毕业设计论文内燃机底座紧固垫片冲压模具设计.docx

资源描述

毕业设计论文内燃机底座紧固垫片冲压模具设计.docx

《毕业设计论文内燃机底座紧固垫片冲压模具设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计论文内燃机底座紧固垫片冲压模具设计.docx（70页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

毕业设计论文内燃机底座紧固垫片冲压模具设计.docx

毕业设计论文内燃机底座紧固垫片冲压模具设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：

引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：

理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：

任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：

按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

指导教师评阅书

指导教师评价：

一、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格□不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格□不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优□良□中□及格□不及格

4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优□良□中□及格□不及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

指导教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

评阅教师评阅书

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

评阅教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：

一、答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况

□优□良□中□及格□不及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优□良□中□及格□不及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

评定成绩：

□优□良□中□及格□不及格

教研室主任（或答辩小组组长）：

（签名）

年月日

教学系意见：

系主任：

（签名）

年月日

内燃机底座紧固垫片冲压模具设计

摘要

本设计主要介绍了内燃机底座紧固垫片冲孔、落料复合模设计的全过程。

通过对发动机垫片进行了详细的工艺分析、确定冲压工艺方案及模具结构形式，然后进行模具总体设计，再进行参数设计与计算。

在设计过程中除了设计说明书外，还完成模具的装配图，非标准零件的零件图。

关键词：

紧固垫片；冲压模具；CAD/CAM；设计

7.3.3凸凹模壁厚的确定29

1绪论

1.1概述

制造业是国民经济的基础、但零件在大批量生产中用人力加工很容易会造成效率低、资源浪费等。

而模具是国民经济的基础工业，使用模具加工零件效率高、质量较好。

特别是像垫片这种需要大批量的生产的零件就会遇到效率、质量较差等问题，所以要对垫片这一类零件进行模具设计及工艺分析，以克服效率低等问题。

好的模具设计是提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等重要保证。

工艺分析是保证产品质量、节约能源、降低成本，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测等的重要依据。

模具是现代工业生产中应用广泛的优质、高效、低耗、适应性很强的生产技术、或称成型工具、成型工装产品，是技术含量高、附加值高、使用广泛的新技术产品，是价值很高的社会财富，而对于生产锁扣这样大批量的产品，在现在这样的经济时代里我们不可能还采用低效的加工方法，这就是我们要用到冲压模具。

冲压模具：

是将板料加工成冲压零件的专用工艺装配。

模具作为高效率的成产工具的一种，是工业成产中使用极为广泛与重要的工艺装备。

冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。

冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。

模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。

我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。

一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竞争激烈。

在信息化带动工业化发展的今天，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，我国冲压模具必须尽快提高水平。

