汽車墊片模具設計

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1、邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 前 言 模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備,是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的工具。 模具作為一種生產(chǎn)工具已經(jīng)廣泛的地應用于各行各業(yè)，其發(fā)展之快，模具需求量之多，是前所未有的，今天，在國民經(jīng)濟的各個工業(yè)部門都越來越多地依靠模具來進行生產(chǎn)加工，模具已成為國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)，已成為當代工業(yè)的重要手段和工藝發(fā)展方向之一?，F(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)效益的提高，在很大程度上取決于模具的發(fā)展和技術經(jīng)濟水平。 為了更進一步加強我們的設計能力，鞏固所學的專業(yè)知識，在畢業(yè)之際，特安排了此次的畢業(yè)設計。畢業(yè)設計也是我們在學完基礎理論課，技術基礎課和專業(yè)課的基礎上

2、，所設置的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。 本次設計的目的： 一、 綜合運用本專業(yè)所學的理論與生產(chǎn)實際知識，進行一次冷沖壓模設計的實際訓練，從而提高我們的獨立工作能力。 二、 鞏固復習三年以來所學的各門學科的知識，以致能融會貫通，進一步了解從模具設計到模具制造的整個工藝流程。 三、 掌握模具設計的基本技能，如計算、繪圖、查閱設計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范等。 在這次設計過程中我得到了羅老師的悉心指導和同學們的熱情幫助，在此表示衷心的感謝！ 由于本人設計水平有限，經(jīng)驗不足，設計過程中錯誤難免，敬請老師批評、指正，不勝感激。 學 生：梁 斌 2005年

3、6月08日 畢業(yè)設計課題與要求 1． 設計課題 產(chǎn)品名稱：汽車墊片 材 料：黃銅 用 途：汽車配件 產(chǎn) 量：大批量生產(chǎn) 此沖壓件的厚度為0.5mm，生產(chǎn)精度要求不高，可用公差等級為IT14級。 工序一:沖孔,落料 2．設計任務書與要求 ①．設計說明書一份。 ②．零件圖數(shù)份，裝配圖一張。 第1章 整體零件的工藝性分析與方案 第1.1節(jié)．沖壓件的工藝性分析 零件尺寸公差無特殊要求，按IT14級選取，利用沖孔.落料.翻邊的方式可達到圖件要求。 第1.2節(jié)．確定工藝方案 因該工件屬大批量

4、生產(chǎn)，根據(jù)零件的生產(chǎn)批量，尺寸精度和材料種類與厚度，選擇模具的導向方式與精度，定距方式及卸料方式等，決定采用倒裝復合模，這樣，對沖裁件的質量才更有保障。 復合模有如下特點： 1) 沖件精度較高，不受送料誤差影響，內(nèi)外形相對位置一致性好。 2)沖件表面較為平整。 3)適宜沖薄件，也適宜沖脆性或軟質材料。 4)可充分利用短料或邊角余料。 5)沖模面積較小。 故此沖件采用落料拉深沖孔復合模比較合理。 第二章 沖孔.落料復合模具設計與計算 第2.1節(jié)．根據(jù)零件的形狀，故可采取沖孔.落料.復合模具。 第2.2節(jié)．排樣和搭

5、邊 沖裁件在板料、條料或帶料上的布置方法稱為排樣法，簡稱為排樣。排樣是否合理，直接影響到材料的利用率，零件質量，生產(chǎn)率，模具結構與壽命等。因此，在沖壓工藝中和模具設計中，排樣是一項極為重要的技術性很強的工作。 （1）根據(jù)工件的形狀，排樣采用直排形式，利用活動擋料銷控制送料步距。查《模具實用技術設計綜合手冊》表1—1—15最小工藝搭邊值，工件間距a1=1.44mm,沿邊距a=1.8mm。 （2）送料方式采用手動送料 送料步距 S： S=14.3+a1=15.8mm 條料[寬度] B： B=[D+2(a1+△)+C1]0 -△ 其中△為滾剪板機下料公差，查《模具實用技術設計綜合手冊

