摩托车启动电机壳体冲压工艺与模具设计说明.doc

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1、摩托车启动电机壳体冲压工艺及模具设计摘 要本次设计的零件为摩托车启动电机壳体,其结构为带凸缘阶梯形圆筒件。壳体采用的材料20钢及1.5mm厚度保证了足够的强度和刚度。该零件外形基本对称,材料是适于制造高变形性能的钢材。本次设计首先通过对零件的结构的分析,知道了制造这一零件需要落料、拉深等工序,然后制定多种冲压工艺。再动过对多种冲压工艺进行比较,选取最好的方案来进行模具设计。在模具设计过程中,最重要的是模具结构的设计。在进行模具结构设计的过程中,对各工艺过程进行分析及计算,确定模具各部分的尺寸。并通过计算各工序所需要的力,选择合适的压力机。在整个模具设计过程中,通过导师的指导和提供的资料,在与同

2、学的讨论中,我完成了模具装配图及零件图的绘制。再设计过程中,通过查阅模具相关的工具书和模具图册,我对模具结构和设计有了更深刻的认识。关键词：摩托车启动电机壳体,落料,拉深,冲压工艺MOTORCYCLE STARTER MOTOR HOUSING STAMPING PROCESS AND DIE DESIGNABSTRACTThe componentdesigning is the motorcycle starter motor housing, and the structure of it is the flanged stepped cylindrical member. Shell m

3、aterials use 20 steel and 1.5mm thickness to ensure sufficient strength and stiffness. The basic shape of the component is symmetrical, and the material is suitable for the manufacture of high deformation properties of steel.The design of the first is to know that manufacturing the parts need blanki

4、ng, drawing and other processes to the analysis to parts of the structure, and then develop a variety of stamping process.Then a comparison of a variety of stamping process, select the best scheme for die design.In the mold design process, the most important thing is the design of die structure.In t

5、he process of die structure design, the process analysis and calculation is needed. besides, we need determine the parts of the die size. And through the calculation of the force needed for each step, choose the right machine.In the mold design process, through the mentor and the information provide

6、d,and discussions with the students, I finished drawing die assembly drawing and part drawing.Then the design process, tool and die album through access to mold, I have a more profound understanding of the die structure and design.KEY WORDS:Motorcycle starter motor housing,Blanking,Drawing,Stamping

7、process目录前言1第1章零件结构及技术要求3第2章零件的冲压工艺性分析42.1 零件的工艺性分析42.2 产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析42.3 冲压工序的确定52.4 毛坯尺寸及拉深次数的确定52.4.1 毛坯尺寸D计算52.4.2 拉深次数确定62.5 排样形式及材料利用率82.5.1 排样形式的确定82.5.2 材料利用率的计算9第3章落料拉深复合模具的设计113.1 工序压力计算113.1.1 落料工序压力计算113.1.2 拉深工序113.2 选择压力机123.3 模具结构类型及形式的选择和设计123.4 模具工作部分刃口尺寸计算133.4.1 落料模刃口尺寸133.4.2

8、 拉深模工作部分尺寸计算143.5 模具主要零件尺寸的设计153.5.1 落料凹模的设计153.5.2 凸凹模设计163.5.3 拉深凸模设计173.6 模具其他零件的设计183.6.1 模架尺寸的确定183.6.2 定位零件183.6.3 卸料装置193.6.4 推件、顶件装置203.6.5 凸模固定板的设计203.6.6 压边装置的设计20第4章二次拉深模具的设计214.1 二次拉深压力的计算214.2 压力机的选用214.3 模具结构类型及形式的选择和设计224.4 模具工作部分刃口尺寸计算224.5 模具主要零件的设计234.5.1 拉深凹模的设计234.5.2 拉深凸模的设计244.

