排气接管件冲压模具毕业设计.docx

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1、毕业设计目 录（一）、设计说明21、 冲压工艺与模具设计21.1 工艺分析21.2 工艺方案及模具结构类型31.3 主要工艺参数计算31.31 毛坯的尺寸参数计算31.32 压力中心的计算41.33 各部分工艺力计算51.34 冲压设备的选择71.35 主要工作部分尺寸计算71.36 工作零件结构尺寸92、模具制造112.1冲孔凸模加工工艺过程：112.2冲孔凹模加工工艺过程：122.3凸凹模加工工艺过程：132.4弯曲凸模加工工艺过程：142.5垫板加工工艺过程：152.6卸料钉加工工艺过程：152.7固定板加工工艺过程：162.8挡料板加工工艺过程：172.9卸料板加工工艺过程：172.1

2、0导料板加工工艺过程：182.11上模座加工工艺过程：192.12下模座加工工艺过程：193、模具装配20（二）、模具三维效果图纸21（三）、工程图（装配图、零件图）24（四）参考文献：40（五）总结41摘要：该零件是YN27型内燃凿岩机上的一个排气接管件，材料为Q235，结构形状简单且对称。根据零件的使用要求，结合生产实际情况，为了提高生产效率和安全性，降低生产成本，因此选用级进弯曲模加工该零件，并采用挡块定位和刚性卸料装置卸料。关键词：冲压件、 毕业设计、 级进弯曲模、 凸模、 凹模Abstract：The part is YN27 internal combustion rock dri

3、ll to take over on an exhaust parts，material Q235, structure is simple and symmetric shape. According to the use of components, combining the actual situation of production, in order to improve productivity and safety, reduce production costs, Therefore, select the progressive bending mode processin

4、g of the parts, and use block positioning and rigidity tripper discharge . .。Key Words：stamping、 graduation design、 Progressive Bending Die、 punch 、 cavity plate（一）、设计说明1、 冲压工艺与模具设计1.1 工艺分析u 材料：该工件的材料为Q235钢，是普通炭素钢，具有较好的可冲压性能。u 零件结构：该工件结构简单且对称，弯曲部分有R=2的圆角过渡，除宽度mm有精度要求外，其余精度要求不高。u 尺寸精度：零件图上所有未标注公差的尺寸属

5、自由尺寸，可按IT14级确定工件的公差。查表可得各尺寸公差为：1) 零件外形：2) 零件内形：mm3) 孔边距：结论：适合冲裁弯曲。 1.2 工艺方案及模具结构类型该零件包括冲孔、落料、弯曲三道基本工序，主要可以采用以下几种方案：1) 先落料，然后冲孔，再弯曲，采用单工序模生产。2) 先落料，然后冲孔和弯曲在同一个工步，采用复合模生产。3) 冲孔、落料为同一工步，然后进行弯曲，采用复合模生产。4) 冲孔、落料、弯曲三道工序连续进行，采用级进弯曲模生产。方案1模具结构简单，但需要三道工序，三套模具才能完成零件的加工，生产效率低，劳动量大，成本高，难以满足大批量生产的需求。方案2和方案3需要两套模

6、具才能完成零件的加工，与方案1相比，其生产效率、成本等方面都有所改善，但还不是最好的。由于该零件结构简单，生产批量大，为了提高生产效率和安全性，降低生产成本，并为了有效的保证宽度mm的尺寸精度。最后确定采用方案4进行生产，而对于弯曲的回弹，可以采用减小间隙的方法来避免或减小回弹。为了节约材料，降低成本，提高生产效率。因此，级进弯曲模采用挡块定位和刚性卸料装置卸料。 1.3 主要工艺参数计算1.31 毛坯的尺寸参数计算 该毛坯的工件展开图如右图1所示： (图1)按弯曲件展开来计算，其中性层半径为：r=R+kt式中：r 中性层半径（mm）； R弯曲内半径，R=2mm； k中性层位置因数。由于R/t

