机械毕业设计（论文）-I型软管夹冲压装配工艺设计及部分模具设计【全套图纸】

编编 号号 无锡太湖学院 毕毕业业设设计计（论论文文） 题目：题目： I 型软管夹冲压装配工艺设计型软管夹冲压装配工艺设计 及部分模具设计及部分模具设计 信机 系系 机械工程及自动化 专专 业业 学 号： 2 学生姓名： 指导教师： （职称：副教授 ） （职称： ） 2013 年 5 月 25 日 无锡太湖学院本科毕业设计（论文）无锡太湖学院本科毕业设计（论文） 诚诚 信信 承承 诺诺 书书 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） I 型软 管夹 冲压装配工艺设计及部分模具设计 是本人在导师的指导下独 立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中 特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文） 不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械 97 学 号： 0923832 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 无锡太湖学院无锡太湖学院 信信 机机 系系 机械工程及自动化机械工程及自动化 专业专业 毕毕 业业 设设 计计论论 文文 任任 务务 书书 一、题目及专题：一、题目及专题： 1、题目 I 型软管夹冲压装配工艺设计及部分模具设计 2、专题 冲压装配工艺设计和模具设计 二、课题来源及选题依据二、课题来源及选题依据 1.来源：无锡市海江汽车部件有限公司。 2. 组件中各工件的材料。 3.工件产量：30 万件年。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求：三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 1.进行软管夹的冲压装配工艺分析和设计。 2.部分模具设计（折合 3 张 0 号图纸）。 3.模具装配图和零件图。 4.设计说明书一份（不少于一万字）。 5.专业英语翻译（不少于 10000 个字符）。 四、接受任务学生：四、接受任务学生： 机械 97 班班 姓名姓名 张 同 敏 五、开始及完成日期：五、开始及完成日期： 自自 2012 年年 11 月月 12 日日 至至 2013 年年 5 月月 25 日日 六、设计（论文）指导（或顾问）：六、设计（论文）指导（或顾问）： 指导教师指导教师 张大骏张大骏 签名签名 签名签名 签名签名 教教研研室室主主任任 学科组组长研究所所长学科组组长研究所所长 签名签名 系主任系主任 签名签名 2012 年年 11 月月 12 日日 IV 摘摘 要要 冲压成型是金属成型的一种重要方法，它主要适用于材质较软的金属成型，可以一次 成型形状复杂的精密制件。本课题就是将石化、化工、电力等行业的法兰密封结构中的 垫片作为设计模型，将冷冲模具的相关知识作为依据，阐述冷冲模具的设计过程。 本设计对指定工件进行的单工序模设计，利用 Auto CAD 软件对制件进行设计绘图。 明确了设计思路，确定了冲压成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。 如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。并绘制了模具 的装配图和零件图。 本课题通过对工件的冲压模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效 果，达到了预期的设计意图。 关键词关键词：冲压成型；单工序模；弯曲模；冲孔 V Abstract Stamping is an important method of metal forming, it is mainly applied to relatively soft metal forming, can be a molding of precision parts of complex shape. This topic is to petrochemical, chemical, electric power industries in the flange gasket sealing structure as a design model, Die related knowledge as a basis to explain the design process of Die. The design of the suspension by the single operation dies design, the use of Auto CAD software to design parts drawing. Clear design ideas, determine the process of stamping and forming part of the various specific details of the calculation and verification. The structure of such a design die is used to ensure