9、6 模具其他零件的设计254.6.1 模架尺寸的确定254.6.2 导向装置254.6.3 垫板的设计26第5章模具的装配与调整275.1 冲模装配的基本要求27结论29辞30参考文献31外文资料翻译32前言冲压技术是一种具有悠久历史的快速加工方法和生产制造技术。根据文献记载和考古文物证明,我国古代的冲压加工技术一直走在世界前列,对人类早期社会的进步起到了重要的作用,做出重大贡献。在本世纪,冲压加工技术已经不再是单纯的从属于机械加工或压力加工,他已经逐渐形成了一个完整的科学体系。俄罗斯、日本等发达国家已经有了关于模具设计的学校。中国也有许多关于冲压工艺的书籍,并在许多高校已经有了模具设计专业。

10、可以认为模具已经独立的发展成为一个完整的科学体系。冲压技术中冲压模具是机械制造的重要组成部分。用模具生产的制件所具有高精度、高生产率,并且制件具有良好的互换性,因此模具工业在机械制造行业中的地位显得越来越突出。现在,模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。是否拥有先进的模具产业代表该国家是否拥有先进的产品。就工程制造而言,进入80、90年代,由于世界各国经济的高速发展和国民生活水平的大大提高,人们对汽车、家用电器等的需求与日俱增,是冲压技术得到了快速的发展,同时也就对模具技术提出了更高的要求。且由于电子计算机技术的广泛而有效的应用,不仅使冲压技术的理论得到了更深入发展,而且使冲压

11、成形机械、模具操作及运用的自动化程度,都达到了一个新的台阶。由此我们不难看出,计算机技术在当今模具设计制造中的作用越来越突出。当然,冲压技术无论是理论上,还是实践上仍会不断的快速的向前发展。中国虽然在很早以前就在制造和使用模具,但一直未形成产业。由于长期以来作为保证企业产品生产的手段,模具制造一直被当作生产后方,因此一直发展缓慢。随着中国改革开放步伐的加快,社会市场经济得到了发展,模具及其标准件、附加零件被当作产品,出现了大量制造生产的企业,模具产业领域得到了非常快速发展。在市场竞争中,企业的模具生产技术得到了提高,规模不断扩大。目前,我国冲压技术与先进工业发达国家相比还相当落后,主要原因是我

12、国在冲压技术基础理论和加工成形工艺、模具及其零件标准化、模具快速设计、模具生产制造工艺以及模具生产设备等方面与工业发达国家的差距非常大,因此我国生产的模具的寿命、生产效率、模具的加工精度、模具生产周期等方面与工业发达国家生产的模具相比都具有相当大的差距。随着工业产品质量的不断提高,冲压产品生产具有相当的的变化,其产品品种越来越多,结构越来越复杂,精度越来越高,并且冲压模具的效率越来越高,模具越来越精密、寿命越来越长。随着市场生产变化,计算机运用技术和机械制造技术的快速发展,冲压模具的设计与生产制造技术已经不再依靠完全是人工设计、依靠人的经验好常规机械加工技术,以数控电加工技术、数控切削加工技术

13、、计算机辅助设计技术为核心的计算机辅助设计与制造技术也已经得到了一定的运用。通过对模具在国外的发展状况及发展趋势的了解,并根据专业所学选取本次课题为摩托车启动电机壳体冲压工艺及模具设计 ,设计从工程实际入手,主要从冲压模具入手,充分利用自身专业所学及相关书籍,设计一套满足产生要求的冲压模具。在本次设计中我将需要解决的主要问题有1摩托车启动电机壳体的加工工艺。2摩托车启动电机壳体拉深模具典型零件的设计。3确定摩托车启动电机壳体的拉深次数。3确定生产摩托车启动电机壳体的毛坯的直径。4摩托车启动电机壳体尺寸精度的控制。通过本次课程设计,我将能够了解零件的成型工艺和生产过程,熟悉各种冲压模具的典型结构

14、,并培养分析问题和解决问题的能力。经过本次设计,我将能全面理解掌握冲压工艺,模具设计模具制造等相关机械设计的容；掌握冲压工艺与模具设计的基本方法和步骤,模具零件的常用加工方法及工艺规程编制,模具装配工艺制定；独立解决在制定冲压工艺规程,设计冲模结构、编制模具零件加工工艺规程中出现的问题。第1章 零件结构及技术要求零件图：如图1-1所示图1-1摩托车启动电机壳体 技术要求：零件名称：摩托车启动电机壳体 材料：20钢碳素结构钢料厚：1.5mm批量：大批量生产未标注圆角R1未标注精度IT14第2章 零件的冲压工艺性分析2.1零件的工艺性分析由图1-1可知,该零件属于阶梯形圆筒拉深件。材料为20钢,阶

