冲压模具课程设计.docx

1、冲压模具课程设计正文一、制动盘的工艺分析与工艺方案1.制动盘的零件图(1)制动盘的二维图如图1所示图1 制动盘的二维图(2)制动盘的三维图如图2所示图2 制动盘的三维图2.制动盘的工艺分析(1)制动盘的材料：制动盘的材料是08钢，具有较好的拉深性。(2)制动盘的结构：制动盘为无缘的圆盘形件，该零件涉及落料、冲孔、拉深、反拉深的内容，未注圆角半径r=4mmt=2mm,满足拉深工艺要求,零件上的孔边距大于最小孔边距，符合冲裁工艺要求，故可采用冲裁模进行加工。(3)尺寸精度：零件图上所有未注尺寸为自由公差，取IT14级。查公差测量与互换性技术表3-2可得各尺寸公差为：零件外形:90 0 -0.87、

2、8 0 -0.36、50 0 -0.62、134 0 -0.98、18 0 -0.43零件内形：20+0.52 0结论：适合冲裁、拉深。 3.制动盘的工艺方案(1)该制动盘的加工包括冲孔、拉深、反拉深三个基本工序。可以用以下几种工艺方案：1 落料拉深，反拉深冲孔，采用单工序模生产。2 落料、冲孔拉深，反拉深复合，采用复合模生产。3 冲孔落料拉深，反拉深，采用级进模生产。(2)方案分析：方案：每一个工步都需要单独一套模具加工，这样增加了模具的数量，生产效率低，难以保证大批量生产的需求。方案：由于此制动盘零件的拉深和反拉深程度大，采用复合模不易一步实现，可能出现拉破的现象。方案：首先采用级进模冲孔

3、、落料、拉深，然后采用反拉深可以实现零件的加工，且有利于自动化生产。(3)综上所述：选用方案。4.制动盘拉深工序零件图(1)制动盘拉深工序的二维零件图如图3所示图3 制动盘拉深工序二维图(2)制动盘拉深工序的三维零件图如图4所示图4 制动盘拉深工序三维图二、制动盘的工艺设计与计算1.制动盘的毛坯尺寸查冲压工艺与模具设计表4-2，可计算制动盘展开的毛坯尺寸：D=+ = =188(mm)式中：d为制动盘外形尺寸；H为制动盘总高度；h1为上凸圆高度；h2为下凸圆高度；d1为上凸圆尺寸；d2为下凸圆尺寸。2.确定修边余量该件h=18mm,d=134mm。所以相对高度h=h/d=18/134=0.134

4、mmt=2mm。所以制动盘拉深时不需要修边余量。3.排样图的设计查冲压工艺与模具设计表2-10，确定搭边值：两工件间的搭边：a=1.5mm工件边缘搭边：a1=2mm.步距为S=D+a=188+1.5=189.5mm条样宽度B=(D+2a1)=(188+22)=192mm排样图如图5所示图5 制动盘排样图一个步距内的材料利用率=A/BS100=3.14（942-102）/(192189.5)100=75.44.判断能否一次拉成总拉深系数m=d/D=134/188=0.71工件相对料厚t/D=2/188=0.011查冲模设计应用实例的表4-33判断拉深时是否需要压边因0.045（1-m）=0.04

5、5(1-0.71)=0.01=1.0m1,故制动盘可一次拉深成型。5冲压力与压力中心计算(1)冲压力的计算查冲压模具应用实例附表1，查得08钢抗剪强度=300MPa,抗拉强度=350Mpa。冲孔力：F冲 =L孔t =3.14202300=37.7KN查冲压工艺与模具设计表1-7，卸料力系数K1=0.04,推件力系数K2=0.05,n取3。卸料力F卸=K1 F冲=0.0437.7=1.5KN推件力F推=nK2F冲=30.0537.7=5.6KN落料力F落=L落t=3.141882300=354KN查冲压工艺与模具设计表4-1，查得拉深力修正系数k=0.6拉深力F拉=dtk=3.141342350