通过改革与发展，采取各种有效措施，在冲压模具行业全体职工的共同努力奋斗之下，我国冲压模具也一定会不断提高水平，逐渐缩小与世界先进水平的差距。

1.2选题背景及意义

模具制造的产品与生活息息相关，内燃机底座紧固垫片在生活中随处可见，随着需求增加，大批量生产是一种必然趋势。

而一套普通的金属垫片冲裁模的使用寿命达不到所期望的冲压次数。

其主要原因有模具结构不合理、模具加工工艺问题、加工设备精度、原材料的热处理。

所以要对垫片模具结构、模具加工工艺进行系统的设计，进而提高模具的使用寿命。

本次设计是在大学期间的最后一次设计，也是对大学三年所学知识的检验，

更是走上工作岗位前的一次练兵，因此，此次设计的意义深远。

此次设计完全采用电子文档和AUTOCAD绘图，因此这又是一次对CAD熟悉的过程，对毕业后直接操作CAD有很大的帮助。

此次设计的为复合模具，在冷冲模中占有相当大的比重，所设计的落料拉深冲孔复合模也是比较复合模具中的典型。

因此设计这一副模具可以对模具的设计有很深的理解，希望这次设计圆满顺利的完成。

2冲裁件的结构工艺性分析

2.1制件简介

如图2-1所示。

图2-1内燃机底座紧固垫片制件图

材料45钢，厚度2mm，大批量生产，未注公差为IT12。

2.2冲压工艺性分析

（1）材料：

45钢属于优质碳素结构钢经调质处理后具有良好的综合力学性能，具有较高的强度、硬度，又具有良好的塑性、韧性；该钢属于中碳钢是优质碳素结构钢中应用最广的一类。

（2）结构：

如图所示，其厚度为2mm，零件大小适中，外形简单，无尖角，对冲裁加工较为有利。

零件中有一个圆孔，孔的直径尺寸为45mm，满足冲裁最小孔径dmin≥1.0t=2mm的要求，所以该零件的结构满足冲裁要求。

（3）尺寸精度：

零件上,由公差表查得：

孔的公差要求属于IT12级，落料件公差要求属于IT12，所以普通冲裁可以达到零件的精度要求。

对于未注公差尺寸，属于自由尺寸，按IT14精度等级查取。

经查公差表冲孔尺寸公差为：

。

（4）生产批量：

大批。

结论：

制件可以进行冲裁，制件要大批量生产，应重视模具材料和结构，保证模具的复杂程度和寿命。

表2-1标准公差数值（摘自GB/T1800.3-1998）

公差等级

IT4

IT5

IT6

IT7

IT8

IT9

IT10

IT11

IT12

IT13

IT14

基本尺寸/mm

/μm

/mm

≤3

>3～6

>6～10

>10～18

>18～30

>30～50

>50～80

>80～120

>120～180

>180～250

>250～315

>315～400

>400～500

100

115

130

140

155

100

120

140

160

185

210

230

250

110

130

160

190

220

250

290

320

360

400

0.10

0.12

0.15

0.18

0.21

0.25

0.30

0.35

0.40

0.46

0.52

0.57

0.63

0.14

0.18

0.22

0.27

0.33

0.39

0.46

0.54

0.63

0.72

0.81

0.89

0.97

0.25

0.30

0.36

0.43

0.52

0.62

0.74

0.87

1.00

1.15

1.30

1.40

1.55

结论：

该冲裁件根据其使用要求及价格成本选择合适的冲裁加工精度IT12，其材料为45钢，综合力学性能较好，根据其相应的冲孔、落料尺寸，以及生产批量大等特点，故该制件比较适合于冲裁加工。

3确定工艺方案及模具的结构形式

3.1工序性质和数量

工序性质：

在冲压加工中，工艺性质是指冲压件所需的工序种类，剪裁、落料、冲孔、切边等属于分离工序；弯曲、拉深翻边等属于成型工序。

冲压工序性质的确定主要取决于冲压件的形状尺寸和精度要求，及冲压变形规律及某些条件的限制。

数量：

根据零件图纸分析需经过落料、冲孔等工序；在保证工件质量，生产率和经济性要求的前提下，工序数量应尽可能的减少，由于制件精度要求较高，因此采用复合模。

3.2冲裁方案的分析、确定

（1）工艺方案

在冲裁工艺分析和技术经济分析的基础上，根据制件的特点确定工艺方案。

根据制件的工艺分析，该工件包括冲孔、落料二个基本工序，可以有以下三种工艺方案：

方案一：

先落料，再冲孔，单工序模；

方案二：

先冲孔，后落料，级进模；

方案三：

落料、冲孔同时进行，复合模。

（2）工艺方案的确定

方案一：

具结构简单，但需要两道工序，即两幅模具，生产效率低，难以满足该大批量生产，故不宜采用。

方案二：

冲压件的形状位置和尺寸精度容易保证，且生产效率高，只是一副模具。

但较复杂，并且在送料方向上模具的长度会很长，很浪费材料，也增加了模具的加工难度，并且制造精度高、周期长、成本高，材料利用率较其它低，故不宜采用。

方案三：

一副模具，生产效率高，冲压件的精度及其模具制造精度比方案三稍低，为保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销或导料板和挡料销，不过在送料方向上的外形比方案三要短些，在一定程度上降低了模具的加工难度，故此方案比较合适。