15、梯形件的拉深与圆筒形件的拉深基本相同,其主要考虑的问题是阶梯件是否可以一次拉成。通过零件的外形我们可以看出零件的相邻阶梯的高度相差非常大,由于该零件的孔尺寸小,精度要求高,材料变形量大,易出现变薄拉裂,故该孔成形是零件拉深成形的关键。因此一次拉深拉深成形容易将零件拉裂,达不到零件的精度要求,零件的阶梯应该经过多次拉深成形。2.2产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析1. 尺寸精度,为IT12,零件图上的未注尺寸公差要求为IT14。2. 冲裁件断面质量板料厚度为1.5,本产品在断面质量和毛刺高度上没有严格的要求,所以只要模具精度达到一定要求,冲裁件的断面质量可以保证。3. 产品材料分析对于冲裁件材料

16、一般要求的力学性能是强度低,塑性高,表面质量和厚度公差符合国家标准。工件的材料为20钢,属于优质碳素结构钢,优质沸腾钢,强度、硬度低,冷变形塑性很好,可深冲压加工,焊接性好。成分偏析倾向大,时效敏感性大,故冷加工时应采用消除应力热处理或水韧处理,防止冷加工断裂。20钢的主要机械性能如下：抗拉强度屈服强度抗剪强度兆帕220-310断后伸长率25%2.3 冲压工序的确定此零件外壳形状表明它为拉深件,所以拉深为基本工序,其毛坯可用落料工序完成。根据计算,只需要两次拉深,故根据该零件所需基本冲压工序,做出一个合格的零件,可以有三种工艺方案：第一种方案是把落料、拉深做一个简单复合模,然后再二次拉深,最后

17、冲孔、切边工序做一个简单复合模。第二种方案是以落料、拉深、二次拉深、冲孔、切边工序分开,各做一副单工序模。第三种方案是把落料、拉深两道工序做一个简单复合模,然后二次拉深、冲孔、切边并在一起,做一副多工位的级进模。三种方案的比较：第一种方案:落料、拉深是一个简单复合模,及冲孔、切边工序也是一个简单复合模,设计简便,制造也不难生产效率高,装夹方便,二次拉深作为单工序模,只要保证一个尺寸精度要求,方便、简单。第二种方案：五道工序分开,分布鲜明,有序进行,看得懂,弄得请,但效率不高,占用设备多,若单用一个设备,则需拆下来,装上去次数多,比较麻烦。第三种方案：后三道工序一起进行,效率比较高,但是制造麻烦

18、,周期长,成本高。通过以上比较,结合本零件的设计要求,决定采用第一种方案,其生产效率高,且本方案在拉深工序中,在冲压行程临近终了时,模具可对工件产生刚性锤击而起到整形作用,故无需另加整形工序。在本次设计中,将主要设计落料、拉深复合模,二次拉深单工序模。2.4 毛坯尺寸及拉深次数的确定2.4.1毛坯尺寸D计算1. 整修余量h制件要有拉深工序,且属于有凸缘的阶梯形筒形件拉深,凸缘直径为98mm,料厚t为1.5mm,因此零件尺寸均按厚度中线计算。而,查冲压成型工艺及模具设计第164页表5-2,选取修边余量为3.0mm,故修边前凸缘直径为dt98+3.02104mm。2. 毛坯尺寸板料在拉深过程中,只

19、有发生属性变化,材料没有增减。在变形过程中,材料部以一定的规律运动的,因此毛坯的形状随着材料部原子的运动的规律,毛坯的形状发生变化,它的形状一般与拉深件周边形状相似。所以,对于圆筒形拉深件来说,毛坯的形状一般都是一块圆板,要求毛坯面积,只需求出它的直径。综上可以得知,拉深前后,拉深件及与其毛坯的重量不变,材料厚度虽有一定的变化,但它的平均值与毛坯的厚度非常接近,则其面积基本不变。因此可按公式 计算。首先计算凸缘部分面积,其余部分的面积,则。2.4.2 拉深次数确定判断阶梯形件能否一次拉成主要根据零件的总高度与其最小阶梯筒部的直径之比,是否小于相应圆筒件第一次拉深所准许的相对高度。由于所以第一次