6、0.6=176.7KN总压力F总= F冲+ F卸+ F推+ F落+ F拉=37.7+1.5+5.6+354+176.7=575.5KN压力机的工称压力F1.3F总=1.3575.5=748KN故压力机的工称压力要大于748KN。(2)压力中心的计算因为此冲孔、拉深件为中心对称图形，所以圆心即是压力中心。6.制动盘级进拉深模工作部分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，冲孔部分已冲孔凸模为基准计算，冲孔凹模按间隙值配制，既以落料凹模、冲孔凸模为基准，凹凸模按间隙值配制。(1)冲裁模的刃口尺寸计算该制件精度为IT14级，查冲压工艺与模具设计表2-21得补偿刃口磨损系数X=

7、0.5所以凸模刃口尺寸d凸=(dmin+X)0 -/4 =(20+0.50.52) 0 -/4=20.260 -0.13查表1-4得冲裁间隙为0.240mm凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配作，保证单边间隙为0.240 mm.(2)拉深模尺寸计算拉深模的间隙查表4-8得拉深模的单边间隙为z=1.1t=1.12=2.2mm则拉深模的间隙为Z=2t=22.2=4.4mm拉深模的圆角半径查冲模设计应用实例表4-13得：凹模的圆角半径r凹=5t=52=10mm凸模的圆角半径r凸 =2t=22=4mm凹凸模工作部分的尺寸和公差由于拉深件注的是外形尺寸，所以拉深凹模尺寸为D凹=(Dmax-0.75)+ /4=(

8、134-0.751)+1/4= 133.25+0.25 0拉深凸模的尺寸则按配作处理，保证单面拉深间隙为2.2mm,间隙取在凸模上。7.制动盘级进拉深模工作零件结构及尺寸(1)冲裁方式选择第一工步是冲孔，冲裁模采用正装式，选用冲裁方式为弹压卸料顺出件,冲裁方式如图6所示图6 弹压卸料顺出件第二工步为落料、拉深，拉深模采用倒装式，凹模采用逆出件直壁凹模，如图7所示图7 倒装直壁凹模(2)冲裁凹模结构设计凹模孔口形式选择常用的直刃壁空口凹模如图8所示图8 凹模孔口形式凹模孔口高度h=3t=32=6mm凹模外形结构形式一般圆形刃口凹模外形结构也为圆形。凹模板的厚度的计算查冲压工艺与模具设计表2-18

9、，凹模刃口周边修正系数k2=1,凹模材料修正系数k1=1.3.H= k1 k2=1.3 1=20mm.凹模的固定方法此凹模为带台肩的圆形凹模，直接装入凹模固定板中，采用过渡配合（H7/m6）。凹模固定板的厚度与凹模一直取20mm。(3)冲裁凸模结构设计凸模的刃口形式圆形凸模，加工成台阶式结构，由于冲裁直径较小，为了改善凸模强度和刚度，在中部增加一个过渡段。凸模的固定形式该凸模以台肩与固定板固定，凸模与凸模固定板配合部分，采用过渡配合（H7/m6）.凸模板厚度Ht=(0.60.8)h=(0.60.8) 20=1216mm. 也可取20mm。凸模长度的计算L=h1+h2+h3=20+10+55=8

10、5mm.其中：h1为凸模固定板厚度；h2为弹压卸料版厚度；h3为弹簧自由高度。(4)弹簧的选用根据模具结构初定4根弹簧，每根弹簧分担的卸料力为F卸/h=1500/4=375N根据预压力大于375N和模具结构尺寸，查冲模设计与应用实例附录C1选47号弹簧。47号弹簧规格为：外径D=32mm,钢丝直径d=4mm,自由高度H0=55mm。(5)拉深凹模的外形尺寸因为拉深凹模采用倒装式且拉深凹模的外缘需充当剪切刃的作用所以其外形尺寸应与毛坯盘一致，取188mm。(6)模柄的选用采用压入式模柄，固定端与上模座孔采用H7/m6过渡配合，并加骑缝销防止转动，装配后模柄轴线与上模座垂直度比旋入式模柄好。(7)