reliability, ensure coordination with other components. And draw the mapping of the mold assembly and part drawings. Suspension of the project through the stamping die design, consolidate and deepen the knowledge, and achieved satisfactory results, to achieve the desired design intent. Keywords: press forming; single operation die; bending die;punching VI 目录目录 摘 要.III Abstract .IV 目录 V 1 绪论.1 1.1 本课题的意义目的1 1.2 本设计的技术要求1 2 软管夹加工工艺规程设计.2 2.1 要求2 2.1.1 标准要求.2 2.1.2 软管夹所用材料，镀层厚度的要求.3 2.1.3 外观要求3 2.1.4 夹紧范围.3 2.1.5 试验方法.3 2.1.6 检验规则.3 2.2 钢带加工工艺规程设计3 2.2.1 落料冲孔.4 2.2.2 冲斜排孔.4 2.2.3 冲标记.4 2.2.4 孔部成型.4 2.2.5 打磨毛刺.5 2.2.6 检验.5 2.3 壳体加工工艺规程设计5 2.3.1 壳体落料.5 2.3.2 打弯脚冲标记.5 2.3.3 成型.6 2.3.4 弯脚成形.6 2.3.5 检验.6 2.4 蜗杆加工工艺规程设计7 2.4.1 下料.7 2.4.2 墩头.7 2.4.3 车外圆及各台肩7 VII 2.4.4 铣槽7 2.4.5 搓丝.7 2.4.6 去毛.7 2.4.7 渗碳淬火.7 2.4.8 镀锌.7 2.4.9 检验.8 2.5 装配工艺规程设计.8 2.5.1 钢带与壳体的装配工艺设计.8 2.5.2 钢带，壳体与蜗杆的装配工艺设计.8 2.6 工艺工序卡片及装配工序卡8 3 钢带冲孔模具设计.12 3.1 钢带冲孔工艺分析12 3.1.1 产品尺寸精度，粗糙度，断面质量分析12 3.1.2 产品材料分析.12 3.2 钢带冲压工艺方案的确定12 3.2.1 钢带冲压工艺分析.12 3.3 钢带冲孔模结构的确定13 3.3.1 模具的形式.13 3.4 钢带冲压工艺计算13 3.4.1 排样13 3.4.2 计算冲压力.13 3.4.3 计算模具压力中心.15 3.4.4 计算刃口尺寸16 3.5 钢带冲孔模主要零件设计计算18 3.5.1 凹模的设计计算.19 3.5.2 根据凹模尺寸查标准典型组合.20 3.5.3 固定板的设计计算.20 3.5.4 卸料板的设计计算.21 3.5.5 弹性元件的设计计算.21 3.5.6 凸模的设计计算22 3.5.7 钢带冲孔模其他零件的设计和选用.22 3.5.8 钢带冲孔模闭合高度的计算.23 3.5.9 压力机的选择.23 3.5.10 其他.24 4 钢带冲斜孔模具的设计.25 VIII 4.1 钢带冲斜孔工艺分析25 4.1.1 产品尺寸精度，粗糙度，断面质量分析25 4.1.2 产品材料分析.25 4.2 钢带冲斜孔工艺方案的确定25 4.2.1 钢带冲斜孔工艺方案分析.25 4.3 钢带冲斜孔模结构的确定.26 4.3.1 模具的形式.26 4.3.2 定位装置.26 4.3.3 卸料装置.26 4.3.4 导向零件.26 4.4 钢带冲压工艺计算26 4.4.1 排样.26 4.4.2 计算冲压力.27 4.4.3 计算模具压力中心.28 4.4.4 计算刃口尺寸29 4.5 钢带冲斜孔模主要零件设计计算30 4.5.1 凹模的设计计算30 4.5.2 根据凹模尺寸查标准典型组合31 4.5.3 固定板的设计计算.31 4.5.4 卸料板的设计计算.32 4.5.5 定位零件的设计计算.32 4.5.6 凸模的设计计算33 4.5.7 钢带冲斜孔模其他零件的设计和选用34 4.5.8 钢带冲斜孔模闭合高度的计算.34 4.5.9 压力机的选择35 4.5.10 其他36 5 壳体落料模具的设计.37 5.1 壳体落料工艺分析37 5.1.1 产品尺寸精度37 5.1.2 产品材料分析.37 5.2 壳体落料工艺方案的确定37 5.2.1 壳体落料工艺方案分析.37 5.3 钢带冲孔模结构的确定38 5.3.1 模具的形式.38 5.3.2 定位装置.38 IX 5.3.3 卸料装置38 5.3.4 导向零件.38 5.4 钢带冲压工艺计算38 5.4.1 排样.38 5.4.2 计算冲压力.39 5.4.3 计算模具压力中心.40 5.4.4 计算刃口尺寸40 5.5 壳体落料模主要零件设计计算.42 5.5.1 凹模的设计计算42 5.5.2 根据凹模周界尺寸选择典型组合.43 5.5.3 固定板的设计计算.43 5.5.4 卸料板的设计计算44 5.5.5 定位零件的设计计算.45 5.5.6 凸模的设计计算46 5.5.7 钢带冲孔模其他零件的设计和选用46 5.5.8 钢带冲孔模闭合高度的计算.46 5.5.9 压力机的选择.47 5.5.10 其他.48 6 结论与展望.49 6.1 结论.49 6.2 不足之处及未来展望.49 致 谢.50 参考文献.51 I 型软管夹冲压装配工艺设计及部分模具设计 1 1 绪论绪论 1.1 本课题的意义目的本课题的意义目的 毕业设计是对每个即将毕业的大学生都具有十分重要的意义：首先是对学生的知识 能力进行一次全面的考核，其二是对学生进行科学研究基本功的训练，培养学生综合运 用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力，为以后工作或撰写专业学术论文打下良 好的基础。