20、拉深的相对高度因此阶梯可以一次拉深成形,然而该零件相邻阶梯的高度相差太大,且第二个阶梯高度非常小,精度要求高,若一次拉深成形,则材料变形量大,易出现变薄拉裂。因此我选择通过两次拉深使该零件成形。当每相临阶梯的直径比均大于相应的圆筒形件的极限拉深系数时,则可以在每个拉深工序里形成一个阶梯,有大阶梯到小阶梯依次拉出。1判断第一次拉深是否能够一次拉伸成形通过毛坯的面积不变原理,可以计算出第一次拉深的工件高度为14.5mm。这一拉深为带凸缘圆筒件的拉深。毛坯相对厚度为相对凸缘直径为因此这次拉深工序为宽凸缘圆筒件的拉深。由冲压成形工艺及模具设计第178页表5-11查得有凸缘圆筒件首次拉深的最大相对高度h

21、/d为0.75,由表5-10查得有凸缘件的首次拉深系数为0.43。而工件的相对高度为 拉深系数为由此第一次拉深的工件可以一次拉深成形。2判断第二次拉深是否能够一次拉伸成形第二次拉深可以看做带凸缘圆筒件的拉深,这一工序带有整形加工的功能,能够使零件的形状初步成形,判断其是否可以一次拉深成形可以用与一次拉伸相同的方法。毛坯相对厚度为相对凸缘直径为由冲压成形工艺及模具设计第178页表5-11查得有凸缘圆筒件首次拉深的最大相对高度h/d为0.73,由表5-10查得有凸缘件的首次拉深系数为0.31。工件的相对高度为拉深系数为因此第二次拉深的工件也可以一次拉深成形。2.5 排样形式及材料利用率2.5.1

22、排样形式的确定在冲压生产中,工件原材料费用占制造成本的60%左右, 所以充分节约利用原材料具有非常重要的意义。提高材料利用利用率是降低成本的主要措施之一,而合理排样便能有效提高材料利用率。首先明确排样原则：提高材料利用率；使工人操作方便安全,减轻工人的劳动强度；使模具结构简单,使模具寿命较高；排样应该保证冲裁件的质量。从该工件的形状分析,其是一圆形对称的形状,可用单向排列,即可避免材料的利用率很低,产生的废料也并不多,能够满足生产的要求。排样图如图2-1所示1. 搭边值查冲压成形工艺及模具设计第56页表39,选取a11 mm,a1.2 mm,取第一个工件与边的距离为。2. 条料宽度查冲压成形工

23、艺及模具设计第56页可知条料宽度：式中：条料宽度方向冲裁件的最大尺寸条料宽度的单向偏差,由冲压成形工艺及模具设计第57页表3-10查得；a侧搭边值因此 图2-1 排样图2.5.2 材料利用率的计算材料利用率公式：式中：n一板料上冲裁件的总数量；一个冲裁件的实际面积,； L板料长度,； B板料宽度, 。工件的实际尺寸：取工件的数量为10,则板料长度： L=11410+19+22=1153mm因此板料所选用的规格为11531161.5则材料的利用率： 步距为s= =114+1=115mm。第3章 落料拉深复合模具的设计3.1工序压力计算3.1.1落料工序压力计算落料工序中的力主要是冲裁力,冲裁力是

24、冲裁过程中凸模对板料施加的压力,它是随凸模进入材料的深度而变化的。普通平刃口模具冲裁时,其冲裁力： P357.961.5410220.15kN；式中： P冲裁力,N；L冲裁件受剪切周边长度,；T冲裁件的料厚；材料抗拉强度；推件力,kN；推件力系数,查冲压成型工艺及模具设计第61页表3-14,取值为0.55；冲裁工序所需力之和。3.1.2拉深工序 再生产中采用压边圈拉深时,其拉深拉计算：式中：压边力,kN；在压边圈下坯料的投影面积,mm2；单位压边力,查表取值为2.5 MPa；拉深工序所需力之和。因此落料拉深工序的总压力：3.2选择压力机压力机的主要形式有曲柄压力机、摩擦压力机、弯曲机、双动压力

