轴盖复合模的设计与制造毕业设计论文Word文件下载.docx
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1.冲压件的工艺分析1
2.工艺方案的确定2
3.工艺参数的计算3
3.1毛坯的尺寸计算3
3.1.1毛坯翻边预制孔的直径3
3.1.2毛坯的直径3
3.2排样及材料利用率的计算4
3.3各部分工艺力的计算5
3.3.1冲孔力计算5
3.3.2落料力的计算5
3.3.3翻边力的计算6
3.3.4推件力的计算6
3.3.5卸料力计算7
3.4计算压力中心7
3.5主要工作部分尺寸计算7
3.5.1冲孔刃口尺寸计算7
3.5.2落料刃口尺寸的计算9
3.5.3翻边的工作部分尺寸计算9
4.冲压设备的选择11
5.模具总体结构的设计12
5.1绘制模具总体结构草图12
5.2模具结构的设计，确定结构件的形式13
5.2.1卸料零件计算13
5.2.2定位零件的确定14
5.2.3卸料装置的确定15
5.2.4推件装置的设计15
5.2.5顶杆的确定15
5.2.6模柄的确定15
5.2.7固定板的设计16
5.2.8垫板的设计与标准16
5.3模架的选择16
6.模具的动作过程17
7.模具主要零件结构设计的分析18
7.1冲孔凸模设计18
7.2落料凹模的设计19
7.3凸凹模的设计19
7.4翻边成型模的设计20
8.模具图样设计21
9.模具装配与调试23
9.1对于导柱复合模装配，应以凸凹模作为装配基准件23
9.2模具装配过程见下页表23
10结论25
参考文献26
致谢27
前言
在冲压生产中，常常将几个单工序冲压过程集中在一副模具中完成，这种在压力机的一次工作行程中，在一副模具的同一工位同时完成两种或两种以上基本工序的模具就称为复合模具。
冷冲压是一种先进的金属加工方法，与其它加工方法（切削）比较，它有以下特点：
1．它是无屑加工被加工的金属在再结晶温度以下产生塑性变形．不产生切屑，变形中金属产生加工硬化。
2．所用设备是冲床冲床供给变形所需的力。
3．所用的工具是各种形式的冲模冲模对材料塑性变形加以约束，并直接使材料变成所需的零件。
4．所用的原材料多为金属和非金属的板料。
冷冲压与其它加工方法比较，在技术上、经济上有许多优点：
1．在压床简单冲压下．能得到形状复杂的零件．而这些零件用其它的方法是不可能或者很难得到的。
如汽车驾驶室的车门、顶盖和翼子板这些具有流线型零件。
2．制得的零件一般不进一步加工，可直接用来装配，而且有—定精度，具有互换性。
3．在耗料不大的情况下。
能得到强度高、足够刚性而重量轻、外表光滑美观的零件。
4．材料利用率高，一般为70一85％。
5．生产率高，冲床冲一次一般可得一个零件．而冲床一分钟的行程少则几次，多则几百次。
同时，毛坯相零件形状规则，便于实现机械化和自动化。
6．冲压零件的质量主要靠冲模保证．所以操作方便，要求的工人技术等级不高，便于组织生产。
1.冲压件的工艺分析
由工件图看，该工件需要内外缘同时翻边，翻边高度为4mm，由计算可知最大翻边高度为
=5.93mm,由此可知设计翻边时可一次翻边完成，无需拉深。
由于产品批量较大，不宜采用单一工序生产，且不易保证内外缘的同心度。
而用级进模结构复杂。
采用复合模可一次完成落料、冲孔、内外缘翻边。
因为该工件是轴对称件，材料厚度仅为1.0mm，冲裁性能较好。
为了减少工序数经对该工件进行详细分析，并查阅有关资料后，可采用复合模一次压制成形。
该工艺特点是首先进行落料，再冲孔，最后翻边成形。
采用这种方法加工的工件外观乎整、毛刺小、产品质量较高，而且大大提高了生产效率。
所以经分析，决定设计复合摸来完成此工件的加工。
图1
2.工艺方案的确定
计算翻边前是否需要进行拉深，这要核算翻边的变形程度，由模具设计手册查的极限翻边系数：
=0.62,则可只允许的最大翻边高度
为：
式中
—最大翻边高度
D—翻边直径
r—圆角半径
t—材料厚度
则
=5.93mm
零件竖直高度H=4mm<
=5.93mm
所以翻边时可一次翻边成型，无需进行拉深。
根据以上分析计算，冲压零件需要的基本工序是落料、冲孔、内翻边、外翻边。
根据以上基本工序，可拟定以下几个冲压工艺方案：
方案一：
落料、冲孔同步、内翻边与外翻边同步。
方案特点是内翻边与外翻边同时进行使模具制造复杂，使冲孔凹模与内外翻边凸凹模做为一体，不但节省材料，也使模具结构紧凑，并提高制造精度。
方案二：
落料、冲孔、内翻边与外翻边同步。
方案特点是：
与第一方案相比因落料与冲孔分步进行可进小冲裁力，但降低了冲裁速度。
方案三：
落料、冲孔同步，内翻边、外翻边分步进行。
方案特点是模具制造比较简单，模具使用寿命较高，但精度低。
分析比较以上三种方案，可以看到选用第一种方案比较合理。
3.工艺参数的计算
3.1毛坯的尺寸计算
3.1.1毛坯翻边预制孔的直径
=D-2（H-0.43r-0.72t）
式中D—翻边直径（按中线计）（mm）;
H—翻边高度（mm）,H=4mm;
r—竖边与凸缘的圆角半径（mm），r=1.0mm;
t—料厚（mm），t=1.0mm.