11、模架的选用由于采用横送料和模具采用级进模，所以模架选用对角导柱模架。导柱分布在举行凹模的对角线方向，既可以横向送料，又可以纵向送料，为避免上、下模的方向装错，两导柱直径制成一大一小。8.制动盘级进拉深模主要模具零件尺寸：序号名称长宽高（mm）材料数量1上垫板35028010T8A12凸模固定板3502802045钢13下垫板35028040T8A14凹模固定板3502802045钢15弹压卸料板2801151045钢16上模座40035030Q23517下模座40035030Q23519.冲床的选用根据总冲压力为748KN，选用J23-100开式双柱可顷冲床，并在工作台面上备制垫块，其主要工艺

12、参数如下：工称压力：1000KN滑块行程：130mm行程次数：38次/分最大闭合高度：480mm连杆调节长度：100mm工作台尺寸（前后左右）：710mm1080mm三、制动盘级进拉深模主要结构设计及工作原理：1.制动盘级进拉深模的装配图及工作原理(1)制动盘级进拉深模的装配图如图9所示图9 制动盘级进拉深模装配图(2)制动盘级进拉深模的工作原理制动盘级进拉深模工作原理：模具是按使用条料设计的，条料送进时由8挡料销定距。在第1工位由18冲孔凸模与20冲孔凹模完成冲孔，同时由兼作上剪切刃的拉深凹模4与下剪切刃7将拉深毛坯与条料切断分离。紧接着在第2工位由拉深凸模10将拉深毛坯压入拉深凹模4内，完

13、成拉深加工。在回程时，拉深完的工件由推杆5从拉深凹模内推出。2.制动盘级进拉深模冲孔凸模结构设计如图10所示图10 制动盘级进拉深模冲孔凸模3.制动盘级进拉深模冲孔凹模结构设计如图11所示图11 制动盘级进拉深模冲孔凹模4.制动盘级进拉深模拉深凸模结构设计如图12所示图12 制动盘级进拉深模拉深凸模5.制动盘级进拉深模拉深凹模结构设计如图13所示图13 制动盘级进拉深模拉深凹模6.制动盘级进拉深模凸模固定板结构设计如图14所示图14 制动盘级进拉深模凸模固定板7.制动盘级进拉深模凹模固定板结构设计如图15所示图15 制动盘级进拉深模凹模固定板8.制动盘级进拉深模弹压卸料板结构设计如图16所示图

14、16 制动盘级进拉深模弹压卸料板9.制动盘级进拉深模上垫板结构设计如图17所示图17 制动盘级进拉深模上垫板10.制动盘级进拉深模下垫板结构设计如图18所示图18 制动盘级进拉深模下垫板11.制动盘级进拉深模模柄结构设计如图19所示图19 制动盘级进拉深模模柄四、制动盘级进拉深模具的制造1.制动盘级进拉深模冲孔凸模的制造冲孔凸模加工工艺过程材料：Cr12MoV，硬度：5860HRC序号工序名工序内容1备料毛坯锻成35mm90mm的圆棒料2热处理退火3车端面钻中心孔车两断面钻中心孔，保证长度尺寸85.4mm4车削车外圆各部分，28mm、28mm、20mm外圆柱留磨削余量0.4mm，其余达图样尺寸

15、5钳工倒圆角，去毛刺6检验7热处理淬火，硬度至5860HRC8研中心孔研两端中心孔9磨削磨削28mm、28mm、20mm外圆柱表面达设计要求10检验制动盘级进拉深模冲孔凸模三维效果图如图20所示图20 冲孔凸模三维效果图2.制动盘级进拉深模冲孔凹模的制造冲孔凹模加工工艺过程材料：Cr12MoV，硬度：6062HRC工序名工序内容1备料毛坯锻成50mm25mm的圆棒料2热处理退火3车端面钻中心孔车两断面钻中心孔，保证高度尺寸20mm4车削车外圆，40mm外圆柱留磨削余量0.4mm，其余达图样尺寸5钻孔钻孔并镗孔，小孔留0.4mm的磨削余量5检验6热处理淬火、回火，硬度至6062HRC7磨削磨削4