25、机、液压压力机等。正确选用压力机关系到设备与模具的安全、产品质量、生产效率及成本等。由于曲柄压力机适用于落料模、冲孔模、弯曲模以及拉深模等,且开式曲柄压力机具有操作简单方便及容易安装机械化附属设备等优点,适用于中小型模具。因此选择开式曲柄压力机,为安全起见,防止设备的超载,压力机要有足够的备用压力,可按总冲压力P总的1.22倍的原则选取压力机所需压力,经计算,查实用冲压工艺及模具设计手册第872页表13-10,初选公称压力为630 kN的开式固定台压力机型号为J23-63。则其基本参数：型号：J23-63公称压力/KN：630滑块行程次数/次.mm：50滑块行程/mm：130最大闭合高度/mm

26、：360封闭高度调节量/mm：90滑块中心线到机身的距离/mm：260工作台尺寸：前后/mm：480 左右/mm：710工作台孔尺寸：前后/mm：180左右/mm：340 直径/mm：230模柄孔尺寸直径深度：50703.3模具结构类型及形式的选择和设计复合模根据落料凹模是在模具的上模还是下模,可以分为正装复合模和倒装复合模。其中,将落料凹模装在上模的复合模称为倒装复合模,反之,则称为正装复合模。正装式复合膜的主要特点是工件和冲孔废料都将落在凹模表面,必须清除后才能进行下一次冲裁,造成操作不方便、不安全,但冲出的工件表面比较平直。倒装式复合膜的主要特点是冲孔废料由冲孔凸模落入凹模洞口中,积聚到

27、一定的数量,由下模漏料孔排出,不必清除废料,但工件表面平直度较差,凸凹模承受的力较大。综合比较,由于倒装复合模易于安装送料装置,生产效率高,且操作比较安全,能够满足零件的大批量的生产,因此选择倒装式复合模。并且为了解决拉深过程中的起皱问题,生产实际中的主要方法是在模具结构上采用压料装置。一般常用的压料装置是压边圈,是否采用压料装置主要看拉深过程中是否可能发生起皱,由于本次设计中t/D1.5,因此拉深过程中需要用压边装置,压边装置在本次设计中起到压边和顶料的作用。合理的卸料板结构形式是模具能否正常工作的重要环节之一。卸料板除了进行卸料外,在某些结构的模具中还起到保护凸模的重要作用。卸料板分为固定

28、卸料板和弹性卸料板。由于工件的料厚比较厚,且需要大批量的生产,而固定卸料板一般适用于较厚材料的冲裁,而弹性卸料板适用于薄料冲裁的小批量生产。因此本次设计中采用固定卸料板。落料拉深复合模的装配图如图3-1所示3.4 模具工作部分刃口尺寸计算3.4.1 落料模刃口尺寸落料时,零件基本尺寸为D=114mm,公差等级取IT14,则由机械设计课程设计手册第104页表9-1查得标准公差数值为0.87,落料凸模和凹模按照IT6和IT7来加工制造。由冲压成形工艺及模具设计第44页查表3-4可得 0.132 mm,由此可得 此时能满足分别加工的要求。查表3-7可得磨损系数X0.5,落料件基本尺寸为114 mm,

29、取精度为IT14,则其公差,上偏差和下偏差分别为0.435mm和-0.435mm。由此可得图3-1 落料拉深复合模1下模座；3凸模垫板；4顶杆；6支架；2、5、11、12螺钉；7挡料螺钉；8导柱；9导套；10上模座；13打杆；14横销；15模柄；16、25销钉；17固定板；18凸凹模；19推件块；20卸料板；21落料凹模；22压边圈；23凸模；25凸模垫板。3.4.2 拉深模工作部分尺寸计算对于制件一次拉深成形的拉深模,其凸模和凹模的尺寸公差应按制件的要求确定。此工件要求的是外形尺寸,设计凸、凹模时,应以凹模尺寸为基准进行计算。由于零件按IT14制造,则工序一中：式中：D拉深件的基本尺寸,mm

30、；拉深件的尺寸公差,从零件图可知其值为0.027mm。3.5模具主要零件尺寸的设计3.5.1落料凹模的设计1. 凹模壁厚查冲模设计手册第638页表145,在工序一中由落料件的直径为114,料厚为t1.5,可取凹模壁厚为42。2. 凹模厚度查冲模设计手册第639页表146,凹模厚度h可根据凸模直径选取。由于凸模直径d=114+242=198,可得凹模厚度为h35mm。3.刃壁高度图3-2 凹模查冲模设计手册第638页刃壁高度的计算方法,垂直于凹模平面的刃壁,其高度可按下列规则计算： 冲件料厚 ； 冲件料厚 。 由零件料厚为t1.5 mm,可得刃壁高度。落料凹模的结构如图3-2所示。3.5.2凸凹