D=24mm+1.0mm=25mm
=25-2（4-0.43×
1.0-0.72×
1.0）=19.3mm
3.1.2毛坯的直径
按等面积原则，用解析法求该工件的毛坯直径
.可将工件分为圆柱、1/4球环、圆三个简单几何体，他们的面积分别计算如下：
=πd（H-r）
=3.14×
37×
（4-1）
=38.727mm²
=πr[π（d-2r）+4r]/2
1[3.14×
（37-2×
1）+4×
1]/2
=178.823mm²
=π/4（d-2r）²
1）²
/4
=961.16mm²
据等面积原则：
=38.727+178.3823+961.16
=1179.175mm²
毛坯的面积A毛坯=πD²
将
代入上式得：
D=
=43.55mm
3.2排样及材料利用率的计算
排样时工件之间，以及工件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。
搭边的作用是补偿条料的定位误差，保证冲出合格的工件。
搭边还可以保持条料有一定的刚度，便于送料。
搭边是废料,从节省材料出发，搭边值应愈小愈好。
但过小的搭边容易挤进凹模，增加刃口磨损，降低模具寿命，并且也影响冲裁件的剪切表面质量。
一般来说，搭边值是由经验确定的，下表列出了冲裁时常用的最小搭边值。
考虑到操作方便及模具结构，故采用单排排样设计。
由下表2-1查的搭边值
=1.5,
=1.5.
表3-1冲裁金属材料
料厚
手送料
自动送料
圆形
非圆形
往复送料
—1
1.5
2
3
＞1—2
2.5
3.5
＞2—3
4
条料宽度B=
+2×
1.5=43.55+2×
1.5=46.55mm
条料送进步距S=
+1.5=43.55+1.5=45.05mm
材料利用率计算：
一个步距内的材料利用率η为：
式中：
A—一个步距内冲裁件面积（包括冲出的小孔在内）（mm）
B—条料宽度（mm）
S—步距（mm）
=57%
6.模具的动作过程
工作时，将毛皮条料放入弹性卸料板3上，有挡料销定位，上模下行，冲孔凸模6进行冲孔，同时落料凹模9完成落料动作，上模继续下行时，翻边成型模10与凸凹模14进行翻边。
滑块运行到下死点，对工件进行整修。
冲压工序完毕后开模，如工件滞留在下模，有橡胶将工件顶出，如工件滞留在上模，有顶出器顶出。
7.模具主要零件结构设计的分析
7.1冲孔凸模设计
根据冲压件的的形状和尺寸，冲孔凸模采用整体式的直通式（主要由于模具安装的空间限制而采用直通式），截面形状是圆形，刃口形状为平刃。
凸模材料：
Cr12MoV
由于冲件形状已决定了横向尺寸和形状，所以在一般情况下，凸模的强度是足够的，但是，对于特制细长的凸模和板料厚度大的情况，才需要进行压应力和弯曲应力的校核，检查其危险面尺寸和自由长度是否满足强度要求。
压应力校核公式：
表7-1
圆形凸模
≥4tτ/[σ
]
非圆形凸模
≥F/[σ
弯曲应力的校核：
表7-2
无导向装置
≥95
/
425
带导向装置
≥270
1200
－凸模最小直径（mm）
T－材料厚度（mm）
I－材料抗剪强度（MPa）
－凸模最窄处的截面积（mm2）
F－冲裁力
T－凸模材料许用压力（MPa）
D－凸圆最小直径（mm）
I－凸模最小截同的惯性矩（mm4）
冲孔凸模是直通式最小直径是19.3mm,进行冲裁的板料厚度为1mm。
既不属于细长杆，又不属于板料厚的零件，所以凸模的强度足够不需进行压应力和弯曲应力的校核。
冲孔凸模的固定方式，采用螺钉吊装固定。
直通式凸模为方便固定板型孔的加工，则采用M7/h6的基轴制过渡配合。
7.2落料凹模的设计
凹模是在冲压过程中，与凸模配合直接对冲制件进行分离或成型的工作零件。
凹模的材料选取：
刃口形式：
选用刃口，根据冲裁件的形状、厚度、尺寸精度以及模具的具体结构决定，采用刃口形式为直通式。
凹模外形尺寸：
凹模的外形尺寸是指其平面尺寸和厚度，凹模的外形一般为圆形和矩形两种。
因冲裁件属于中小型工件，故采用圆形凹模。
由于冲裁时凹模受力状态比较复杂，目前还不能用理论方法精确的计算，必须中和考虑各方面因素，在实际生产中首先采用经验公式确定.