7、=1，查表得k=0.31； t 材料厚度，t=2mm。则中性层半径 r=2+0.312=2.62mm中性层长度 L=ra/180=3.142.262mm =4.11mm直线部分长度 a=b=2122mm=17mm c=20.52222mm=12.5mm =a+b+c+2L=17+17+12.5+8.22=54.72mm则毛坯的外形尺寸为：=54.72mm =mm由于该零件形状规则对称，尺寸精度要求不高，为了提高生产效率和材料的利用率，降低生产成本，因此采用无废料的排样方法。则步距为54.72mm，排样简图如下图2所示： （图2）每个步距地材料利用率=A/BS100=（54.72302r）/(5

8、4.7230)100=98.471.32 压力中心的计算 (图3)如图3所示，由于工件x方向对称，设模具的压力中心坐标为（），则压力中心=27.36mm= =mm =mm = 14mm其中:序号1234563054.723054.7212.5612.56150153088由以上计算可知，模具的压力中心坐标为（27.36，14）。1.33 各部分工艺力计算1) 冲孔力计算：冲孔力：= 1.3Lt式中：L工件内轮廓周长(mm)； t材料厚度（mm）；t=2mm 材料的抗剪强度。其值查表可知：为310380MPa，取=350MPa则=（1.33.1422350）KN22.86KN2) 落料力计算：落

9、料力：=1.3Lt式中：L工件外轮廓周长(mm).则=1.3（54.72+30）22350KN154.19KN3) 卸料力计算：=F式中：卸料力因数，其值查表可知，为0.0250.06取=0.04.则=0.0422.86KN0.91KN4) 推件力计算：=n式中：推件力因数，其值查表可知，=0.05n同时卡在凹模孔内的工件（或废料）数，取n=3.则=230.0522.86KN6.86KN5) 弯曲力计算：由于该零件为U形件，故 式中：自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力，N； B弯曲件的宽度，mm； r弯曲件的内弯曲半径，mm； 材料的抗拉强度，MPa；其值查理学性能表可知，为380470MPa，

10、 取 =400MPa； K安全系数，一般取K=1.3。则=0.71.33022400/（2+2）N=10920N=10.92KN6) 顶件力计算：顶件力的值可近似取自由弯曲力的3080，即=0.8=0.810.92KN8.74则总冲压力为：=+=（22.86+154.19+0.91+6.86+10.92+8.74）KN=204.48KN1.34 冲压设备的选择 根据冲压力=204.48KN、模具的闭合高度、冲床工作台面尺寸等，为了安全起见，防止设备的超载。因此，选用公称压力为630KN，型号为J2163开式固定台压力机。该压力机与模具设计的有关参数为：公称压力： 630KN；滑块行程： 120

11、mm；行程次数： 40次/分；最大闭合高度： 270mm；封闭高度调节量： 80mm；工作台面积（左右前后）： 840mm540mm；模柄孔尺寸（直径深度）： 50mm70mm；工作台落料孔尺寸（左右前后直径）： 420mm300mm 370mm.1.35 主要工作部分尺寸计算1) 冲孔刃口尺寸计算：对于冲裁模初次双面间隙，查表可知：=0.22mm，=0.26mm，模损系数x的值，查表可知：x=0.5。对于工件上两个mm孔冲裁凸模、凹模的制造公差，查表可知：=0.22mm，=0.02mm，则=（d+x）=（4+0.50.3）mm=mm =（d+x+）=（4+0.50.3+0.22）mm=mm校

12、核：+- +=0.02+0.02mm=0.04mm -=0.26-0.22mm=0.04mm故+=-，证明了所取的与是合适的。2) 落料刃口尺寸计算：基本尺寸及分类冲裁间隙模损计算公式制造公差计算结果冲孔凹模D=54.72=0.22mm=0.26mm-=0.04mm制件精度为：14级，故x=0.5=（D- x）/4D=54.35D=mmD=29.97凸模：按照凹模尺寸配制，其双面间隙保持在0.22mm0.36mm之间。3) 弯曲部分尺寸计算：由于该弯曲不易施加侧向压力，所以不能施加校正弯曲力。因此，采用减少弯曲凸、凹模的间隙来减少回弹。凸模的圆角半径与零件的弯曲半径相同，即R=2mm。凹模的圆