6、》 得 △=0.08mm 式中:B----條料的寬度; D----工件橫向最大尺寸。 a1----橫搭邊。 △----條料寬度公差,見表2-11---表2-12(采用滾剪機下料.) C1為條料與導料板的單面間隙見表2-13，查《冷沖壓模具設計指導》 得 C1=0.1mm 故 B=[25.6+2(1.44+0.08)+0.1]0-0.08 =28.740-0.08 （3）材料利用率的計算 一段條料能沖出的工件的重量與這段條料重量之比的百分數(shù)稱為材料利用率。材料利用率 η=NA/（HB）100％ A——一個步距內(nèi)工件的有效面積mm H——送料步距mm B——條料

7、寬度mm A=25.6*11.6=296.96mm η=296.96/(27.615.8)100%=68.1% 排樣圖如下： 第2.3節(jié)． 工藝與設計計算 （1）沖裁力的計算 計算沖裁力的目的是為了確定壓力機的額定壓力，在生產(chǎn)中沖裁力便可按下式計算： F=LTσ F——沖裁輪廓的總長度 T——板料厚度 σ——板料的抗拉強度 L為拉深件截面周長 T=0.5mm σ=294 Mpa L=22π2.5+24.08+2（πd-1/6πd）=8.16+60.7+31.4=100.26mm 沖孔力F=0.519610

8、0.26 = 14938.22 N 所以，彈壓卸料逆出件時的總沖壓力FO FO= F+FQ1+FQ3 式中F---沖裁力；按上式計算； FQ1 ---卸料力，按式（2-7）計算； FQ3--- 頂件力，按式（2-9）計算； 所以，F(xiàn)O= F+FK1+FK3=（1+ K1+ K3）F =（1+0.05+0.05）14938.22=16432N K1—凹模材料修正系數(shù)； K1取1.3 K3為凹模刃口周邊修正系數(shù)；K3取1 （2）壓力中心的計算 模具的壓力中心必須通過模柄軸線而和壓力機滑塊的中心線重合，以使平穩(wěn)工作，減少導向磨損，提高模具及壓力機的壽命。 因為工件是

9、規(guī)則矩形，故其壓力中心也就是工件的幾何中心。 其中心相對坐標為 ： X0= 0 Y0= 0 （3）計算各主要零件的尺寸 ① 凹模 凹模厚度H：查模具實用技術設計綜合手冊得 H = K1 K3 0.1F = 1.30.116432 = 15.34 mm 凹模取16mm 凹模壁厚：根據(jù)工件尺寸，C值由表2-17選取 C=20—25 mm 凹模的有效面積為lb=25.611.6 mm 凹模壁厚尺寸LB=（25.6+220）（11.6220） =65.651.6 mm 由于凹模板毛胚需要外購，應將計算的凹模外形尺寸按模具國家標準中凹模板的系列尺寸進行

10、修正，取較大規(guī)格的尺寸。 即：LB=8063mm；H=12—22mm（GB2858.1—81） 所以凹模長L=80 mm 凹模寬B=63mm L B H =80 63 15.34 取尺寸為80mm63mm16mm，采用整體式的凹模結構。 ②固定板的選擇 此模具采用一個凸凹模固定板，其中落料凹模與翻邊凸模直接用銷釘與螺釘固定在下模座上，裝配關系見裝配圖。其結構和尺寸見零件圖。 凸模固定板的外形與尺寸與凹模相同，厚度 H1=0.8H =0.8 16 =12 取14mm ③墊板 在凸模固定板與上模座之間加一塊淬硬的墊板，可避免硬度較低的模

11、座因局部受凸模較大的沖擊壓力而出現(xiàn)凹陷，致使凸模松動。 墊板一般取6~~10mm，所以取H2=6mm。在墊板上穿連接螺釘，卸料螺釘和定位銷處要鉆通孔，其直徑應比相應件的直徑增大0.5mm~~1mm。 ④卸料橡皮的自由高度 根據(jù)工件材料厚度為t=0.5mm。拉深時，凸凹模進入凹模深度1mm，考慮模具維修刃磨量為0.8mm，再考慮開始時，卸料板高出凸凹模1mm，則總的工作行程：H工作= 4mm， 決定選用硬度為邵氏70—80A的橡皮，其自由高度 H=4/（30%-10%）=20mm 聚氨酯橡膠橡皮的預壓縮量 H壓縮=10%20=2mm 所以模具中安裝橡皮的高度為 20-2=18

