毕业设计(论文)-刹车片冲压模具设计

nan Polytechnic Institute毕业设计（论文）题 目＿刹车片冲压复合模 班 级＿＿模具1004＿＿＿姓 名＿＿＿＿＿指导教师 机械工程系届毕业生毕业设计任务书二O一二年三月I设计题目： 刹车片冲压复合模 冲压件简图：冲压件主要技术要求：材料：Q235 料厚：1mm 中批量生产指导老师（签名： 2012年 月 日II前 言冲压技术广泛应用于航空、汽车、电机、家电、通信等行业的零部件的成形的加工。据国际生产技术协会预测，到本世纪中，机械零部件中60%的粗加工、80%的精加工要有模具来完成加工。因此，冲压技术对发展生产、增加效益、更新产品等方面具有重要作用。目前，我国冲压技术与先进工业发达国家相比还相当落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家尚有相当大的差距致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。本次设计是参考了众多参考文献及专业资料的规范要求编写而成。本设计主要介绍片装弹簧冲压级进模。本设计共分5章，主要包括材料工艺分析和成形性能、冲压工序特点和工艺计算、模具总体结构设计、模具主要零件结构设计及工艺性分析等。另外，还附有毕业设计任务书、论文评阅表、答辩小组成员表、部分模具零件冲压工艺过程卡、装配图、零件图。导师XX曾在编写及内容安排提出不少有益的意见此向尊敬的导师表示真诚的感谢和崇高的敬意！由于本人知识水平和能力的有限，在设计的过程中难免存在很多的纰漏和不足之处，恳请个各位老师的批评与指正。III刹车片冲裁模设计与制造摘 要本套模具设计是冲裁模的模具装配图及加工制造的全过程，其设计思路是根据多个模具加工实例生产中总结出来计内容是从零件的工艺性分析开始的，根据工艺要求来确定设计的大体思路。其开始是确定该模具类型为冲孔、落料连续模，作工艺计算，计算出冲裁时的冲压力、卸料力、推件力、确定模具的压力中心、选择压力机和确定冲模的闭合高度，最后根据前面所计算出的内容确定模具的凸、凹模尺寸和形状。设计出挡料销、卸料板、推件装置、橡胶、导柱、导套和模柄等模具的主要零部件，从而完成整个模具的设计工作。模具主要零部件结构设计是模具设计的主要内容，其内容包含了凹模结构设计、凸模结构设计、定位零件、弹性卸料装置、橡胶的选用、导柱与导套、模柄与模架的选取等重要零部件的设计加工方法和加工注意要点。这样更有利于加工人员的一线操作，使其通俗易懂加工方便。本次设计不仅让我熟悉了课本所学的知识，而且让我做到所学的知识运用到实践当中让我了解了冲压模具设计的全过程和加工实践中应注意的要点。使我从毕业设计中更好理解了模具关键词：冲孔、落料、复合模I目 录前言 III摘要.............................................................................................错误！未定义书签。1 冲压工艺分析及工艺方案的确定 41.1工艺分析 41.2工艺方案的确定 51.3模具结构形式的确定 52 冲压工艺计算及设计 62.1计算毛坯尺寸 62.2计算材料利用率..........................................................错误！未定义书签。2.3计算压力中心 72.4计算凸、凹模刃口尺寸 82.5凹模各孔口位置尺寸 92.6计算冲压力 112.7设备类型的选择 123 冲模结构设计 123.1凸模设计 133.2凹模设计 143.3模具总体设计..............................................................错误！未定义书签。3.4选择模架及确定其它冲模零件尺寸..........................错误！未定义书签。3.5校核压力机安装尺寸 214冲模零件加工工艺设计 21结论 21致谢 22参考文献 242绪论模具工业作为一种新兴工业，它有节约原材料、节约能源、较高的生产效率，以及保证较高的加工精度等特点，在国民经济中越来越重要。模具技术成为衡量一个国家制造水平的重要依据之一，其中冲载模具在模具工业中举足轻重的地位。冲压技术广泛应用于航空、汽车、电机、家电、通信等行业的零部件的成形的加工。据国际生产技术协会预测，到本世纪中，机械零部件中60%的粗加工、80%的精加工要有模具来完成加工。因此，冲压技术对发展生产、增加效益、更新产品等方面具有重要作用。目前，我国冲压技术与先进工业发达国家相比还相当落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快的变化特点，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CA数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAAM）技术转变。本次毕业设计的目的是对所学知识的全面总结和运用，巩固和加深各种理论知识灵活运用。目标是通过这次毕业设计，可以很好的培养独立思考，独立工作的能力，为走上工作岗位从事技术工作打下良好的基础。此次毕业设计课题为片装弹簧冲压级进模先对片装弹簧的冲压工艺进行了分析，介绍了片装弹簧冲压级进模结构设计的要点，同时编制了片装弹簧冲压级进模的制造工艺和装配工艺。31零件及冲压工艺分析1.1零件工艺分析本文所设计的冲裁零件是止动件，如图该冲裁件的材料为厚度2mm的A3钢是普通碳素钢，具有较好的可冲压性能。该冲裁件的材料结构简单，并在转角两处有R2圆角，比较适合冲裁，零件图上所有未注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按IT14级确定工件的尺寸公差。由工件图可见，该冲压件外形简单，精度要求不高，仅需要一次冲裁加工既可成型，冲压件为大批量生产，质量轻尺寸小，为简化模具制造过程降低生产成本，因而采用单工序。该冲裁件属落料件，选凹模为设计基准件，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按间隙要求配作。由表2.3.3查得：尺寸45mm，选x=0.5；尺寸35mm，选x=1；其余尺寸均选x=0.75。落料凹模的基本尺寸计算如下：4磨损后增大的尺寸a凹(45a凹