所以我们需要抓住这次机会好好的锻炼自己的能力。 1.2 本设计的技术要求本设计的技术要求 本次毕业设计的题目是“I型软管夹冲压装配工艺设计及部分模具设计”专题是“冲 压装配工艺设计”和“模具设计”，课题来源于无锡市海江汽车部件有限公司。本次设 计的任务是：不锈钢I型软管夹的各个零件工艺规程的制定；完成生产软管夹的其中三种 模具的设计。技术要求：要求模具工作平稳，结构简单，工作可靠，装卸方便，维修及 调整便利，加工精度应符合零件图要求。 设计课题涉及到课题的分析、资料的查询、资料摘录，整理收集的资料。然后深入 无锡市海江汽车部件有限公司生产一线向使用者、设计者学习，具体的了解模具的外形、 模具的大致结构，并记录了如何有所改进，最后确定设计的方案。以及模具体的结构图， 并进行相关零件的选型计算。设计该模具要求我们具备基本的实践知识和经济意识因此 考虑到：模具的实用性以及企业资源。 本课题的设计由本人独立完成，故本人的设计说明书包括加工钢带的其中两种模具以 及加工壳体的模具，并附有装配工艺卡片。 无锡太湖学院学士学位论文 2 2 软管夹加工工艺规程设计软管夹加工工艺规程设计 图 2.1 1.壳体 2.蜗杆 3.钢带 表 2-1 软管夹要求表 零件 编号 夹紧范围 d mm 齿带厚度 t mm 拧紧扭矩 Nm max 实验扭矩 Nm max 密封压力 MPa CQ67512 812 CQ67516 1016 0.5322.4 CQ67522 1222 CQ67527 1222 1.4 CQ67535 2335 CQ67545 3045 CQ67550 3250 CQ67560 4060 CQ67570 5070 0.7 CQ67580 6080 CQ67590 7090 CQ675100 80100 CQ675110 90100 CQ675120 100120 0633.6 0.3 2.1 要求要求 2.1.1 标准要求标准要求 软管夹应符合本标准的要求，并按经规定程序批准的图样及技术文件制造。 2.1.2 软管夹所用材料，镀层厚度的要求软管夹所用材料，镀层厚度的要求 软管夹所用材料、镀层厚度应符合表 2-2 的规定。 表 2-2 软管夹各组件材料表 零件名称材料类型执行标准镀锌厚度（um） 蜗杆Q235GBT 7009 壳体1Cr18Ni9TiGBT 4239 钢带1Cr18Ni9TiGBT 4239 2.1.3 外观要求外观要求 1. 表面质量：夹箍表面应光亮，不得有影响使用的裂纹，毛刺，飞边，伤痕，锈蚀等 缺陷。 I 型软管夹冲压装配工艺设计及部分模具设计 3 2. 表面处理：软管夹的蜗杆，螺栓应进行镀锌防蚀处理，镀锌表面应均匀。无锈斑， 露底和脱落现象。齿带的表面应进行抛光处理。 2.1.4 夹紧范围夹紧范围 软管夹的蜗杆的夹紧范围应符合表一的规定，不得有泄漏和损坏现象。 2.1.5 试验方法试验方法 1. 原材料质量查质包书或合格证； 2. 外观质量：目测检查； 3. 尺寸：用满足精度的量具检测； 4. 扭矩：用扭力扳手； 5. 密封压力：夹箍夹住橡胶管，用水压泵加压，试验压力应符合表1-1的规定； 6. 抗拉强度：按GBT 228的规定进行。 2.1.6 检验规则检验规则 1. 软管夹应经厂质量检验部门按本部门标准检验合格方能出厂，并附有合格证。 2. 软管夹的检验分为厂检验和型式检验两种。 3. 出厂检验的项目为本标准的4.34.7条。 2.2 钢带加工工艺规程设计钢带加工工艺规程设计 图2.2 钢带零件图 2.2.1 落料冲孔落料冲孔 要根据实际的生产情况去领取原材料（料带宽16.5mm）。要用到的设备：模具 CH- T-1,冲床，游标卡尺0.02 ,0-150mm。 具体步骤： 1.准备：工地清理清洁，根据生产任务单领料，并检查钢带质量。 2.试模：将上盘的钢带放于模具上（钢带落料冲孔模具）紧靠定位，下料。并冲孔， 并对冲下的钢带进行检验合格。 3.开机连续生产：在生产过程中随时注意工作情况 企业里是这样做的，做完之后还要去掉头部的两个倒角，为了更加节省时间且不影响 加工质量我做了改进：就是头部的两个倒角和尾部的两个圆弧一起冲掉（第一个前端工 件倒角和下一个工件尾部的圆弧一起冲压）这对模具的大小几乎没有影响，提高了效率。 2.2.2 冲斜排孔冲斜排孔 因为所要冲的孔的间距比较小，所以不能一次全部冲完，要分两次冲完。如第一次 无锡太湖学院学士学位论文 4 冲第1,3,5,7,9的孔，冲完后，用一冲完的孔继续定位，再冲完剩下的孔。要用到的设备： 冲床，冲斜排孔模具CH-T-2。 2.2.3 冲标记冲标记 钢带上需要冲有厂方的生产标记，冲有标记的部位要要显眼，且容易辨认。因此先将 钢带端部定位，然后用钢带刻字模具冲出厂标。要用到的设备：冲床，刻字模具。 2.2.4 孔部成型孔部成型 钢带的孔部还没有完全成型，要用孔部成型模具将其冲压成型。先将钢带定位，在用 钢带孔部成型模具将其冲压成型。要用到的设备：冲床，孔部成型模具。 