凹模的高度和厚度通过经验公式计算。
凹模高度计算公式：
h=k×
d
=0.35×
43.55
=15.24（mm）
凹模厚度计算公式：
c=（1.5~2）h
=（1.5~2）×
15.24
=22.86~30.48（mm）
h—凹模高度（mm）（
15mm）
k—系数
d—最大直径（mm）
c—凹模厚度（mm）,（
30~40mm）
由于结构需要选取凹模高度h=40mm，凹模厚度c=37.5mm。
落料凹模的固定方法：
采用上模固定板固定，与固定板采用H7/m6过渡配合，上端带台肩，以防拉下。
7.3凸凹模的设计
复合模中同时具有落料凹模和冲孔凸模的作用的工件零件。
凸凹模工作面的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸。
因此从强度方法考虑，其壁厚应受最小值限制。
凸、凹模壁厚于模具结构有关：
当模具采用正状结构时，内孔不积存废料，胀力小，最小壁厚可以小些；
当模具为倒装结构时，若内孔为直通形刃口形式，且采用下漏料方式，则内孔积存废料，胀力大，故最小壁厚应大些。
不积聚废料的凸凹模的最小壁厚：
1.对黑色金属硬材料约为工件料厚的1.5倍，但不小于0.7mm。
2.对有色金属和软材料的工件约等于工件料厚，但不小于0.5mm。
积聚废料凸凹模的最小壁厚：
目前一般按经验数据确定，倒装复合模的凸凹模最小壁厚列于表2-7。
表7-3倒装复合模的冲裁凸凹模的最小壁厚
料厚t（mm）
0.4
0.5
0.6
0.7
最小壁厚a（mm）
1.4
1.6
1.8
2.0
0.8
0.9
1.0
1.2
2.3
2.7
3.2
轴盖冲模采用倒装复合模，冲裁凸凹模内孔有废料积聚，经查表，最小壁厚为2.7。
由工件图可知，凸凹模的壁厚为10mm大于最小壁厚，满足要求。
（如图2-5）
上部的成型凸凹模属于不积聚废料的凸凹模。
故最小壁厚约等于工件料厚。
即：
最小壁厚为1.0mm，凸凹模的壁厚为2.3mm大于最小壁厚，满足要求。
7.4翻边成型模的设计
翻边成型模是凸凹模的一种，故设计与凸凹模相似。
属于不积聚废料的凸凹模，故最小壁厚约等于1.0mm，成型模的壁厚为5.0mm大于最小壁厚，满足要求。
（如图2-4）
固定方法：
采用与落料凹模H7/K6的过渡配合，在与上模固定板配合。
8.模具图样设计
备料清单
标准件
序号
零件名称
实际尺寸
数量
材料
1
上模座
200×
200
HT200
下模座
圆柱头内六角螺钉
M10×
22
45
M8×
50
40
卸料螺钉
Ф8×
6
5
圆柱销
52
44
Ф5×
16
挡料销
Ф4
7
导柱
Ф22×
130
20
8
导套
60×
33
9
模柄
Ф40×
60
Q235
10
弹簧
D20×
55
65Mn
11
硬橡胶圈
18.5
硬橡胶
非标准件
硬度（淬火）
弹性卸料板
130×
13
冲孔凸模
Ф25×
HRC58-60
垫板
HRC43-48
上模固定板
135×
28
打杆
Ф20×
95
45
落料凹模
Ф70×
HRC60-62
成型模
Φ55×
HRC58-62
顶出器
Ф35×
30
推板
凸凹模
Ф60×
压料器
12
卸料板
Ф45×
顶杆
Ф10×
Cr6WV
HRC50-56
14
下模固定板
Ф90×
9.模具装配与调试
9.1对于导柱复合模装配，应以凸凹模作为装配基准件
先将装有凸凹模的固定板用螺栓和销钉安装、固定在指定的模座的相应位置上；
