的作用还有放置工件的作用故要自己设计。卸料板的弹性元件是橡皮而不是弹簧。弹性卸料板有敞开的工作空间，操作方便，且在冲压工件前对工件有预压的作用，所以工件平整，质量高。但是弹性元件由于长期受力作用，容易疲劳破坏，弹性减弱，故在平安性和可靠性方面比刚性卸料板差。弹性卸料板与凸模的单边间隙在0.2之间取值，对中，小型件，弹性卸料板的厚度取515mm。24.29 mm这个高度略大于半成品工件高度27.8-4= 即可。以免工件在切底时搁在卸料板的上面

25、，在切底时致使整个工件受力变形。 其具体结构如图： 图9 = 6 * GB3 卸料装置的弹性元件橡皮的自由高度确定模具上常用的普通橡胶牌号为：1140，1250 ，1260以及聚胺脂橡胶，橡胶的牌号越大其硬度越小，硬度大的用于压缩量小的场合，硬度小的那么用于压缩量较大的场合。根据本工件的厚度不大只有4 mm 故可采用硬度大的橡皮，由于形状也与压缩量有关，故采用以形状的橡皮垫圈且个数为4个。橡胶垫的高度H和直径D应该满足：0.5 H / D 因为 H = 32 mm 故 D = 68 21 查表取 D = 30 mm 橡胶装上后周围要留足够空隙，以允许压缩时断面尺寸的扩大，同时要注意防油，以免橡

26、胶腐蚀。取模具开启时卸料板高出凸模1mm，冲裁时凸模进入凹模深度为1mm，考虑模具刃磨余量2mm,由题可知材料厚度为4mm，所以橡皮的工作行程为：H工作 = 1 + 1 + 2 + 4 = 8 mm 为了保证橡皮不过早失去弹性，其允许的最大压缩量不超过自由高度的35 % 45 % 即：H总= 0.35 0.45 H自由，橡皮的预压缩量一般取自由高度的10 % 15 % ， 即：H预 0.15H自由橡皮的工作行程为： H工作 = H总 - H预 = 0.25 0.3 H自由那么橡皮的自由高度： H自由 = H工作 / 0.25 0.30 = 3.5 4 H工作 = 3.5 4 8 = 4 8 =

27、 32 mm橡皮的预压缩量H预= 0.10 0.15 H自由 = 3.2 取 H预 = 4 mm橡皮在模具中的安装高度为：32 - 4 = 28 mm 如图10: 图10 = 7 * GB3 推板和打杆的设计由于本次设计是采用的倒装冲压模，即：凹模在上，凸模在下的模具结构。采用这种结构是为了防止切底废料卡在上装凹模上不能顺利进行下一次冲裁加工。故采用推板和打杆螺纹连接的推件装置。推板的采用内部掏空的结构主要是从加工工艺性方面考虑：两个小面与工件的接触能够保证工件在切底时接触均匀，平整可保证加工质量。另一方面也可降低模具重量节省材料。15 mm这个尺寸应该大于8 mm因为要保证推板在打料时能将料

28、打出。25 mm这个尺寸应保证不能大于凹模高度以免在冲压时推板被卡住，不能正常工作。凹模高度45 mm-25 mm = 20 mm 4 + 1 = 5 mm故满足要求设计合理。具体结构设计如图： 图11 模柄的选用 中，小型冲模一般通过模柄将上模固定在压力机的滑块上。模柄的结构形式有很多种主要有以下几种：旋入式模柄：通过螺纹与上模板连接，为防止松动，拧入防转螺钉紧固。这种结构的模柄，装卸方便，多用于有导柱的小型冲模。压入式模柄：与上模座孔采用H7/h6过渡配合，用销钉防转。多用于板料较厚的小型冲模。凸缘模柄：用34个螺钉直接将模柄固定在上模座的窝孔内，多用于大型模具或有刚性推件装置的不宜采用其

29、他形式模柄的情况。浮动模柄：凹球面模柄与凸球面垫跨相连，从而允许模柄与模座轴心线偏离，能减少滑块误差对模具导向精度的影响。模柄直径d及长度H应与所选用冲床的模柄孔相匹配。模柄的常用材料为：A3，A5或45钢。在此次设计中就是采用凸缘模柄。其直径d根据冲裁力初选压力机的模柄孔的直径而确定。它的结构如下图: 图12(4) 模座的选用 冲模的模座分为上，下模座，其形状根本相同，除特殊形状外，都选用标准件上，下模板和中间的导向装置一起称为模架。而无导向装置的一套上，下模板称为模座。 模座是整个模具的根底零件，它不仅要直接或间接安装冲模的全部零件，而且要承受和传递冲压力。因此，模板不仅应该具有足够的强度

30、，而且还要有足够的刚度。如果刚度不够，工作时会产生较大的弹性变形而导致模具零件迅速磨损或破坏，使冲模寿命明显减低。 模具设计时，通常是按标准选用适宜的模架或模座的，只有在不能使用标准的情况下才进行模板的设计。设计时，圆形模板的外形应比凹模长度大4070mm，而宽度取与凹模宽度相同或稍大的尺寸。另外，下模板的轮廓尺寸还应比压力机工作台漏料孔每边至少大4050mm。上，下模板厚度可参照凹模厚度估算，通常为凹模厚度的11.5倍，也可以将上模板取得比下模板薄一点。 上，下模板上的导柱，导套安装孔通常采用组合加工，以保证上，下模板孔距的一致。模座上，下模板之间应该有平行度要求。模板大多是铸铁或铸钢件，因

31、此其结构应能满足铸造工艺要求。另外，大型模板上还设有起重孔或起吊装置，以便于模具起吊运输；采用导柱，导套导向时应该留足够的安装位置。这次采用的是后导柱的模架，两导柱，导套分别装在上，下模座后侧，凹模面积是导套前的有效区域，可用于冲压较宽条料，且可用边角料，送料及操作方便，可纵向，横向送料，主要适用于一般精度要求的冲模，不宜用于大型模具，因有弯曲力矩，上模座在导柱上运动不平稳。其凹模周界范围为：63 mm 80 mm 400 mm 250 mm。 模具闭合高度:H=262mm.上模：300mm*416mm*50mm下模：300mm*416mm*60mm导柱：35mm*245mm导套：48mm*8

32、0mm导柱中心距：324mm(5). 压力机的选用根据计算的冲裁力选择J21-160开式压力机，其主要参数如下：公称压力/KN:160滑块行程：160最大闭合高度：450封闭高度调节量：130立柱间的距离：324mm模柄尺寸：72mmkw第6章 设计体会模具是现代化工业生产的重要工艺设备，在国民经济的各个部门都越来越多地依靠模具来进行生产加工。模具已成为国民经济的根底工业和当代工业的重要手段与工艺开展方向之现代工业产品的品种和生产效益的提高，在很的程度上取决于模具的生产和技术水平。为了更进一步加强我们的设计能力，稳固我们所学的专业知识，在毕业之际，特安排了此次的毕业设计。毕业设计也是我们专业在学完根底理论课，技术根底课和专业课的根底上，所设置的一个重要的实践性教学环节。综合运用本专业所学的理论与生产实践知识，进行一次冷冲模具的设计的实践训练，从而提高我们的独立工作能力。稳固三年以来所学的各门学科的知识，以至能融会贯穿，进一步了解从模具设计到制造的整个工艺流程。掌握模具设计的根本技能，如计算绘图查阅设计资料和手册，熟悉标准和标准等。由于我们的设计水平有限，经验缺乏加上时间仓促，错误难免，敬请老师批评，指导！