0.5

00.42)0

0.42mm

44.79

mm0.10mm0b(350.750.34)cb(350.750.34)c(120.750.34)0凹 0

34.750.085mm00.340凹

11.750.085mm0落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是44.79mm，34.75mm，11.75mm，不必标注公差，但要在技术条件中注明：凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，0保证最小双面合理间隙值Zmin

0.246mm。1.2 方案论证及计算在冲压零件的成本中，材料的费用占有相当的比重（普通冲压占60％－80％，多工位级进模依靠高产降低成本，但材料仍占相当比重提高材料利用率是降低冲压零件成本的重要途径，而材料利用率的高低主要取决于冲压零件的排样。同时毛坯排样的结果又是后续的工步排样以及凹模、卸料板等模具零件设计的基础，因此毛坯排样是冲模设计的重要环节。由于工件在条料上的排布方式多种多样，工件几何形状复杂多样，仅仅凭借设计者的经验进行排样几乎不可能得到最佳的材料利用率。随着计算机技术的不断发展，许多学者对毛坯排样优化算法与系统开发进行了研究，提出了加密点逐步移动判定法水平平行线分割法、顶点算法、高度函数法、包络矩形法等各种算法。52 冲压工艺计算及设计2.1本文中设计到的冲裁件，排样设计通过查《冲压模具设计与制造》所得。首先确定两工件间的搭边值：a=2.2mm工件边缘搭边：a＇=2.5mm步距S=35+a=37.2mm条料宽度B=（D+2a=45+2*2.5=50mm冲裁件面积A=1027.82.2一个步距的材料利用率η=(AS)*100%=55.3%查板材标准，宜选900mm*1000mm的钢板每张板可剪材为18张条料（50mm*1000mm）每张条料可冲483个工件。故每张板材的利用率为：η＇=(n*A*B)*100%=55.2%6排样图如右图2.3压力中心的计算计算压力中心时,先画出凹模型口图,由于工件Y方向对称,故压力中心Xo=32.5Yo=(24.73*16.95+11.1*39.45+12*45+11.1*39.45+24.73*16.95)24.73+11.1+12+11.1+24.73)=26.84mmL1=24.73mm Y1=16.95mmL2=11.1mm Y2=39.45mmL3=12mm Y3=45mmL4=11.1mm Y4=39.45mm7L5=24.73mm Y5=16.95mm计算时忽略边缘2-R2圆角由以上计算可知冲压件压力中心坐标为(32.5,13.39)2.4工作零件刃口尺寸计算落料部分以落料凹模为基准计算,落料凸模按间隙值配制基本尺寸磨损制造公差冲裁间隙计算公式计算结果及分类系数8落料凹模Dd=64.63(上偏差为+0.185，下Dmax=65偏差为0)应凸模尺寸按凹(上偏差为Zmin=0.24模尺寸配作0，下偏差6证双面间隙在为-0.74)Zmax=0.30.246~0.36之6间制作Dmax=精度Dd=23.7上偏24为Dd=(Dmax-xΔ差为+0.13，下（上偏差IT14Δ)偏差为0）为0偏级差为X=0.5-0.52）同上Zmax-ZmiDmax=nDd=29.7上偏30=0.36-0.24差为+0.13，下（上偏差6偏差为0）为0偏=0.11mm差为-0.52）同上92.5工作零件结构尺寸落料凹模板尺寸凹模厚度：H=Kb(≥15mm) （查表2.9.5得K=0.28）H=0.28*65=18.2mm凹模边厚度：C≥(1.5~2)*H=(1.5~2)*18.2=(27.3~36.4)mm 实取C=27.3mm凹模板边长：L=b+2c=65+2*27.3=119mm查标准GB—6743.1—94：凹模板宽B=119mm故确定凹模板外形为：125*125*18(mm),将凹模板制作成薄型形式并加空心垫板后实取为：119*119*14（mm）(2)凸凹模尺寸：凸凹模长度：L=h+h′+h″=16+10+24=50(mm)其中：h―增加长度（包括凸模进入凹模深度，弹性元件安装高度等）h′―凸凹模固定板厚度10h″―弹性卸料板厚度凸凹模内外刃口间壁厚校核：根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为7mm，根据强度要求查《冲压模具设计与制造》知壁厚为4.9mm即可，故该凸凹模侧壁强度足够。2.6选择冲压机该冲压件的排样设计完以后，我们要选择一定的冲压设备。冲压设备的选择是工艺设计中的一项重要内容，它直接关系到设备的合理使用、安全、产品质量，模具寿命、生产效益及成本等一系列重要问题。在选择冲压设备时需要知道模具的总冲压力，下面就是冲压力的计算：项目分类项目公 式结 果备 注冲压力冲裁力PP=KLtτ=1.3*215.96*2*450252.67KNL=215.96τ=450mpa卸料力P卸P卸=K＇P=0.05*252.6712.63KN查表2.6.1K＇=0.05511推件力P推P推=nK＂P=6*0.055*252.6783.38KNn=h/t=8.2=6总冲压力P总P总=P+P卸+P推=252.67+12.36+83.38348.41KN直接卸料下出件根据总冲压力P总=348.4KN，模具闭合高度，冲床工作台面尺寸等，并结合现有的设备，选用J23-63开式双柱可倾冲床，并在工作台面上制备垫板，其主要工艺参数如下：公称压力：630KN滑块行程：130mm行程次数：50次最大闭合高度：360mm连杆调节长度：80mm工作台尺寸（前后*左右480*7103模具总体设计选择模具类型模具类型选