再按凸凹模的内形装配、调整冲孔凸模固定板的相对位置，使冲孔凸、凹模间的间隙趋于均匀，用螺钉固定；
然后再以凸凹模的外形为基准，装配、调整落料凹模相对凸凹模的位置，调整间隙，用螺钉固定。
再安装其它的零件。
安装顺序：
1、组件装配
模架的组装，模柄的装入，凸模及凸凹模在固定板上的组装
2、总装配
先装上模，再以上模为基准装下模
3、调整凸凹模的间隙
4、安装其它辅助零件
5、检查、试件
9.2模具装配过程见下页表
装配过程：
工序
工艺说明
1、
检查零件及组件
检查冲模各零件及组件是否符合图样要求，并检查凸凹模间隙的均匀程度，各辅助零件是否配齐
2、
装配上模
1、先将模架组装好，即推板13放入上模座7内型腔，打杆14与模柄15的组合体放入上模座里并用螺钉16固定。
2、把落料凹模10、成型模11装入上模固定板4中，再将其磨平。
将顶出器12装入与成型模11相配。
冲孔凸模6有螺钉18固定在垫板上，使其与顶出器12配合间隙均匀，并保证其垂直度，打入销钉17。
3、垫板8、上模固定板4和上模座7用内六角螺钉20固定连接，用凸凹模24对冲孔凸模6和落料凹模10、成型模11初找正其位置，进行调整，紧固螺钉20。
4、按上模固定板4上的螺纹孔配作上模各零件的螺纹过孔。
5、拆开后分别进行扩孔、铰孔，然后再用螺钉连接起来，用压板压紧，钻销孔，打入销钉。
3、
装配下模
1、在下模座1的内型腔放入橡胶28和卸料板26，凸凹模24装入下模固定板30，保证其同轴度。
压料器25、顶杆27装在凸凹模24上。
2、将其凸凹模24、下模固定板30、压料器25、顶杆27的组合体与下模座1、橡胶28、卸料板26的组合体安装，用螺钉29固定。
3、合上冲模，使凸凹模24的间隙均匀，进行调整。
紧固螺钉，用压板压紧，钻销孔，打入销钉23。
4、安装弹压卸料板3，卸料螺钉22，弹簧21，进行调整使弹性卸料板与下模座平行。
5、安装其它零件。
4、
试冲与调整
1、切纸试冲
2、装机试冲
10结论
本次毕业设计历时三个多月，是四年来规模最大、时间最长的一次设计。
此次设计无论工作量还是涉及到的知识面都很大，需要用广泛的知识进行综合处理与分析。
是对毕业生这四年来的学习成果的考验和总结，同时也让我深深体会到自身存在的许多不足之处，这也是今后在社会上学习的一种动力，我将会不断地学习，不断的充实自己。
参考文献
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致谢
通过这次的模具设计，深刻感受到理论与实践相结合的重要性，使我对模具有了更深的了解，尤其是对冷冲模的发展、分类、结构组成及工作原理。
实际制作模具更是一项艰难的工作，很多工作都是靠经验的，也学到了书本上是学不到的。
这段日子里，我觉得自己过的很充实。
学到了很多知识，不仅掌握了许多新的知识，并且对专业知识加深了巩固，这一切都离不开老师们的指导，经常询问我们毕业设计的进展情况，以及有何困难，不断指导，在此我向导师代洪庆老师致以最真诚的感谢！
通过毕业设计虽然使我得到了很大的收获，但是对于我初学者来说，经过查阅了大部分的资料，对于真正的模具设计来说是有限的，是欠缺的。
因此，在我们的设计图纸和说明书中，存在着很多不足之处，希望老师在审阅时，给予指证，帮助我们更好的进步。
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