13、角半径可根据工件弯边高度和工件厚度查表得，R=5mm。凸凹模单边间隙：Z=t+ct式中：Z弯曲凸、凹模的单边间隙； t弯曲件的材料厚度，t=2mm； t弯曲件材料的最大厚度，t=2mm； c间隙系数，查表得：c=0.05.则Z=2+20.05mm=2.1mm对于工件尺寸，取弯曲凸模、凹模的制造公差为IT7级。查表得=0.03mm则A=（A-）=（20.5-0.52）mm=20.11mm A=（A-2Z）=（20.11-22.1）mm=15.91mm1.36 工作零件结构尺寸1) 冲孔凹模板尺寸：凹模厚度：H=kb （15）式中：k系数，查表得，k=0.28； B冲裁件最大外形尺寸.则H=0.2

14、854.72mm=15.3mm.凹模壁厚：C=（1.52）H （30）则C=（1.52）15.3mm=（2330.6）mm.根据实际需要和节约成本，去C=9mm。通过校核可知，冲孔凹模的壁厚有足够的强度。冲孔凹模变长：L=b+2C=54.72+29mm=72.72mm查标准JB/T6743.194，根据模具结构和实际需要，取冲孔凹模的宽度B=62mm，高度为H=48mm。则冲孔凹模的外形尺寸为：72.726248（mm），其结构如零件图10所示。2) 冲孔凸模的长度：凸模长度L=+式中：凸模固定板的厚度mm； 卸料板的厚度mm； 导料板的厚度mm； 附加长度，取=12mm.则L=24+7+5+

15、12=48mm冲孔凸模强度校核：由于该凸模不属于细长杆，所以强度足够。其结构如零件图8所示。3) 凸凹模尺寸： 通过查表可知，该凸凹模的最小壁厚m为4.9mm，根据实际需要，取m=5mm。通过查表校核可知，凸凹模的壁厚有足够的强度。根据固定板的厚度及模具结构，可选取凸凹模的高度为68mm，则它的外形尺寸为：54.154068mm。其结构如零件图7所示。4) 弯曲凸模尺寸：根据凸凹模的外形尺寸和模具的结构，可选取弯曲凸模的长度为49mm，宽度为62mm，高度为45mm。即弯曲凸模的外形尺寸为496245mm。其结构如零件图13所示。5) 其他模具零件结构尺寸：根据级进弯曲模的结构形式特点和现有设

16、备的主要参数要求，查标准JB/T6743.194确定其他模具零件的外形尺寸如下表所示：序号名称长宽厚（mm）材料数量1垫板150802045钢12固定板150802445钢13卸料板7062745钢14挡料板62236045钢15导料板15.570545钢26卸料钉164045钢17弹簧外径为16，自由高度为65mm，材料直径为2.1根据模具零件尺寸，查标准GB/T2855.590。选取模架闭合高度为190225mm，上模座为20010040mm，下模座为20010050mm的后侧导柱滑动导向模架。2、模具制造根据冲压工艺与模具设计的要求，对主要模具零件的加工过程如下：2.1冲孔凸模加工工艺过

17、程： 材料：Cr12 硬度：5660HRC序号工序名称工序内容1备料锻件（退火状态）1360mm2热处理退火，硬度大180220HB3车a) 车一端面，打顶尖孔，车外圆至10mm，掉头车另一端面，长度至尺寸55mm，打顶尖孔。b) 双顶尖顶，车外圆尺寸至9.40.05mm，6.40.05mm，5.40.05mm，4.40.05mm至要求，车尺寸mm，24mm，12mm至要求。4检验5热处理淬火，硬度至5660HRC6磨削磨削外圆至尺寸9mm，6mm，6mm，5，4mm7线切割切除工作端面顶尖孔，长度尺寸48mm至要求8磨削磨削端面至Ra1.6m9检验10钳工装配（钳修并装配）2.2冲孔凹模加工