通过对上述三种方案的的分析比较，因为该制件的精度要求不高，用于大批生产。

所以该制件的冲压生产采用方案三，复合冲裁模为佳。

4模具总体结构设计

4.1模具类型的选择

由冲压工艺分析可知，该模具采用复合冲压模。

因其结构简单、精度要求较高，孔边距较大，可以采用复合模方案：

方案一：

正装式复合模，该模具适用于冲制材料交软的或者板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，还可以冲制孔边距较小的冲裁件。

但是正装式复合模结构复杂，自动化程度低。

方案二：

倒装式复合模，倒装式不宜冲制孔边距较小的冲裁件，但倒装式复合模结构简单，又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件。

卸料可靠，便于操作，并为机械化出件提供了有利条件，故应用广泛。

结论：

根据以上比较，再根据垫片的实际结构，尺寸精度等，选择模具类型为倒装式复合模。

4.2送料方式的选择

由于零件的生产批量是大批量及模具类型的确定，合理安排生产可采用前后自动化送料方式。

4.3定位方式的选择

（1）因为该模具采用的是条料，控制条料的送进导向可选方案：

方案一：

导料销，其结构简单是标准件，导料销导向定位多用于单工序模和复合模中。

方案二：

导料板，其结构简单是标准件，导料板导向定位多用于单工序级进模。

结论，综上所述，该模具适用方案一，用导料销导向。

（2）控制条料的送进定距方案有：

方案一：

固定挡料销。

其结构简单，制造容易，广泛用于冲制小型冲裁件的挡料定距，其缺点是销孔离凹模刃壁较近，削弱凹模的强度。

方案二：

活动挡料销。

其结构简单，制造容易，应用广泛。

送料时不用抬板，方便送料。

结论：

经方案比较，选择方案二，活动挡料销。

4.4卸料方式的选择

卸料方式的方案选择有：

方案一：

刚性卸料装置。

该装置的卸料力大，卸料可靠。

因此，当冲裁板料厚度（大于0.5mm）卸料力较大，平直度要求不高的冲裁件时，一般采用固定卸料装置。

方案二：

弹性卸料装置，该装置即起到卸料作用又起到压料作用，所得冲裁件质量较好，平直度较高，因此质量要求较高的冲裁件或者薄板冲裁宜用弹性卸料装置。

方案三：

废料切刀，对于落料或者成型件的切边。

宜用于冲制尺寸大，卸料力大的冲裁件。

结论：

根据以上三种方案的对比，该模具的卸料方式适用于方案二，采用弹性卸料装置。

4.5出件装置的选择

推件装置分为刚性推件装置和弹性推件装置两种方案。

方案一：

刚性推件装置，由打杆和推件块组成。

推件力大，工作可靠，也比较常用。

方案二：

弹性推件装置，同时兼压料、卸料作用，出件力不大，但出件平稳无撞击，冲件质量高，多用于大型薄板以及工件精度要求较高的模具。

结论：

由于零件厚为2m，精度等级要求不是很高，故采用刚性推件装置。

4.6标准模架和导向方式的选择

模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定其上，并承受冲压过程的全部载荷。

上下模间的精确位置，由导柱、导套的导向实现。

方案一：

采用对角导柱模架。

由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。

常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。

方案二：

采用后侧导柱模架。

由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。

因为导柱安装在后侧，操作者可以看见条料在模具中的送进动作。

但是不能使用浮动模柄。

方案三：

四导柱模架。

具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。

常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件及大量生产用的自动冲压模架。

方案四：

中间导柱模架。

导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。

只能一个方向送料。

（a）下模座（b）导柱（c）导套（d）上模座

图4-1导柱模架

根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，采用后侧导柱模架，操作者可以看见条料在模具中的送进动作。