2.2.5 打磨毛刺打磨毛刺 以上的工序都完成后，需要检验钢带的表面状况。如表面状况不够理想，则要打磨。 可用油石或抛光轮，也可用用手工打磨，或用机器打磨。要用到的设备：抛光机具。 2.2.6 检验检验 钢带所有的加工工序都完成后，要经过专门的技术人员检验。被型式检验的样品从出 厂检验合格的产品中抽取，每次2套，型式检验中如有不合格项目出现，允许加倍抽样对 不合格项目进行复检，复检中还有不合格项目出现，则型式检验不合格。要用到的设备： 钢皮尺，游标卡尺0-150mm。 2.3 壳体加工工艺规程设计壳体加工工艺规程设计 图2.3 壳体零件图 2.3.1 壳体落料壳体落料 壳体的外形比较简单，且厚度较薄，又不锈钢的刚度和韧性都比较好。所以可通过冲 压模具一次性将其冲出。只是冲压模具的设计精度比较高。具体过程是，先准备：清理 工作现场，安装模具并调整按生产任务出领料；定位：开动冲床，冲下壳体。要用到的 设备：冲床，模具CH-K-1，名称壳体HJ-10150-02。 2.3.2 打弯脚冲标记打弯脚冲标记 壳体上需要冲有厂方的生产标记，冲有标记的部位要要显眼，且容易辨认。因此先 将壳体定位，然后用壳体刻字模具冲出厂标。要用到的设备：模具CH-K-2. 具体步骤： 1. 安装调整好模具； 2. 将壳体的展开件放于模具中； 3. 开机； 4. 取下2件检验。 2.3.3 成型成型 现在的壳体只是一个平面展开体，需要通过弯曲模将其冲压变形成壳体形。冲压弯曲 的过程也比较简单，只是在定位是要注意些。因为壳体的尺寸比较小，定位时要用镊子 I 型软管夹冲压装配工艺设计及部分模具设计 5 将其放入凹模中，且要目视其是否定位好。要用到的设备：模具 CH-K-3. 具体步骤： 1. 将2件放于模中； 2. 开机； 3. 取下2件。 2.3.4 弯脚成形弯脚成形 壳体两侧的小脚是用于和钢带装配的。因此，装配前需要先将壳体的弯脚打弯成形。 此时，要用到壳体弯脚模。由于壳体的尺寸比较小，因此运送时要用镊子运送。要用到 的设备：模具 CH-K-4. 具体步骤： 1. 准备； 2. 将2件放于模具中； 3. 开机； 4. 取2件检验。 2.3.5 检验检验 壳体所有的加工工序都完成后，要经过专门的技术人员检验。被型式检验的样品从出 厂检验合格的产品中抽取，每次2套，型式检验中如有不合格项目出现，允许加倍抽样对 不合格项目进行复检，复检中还有不合格项目出现，则型式检验不合格。要用到的设备： 钢皮尺，游标卡尺0-150mm。 2.4 蜗杆加工工艺规程设计蜗杆加工工艺规程设计 图2.4 蜗杆零件图 2.4.1 下料下料 根据图纸上的长度进行下料。要用到的设备：切断机。 2.4.2 墩头墩头 将工件放于冷镦机上，一次墩头成形。要用到的设备：冷镦机，冷镦模具 HJ-K-I。 2.4.3 车外圆及各台肩车外圆及各台肩 先夹六角部分车外圆，再夹大头车园头部，头部允许有顶尖小孔来车出。要用到的设 备：仪表车床，三角卡盘或专用扎头，游标卡尺0-150mm。 2.4.4 铣槽铣槽 夹紧外圆铣槽，槽与外圆的对称度误差不大于0.1，槽深2.5.要用到的设备：铣床，分 度头。 2.4.5 搓丝搓丝 2.4.6 去毛去毛 2.4.7 渗碳淬火渗碳淬火 HRC-30-34 无锡太湖学院学士学位论文 6 2.4.8 镀锌镀锌 注意不可有0.1mm以上的面积漏锌。 2.4.9 检验检验 2.5 装配工艺规程设计装配工艺规程设计 2.5.1 钢带与壳体的装配工艺设计钢带与壳体的装配工艺设计 首先是准备，按生产任务书，将已经检验合格的适应尺寸规格的钢带，壳体准备好。 接着是装配，先将钢带与壳体铆合，接着是插上芯片，再打弯，最后是弯脚。这里要用 到仰合弯脚模具。 2.5.2 钢带，壳体与蜗杆的装配工艺设计钢带，壳体与蜗杆的装配工艺设计 首先是是准备，按生产任务书，将已经检验合格的适应尺寸规格的钢带，壳体（钢带， 壳体已经铆合，插上芯片，打弯，并弯脚）和蜗杆准备好。首先，将蜗杆装上，再用装 蜗杆后成形模具，接着要进行手工敲平，手工夹紧，整体成型等整形工作。然后是按规 格将组建定型成圆（或椭圆）。最后，收紧，放松两次，试验是否活络。前面的工序全 部完成后，经技术人员检验合格后，在将其包装，最终入库。这里要用到的设备：仰和 后弯脚模具，电动圈圆及（1），电动圈圆机（2），电动圆圈机。装蜗杆后成形模具， 自制手动装配工具，圆形，椭圆形圈圆机，试验台架，调试工具。 2.6 工艺工序卡片及装配工序卡工艺工序卡片及装配工序卡 图2.6：工序卡 以上各表为工序卡片、装配工序卡，每张工序卡应只有一道工序，因文档空间有限， 故把产品所有的工序都集中在同一工序卡片上。I型软管夹各组件详细的加工工艺过程请 见最后的软管夹加工工艺过程卡。 I 型软管夹冲压装配工艺设计及部分模具设计 7 3 钢带冲孔模具设计钢带冲孔模具设计 3.1 钢带冲孔工艺分析钢带冲孔工艺分析 图 3.1 钢带冲孔图 3.1.1 产品尺寸精度，粗糙度，断面质量分析产品尺寸精度，粗糙度，断面质量分析 如上图3.1所示，矩形孔为冲孔。产品形状简单对称，无狭槽，尖角。要求普通冲裁 尺寸精度低于IT13级，现在产品的设计精度低于IT13级，所以尺寸精度满足要求。 冲裁件断面质量因为一般用普通冲裁方法冲以下的金属板料时，其断面粗糙度R 2mm 可达,毛刺允许高度为；本产品在断面粗糙度和毛刺高度上没有太 2.53.2um0.010.05mm 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。 