12、mm ⑤卸料板 下模卸料板厚度：H0=10mm 其開孔大小查《模具實用技術設計綜合手冊》表達式1—1—61，得卸料孔每側與凸凹模保持間隙0.1mm。 第2.4節(jié)．計算凸模、凹模、凸凹模工作部分的尺寸。 (1)沖孔凸模（2個）。工件孔尺寸Φ3,工件尺寸公差等級IT14級，磨損系數(shù) X=0.5。 根據(jù)《沖壓工藝與模具設計》式2-34 凸模刃口尺寸 dp=(d+XΔ)-△/ 4 0 查GＢ１８００－７９得標準公差數(shù)值Δ＝０.30 mm dp=(3+0.500.30)0-0.075=3.150-0.075。 凸模長度尺寸的確定： 彈壓卸料方式的凸模長度 L=h1

13、+h4+h5-0.2 式中：h1—凸模固定板厚度； h4—彈壓卸料板厚度； h5—等于（0.9-0.85）H，其中為自由狀態(tài)下橡皮厚度。 0.2為凸模端面縮金卸料板的距離。 凸模采用標準Ａ型圓凸模形式，其詳細結構尺寸見零件圖。杳《模具實用技術設計綜合手冊》表１－１－２９可得凸凹模雙邊間隙值為０.09 mm。 沖孔凸凹模的刃口尺寸按沖孔凸模實際尺寸配作，保證單邊間隙為０.045 mm。 (２)凸凹模的刃口尺寸與工件一致。凸凹模的刃口尺寸按凸凹模實際刃口尺寸配作，保證單邊拉深間隙為０.45 mm. 第2.5節(jié)． 按結構圖計算閉合高度。 Ｈ模＝25＋8＋14＋14＋16＋10＋

14、14＋6+30 = 137 mm 結構圖如下： 第2.6節(jié)． 標準模架的選擇 ㈠ 標準模架 標準模架是指列入模具國家標準的模架。 ① 準模架是模具標準化件中商品化程度最高的有各種型 號與規(guī)格可供選購。 ② 售的標準模加均由專業(yè)廠成批制造，質量有保障，價格便宜。 ③ 雖然每個模具都有單件生產(chǎn)的，但是模架卻可以批量生產(chǎn)。 ④ 標準模架嚴格按冷沖模模架技術條件GB2854—81制造與驗收。 根據(jù)凹模的周界尺寸：80mm63 mm16 mm,選擇模架類型為中 間滑動導柱圓形模架，查《模具實用技術設計綜合手冊》

15、 表１－１－１８?？纱_定模架的相關尺寸如下： 上模座　　306mm 170 mm 25mm 下模座　　306 mm 170 mm 30mm 導柱　　　φ22mm 125 mm φ25 mm125mm 導套　　　Φ２2 mm 35 mm Φ35 mm Φ 25 mm35mmΦ38 mm 最小閉合高度 130mm 最大閉合高度 150mm 第2.7節(jié)．模柄的類型及選擇模柄的設計 ①模柄的類型已經(jīng)選擇 中小型模具一般采用模柄將上模與壓力機滑塊連接，設計時選擇模柄的類型要考慮模具結構的特點和使用要求，模柄工作

16、段的直徑應與所選擇的壓力機的滑塊孔的直徑相一致。 1：旋入式模柄 通過螺紋與上模座連接，上端兩行面供扳手旋緊用。 2：壓入式模柄 固定段與上模座孔采用H7/m6過度配合，并加騎縫銷防止轉動。 3：凸緣模柄 在上模座加工出容納模柄大多數(shù)為大凸緣的沉孔，與凸緣為 H7/m6配合，并用了3個或4個六角螺釘進行緊固 4： 浮動模柄 凹球面模柄與凸球面墊塊聯(lián)接，裝入壓力機后，允許模柄與模柄軸心線之間的偏離，可減少滑塊誤差對模具導向精度的影響。 5： 通用模柄 6： 槽型模柄 根據(jù)此副模具的特點和使用要求，采用壓入式模柄，模柄為標準件，因此不需加工，只需按尺寸進行購買

