毕业设计说明书opple镇流器外壳冲压模具设计及仿真加工含Proe三维图纸及仿真Word文档下载推荐.docx
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方案二：
复合模设计此模具虽然减少了总的模具数量，但每一模具的制造均比较的复杂，成本相对来说较高。
故不选择此方案。
方案三：
连续模设计连续模是一种多工位、效率高的一种加工方法。
但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，一般适用于大批量，小型冲压件。
而本工件尺寸轮廓较大，而且也很难以采用一套连续模就可以完成，采用此方案，势必会增大模具尺寸，使加工难度提高，成本增加，故也排除此方案。
方案四：
单工序模和复合模组合落料——冲孔、切舌、胀形——弯曲——翻孔、切口、弯曲——攻丝——去毛刺。
使用此方案只需要四套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足，模具轮廓尺寸铰小，模具的制造成本不高。
故按此种方案设计。
其工序如图2-2。
图2-2工序图
上述冲压成形工艺方案既考虑到工序要相对集中，以减少冲压辅助时间，充分发挥冲压加工高效率的特点；
同时也考虑到要保证工件质量和精度，简化模具结构，降低生产成本等问题。
3落料模设计
3.1落料件工艺尺寸及模具结构类型
该工件外形较复杂、对称、精度要求不高，采用冲裁加工能得到保证。
由于是大批量生产，为提高生产效率，决定采用滑动平稳、导向准确可靠、弹性卸料、弹性顶件的对角导柱落料模进行加工。
根据弯曲件弯曲部分展平经验公式[8]将该工件弯曲部分展平,则工件宽为B=l1+l2+l3+0.6t=33+33+38+0.6×
1=104.6mm。
其中：
l1、l2、l3为镇流器外壳横断面尺寸；
t为毛坯厚度。
由于落料件外形尺寸公差等级为IT14，将落料件外形补标尺寸公差如图3-1
图3-1补标尺寸公差后
3.1.1毛坯排样
冲裁件在条料、带料或板料上合理布置的方法叫排样。
排样是提高材料利用率、降低成本、保证冲裁件质量的及模具寿命的有效措施，是冲裁模设计的依据。
确定排样图时，首先要根据冲压件图把它展开成平面图形，而此展开图必须做得很准确。
排样的种类有：
有废料排样、少废料排样、无废料排样。
从该冲压件的形状特点可看出，该冲压件宜采用有废料排样中的直排方式进行生产，其排样如图3-2。
图3-2排样图
查得搭边值[8]a=2mm，a1=1.5mm，据此可计算出条料的宽度B和步距h分别为：
其中查得Δ=0.7
B=（b+2a）
=（180+2×
2）
=184
mm（3-1）
h=L+a1=104.6+1.5=106.1mm（3-2）
B为条料宽度；
b为工件长度；
a为侧边搭边值；
Δ为条料公差值；
L为工件宽；
a1为工件间搭边值。
通过AUTOcad相关命令查得该零件的面积:
16821.8889记为A=16821.89mm2,已知h=106.1mm。
从而可计算出材料的利用率[8]为：
η=A/（Bh）=16821.89/（184×
106.1）=86%（3-3）
3.1.2冲裁力计算和压力中心计算[8]
通过AUTOcad相关命令查得该零件的周长:
570.1973mm，记为L=570.20mm,
知σb=450Mpa。
故有：
落料力F=Ltσb=570.20×
1×
450N=256590N（3-4）
查表取K卸=0.05，卸料力为：
F卸=K卸F=0.05×
256590=12829.5N（3-5）
查表取K顶=0.06，顶件力为：
F顶=K顶F=0.06×
256590=15395.4N（3-6）
选择机床时的总冲压力为：