18、工艺过程： 材料：9CrSi 硬度：6064HRC序号工序名称工序内容1备料锻件（退火状态）807055mm2粗铣铣六面至尺寸7362.549mm，注意两大平面与两相邻侧面用标准角测量达基本垂直。3平面磨磨六面尺寸至72.656248mm，并使上下平面的平行度0.34钳a) 划线：划出各孔径中心线b) 钻孔：钻螺纹孔、销钉孔、落料孔c) 铰孔：铰销钉孔至要求d) 攻丝：攻螺纹丝至要求5热处理淬火，使硬度达6064HRC6线切割割侧面，使下平面尺寸为70mm，离上平面的距离为10mm7检验8钳装配2.3凸凹模加工工艺过程： 材料：9CrSi 硬度：5558HRC序号工序名称工序内容1备料锻件（退

19、火状态）634875mm2粗铣铣六面尺寸至554269mm3平磨磨六面尺寸至54.154068mm，并使相邻面垂直度0.02mm/100mm.4钳a) 划线：划卸料钉孔中心线、螺钉孔中心线b) 钻孔：钻卸料钉孔和螺钉过孔至要求c) 攻丝：攻螺纹丝至要求5钳a) 研配：研凸凹模并配入固定板b) 研各侧壁至6.3m6平磨磨圆角至要求7钳总装配2.4弯曲凸模加工工艺过程： 材料：CrWMn 硬度：5560HRC序号工序名称工序内容1备料锻件（退火状态）557050mm2粗铣铣六面尺寸至506350mm3钳划线：划凸模中心线4粗铣铣凸模弯曲部分尺寸至16.56336mm5平磨磨凸模弯曲部分尺寸至15.

20、916235mm，外形长度尺寸至49mm6钳a) 划线：划螺钉孔和销钉孔中心线b) 钻孔：钻螺钉孔和销钉孔至要求c) 锪孔：锪螺钉沉孔至要求7平磨磨圆角至要求8钳总装配2.5垫板加工工艺过程： 材料：45 硬度：5558HRC序号工序名称工序内容1备料锻件（退火状态）1609030mm2粗铣铣六面尺寸至150.580.521mm，并使两大平面和相邻两侧面基本垂直.3平磨磨六面尺寸至1508020.5mm，并使相邻面垂直度0.02mm/100mm.4钳a) 划线：划螺钉过孔中心线，销钉过孔中心线b) 钻孔：钻螺钉过孔，销钉过孔至要求c) 锪孔：锪螺钉沉孔至要求5热处理淬火：硬度：5558HRC6

21、平磨磨两大平面厚至要求7钳总装配2.6卸料钉加工工艺过程： 材料：45 硬度：2428HRC序号工序名称工序内容1备料锻件（退火状态）2050mm2车a) 车一端面，打顶尖孔，车外圆至17mm，；掉头车另一端面，长度至尺寸45mm，打顶尖孔b) 双顶尖孔，车外圆尺寸至16.5mm、14.5mm，车尺寸5mm至要求3检验4热处理淬火：硬度2428HRC5磨削磨外圆尺寸至16mm、14mm至要求6线切割切除工作端面顶尖孔，长度尺寸40mm至要求7磨削磨圆角和倒角至要求8钳总装配2.7固定板加工工艺过程： 材料：45 硬度：2428HRC序号工序名称工序内容1备料气割下料1558530mm2热处理调

22、质：硬度2428HRC3粗铣铣六面 1508025mm，并使两大平面和相邻两侧面基本垂直.4平磨磨两大平面，厚度达 24.5mm，并磨两相邻侧面使四面垂直，垂直度0.02mm/100mm5钳a) 划线：划螺纹孔中心线、销钉孔中心线、冲孔凸模固定孔中心线、凸凹模固定孔轮廓线b) 钻孔：钻螺纹孔、销钉孔、冲孔凸模固定孔、凸凹模固定孔线切割穿线孔c) 攻丝：攻螺纹丝至要求6线切割割凸凹模安装固定孔，单边留研余量0.010.02mm7钳研配：将冲孔凸模和凸凹模配入安装固定孔8平磨磨厚度至要求9钳装配：与上模座配作销钉孔2.8挡料板加工工艺过程： 材料：45 硬度：2428HRC序号工序名称工序内容1备