3.1.2 产品材料分析产品材料分析 对与冲压件材料一般要求的力学性能是强度低，塑性好，表面质量和厚度公差符合 国家标准。本设计的产品材料是不锈钢，属优质碳素结构钢，其力学性能是强度，硬度 和塑性指标适中，经对火后，用冲裁的加工方法是完全可以成形的。另外产品对于厚度 和表面质量没有严格要求，所以尽量采用国家的板料，请冲裁出的产品的表面质量和厚 度公差就可以保证了。经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。 3.2 钢带冲压工艺方案的确定钢带冲压工艺方案的确定 3.2.1 钢带冲压工艺分析钢带冲压工艺分析 冲裁件材料为1Cr18Ni9Ti,具有良好的冲压性能，冲裁件的零件图上所有尺寸均未标 注公差，可按IT14确定工件尺寸公差。查标准公差数值表（GB/T1800.3-1998）,各尺寸公 差为，。 1.5 + 0.25 0 1 + 0.25 0 5.5 0 0.3 9.5 + 0.22 09.5 0.186.3 0.18 5 + 0.3 0 设计方案如下工艺图： 图3.2 钢带工艺图 3.3 钢带冲孔模结构的确定钢带冲孔模结构的确定 3.3.1 模具的形式模具的形式 完成此工件需要两道工序，且生产批量大，尺寸精度要求不高，形状小等特点，故 采用连续模结构形式。 级进模又称为连续模和跳步模。 连续模的主要特点：工序分散，不存在最小壁厚问题（与复合冲裁模相比），模具 强度高；凸模全部都安装在上模，制件和废料（结构废料）均可实现向下的自然落料， 易于实现自动化；生产效率高；这类模具主要适用于批量大，精度要求不太高的制件。 无锡太湖学院学士学位论文 8 3.4 钢带冲压工艺计算钢带冲压工艺计算 3.4.1 排样排样 图 3.4 钢带排样图 1. 冲裁件在条料或带料上的分布情形成为排样，排样的结果是要画出排样图。排样是 冲压工艺设计工作的一项重要内容，也是一项技术性很强的工作。 2. 按材料的经济利用程度或废料的多少，排样可分为有废料排样、少废料和无废料排 样三大类。按工作在条料上的分布的形式，排样又可分为直排，斜排，对排，对头 斜排，多排，混合排等多种形式。此工件的冲孔比较简单，因此用单排，步距为 。 90mm 3.4.2 计算冲压力计算冲压力 冲裁力公式为 = 孔1 + 2 其 孔1 = 孔1 2 = 2 孔1 = 38.427(mm) 2 = 28.581(mm) 所以 孔1 = 1.3 38.427 0.6 500 = 14.987(kN) 2= 1.3 28.581 0.6 500 = 11.147(kN) 孔1 = 15.0(kN) 2= 11.2(kN) = 孔1 + 2= 15.0 + 11.2 = 26.2(kN) 式中 系数，常取； = 1.3 材料厚度，； = 0.6mm 材料抗剪强度，MPa,查手册，不锈钢退火，,取 = 440560MPa 。 = 500MPa 1. 卸料力 = 式中 卸料力； 卸料系数，查表，取. = 0.040.05= 0.045 所以 = 0.045 26.2 = 1.18(kN） 2. 推料力 = 式中 退料系数，查表去； = 0.055 同时卡在凹模洞孔的件数，取. = 1 所以 = 0.055 26.2 = 1.441(kN) 3. 压力机的公称压力值必须大于或等于冲裁各工艺力的总和，即大于总的冲压力。总 的冲裁力因模具卸料及出件方式不同而不同，当采用弹压卸料装置和下出件的模具 时，总的冲压力为 总= + + = 26.2 + 1.18 + 1.441 = 28.821(kN) 3.4.3 计算模具压力中心计算模具压力中心 由于该零件两个凸模，所以分别算出两个凸模的压力中心。 计算孔 1 的压力中心： = 11+ 22+ 1+ 2+ = 11+ 22+ 1+ 2+ 1= 6.30() I 型软管夹冲压装配工艺设计及部分模具设计 9 1= 11+ 22+ 1+ 2+ = 14.75() 计算孔 2 的压力中心： 2= 11+ 22+ 1+ 2+ = 4.6() 2= 11+ 22+ 1+ 2+ = 6.1() = 11+ 22+ 1+ 2+ = 9.4() = 11+ 22+ 1+ 2+ = 6.2() 图 3.5 压力中心 3.4.4 计算刃口尺寸计算刃口尺寸 配作法就是先按设计尺寸制出一个基准件（凸模或凹模） ，然后根据基准件的实际尺 寸再按最小合理间隙配制另一件。模具的间隙由配制保证，工艺比较简单，不必校核 +的条件，并且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易。 - 采用配作法计算冲孔 1 凸模刃口尺寸： 图 3.6 凸模 1 基本尺寸 各尺寸公差为：， 1.5 + 0.25 01 0.13 9.5 + 0.36 0 9.5 + 0.36 0 6.3 + 0.36 0 类尺寸（）： 0 = ( ) + 0 B 类尺寸（）： + 0 无锡太湖学院学士学位论文 10 = (+ ) 0 C 类尺寸（）： = /4 以上各式中 ,基准件的基本尺寸，； ，工件公差，； 模具制造公差（一般取 = 4），； 磨损系数。 