F总=F+F卸+F顶=256590+12829.5+15395.4=284814.9N≈285KN
故初选350KN压力机；
压力中心的计算：
由于图形较对称，可不进行压力中心计算。
3.1.3冲模刃口尺寸及公差计算[8]
由于工件外形较复杂，板料厚度较薄，所以凸、凹模的刃口尺寸要按照配作法进行计算，保证初始冲裁间隙Zmin=0.1mm，Zmax=0.14mm，
A类尺寸（磨损后增大尺寸）：
100-0.36mm；
400-0.62mm；
50-0.30mm；
52.60-0.74mm；
104.60-0.87mm；
210-0.52mm；
1800-1mm，
B类尺寸（磨损后减小尺寸）：
26+0.520mm；
16+0.430mm；
4+0.300mm，
C类尺寸（磨损后不变尺寸）：
2
0.125；
6
0.15，
选择凹模作基准件，IT14级精度时查表，磨损系数x=0.15。
取δ凹=1/4Δ
Δ为尺寸公差。
凹模尺寸计算如下：
A类尺寸计算公式为：
A凹=（a-xΔ）+δ凹（3-7）
B类尺寸计算公式为：
B凹=（b+xΔ）-δ凹（3-8）
C类尺寸计算公式为：
C凹=c
1/2δ凹（3-9）
尺寸a1=100-0.36mm
A1凹=（a1-xΔ）+δ凹=（10-0.5×
0.36）+
×
0.36=9.82+0.09=9.8+0.11+0.02
mm
尺寸a2=400-0.62mm
A2凹=（a2-xΔ）+δ凹=（40-0.5×
0.62）+
0.62=39.69+0.16=39.6+0.25+0.09mm
尺寸a3=50-0.30mm
A3凹=（a3-xΔ）+δ凹=（5-0.5×
0.30）+
0.30=4.85+0.08=4.8+0.013+0.05mm
尺寸a4=52.60-0.74mm
A4凹=（a4-xΔ）+δ凹=（52.6-0.5×
0.74）+
0.74=52.23+0.18=52.2+0.21+0.03mm
尺寸a5=104.60-0.87mm
A5凹=（a5-xΔ）+δ凹=（104.6-0.5×
0.87）+
0.87=104.16+0.22=104.1+0.28+0.06mm
尺寸a6=210-0.52mm
A6凹=（a6-xΔ）+δ凹=（21-0.5×
0.52）+
0.52=20.74+0.13=20.7+0.17+0.04mm
尺寸a7=1800-1mm
A7凹=（a7-xΔ）+δ凹=（180-0.5×
1）+
1=179.5+0.250mm
尺寸b1=26+0.520mm
B1凹=（b1+xΔ）-δ凹=（26+0.5×
0.52）-
0.52=26.26-0.13=26.3-0.04-0.17mm
尺寸b2=16+0.430mm
B2凹=（b2+xΔ）-δ凹=（16+0.5×
0.43）-
0.43=16.215-0.11=16.3-0.08-0.19mm
尺寸b3=4+0.300mm
B3凹=（b3+xΔ）-δ凹=（4+0.5×
0.30）-
0.30=4.15-0.08=4.2-0.05-0.13mm
尺寸c1=2
0.125mm
C1凹=c1
1/2δ凹=（6
1/2×
1/4×
0.25）=2
0.03mm
尺寸c2=6
0.15mm
C2凹=c2
0.3）=6
0.04mm
落料凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙0.1～0.14mm，采用数控线切割机床分别切割凸模和凹模，其切割程序由编制切割程序保证。
列出工件尺寸、凹模尺寸和凸模尺寸见表3-1，凸模配合尺寸见图3-3。
表3-1凸、凹模尺寸表（mm）
工件尺寸
凹模尺寸
凸模公称尺寸
10
9.8+0.11+0.02
9.8
40
39.6+0.25+0.09
39.6
5