31、模设计凸凹模的结构是落料凸模和拉深凹模,其长度应根据落料凸模的要求计算,壁厚根据落料凸模和刃口尺寸和拉深凹模直径计算。凸凹模的结构如图3-3所示图3-3 凸凹模凸凹模长度计算：式中：L凸凹模的长度,mm；固定板的厚度,mm；卸料板的厚度,mm；Y附加长度。包括凸模刃口的修磨量、凸模进入凹模的深度、凸模固定板与卸料板的安全距离。在此固定板厚度。对于卸料板,查冲模设计手册,根据其料厚t1.5,卸料板宽度与凹模外径相当,取其宽度为B160mm,则卸料板厚度取值为H212 mm。附加长度取值为Y35。则上凸凹模的总长度为查实用冲压工艺及模具设计手册第136页表3-75。当t=1.5时,最小壁厚a=3.

32、8 mm,最小直径D=21 mm本题中 Dmin=55 mm则设计满足要求,因此其结构合理。凸凹模的结构如图3-3所示3.5.3拉深凸模设计凸模即为拉深凸模,其长度应根据模具的结构确定。拉深凸模如图3-4所示。从模具结构可以看出,其长度可由凸模固定板厚度、落料凹模厚度等确定。可有下式进行计算:图3-4 凸模式中：凸模固定板厚度,取为25mm；落料凹模厚度,mm。由此可得凸模的长度为。为增加凸模的强度,可设计成阶梯式冲头段的直径为,此段的长度为53 mm；第二段与凸模固定板配合,直径取为62 mm,长度为10 mm。3.6 模具其他零件的设计3.6.1 模架尺寸的确定模架由上模座、下模座、模柄、

33、导柱和导套五部分构成。上模部分通过模柄与压力机的滑块相连,而下模部分固定在工作台上,上下模部分通过导柱、导套的导向作用进行工作。为了方便安装,操作方便可横向、纵向送料,选择后侧导柱模架,由于本次设计模具的工作部分为圆形,在标准模架中找不到合适的模架。为了满足工作部分的要求设计模架尺寸如下：上模座：31528545,材质为HT200；下模座：31528550,材质为HT200；导柱：35160,材质为15钢；导套：359043,材质为15钢。由于前面所选的压力机,其工作台尺寸：左右为710 mm,前后480 mm。工作台的闭合高度为360 mm,显然能够放下该模座,且最大闭合高度也满足要求,因此

34、所选压力机符合要求。3.6.2 定位零件挡料装置对人工送料提供进给量的依据。挡料装置在单工序模或复合模中,主要作用是保持冲件轮廓的完整和适量的搭边。为限定被冲材料的步距和准确地将工件安放在冲模上进行下一步的冲压工序,必须采用各种形式的定位装置。用于冲模的定位零件主要有固定挡料销、活动挡料销、回带式挡料装置、可调挡料装置。定位装置应可靠并具有一定的强度,以保证工作精度、质量的稳定；定位装置应可以调整并设置在操作者容易观察和便于操作的地方。本次设计中采用的定位零件为挡料销及挡料螺钉,模具通过两个挡料销进行导向送料,通过挡料螺钉进行定位。3.6.3卸料装置合理的卸料板结构形式是模具能否正常工作的重要

35、环节之一。卸料板除了进行卸料外,在某些结构的模具中还起到保护凸模的重要作用。卸料板分为固定卸料板和弹性卸料板。由于工件的料厚比较厚,且需要大批量的生产,而固定卸料板一般适用于较厚材料的冲裁,而弹性卸料板适用于薄料冲裁的小批量生产。因此本次设计中采用固定卸料板。图3-5 卸料板固定卸料板的卸料孔每侧与凸模保持间隙,因此固定卸料板的卸料孔直径为mm固定卸料板的厚度通过冲模设计手册第656页表14-10查得卸料板厚度为14。卸料板的结构如图3-5所示。3.6.4推件、顶件装置推件和顶件的目的,是将制件从凹模中退出来或顶出。推件力是由压力机的模梁作用,通过一些传力元件将推件力传递到推件板上将制件推出凹