凸模刃口磨损后，尺寸,，减小，按 类尺 1.5 + 0.25 0 9.5 + 0.36 0 9.5 + 0.36 0 6.3 + 0.36 0B 寸计算： 查表 2-15 得，则 1= 0.75,2= 0.5 1= (1.5 + 0.75 0.25) 0 0.25 4 = 1.6875 0 0.0625 () 2= (9.5 + 0.5 0.36) 0 0.36 4 = 9.68 0 0.09 () 3= (9.5 + 0.5 0.36) 0 0.36 4 = 9.68 0 0.09 () 4= (6.3 + 0.5 0.36) 0 0.36 4 = 6.48 0 0.09 () 凸模磨损后，尺寸不变，按中心距类尺寸处理。 1 0.13 = 1 0.13 4 = 1 0.0325() 查表得： 凹，凸模最小初始双面间隙，； min min = 0.09() 凹模的基本尺寸与凸模相同，分别是 1.687，9.68，6.48。不必标注公差，但要在技 术要求中注明：凹模的实际刃口尺寸与冲孔凸模配制，保证最小双面合理间隙 mm。 min= 0.09 计算凸模 2 的刃口尺寸： 图 3.7 凸模 2 基本尺寸 采用配作法计算凸模 2 刃口尺寸： 各尺寸公差为：，. 6.8 + 0.36 08.6 0.182.0 0.13 8.0 + 0.36 015 0.22，2.0 0.13 凸模刃口磨损后，尺寸，减小，按 类尺寸计算，查表 2-15 6.8 + 0.36 0 8.0 + 0.36 0 得，则 = 0.5 1= (6.8 + 0.5 0.36) 0 0.36 4 = 6.98 0 0.09 () 2= (8.0 + 0.5 0.36) 0 0.36 4 = 8.18 0 0.09 () 凸模磨损后，尺寸，不变，按中 8.6 0.182.0 0.13，15 0.22，2.0 0.13 心距类尺寸处理。 I 型软管夹冲压装配工艺设计及部分模具设计 11 1= 8.6 0.18 4 = 8.6 0.045() 2= 2.0 0.13 4 = 2.0 0.0325() 3= 15 0.22 4 = 15 0.055() 4= 2.0 0.13 4 = 2.0 0.0325() 查表得： 凹，凸模最小初始双面间隙，。 min min = 0.09() 凹模的基本尺寸与凸模相同，分别是.不必标注公差，但要 6.98,8.18,8.6,2.0，15，2.0 在技术要求中注明：凹模的实际刃口尺寸与冲孔凸模配制，保证合理双面间隙 。 0.090.12() 3.5 钢带冲孔模主要零件设计计钢带冲孔模主要零件设计计算算 模具的工作零件，定位零件，压料和卸料零件，导向零件，连接和紧固零件，弹簧， 橡胶等要首先按冲压模具标准及应用手册选用，若无标准，可先选用再进行设计。 对于小而长的冲头，壁厚较薄的凹模等还需要进行强度校核。设计计算确定了凹模的结 构尺寸后，可根据凹模周界选用模架。模具的闭合高度，轮廓大小，压力中心与选用设 备适应。 3.5.1 凹模的设计计算凹模的设计计算 1. .凹模的结构形式 凹模的结构也分为整体式、组合式、镶拼式等 3 种形式。 采用整体式凹模，模具结构简单，强度好，制造精度高，适用于中小型制件。 2凹模的刃口形式。 钢带冲孔模选择直筒式。其刃口加工方便、强度高，且刃口尺寸不会因俢磨而过大 变化，适用于冲裁形状复杂或精度要求高的的制件，缺点是冲裁部分的制件或废料积存 在刃 口部位，增大了推件力和凹模的胀裂力，会加快刃口的磨损。 凹模孔口高度（ ）.其孔口高度不宜过大，一般可按材料的厚度（ ）选取。 5 10 mm = 1015 钢带厚度为或,取凹模孔口高度。 0.530.6 = 5 无锡太湖学院学士学位论文 12 图 3.8 凹模简图 3. 凹模外形尺寸的计算 凹模厚度的计算： = 3 0.1 = 3 0.1 28821 14.23() 式中 凹模厚度； 冲裁力，一般取总压力。 总 取 = 18mm =(1.32.0)，且 3040 = 1.8 18 30 凹模宽度 的确定： = + 2 = 22 + 2 30 = 82 凹模长度 的确定： = + + 2 = 22.6 + 90 + 2 30 = 174.6 3.5.2 根据凹模尺寸查标准典型组合根据凹模尺寸查标准典型组合 JB/T 8066.11995 标准规定了冷冲模弹压卸料典型组合 纵向送料典型组合的结 构参数，包括凹模周界尺寸系列、模具闭合高度、凸模长度以及相应板件的板面尺寸。 所以选取凹模尺寸为，凸模固定板，垫板， 200 100 18200 100 18200 100 6 卸料板，导料板，承料板，螺钉 1（4 个） 200 100 16240 3100 40 2 ，圆柱销（4 个） ，螺钉 2（6 个） ，卸料螺钉（6 个） 10 508 508 45 ，橡胶（6 个），螺钉 3（4 个），配用模架闭合高度 H 最大 8 906 10 6 20 220，最小 190。 3.5.3 固定板的设计计算固定板的设计计算 1凸模固定板的设计 (1) 凸模固定板的外形尺寸。一般情况，凸模固定板的外形尺寸与凹模或卸料板尺寸 相同。 长取 200mm 宽取 100mm (2) 凸模固定板的厚度。查看典型组合后，固定板的厚度也就基本确定，查表得： I 型软管夹冲压装配工艺设计及部分模具设计 13 =18mm。 3.5.4 卸料板的设计计算卸料板的设计计算 卸料板的作用是将抱在凸模上的工作或废料卸下。 1. 卸料板类型选择 一般常用的卸料板有固定卸料板和弹压卸料板两种。 弹压卸料废料除了在冲裁后卸料外，还可在冲裁前压住材料，使冲制的工件平整 度好，一般冲制材料厚度小于 1.5mm 或材料较软的工件。