4.8+0.013+0.05
4.8
52.6
52.2+0.21+0.03
52.2
104.6
104.1+0.28+0.06
104.1
21
20.7+0.17+0.04
20.7
1800-1
179.5+0.250
179.5
26+0.520
26.3-0.04-0.17
26.3
16+0.430
16.3-0.08-0.19
16.3
4+0.300
4.2-0.05-0.13
4.2
2
0.125
2
0.03
0.15
6
0.04
图3-3凸模配合尺寸
3.2确定各主要零件结构尺寸
3.2.1凹模结构设计
凹模板厚H的确定：
按经验公式，其中b=180mm，查表K=0.18，所以凹模厚度H=Kb=0.18×
180=32.4mm,取整数H=32mm。
凹模壁厚C：
C=2H～3H=2×
32～3×
32=64～96mm，取C=70mm。
凹模长度=b+2C=180+2×
70=320mm。
凹模宽度=104.6+2×
C=104.6+2×
70=244.6mm。
冷冲模架的种类繁多，常见的有以下几种：
第一类是滑动导向模架，有对角导柱模架、后侧导柱模架、中间导柱模架和四导柱模架；
第二类是滚动导向模架，有对角导柱式和四导柱式两种。
选用模架时，应充分了解各类模架的特点和应用范围，了解制件精度要求高低、产量多少、模具间隙的大小、制件的材料性质、形状尺寸及送料方式等，此外根据凹模面积的大小，还要考虑模架要有一定的安装送料装置、废料清理等辅助装置的空间，以及安装固定到压力机上留有足够面积。
为便于选取标准模架查标准选取对角导柱标准模架：
315×
250×
215～250GB/T2851.1-90。
所以凹模的外形尺寸取315mm×
250mm×
32mm。
落料凹模采用整体式结构，凹模刃口形状选用直壁刃口，刃口高度取10mm，台阶孔比型孔单边扩大1mm。
可通过先用线切割的方法加工出凹模板的直壁型孔，再用腐蚀加工的方法获得1mm的单边间隙。
3.2.3卸料和出件方式的设计
弹压卸料装置是由卸料板通过卸料螺钉和弹性元件等装在模具上组成的。
模具为闭合状态时，弹簧被压缩，当上模开启时，包在凸模上的料在弹性回弹力的作用下推动卸料板被卸下，因此自由状态下的弹压卸料板总是高出凸模底面一定高度。
这样冲压开始时先压住料，然后再冲压；
冲压结束后，料被顺利地卸下。
本设计卸料装置选择弹性卸料，这样有利于提高模具的使用寿命，和加工精度。
卸料板外形尺寸：
与凹模外形一致，厚度需大于15mm，在（0.6～0.8）H之间取25mm
卸料板与凸模之间单边间隙一般为0.1～0.3mm，所以取H11/h11的间隙配合，为可靠卸料，弹压卸料板应高出凸模0.2～0.5mm。
因凹模在下模座，为了冲压件有较好质量，采用弹性顶件的出件方式。
顶件板外形与凹模周界一致，配作成H11/h11间隙配合，取厚度为12mm。
3.2.4垫板的设计
垫板的作用是承受凸模所传递的压力，防止模座被压损伤，因此在与模座接触面之间加上一块淬硬磨平的垫板，垫板的外形尺寸与凸模固定板相同，厚度可取4～12mm，故取垫板厚12mm，外形与凹模外形一致凸模结构设计。
3.2.5凸模结构设计
凸模的固定方式：
由于凸模为非圆形、故采用直通式固定，与凸模固定板固定的部分采用H7/m6的过渡配合，以保证凸模的精确定位。
凸模固定板尺寸：
由凹模板尺寸可得出凸模固定板厚度（0.6～0.8）H=19.2～25.6mm取25mm所以其外形尺寸为315mm×
25mm
凸模长度：
因采用弹压卸料板凸模长度=h1+h2+t+h=25+25+1+15=66mm
h1凸模固定板厚度；
h2卸料板厚度；
t材料厚度；
h增加长度（10～20mm）。
3.2.6聚氨酯橡胶的选用