36、模。打杆、推件块安装在上模部分,而弹性顶料装置一般安装在下模部分,通过弹性元件在模具冲压时存储能量,模具回程时,能量释放将制件顶出。3.6.5 凸模固定板的设计将凸模或凹模按一定相对位置压入固定后,作为一个整体安装在上模座或下模座上。凸模固定板的主要作用是固定凸模。凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍,他通过螺钉及销钉固定,其结构如图3-6所示图3-6 凸模固定板3.6.6压边装置的设计为了解决拉深过程中的起皱问题,生产实际中的主要方法是在模具结构上采用压料装置。一般常用的压料装置是压边圈,是否采用压料装置主要看拉深过程中是否可能发生起皱,由于本次设计中t/D1.5,因此拉深过程中需

37、要用压边装置。并且压边装置起到压边和顶出制件作用。第4章 二次拉深模具的设计在设计落料拉深复合模前,已经计算出此次拉深也可以一次拉伸成形,此次拉深后的制件如图4-1所示。图4-1 零件图4.1 二次拉深压力的计算二次拉深的压力主要为拉深力 ；。式中：压边力,kN；在压边圈下坯料的投影面积,mm2；单位压边力,查表取值为2.5 MPa；拉深工序所需力之和。4.2 压力机的选用由于选择压力机,为安全起见,防止设备的超载,压力机要有足够的备用压力,可按总冲压力P总的1.22倍的原则选取压力机所需压力,经计算,查实用冲压工艺及模具设计手册第872页表13-10,初选公称压力为63kN的开式活动台压力机

38、型号为J23-6。则其基本参数：型号：J23-6公称压力/KN：63滑块行程次数/次.mm：160滑块行程/mm：50封闭高度调节量/mm：40滑块中心线到机身的距离/mm：110工作台尺寸：前后/mm：200 左右/mm：315工作台孔尺寸：前后/mm：70左右/mm：150 直径/mm：110模柄孔尺寸直径深度/mm：4.3 模具结构类型及形式的选择和设计二次拉深模具主要是用来拉深制件的小阶梯,功能单一,结构简单,为了安装及操作方便,选择倒装式。模具通过三个挡料销对工件进行定位,并利用弹顶装置将制件顶出。考虑到装模和操作方便,模具采用后侧布置的导柱导套模架。则模具的装配图如图4-2所示。4

39、.4 模具工作部分刃口尺寸计算由于拉深高度为13.5mm的部分,其刃口尺寸与落料拉深时的拉深凸模及凹模刃口尺寸相同。拉深直径为13.2mm的部分,凸模及凹模刃口尺寸的计算如下：式中： D拉深件的基本尺寸,mm；拉深件的尺寸公差,从零件图可知其值为0.027mm4.5 模具主要零件的设计4.5.1 拉深凹模的设计图4-2 拉深模具装配图1下模座；2、11、15圆柱销；3凸模垫板；4顶杆；5凸模固定板；6压边圈； 8凹模；9凹模垫板；11上模座；13横销；14模柄； 15打杆；17导套；18推件块；19导柱。凹模洞口的形状包括直壁式、斜壁式和凸台式。直壁式刃口的尺寸不随修模刃口增大,故冲件精度较高

40、,刃口强度也较好；斜壁式刃口的特点与直壁式刃口相同,在一般的工件或废料向下落的模具中应用广泛。凸台式刃口主要用于冲裁板料厚度0.3mm以下的小间隙、无间隙模具。通过比较,选择直壁式刃口。模具的结构如图4-3所示。通过图4-1所示,可以看出拉深凹模的厚度：式中： 工件的高度,mm；推件块的高度,mm则 h=14.5+13.5=28mm凹模壁厚通过冲模设计手册第638页表14-5查得凹模的直径：根据冲模设计手册第639页表14-6取r=140mm 图4-3 凹模4.5.2拉深凸模的设计由图4-1我们可以得到凸模长度：式中： 工件的高度,mm；压边圈的厚度,mm；凸模固定板的厚度,mm；附加长度,m