17、即可得到。 查《冷沖壓模具設計指導》表（2-37）選取A型凸緣模柄，具體尺寸如下：70mmX60mm 第2.8節(jié)． 模具各零件詳細尺寸的設計 該模具是采用手工送料倒裝拉深、沖孔、切邊的復合模。沖孔凸模、凸凹模用固定板緊固，凹模用螺釘與圓柱銷固定，送料靠活動擋料銷保證送料步距，下模卸料板采用彈性卸料，上模采用剛性卸料。 （1）推件裝置 此處設計的推件裝置是由壓力機的橫桿通過打桿、打板、推桿傳給推件板。推件板是出件裝置中最重要的零件。 根據(jù)計算，推桿可用2根圓柱頭螺釘，其規(guī)格為M640 mm。 推件板與凹模保證單邊０.1 mm間隙，其與凸模配合部分取最小間隙，開階梯孔。這樣沖

18、孔凸模因沖孔尺寸較小，能加強其強度，又起到了導向和護套的作用。結構尺寸詳見零件圖。 (2) 卸料板 下模卸料板采用彈壓橡皮卸料，卸料板上平面開一定的沉孔，以方便卸料螺釘?shù)幕顒印? (3) 導向零件的設計 為保證模具沖壓時上下模之間有一定的精確關系，必須設計導向裝置，在此副模具中，因為要保證落料與拉深的準確位置關系，因此，采用導柱與導套進行導向。 由于導柱與導套是標準件，只需購買即可。具體規(guī)格由《冷沖模設計指導》可選?。? 導柱為：22㎜130㎜，數(shù)量為2個GB/T2861-6 導套為：254038，數(shù)量為2個GB/T2861-6 其中，導柱安裝在下模座，導套安裝在上模座，分別采

19、用過渡配合，其裝配關系見裝配圖。 (4) 擋料銷 擋料銷用于限定條料送進距離，抵住條料的搭邊或工件輪廓，起定位作用。擋料銷有固定擋料銷和活動擋料銷兩類。 本模具采用活動擋料銷控制步距，因下方安放了橡皮，直接用圓柱銷與卸料板配合，銷子要倒角或做出斜面，便于條料通過。其結構形式如下： (5) 凸凹模 凸凹模型孔側壁的形狀采用階梯直壁壁孔。臺階形直壁型孔的設計參數(shù)有２個：一是刃口有效高度Ｈ，二是漏料孔比型孔單邊擴大值b。 板料厚度t=0.5 mm時，?。龋剑磎m,b取0.5 mm。 結構尺寸如圖 （6）墊板的選擇 首先計算凸凹模對模座的單位壓力 由《冷沖模設計指導》式2-

20、23得： P=F/A=34590/π（50/2）=17.63Mpa 查《冷沖模設計指導》可知凸凹模對模座的單位壓力小于鑄鐵模座材料的許用應力。 （7） 有關上模座的一些數(shù)據(jù)，結構 （8） 有關下模座的結構及相關數(shù)據(jù) （9） 有關導柱導套的結構和數(shù)據(jù) 導柱導套滑動導向模架 ① 將導柱與導套制成小間隙配合，為H6\h5時稱為一級模架，為H6\h6時為二級模架。 ②導柱導套滾動導向模架 ③ 在導柱與導套這間加多排鋼珠，組成 滾動導向裝置。 (10)螺釘與銷釘?shù)倪x擇 查《冷沖壓模具設計指導》表（8-30）與表（8-34） 本模具采用內(nèi)六角圓柱頭螺

21、釘,選擇螺釘型號為M6 得圓柱銷的長度L=40㎜，直徑d=6㎜，c=1.2㎜ 圓柱銷的材料為35鋼，熱處理硬度為28~38HRC 上模采用 M680 mm 凸凹模與其固定板采用 M650 mm 下模座與卸料板相連采用 M640 mm 根據(jù)壓力機的選擇及一些基本情況，我選用中間導柱的圓形模架，再根據(jù)凹模圍界直徑等于160及查《沖壓手冊》（GB2856`11-81）得出有關模架的一系列數(shù)據(jù)及其相應結構。 第2．9節(jié) 。沖模的裝配 技術要求： 本技術要求在實施過程中可根據(jù)實際情況做適當