根据闭合状态下卸料板与凸模固定板的距离小于15mm，取橡胶高度20mm。
根据凸、凹模板的壁厚选橡胶直径60mm。
3.2.7定位零件的设计
结合本模具的具体结构，考虑到工件的形状，设置一个固定挡料销起定距的作用和四个活动导料销。
3.3闭合高度计算[8]
由于选用标准模架315×
215～250GB/T2851.1-90，其闭合高度为215～250mm。
闭合高度=上模座厚+上垫板厚+凹模厚+凸模长度+下摸座厚=50+12+32+66+60=220mm。
所以模架的闭合高度在所选标准模架的范围内，故所选择合理。
3.4压力机选择
由前面初选350KN压力机，模具闭合高度220mm，初选压力机最小闭合高度为200mm，最大闭合高度280mm，280-5≥220≥200+10mm,
所选压力机工作台尺寸610×
380mm；
设计模具尺寸445×
330mm。
故所选压力机为JC23-35型。
3.4.1模柄确定
由所选压力机可知模柄直径为d=50mm，采用压入式模柄，查表因上模板厚为50mm故模柄长度H为110mm。
3.5导柱导套选用
导柱的形状比较简单，外圆就是一根表面硬而耐磨的实心棒。
根据其结构特点可分为直通式导柱和阶梯式导柱；
根据其安装特点分为压入式导柱和可拆卸式导柱；
根据其导向功能分为滑动式导柱和滚动式导柱；
根据其制造特点分为标准型导柱和非标准型导柱；
根据其使用特点有独立式导柱和非独立式导柱。
根据本模具的特点选用滑动式导柱。
导套和导柱作为模架上一对导向副，总是配套使用，加工时也是研合配套一起，互不分离。
导套的种类和导柱十分相似，如按安装特点分有压入时导套、粘结式导套和可卸式导套三种；
按导向特点分有滑动式和滚动式两种；
按是否含有自润滑材料分不含自润滑材料的导套和含自润滑材料的导套两种。
考虑安装因素采用压入式导套，固定端的头部设计有引导部分，装配时起引导作用。
由于固定部分是过盈配合，考虑到装配时可能产生内孔收缩，所以上内径比下内径大0.5～1mm。
压入式导套因结构简单，制造方便而被广泛应用。
由所选的标准模架知：
导柱40×
200，GB/T2861.1；
导套A40H6×
125×
48GB/T2861.6；
导柱45×
导套A45H6×
48GB/T2861.6。
3.6模具总装图
3.6.1落料模装配图
图3-4落料模装配图
3.6.2落料模爆炸图
图3-5落料模爆炸图
4冲孔、切舌、胀形复合模设计
4.1冲孔部分设计
4.1.1冲孔凸模形式选择
因冲制小孔，采用阶梯凸模，其刚性较好，适用于尺寸1～15mm的小孔。
4.1.2预冲孔直径计算
在翻孔前，需在坯料上加工出待翻孔的预冲孔孔径如图4-1，由小螺纹底孔的变薄翻孔工艺计算公式[8]：
d0=d-2×
（H-0.43r-0.72t0）=6-2×
（2-0.43×
1-0.72×
1）=4.3mm（4-1）
故预冲孔直径为4mm。
图4-1预冲孔孔径示意图
4.1.3冲孔凸、凹模尺寸计算[8]
凸模长度尺寸应根据模具的具体结构，并考虑修磨、固定板与卸料板之间的安全距离、装配等的需要来确定。
冲裁间隙：
Zmin=0.1Zmax=0.14mm
凸、凹模分别按IT6和IT7级加工制造，
冲孔模凸、凹模尺寸计算：
d凸=（dmin+xΔ）0-δ凸=（4+0.5×
0.3）-0.08=4.15-0.08mm（4-2）
d凹=（d+zmin）=（dmin+xΔ+zmin）+δ凹0=（4.15+0.1）+0.0120=4.25+0.0120mm（4-3）
校核：
δ凸+δ凹<
=Zmax-Zmin=0.14-0.1=0.04mm
因有0.08+0.012=0.02<
0.04
满足间隙公差要求。
4.1.4冲孔定位尺寸计算[8]
L1=（Lmin+0.5Δ）