41、m。因此凸模长度：mm为增加凸模的强度,可设计成阶梯式冲头段的直径为,此段的长度为53 mm；第二段与凸模固定板配合,直径取为62 mm,长度为10 mm。凸模结构如图4-4所4.6 模具其他零件的设计4.6.1 模架尺寸的确定图4-4 凸模为了满足生产的要求,在标准模架中未能找到匹配的模架,因此设计了满足要求的模架,其尺寸如下：上模座：20018040,材质为HT200；下模座：20018045,材质为45钢；导柱：28135,材质为15钢；导套：289038,材质为15钢工作台尺寸：左右为315,前后200mm。显然可以放下该模座,且最大闭合高度也满足要求,因此所选压力机符合要求。4.6.

42、2导向装置导向装置能够有效的提高工件的质量、寿命以及模具精度,而且还能减少调试模具所用的时间,导向装置设计需要注意的主要事项：1导柱与导套应在模具工作前或凸模接触到工件前要充分闭合,且此时应保证导柱顶部要与上模座之间有1015mm的距离；2导柱、导套与上、下模板装配后,导柱与下模座的下平面、导套与上模座的上平面不能够完全重合,它们需要有一定的间隙；3当冲模受到较大的侧向压力时,模座上需要安装止推垫,防止导柱、导套受到压力而损坏；4,为了使导向装置良好的工作,需要在导套上开排气孔以排除空气。4.6.3垫板的设计上下垫板没什么特殊要求,主要用来减少工作时上模座的压力,这里选择上垫板的厚度为15mm

43、,材料为45钢,垫板如图4-5所示。 图4-5 凸模垫板 第5章 模具的装配与调整冲模的装配是冲模制造中的关键工序。冲模装配质量的好坏,直接影响到制件质量、冲模的技术状态和使用寿命。5.1 冲模装配的基本要求1.应保证冲模的尺寸精度。 尤其是有些冲模尺寸是和几个冲模零件的尺寸有关联的。装配时必须保证冲模各零件之间的相互位置精度,以保证冲模尺寸的正确性。 2.保证冲模间隙的合理均匀性。 在装配凸模与凹模时,必须仔细地校正其相对位置,以保证凸模和凹模之间的冲裁间隙。既要符合图纸要求,又要达到四周间隙均匀。上模座的上平面与下模座的底面必须平衡,一般要求在300mm长度上误差不大于0.02mm。上模沿

44、导柱上下滑动应平稳、灵活、无阻滞。3.保证导柱、导套等导向良好。 冲模的装配是冲模制造中的关键工序。冲模装配质量的好坏,直接影响到制件质量、冲模的技术状态和使用寿命。4. 定位及档料尺寸应正确。冲模的导向零件是保证上、下模的相对位置正确性。如果间隙太大,就不能正确导向；如果导向间隙过小,则导向位及档料尺寸应正确。 冲压用的板料毛坯的定位尺寸是直接影响制件质量和材料消耗的,必须要达到图纸设计要求。5.确保冲模的安装尺寸。 将冲模安装到压力机上的有关尺寸,设计时是根据用户使用的压力机和生产条件所确定的。如:冲模的闭合高度、模柄尺寸、顶出杆、顶出杆孔的尺寸及位置精度、顶杆尺寸与安装孔槽的位置精度、压

45、板台高度等,都必须符合图纸要求,以确保冲模交付用户能够正确而顺利地安装在指定的压力机上。6.卸料装置和顶料装置正确而灵活。 用以保证制件或废料能够顺利地卸下和顶出。7.出料孔槽应畅通无阻。 用以保证制件或废料不致于卡死在冲模。对于圆孔凹模,在钻线切割工艺孔时,应一并将漏料孔钻出若有因工艺问题不能预先钻出,则按工艺要求执行,装配好的模具,落料孔或出屑槽应畅通无阻,保证制件或废料能自由排出。 8.标准件应能互换。 尤其是紧固螺钉和定位销应保证与其孔的配合良好。 结论毕业设计作为大学四年来最重要的一部分,它是对我们大学四年来的学习及专业知识的检测。并且它给了我们一次完整的、有条理的梳理我们以往所学的知识的机会。本次设计主要是对摩托车启动电机壳体的冲压工艺及模具的