16、0mm外圆柱表面和小孔内表面达设计要求,9检验制动盘级进拉深模冲孔凹模三维效果图如图21所示图21 冲孔凹模三维效果图3.制动盘级进拉深模拉深凸模的制造拉深凸模的加工工艺过程材料：Cr12，硬度：5862HRC序号工序名工序内容1备料毛坯锻成145mm65mm的圆棒料2热处理退火3铣平面铣上、下平面，保证尺寸60.8mm4车削车外圆,129.6mm外圆柱留磨削余量0.4mm，其余达图样尺寸5钳工倒圆角至要求，去毛刺6划线划上端及侧面通气孔线7钻孔钻通气孔8检验9热处理淬火，硬度至5862HRC10磨削磨削各表面达设计要求11检验制动盘级进拉深模拉深凸模三维效果图如图22所示 图22 拉深凸模三

17、维效果图4.制动盘级进拉深模拉深凹模的制造拉深凹模的加工工艺过程材料：Cr12，硬度：5862HRC序号工序名工序内容1备料毛坯锻成200mm135mm的圆棒料2热处理退火3铣平面铣上、下平面，保证高度尺寸130.8mm4钻中心孔钻中心孔5车削车削外表面并留0.4mm的磨削余量6镗孔镗内孔，133.25mm的孔留0.4mm的磨削余量7钳工倒圆角至要求，去毛刺8检验9热处理淬火、回火，硬度至5862HRC10磨削磨削133.25mm内表面和188mm外表面达设计要求,11检验制动盘级进拉深模拉深凹模三维效果图如图23所示 图23 拉深凹模三维效果图5.制动盘级进拉深模凸模固定板的制造凸模固定板的

18、加工工艺过程材料：45钢，硬度：调质2428HRC序号工序名工序内容1备料毛坯锻成355mm285mm25mm的平行六面体2热处理退火3铣平面铣六面达350.3mm280.3mm20.3mm，并使两大平面与相邻两侧面基本垂直4划线划型孔、销孔、螺纹孔中心线5钻孔钻各孔，188mm、28mm留0.4mm的磨削余量6钳工攻螺纹，去毛刺7检验8热处理调质2428HRC9磨削磨削188mm、28mm内表面达设计要求10检验制动盘级进拉深模凸模固定板三维效果图如图24所示图24 凸模固定板三维效果图6.制动盘级进拉深模凹模固定板的制造凹模固定板的加工工艺过程材料：45钢，硬度：5860HRC序号工序名工

19、序内容1备料毛坯锻成355mm285mm25mm的平行六面体2热处理调质，硬度2428HRC3铣平面铣六面达350.3mm280.3mm20.3mm，并使两大平面与相邻两侧面基本垂直4钳工划型孔、销孔、螺纹孔中心线，钻穿丝孔，攻螺纹5线切割割安装固定孔6铣削铣削固定孔背面的沉孔到要求7磨削磨削表面达设计要求8检验制动盘级进拉深模凹模固定板三维效果图如图25所示图25 凹模固定板三维效果图7.制动盘级进拉深模弹压卸料板的制造弹压卸料板的加工工艺过程材料：45钢，硬度：4348HRC序号工序名工序内容1备料毛坯锻成285mm120mm15mm的平行六面体2热处理退火3铣平面铣六面达280.3mm1

20、20.3mm15.3mm，并使两大平面与相邻两侧面基本垂直4钳工划各孔中心线5钻孔钻各孔6铣削铣削固定孔背面的沉孔到要求7热处理淬火，硬度4348HRC8磨削磨削表面达设计要求9检验制动盘级进拉深模弹压卸料板三维效果图如图26所示图26 弹压卸料板三维效果图8.制动盘级进拉深模上垫板的制造上垫板的加工工艺过程材料：T8A，硬度：淬火5458HRC序号工序名工序内容1备料毛坯锻成355mm285mm15mm的平行六面体2热处理退火3铣平面铣六面达350.3mm280.3mm12mm，并使两大平面与相邻两侧面基本垂直4磨削磨上、下平面，厚度达10.6mm,并磨两相邻侧面使四面垂直5划线划型孔、销钉