22、調(diào)整。 1） 各類沖壓模具的裝配均應符合裝配圖及其技術要求。 2） 標準模架，非標準模架的裝配技術要求要符合沖模模架技術條件（GB。T2854-90）和沖模模架精度檢查標準。 3） 所有的頂桿推桿牌子料螺釘，凡在同一組內(nèi)的應等長，其相對誤差不得大于0.05mm 4） 模具上下模座，上模柄上的推桿孔，除圖樣上有標注外，一律應在模座的坐標中心，其允許偏差對于有導向模架的不大于1mm， 5） 模具裝配后刃口應優(yōu)質銳利，其沖裁間隙應在最小合理間隙并保持四周均勻。 6） 裝配后的沖壓模具其卸料板，推件板，頂板均應露現(xiàn)凹模面凸模頂端，凸凹模頂端，其值為0.5mm 7） 下模座的漏料孔除圖樣標

23、明外,其孔形應與凹?？紫嗨?其孔尺寸按凹模底面孔尺寸每邊放大2mm。 8） 所有圓柱銷在壓入時必須正常，不得有用重錘錳擊或咬壞銷孔的現(xiàn)象。 9） 裝配后的模具外觀應整齊。 裝配的順序和要點： 沖模裝配 是沖模制造的關鍵工序。其裝配質量的好壞，將直接影響沖件質量，沖模的技術狀態(tài)和使用壽命。模具裝配完畢，必須滿足規(guī)定的裝配精度。 如卸料件的工作準確性，導向零件的工作正確性。 裝配順序如下： 1） 裝配時選凸凹模為基準，先將下凸凹模，凹模與凸凹模固定板及凹模固定板組合件固定于下模座，其中心位置應符合圖樣要求，由鉗工劃線對正。 2） 將凸模，上凸凹模與

24、凸模固定板及墊板的組合件固定于上模座，且將推板放置在上模座與墊板之間的凹窩內(nèi)。 3） 按要求裝配導柱導套，并檢驗。 4） 將上下模合攏，調(diào)整間隙，保證間隙均勻，并擰緊螺釘。 5） 組合加工銷孔及裝配其它零件。 第4章 壓 力 機 的 選 取 壓力機選用通用小型壓力機，根據(jù)計算所得的沖裁力選擇J23—3.15開式雙柱可傾壓力機。 J23—16開式可傾壓力機參數(shù)如下： 公稱壓力/KN 31.5 達到公稱壓力時滑塊離下止點距離/mm

25、5 滑塊行程/mm 25 行程次數(shù)/（次*mm-1） 2000 最大封閉高度 （最低） 120 封閉高度調(diào)節(jié)量/mm 25 滑塊中心到床身距離/mm 90 立柱間距離/mm 120 模柄孔尺寸（直徑深度）/mm Ф2540 工作臺板厚度

26、 30 傾斜角/（） 45 后 語 通過本次設計，我對冷沖模，尤其是復合模有了更進一步的了解和認識。對于復合模，不但了解了它的整體結構，而且對它的各個零件的具體結構也有了更進一步的認識 。 在加工工藝方面，我學會了怎樣制作工藝卡，各個工序的先后順序如何去做，在材料的選取，材料的熱處理，模具的裝配方面也有了進一步的認識。另外在制圖方面也更加熟練了。同時，在制作過程中我也提升了自己的模具設計知識。增強了查找各種設計資料的能力并使自己較為凌亂的設計知識結構在本次設計中

27、得以系統(tǒng)化。讓自己真正懂得塑料注射模的最基本的設計步驟和過程。為自己以后從事模具設計方面的相關工作。積累了一定經(jīng)驗。 本次設計得到了羅玉梅老師的指導與同學們的支持，在這里特別表示感謝。本人在老師的指導和同學的幫助下，通過幾周的設計，使自己所學的知識得以鞏固；在此，對給予我悉心指導的羅玉梅老師和給予我熱情幫助的同學表示衷心的感謝 ! 主 要 參 考 文 獻 丁聚松主編：《冷沖模設計》。北京：機械工業(yè)出版社，1995 孫鳳勤主編：《模具制造工藝與設計》。北京：機械工業(yè)出版社，1999 鐘毓斌主編：《沖壓工藝與模具設計》。北京：機械工業(yè)出版社，2001 王樹勛主編：《模具實用技術設計綜合手冊》。廣州：南華理工大學出版社，1997 李紹林主編：《實用模具技術手冊》。上海：上?？茖W技術文獻出版社，1996 沖模設計手冊編寫組主編：《沖模制造手冊》。北京：機械工業(yè)出版社。1996 17