23、料锻件（退火状态）703068mm2热处理调质：硬度2428HRC3粗铣铣六面尺寸 62.523.561mm至要求，并使两大平面和相邻两侧面基本垂直.4平磨磨六面尺寸622360.5至要求5钳a) 划线：划螺纹孔中心线、销钉孔b) 钻孔：钻螺纹孔、销钉孔至要求c) 攻丝：攻螺纹丝至要求6平磨磨厚度和周边倒角至要求7钳总装配2.9卸料板加工工艺过程： 材料：45 硬度：2428HRC序号工序名称工序内容1备料气割下料 807012mm2热处理调质：硬度2428HRC3粗铣铣六面尺寸至70.562.58mm并使两大平面和相邻两侧面基本垂直.4平磨磨六面尺寸至70627.5mm5钳a) 划线：划螺钉

24、过孔中心线、冲孔凸模过孔中心线b) 钻孔：钻螺钉过孔和冲孔凸模过孔至要求c) 锪孔：锪螺钉沉孔至要求6平磨磨厚度至要求7钳总装配2.10导料板加工工艺过程： 材料：45 硬度：2428HRC序号工序名称工序内容1备料气割下料 78209mm2热处理调质：硬度2428HRC3粗铣铣六面尺寸至70.5166mm，并使两大平面和相邻两侧面基本垂直.4 平磨磨六面尺寸至7015.55.5mm5钳a) 划线：划螺钉孔中心线、销钉孔中心线b) 钻孔：钻螺钉孔、销钉孔至要求c) 攻丝：攻螺纹丝至要求6平磨磨厚度、圆角及倒角至要求7钳总装配2.11上模座加工工艺过程： 材料：HT2040序号工序名称工序内容1

25、备料按GB/T2855.590选购200100模架2钳a) 划线：划螺钉过孔中心线、销钉孔中心线、模柄孔中心线及轮廓线b) 钻孔：钻螺钉过孔、销钉孔、模柄孔至要求c) 锪孔：锪螺钉沉孔至要求d) 攻丝：攻螺纹丝至要求3钳与模柄配钻止动螺钉孔至要求4钳总装配：用透光层保证凸模固定板上凸凹模与冲孔凸模与下模上弯曲凸模对中后，上模座与垫板、凸模固定板配作销钉孔.5钳总装配2.12下模座加工工艺过程： 材料：HT2040序号工序名称工序内容1备料按GB/T2855.590选购200100模架2钳a) 划线：紧钉过孔中心线、销钉孔中心线、落废料孔中心线及轮廓线b) 钻孔：钻螺钉过孔、销钉孔、落废料孔至要

26、求c) 锪孔：锪螺钉沉孔至要求d) 攻丝：攻螺纹丝至要求3钳与冲孔凹模、弯曲凸模、挡料板配作销钉孔4钳总装配3、模具装配1) 以下模座4为基准，压装导柱20。2) 以下模座3的轮廓线和中心线为基准，找正冲孔凹模22的位置后，用4M8的螺钉26和24的销钉24上紧固定冲孔凹模。3) 以下模座3的轮廓线和中心线为基准，找正弯曲凸模7的位置后，用4M6的螺钉2和26的销钉1上紧固定弯曲凸模。4) 以下模座3的轮廓线和中心线为基准，找正挡料板5的位置后，用2M8的螺钉3和26的销钉6上紧固定挡料板。5) 以冲孔凹模22 的轮廓和中心线为基准，找正导料板和卸料板的位置后，用2M6的螺钉23上紧固定导料板