本例中的材料小于 1.5mm,但 由于用单个毛坯，如果采用固定卸料板会给送料，定位增加难度（视线不好） ，所以采 用弹压卸料板。 弹压卸料板与凸模的双边间隙一般为，或采用 H9f8 等间隙配合。为了 0.10.2mm 可靠卸料，弹压卸料板应高出凸模。 0.20.5mm 2. 卸料板的尺寸 （1） 外形。弹压卸料板的外形一般与同方向上的固定板的外形一致；固定板一般与凹 厚度相近。 （2） 厚度。选择典型组合后卸料板的厚度基本确定。 = 16(mm) （3） 成形孔。基本与凹模刃口的形状相同。 3.5.5 弹性元件的设计计算弹性元件的设计计算 此冲模中的弹性元件采用的是橡胶，橡胶组要是黑色橡胶和聚氨酯橡胶。橡胶的压 缩量一般不能超过橡胶自由高度的 30%，否则橡胶会过早失去弹性。 1. 橡胶的自由高度 自= 0.250.30 = 12 0.250.30 = (4048)() 式中 橡胶的自由高度，； 自 工作压缩量（工作行程） ，。 取。 40 () 2. 橡胶的直径 = q = = 1.18 103 4 1.06 = 4183(2) = 4/4 = 4 4183/4 3.14 = 36() 式中 橡胶压力，可取等于或大于卸料力， ； N 橡胶的横截面积，； 2 橡胶压缩的单位压力，； qPa 橡胶的直径，。 取 40。 3.5.6 凸模的设计计算凸模的设计计算 1.凸模结构设计 （1）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。 （2）凸模的固定形式。凸模根据冲制零件的形状，尺寸，加工方法的不同而有许多固 无锡太湖学院学士学位论文 14 定形式。该凸模以台肩与固定板固定，凸模与凸模固定板的配合部分，采用过渡配合 （H7m6 或 H7n6） 。 2.凸模长度的计算 = + 自 + - = 18 + 40 + 16 - 2 = 72() 式中 凸模的长度，； 凸模固定板厚度，； 卸料橡胶的自由高度，。 自 3.5.7 钢带冲孔模其他零件的设计和选用钢带冲孔模其他零件的设计和选用 1. 模架的设计 (1) 采用后侧导柱模架。因后侧导柱模架方便操作。根据 GB/T 28512008冲模滑动 导向模架标准规定的后侧导柱模架上模座,下模座。 200 100 40200 100 50 2模柄的设计模柄的作用是将上模与压力机的滑块相连接。在安装模具是应注意模柄 直径与压力机模柄孔直径要一致。 3.5.8 钢带冲孔模闭合高度的计算钢带冲孔模闭合高度的计算 模具闭合高度为 模 = + + + - 1 = 40 + 50 + 18 + 72 - 1= 190() 式中 上模板的厚度，； 下模板的厚度，； 凹模的厚度，； 凸模的长度，； 凸模进入凹模的深度，,这里取。 1 1() 3.5.9 压力机的选择压力机的选择 选用压力机公称压力应大于冲裁工序力的 1.2 倍，即;最大闭合 1.2 = 34.59 高度应大于冲裁模闭合高度;工作台面尺寸应能满足模具的正确安装。综上所述，查 5 表 9-2，可选用 J23-16 开式双柱可倾压力机，并需在工作台面上配备垫块，垫块实际尺寸 可配制。选择压入式模柄，模柄孔尺寸为（根据压力机选择） 。 40 60 图 3.9 钢带冲孔模的装配图 1模柄；2上模座；3内六角螺钉 1；4垫板；5凸模固定板；6凸模；7 橡胶；8卸料板；9凹模；10固定挡料销；11内六角螺钉 2；12下模座； 13圆柱销；14卸料螺钉；15导套；16导柱；17导板；18承料板；19 内六角螺钉 3；20始用挡料销。 3.5.10 其他其他 1.查手册选模架。 2.选导柱，导套的尺寸。 3.选螺钉，销钉等零件。 4.选定位零件的尺寸，结构。 I 型软管夹冲压装配工艺设计及部分模具设计 15 4 钢带冲斜孔模具的设计钢带冲斜孔模具的设计 4.1 钢带冲斜孔工艺分析钢带冲斜孔工艺分析 图4.1 钢带冲斜孔图 4.1.1 产品尺寸精度，粗糙度，断面质量分析产品尺寸精度，粗糙度，断面质量分析 1. 尺寸精度 如上图4.1所示，斜孔为冲孔。要求普通冲裁尺寸精度低于IT13级，现在产品的设计 精度低于IT13级，所以尺寸精度满足要求。 2.冲裁件断面质量 因为一般用普通冲裁方法冲2以下的金属板料时，其断面粗糙度R.可达 ,毛刺允许高度为;本产品在断面粗糙度和毛刺高度上没有太严 2.53.20.010.05 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。 4.1.2 产品材料分析产品材料分析 对与冲压件材料一般要求的力学性能是强度低，塑性好，表面质量和厚度公差符合 国家标准。本设计的产品材料是不锈钢，属优质碳素结构钢，其力学性能是强度，硬度 和塑性指标适中，经对火后，用冲裁的加工方法是完全可以成形的。另外产品对于厚度 和表面质量没有严格要求，所以尽量采用国家的板料，请冲裁出的产品的表面质量和厚 度公差就可以保证了。经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。 4.2 钢带冲斜孔工艺方案的确定钢带冲斜孔工艺方案的确定 4.2.1 钢带冲斜孔工艺方案分析钢带冲斜孔工艺方案分析 完成此工件需要冲孔2次，每次冲12个孔，且要间隔开冲孔。设计方案如下图： 图 4.2 钢带冲孔图 零件图上所有尺寸均未标注公差，可按IT14确定工件尺寸公差。查标准公差数值表 （GB/T 1800.31998），各尺寸公差为。 