由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便，并能满足工件成型的要求，即方案二最佳。

5工艺参数计算

5.1排样方式的选择

排样是指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法，排样合理与否不但影响材料的经济利用，还影响制件的质量、模具的寿命、制件的生产率和模具的成本等技术、经济指标。

5.1.1排样方式的类型

根据材料经济利用程度，排样方法可以分为有废料、少废料和无废料排样三种，根据制件在条料上的布置形式，排样又可以分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多重形式。

采用少、无废料排样法，材料利用率高，不但有利于一次冲程获得多个制件，而且可以简化模具结构，降低冲裁力，但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差的影响，所以模具冲裁件的公差等级较低。

同时，因模具单面受力（单边切断时），不但会加剧模具的磨损，降低模具的寿命，而且也直接影响到冲裁件的断面质量。

根据设计的零件的形状、厚度、材料等方面的全面考虑，排样方法只能采用有废料直排法，且节省材料。

如图所示：

图5-1排样示意图

5.1.2搭边值的确定

搭边：

排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。

搭边的作用：

补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。

搭边是废料，从节省材料出发，搭边值应愈小愈好。

但搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还会拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命或影响送料工作。

搭边值通常由经验确定，表5-1所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。

表5-1常见冲裁材料的搭边值

材料厚度

圆件及r>2t的工件

矩形工件边长L<50mm

矩形工件边长L>50mm

或r<2t的工件

工件间a1

沿边a

工件间a1

沿边a

工件间a1

沿边a

<0.25

0.25～0.5

0.5～0.8

0.8～1.2

1.2～1.6

1.6～2.0

2.0～2.5

2.5～3.0

3.0～3.5

3.5～4.0

4.0～5.0

5.0～12

1.8

1.2

1.0

0.8

1.0

1.2

1.5

1.8

2.2

2.5

3.0

0.6t

2.0

1.5

1.2

1.0

1.2

1.5

1.8

2.2

2.5

2.8

3.5

0.7t

2.2

1.8

1.5

1.2

1.5

1.8

2.0

2.2

2.5

3.5

0.7t

2.5

2.0

1.8

1.5

1.8

2.0

2.2

2.5

2.8

3.2

4.0

0.8t

2.8

2.2

1.8

1.5

1.8

2.0

2.2

2.5

2.8

3.2

4.0

0.8t

3.0

2.5

2.0

1.8

2.0

2.2

2.5

2.8

3.2

3.5

4.5

0.9t

根据制件厚度与制件的排样方法可以查表5-1得，搭边值工件间a1为1.5mm，a为1.8mm。

5.1.3条料宽度的确定

根据模具结构，可分为有侧压装置模具和无侧压装置模具，侧压装置是用于压紧送进模具的条料，使条料不至于侧向窜动，以利于稳定地加工生产。

在零件生产过程中，条料会收到毛刺、机械加工误差等的影响，条料送料开始时有可能出现轻微的上下偏差，因此把条料宽度当成无侧压冲裁时的方式计算，公式如下：

（5-1）

式中：

B-条料宽度；

D-条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；

a-侧搭边的最小值，见表5-1；

-条料宽度的单向（负向）偏差，见表5-2；

C-导料板与最宽条料之间的间隙，其最小值见表5-3。

表5-2条料宽度偏差mm

条料宽度b

材料厚度t/mm

0～1

1～2

2～3

3～5

～50

50～100

100～150

150～220

220～300

0.4

0.5

0.7

0.8

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

0.9

1.0

1.1

1.2

1.3

表5-3导料板与条料之间的间隙mm

材料厚度t

无侧压装置

有侧压装置

条料宽度B（mm）

<100

≥100～200

≥200～300

<100

≥100

0～0.5

0.5～1

1～2

2～3

3～4

4～5

0.5

展开阅读全文