27、和卸料板。6) 以上模座11为上模部件的基准件，压装导套19。7) 以上模座11的中心线为基准，找正模柄孔的位置后，装上模柄14，并用M6的螺钉15上紧，防止模柄转动。8) 以固定板18为基准，找正凸凹模8和冲孔凸模17的位置后，装上凸凹模和冲孔凸模。9) 以垫板16的轮廓线和中心线为基准，找正凸凹模螺钉孔的位置后，用4M8的螺钉上紧固定凸凹模8，并装上卸料钉9和弹簧10。10) 以上模座11的轮廓线和中心线为基准，找正垫板16的位置后，用4M8的螺钉12和26的销钉13上紧固定垫板16和固定板18。11) 将装配好的上模座和下模座装配在一起，完成模具的装配。12) 将装配好的模具装在J216

28、3开式固定台冲床上试冲，检验送料是否通畅，凸、凹模配合间隙是否均匀，步距是否正确，卸料是否符合图纸要求，冲出来的工件是否符合要求（二）、模具三维效果图纸三维效果图（装配图1）三维效果图（装配图2）三维效果图（分解图）（三）、工程图（装配图、零件图）（四）参考文献：1. 吴裕农、杨亘 主编，冲压工艺与模具设计制造实例教程，20082. 曾霞文、徐政坤 主编，冷冲压工艺及模具设计，中南大学出版社，20063. 张海星 主编，冷冲压工艺与模具设计，浙江大学出版社，20064. 模具实用技术丛书编委会，冲模设计应用实例，机械工业出版社，2004.5. 周斌兴 主编，冲压模具设计与制造实训教程，国防工业

29、出版社，20066. 滨海 主编，冲压模具简明设计手册，化学工业出版社，20097. 余银柱 主编，冲压工艺与模具设计，北京大学出版社，20058. 王孝培 主编，冲压手册，机械工业出版社，20009. 程时甘 主编，现代机械制图，电子工业出版社，200710. 史宇宏、陈玉蓉、史小虎 主编，边学边用AutoCAD2007，人民邮电出版社，200911. David S.Kelley 主编，Pro/E机械设计基础与实例教程，清华大学出版社，200812. 王晓江 主编，模具设计与制造专业英语，机械工业出版社，2009（五）总结时光流逝，转眼间，为期一个月的毕业设计强化训练就这样不知不觉的过了。

30、实践是检验真理的唯一标准。毕业设计是我作为一名大学生即将完成学业的最后一次作业，他是对我在学校所学知识的检验与总结。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺，自己要学习的东西还太多。但是，经过指导老师们的虚心教导下，使我在三年所学的专业知识有了一个全面的总结和强化，使我的专业知识和专业技能又上了一个台阶。在这个月里，从毕业设计的开始到结束，每当我遇到疑问时，指导老师们总是第一时间出现在我面前，为我排忧解难，使我脑海中的疑问一个个地远离我而去。同时，那些疑问也变成了一个个知识点，使我的专业知识越来越丰富。还有，指导老师们还经常对我们详细的讲解我们专业的各部分知识和我们应该注意的各种问题。

31、他们的每一次讲解和指导都使我获益良多，使我至今难忘。所以，我真的很感谢和感激一直以来教导和帮助过我的所有老师们。真是因为有了你们，才使我觉得没有浪费大学的美好时光；真是因为有了你们，才使我的专业知识和专业技能不断提升和完善；正是因为有了你们，才使我学会怎样更好的去做事和做事；正是因为有了你们，才使我的毕业设计能够顺利完成和不断完善，使我达到一个设计者的基本要求 虽然我的毕业设计不是完美无瑕的杰作，但是我从中学到的知识却是无法计量的。在此，我不知道用什么来表达我对各位老师们的谢意。但我真的非常感谢你们一直以来对我默默无闻的教导和帮助。谢谢你们！辛苦你们了！我将永远铭记你们对我的教导，我也会充分利用所学的知识来回报社会，报效祖国。最后，再次感谢你们。谢谢！