1/8Δ=（20.74+0.26）
1/8×
0.52=21
0.065mm（4-4）
L2=（Lmin+0.5Δ）
1/8Δ=12
0.43=12
0.054mm（4-5）
L1、L2如图4-2所示:
图4-2冲孔定位尺寸
4.1.4冲裁力计算[8]
F=Ltσb=3.14×
4×
450N=5652N（4-6）
4.1.5主要结构零件尺寸设计计算
凹模板尺寸：
H=kb=0.35×
4=1.4由于H>
=15mm取15mm。
15～3×
15=30～45mm。
卸料装置在模具设计中是个很重要的组成部分，常用的有固定卸料和弹性卸料两种形式，由于其结构不同，功能也不一样，固定卸料装置就是起卸料作用；
弹压卸料装置不仅冲压完后起卸料作用，冲压开始前还起压料作用，防止冲压过程中材料的滑移或扭曲，同时对小凸模还有导向保护等作用，因此模具的精度和使用寿命与卸料装置的结构、精度和强度有着直接的关系。
卸料板：
厚度需大于15mm。
垫板：
垫板厚一般为4～12mm。
凸模固定板：
（0.6～0.8）H取15mm。
因采用弹压卸料板凸模长度=h1+h2+t+h=15+15+1+15=46mm。
（4-7）
4.2胀形部分设计
图4-3为胀形示意图
图4-3胀形示意图
由所设计的胀形可知h=3mm；
r=1mm；
B=10mm；
α=15；
t=1mm
4.2.1胀形力计算[8]
由零件图知此胀形符合梯形肋的设计计算公式，
查得系数K=0.7～1;
；
加强肋周长L=60mm；
σb=450Mpa
故胀形力F=KLtσb=0.8×
60×
450×
1=21600N（4-8）
压力机公称压力P0>
=（1.6～1.8）P。
4.2.2胀形模零件的设计计算
凸、凹模单边间隙因一次成形、采用弹性压边装置故Z=1.05t=1.05mm
凸、凹模圆角半径的计算:
凹模圆角半径：
凹模圆角半径大于等于4t=4mm，故取r凹=4mm
凸模圆角半径：
凸模圆角半径不小于（2～3）tmm，故取r凸=2mm
凸、凹模工作部分尺寸的设计计算：
由要求可知制件尺寸公差IT14级
此工件要求的是内形尺寸，设计凸、凹模时，应以凸模尺寸为基准进行计算
凸模尺寸b1=10
0.18mmb2=12
0.215mm。
间隙取在凹模上，则凸模尺寸可标注凸模基本尺寸，不标注公差，但在技术要求中要注明按单面间隙配作。
4.3切舌部分设计计算
图4-4切舌示意图
图4-4所示为切舌凸模作用过程：
坯料被三边切开，一边弯曲。
4.3.1凸模刃口尺寸计算
由零件的尺寸及公差等级，设计的切舌凸模刃口尺寸及形状如图4-5所示
图4-5切舌凸模刃口尺寸
为使切舌根部不发生撕裂以及便于凹模加工需加凹模镶块，其尺寸及结构如图4-6所示。
图4-6凹模镶块尺寸
凹模刃口尺寸按凸模刃口尺寸配作，其尺寸及结构如图4-7所示。
图4-7凹模刃口尺寸
4.4模具总体结构及压力机的选择
由于切舌和胀形所需的压力机行程比冲孔所需的压力机行程大，所以上述的凸模应设计成阶梯式，以减小冲孔凸模进入凹模的深度。
在冲孔时，弹压卸料板要压紧工序件，以保护小凸模，防止出现小凸模折断现象。
4.4.1模架选择
模架是模具的主体结构，它是连接级进模所有零件的重要部件，模具的全部零件都固定在它的上面，并承受冲压过程中全部载荷。
模具的上、下模之间相对位置通过模架的导向装置稳定保持其精度，并引导凸模正确运动，保证冲压过程中凸、凹模之间的间隙均匀。
选用模架时，应充分了解各类模架的特点和应用范围，了解制件精度要求高低、产量多少、模具间隙的大小、制件的材料性质、形状尺寸及送料方式等，此外根据凹模面积的大小，还要考虑模架要有一定的安装送料装置、废料清理
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