6.5 + 0.36 0 ，1.25 + 0.25 0 ，5 0.15 4.3 钢带冲斜孔模结构的确定钢带冲斜孔模结构的确定 4.3.1 模具的形式模具的形式 导柱式单工序冲裁模。该模具上、下模之间靠导柱、导套起导向作用。其结构特点： 无锡太湖学院学士学位论文 16 导向精度高，凸、凹模之间的的冲裁间隙容易保证，从而能保证制件的精度：安装方便， 运行可靠，但结构较为复杂一些，适用于大批量生产的场合。 4.3.2 定位装置定位装置 采用伸缩式挡料销纵向定位，安装在下模座和活动卸料板之间。工作时，可随凹模 下行而入孔内，工作方便。 采用导料螺栓横向定位。因为它结构简单，对模具强度削弱小。 4.3.3 卸料装置卸料装置 1. 条料的卸除。采用弹性卸料板。卸料板安装在上模。 2. 冲孔废料的卸除。采用下模座上漏料孔排出。冲孔废料在下模的凹凸内积聚到一定 数量，便从模座的漏料孔中排出。 4.3.4 导向零件导向零件 导向零件有许多，如导板导向，则在模具安装不便，而且阻挡操作者的实线，所以 不采用；若用滚珠式导柱导套进行导向，则虽然导向精度高，寿命长，但结构比较复杂， 所以也不采用；针对这次加工的产品对精度要求不高，采用滑动式导柱导套进行导向即 可，而且模具在压力机上的安装比较简单，操作方便，还可降低成本。 4.4 钢带冲压工艺计算钢带冲压工艺计算 4. 此处已删除，完整版加 153893706 6 结论与展望结论与展望 I 型软管夹冲压装配工艺设计及部分模具设计 17 6.1 结论结论 本次毕业设计让我系统地巩固了大学几年的学习课程，通过毕业设计使我更加了解 到模具加工在实际生产中的重要地位。 经过本次毕业设计，系统地巩固了如：塑料模具与冲压模具 、 机械制图 、 模 具加工工艺等许多课程。从分析零件图到模具的设计与装配图的绘制，在指导老师的 带领下，每一个环节都是我自己设计制作的。 在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，特别是模具在实际中可 能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。使我对 冲压模具设计的整个过程，主要零件的设计，主要工艺参数的计算，模具的总体结构设 计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。模具在当今社会生活中运用得非常广 泛，掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。 总之，本次毕业设计，是我认真的结果，也是我架起“工作”的关键一步，验了我大 学几年学习的成果，文中上述所有内容主要是在讲述模具设计的整个过程，利用对零件 图形的工艺性分析，设计出适合加工零件的模具，以达到生产要求，提高生产效率，零 件的冲裁工艺性分析、模具结构的确定是模具设计的重要内容，只要合理就可以保证其 加工精度及其各项指标要求。 通过这次模具设计及编制其说明书，增加了不少专业方面的知识，提高了动脑、动 手的能力。只实践也理论相结合才能达到规定的各项性能指标。 6.2 不足之处及未来展望不足之处及未来展望 当然，在此过程中也有许多不足之处，例如：知识的不全面，所学的还没有全部掌 握，思维的狭隘等，让我在毕业前上了生动形象的一课。 同时，做设计也是磨练决心与毅力的过程，面对复杂冗长的数据，打印长篇的论文， 我也想过放弃，但想到它的意义我就又坚持了下来。做完了后，有一种豁然开朗的感觉， 内心激动无比，经过了这次设计以后，我有信心，我也坚信只要努力、坚持，我们就能 走好人生的每一步。 无锡太湖学院学士学位论文 18 致致 谢谢 本课题在选题及研究过程中得到 张老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。 他严 肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从 课题的选择到项目的最终完成， 张老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。 张 老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀， 在此谨向张老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 我还要感谢每一位关心我的亲人和朋友们，使我在大学四年过完了一个充实而又 开心的生活。还有我辛苦的父母给了我很多的爱，使我有个美好的学习生活。我想对 你们说：你们辛苦了。我会好好的努力工作让你们有个幸福的生活的。 最后，很感谢阅读这篇毕业设计 （论文）的 老师们。感谢您们抽出宝贵的时间来 阅读这篇毕业设计（论文）。 感谢张大骏老师！ I 型软管夹冲压装配工艺设计及部分模具设计 19 参考文献参考文献 1 杨占尧. 最新冲压模具标准及应用手册M. 北京:化学工业出版社，2010 2 田光辉，林红旗. 模具设计与制造M. 北京:北京大学出版社，2009 3 冲模设计手册编写组. 冲模设计手册M. 北京:机械工业出版社，1998 4 钣金冲压工艺手册编委会编著. 钣金冲压工艺手册M. 北京:国防工业出版社，1989 5 冲压工艺及模具设计编写委员会. 冲压工艺及模具设计M. 北京:国防工业出版社，1993 6 候义馨. 冲压工艺及模具设计M. 北京:兵器工业出