21、孔、螺纹孔中心线6钻孔镗大孔，钻各孔到要求7钳工攻螺纹，去毛刺8检验9热处理淬火硬度5458HRC10磨削磨削140mm及两大平面达设计要求11检验制动盘级进拉深模上垫板三维效果图如图27所示图27 上垫板三维效果图9.制动盘级进拉深模下垫板的制造下垫板的加工工艺过程材料：T8A，硬度：淬火5458HRC序号工序名工序内容1备料毛坯锻成355mm285mm45mm的平行六面体2热处理退火3铣平面铣六面达350.3mm280.3mm42mm，并使两大平面与相邻两侧面基本垂直4磨削磨上、下平面，厚度达40.6mm,并磨两相邻侧面使四面垂直5钳工划型孔、销钉孔、螺纹孔中心线钻销孔、螺纹孔、穿丝孔攻螺

22、纹到要求6线切割线切割型孔7热处理淬火硬度5458HRC8磨削磨削厚度及型孔到要求9检验制动盘级进拉深模下垫板三维效果图如图28所示图28 下垫板三维效果图10.制动盘级进拉深模模柄的制造模柄的加工工艺过程材料：Q235，硬度：5860HRC序号工序名工序内容1备料锯床下料55mm90mm的圆棒料2车端面钻中心孔车两端面钻中心孔，保证长度尺寸85mm3车削车外圆各部分，50mm、42mm外圆柱面留磨削余量0.4mm,其余达图要尺寸4配钻配钻防转销孔5检验6热处理按热处理工艺进行，保证硬度5860HRC7研中心孔研两端中心孔8磨削磨50mm、42mm达设计要求9检验制动盘级进拉深模模柄三维效果图

23、如图29所示图29 模柄三维效果图结论通过对汽车制动盘级进拉深模具的设计，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中，更让我了解了冲压模具设计的全过程和加工的各种要点，使我学到的许多专业理论知识得到了一定的应用，提高了我在设计制图方面的能力，同时也让我进一步掌握了AutoCAD和Pro/E软件的运用，使我在本次设计实践当中有一个质的飞跃。在做制动盘级进拉深模具设计的过程中，确实遇到了不少问题，学到的理论知识不知如何应用，不知道的专业知识还有很多，这让我觉得只依靠自己学到的知识是有限的，所以我翻阅了大量的专业资料，和同学们一起讨论，向老师请教，终于完成了这份不算完善的制动盘

24、级进拉深模的设计。完成制动盘级进拉深模的设计让我得出了一个结论：知识必须应用到实践中才能实现其价值。所以在以后的工作学习中，我要更加注意知识的积累与运用，扎扎实实的走好每一步。参考文献1. 陈锡栋、靖颖怡主编. 冲模设计应用实例. 北京：机械工业出版社，20042. 钟毓斌主编. 冲压工艺与模具设计.北京：机械工业出版社，20003. 周玲编. 冲孔设计实例详解. 北京：化学工业出版社，20074. 王孝培主编.冲压手册. 北京：机械工业出版社，19965. 郑可锽主编.实用冲压模具设计手册. 北京:宇航出版社，19926. 李硕本主编.冲压工艺学. 北京：机械工业出版社，19827. 胡彦辉

25、主编.模具制造工艺学. 重庆：重庆大学出版社，20078. 李云程.模具制造工艺学.北京：机械工业出版社，2001致谢在做毕业设计的过程中，一直得到了董兰老师的悉心指导。董老师在冲压模具方面经验非常丰富，在做毕业设计的过程中，难免遇到许多比较低级的问题，董老师却极其耐心地予以解答。董兰老师治学态度严谨，理论功底深厚，为人和蔼可亲，给我留下了深刻的印象。并且在做毕业设计的过程中，董兰老师指出了不足和缺陷之处，不断对我得到的结论进行总结，不断提出新问题，使得我的毕业设计能够深入地进行下去，也使我接触到了许多理论和实际上的新问题，使我做了许多有益的思考。在此表示诚挚的感谢和由衷的敬意。此外，我还要感谢在整个过程中给予我帮助的许多同学。附录附录的主要内容有：某些重要的原始数据、数学推导、计算程序、框图、结构图、零件图、装配图等。青岛滨海学院课程设计评阅、评审意见表专业：模具设计与制造学生姓名：王海宾题目：制动盘级进拉深模具设计与制造指导教师评语：成绩：指导教师（签字）： 年月日答辩委员会（或答辩小组）评审意见：成绩：组长（签字）： 年月日