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1、油 泵 调 节 垫 片 成 形 工 艺 与 模 具 设 计11 绪 论目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。全套图纸，加大学三年的学习即将结束，毕业设计是在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习其中最后一个实践环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。在学校的近三年学习中，已完成了模具专业教学计划中所要求的理论课程。在毕业前夕，通过毕业设计的实践环节，进行已学知识的
2、全面总结和应用，提高综合能力的培训及扩大模具领域的新知识。毕业设计其目的在于巩固所学知识，熟悉有关资料，树立正确的设计思想，掌握设计方法，培养实际工作能力。通过设计，使我在工艺性分析、工艺方案论证、工艺计算、零件结构设计、编写技术文件和阅读技术文献等方面受到一次综合训练。毕业设计要达到的具体要求是：1.系统总结，巩固过去所学的基础知识和专业课知识。河南机电高等专科学校毕业设计说明书22. 运用所学知识解决模具技术领域内的实际工程问题，以此进行综合知识的训练。3.通过某项具体工程设计和实验研究，达到多种综合能力的培养，掌握设计和科研的基本过程和基本方法。4.提高和运用与工程技术有关的人文科学，价
3、值工程和技术经济的综合知识。改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大的变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速的发展。浙江宁波和黄岩地区的模具之乡；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。近年来，随着我国经济的腾飞和产品制造业的蓬勃发展，模具制造业也相应进入了高速发展的时期。据中国模具工业协会统计，1995
4、年我国模具工业总产值约为145亿，而2003年已达450亿左右，年均增长14%。另据统计，我国（不含台湾、香港、澳门地区）现有模具生产厂点已超过20000家，从业人员有60万人，模具年产值在一亿以上的企业已达十多家。可以预见，我国经济的高速发展将对模具提出更为大量、更为迫切的需求，特别需要发展大型、精密、复杂、长寿命的模具。同时要求模具设计、制造和生产周期达到全新的水平。我国模具制造业面临着发展的机遇，无疑也面临着更大的挑战。我做的是冷冲压模具设计，冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得需要零件（俗称冲压件或冲件）的一种压力加工方法。因为它通常是在室温
5、下进行加工，所以称为冷冲压。冷冲压与其他加工方法相比，具有独到的特点，所以在工业生产中，尤其在大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冷冲压加工产品零部件，如汽车、拖拉机、电器、仪表、电子、国防以及日用品等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重相当大。不少过去有铸造、锻造、切削加工方法制造的零件，现在已经被质量轻、刚度好的冲压件所代替。通过冲压加工制造，大大提高了生产效率，降低了成本。可以说如果在生产中不广泛采用冲压工艺，许多工业部门的产品要提高生产率，提高质量，降低成本，进行产品的更新换代是难以实现的。在大学三年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、
6、油 泵 调 节 垫 片 成 形 工 艺 与 模 具 设 计3机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。经过在新飞电器有限公司、洛阳中国一拖的生产实习，我对于模具特别是冲压模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是有了零的突破。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下，同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，充分利用
7、和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽了最大努力做毕业设计。在设计的过程中，虽然有一定的困难，但在指导老师的细心指导、同学间的讨论和自己的努力下，自信会完满的完成毕业设计任务。由于我的水平有限，而且缺乏经验，设计中难免会出现疏漏和不妥之处，敬请各位老师指正。设计者:王咪2012.05.01河南机电高等专科学校毕业设计说明书4油 泵 调 节 垫 片 成 形 工 艺 与 模 具 设 计5工件名称：油 泵 调 节 垫 片工件简图：如图所示生产批量：大批量材 料：Q235材料厚度：2 mm图 1-制件图 河南机电高等专科学校毕业设计说明书62 冲裁件工艺性分析及方案的确定2.1 冲裁件工艺性分析 此
8、工件只有落料和冲孔两个工序。材料为 Q235，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有两个 9mm 的孔和一个 30mm 的异型孔；孔与孔、孔与边缘之间也满足要求，最小壁厚为 5.5mm。工件未标注尺寸公差的部分为自由公差，可看作IT14 级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。2.2 冲裁工艺方案的确定该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲孔落料级进冲压。采用级进模生产。采用方案一，生产率低，工件的累计误差大，操作不方便，由于该工件为大批量生产，方案二和方案三更具有优越
9、性。油泵调节垫片零件 9mm 的孔与油泵调节垫片边缘的距离为 5.5mm，大于此零件要求的最小壁厚（2.5mm）大于凸凹模许用最小壁厚 1mm，可以采用冲孔、落料复合模或冲孔、落料连续模。复合模模具制造所需材料较多，浪费材料，成本较高，但冲裁精度较高，因此选用复合模更为合理。2.3 主要设计计算2.3.1 排样方式的确定及其计算设计复合模，首先要设计条料排样图。油泵调节垫片的形状相对对称，但在这里我们考虑到材料利用率所以采用斜对排，如图所示的排样方法：油 泵 调 节 垫 片 成 形 工 艺 与 模 具 设 计7图 2-排样图一个步距内的材料利用率 为：查冲压模具设计与制造表 2.5.2，确定搭
10、边值：两工件间的搭边：a=2.5mm;工件边缘搭边：a =2.5mm；1步 距为：62.5mm;条 料 宽 度：B=100mm冲面积：A=3703mm 2条 料 宽 裁件度 的 计 算 ： 拟 采 用 无 侧 压 装 置 的 送 料 方 式 ， 由材 料 利 用 率 的 计 算 ：材 料 利 用 率 通 用 计 算 公 式 ： 河南机电高等专科学校毕业设计说明书8= nA/Bs100% 式 中 A一 个 冲 裁 件 的 面 积 ， mm2;n一 个 进 距 内 的 冲 裁 件 数 量 ；B条 料 宽 度 ， mm; s进 距 ， mm得 = =52.85%10.623表（1）-排样及材料利用率
11、计算项目 公式 结果 备注冲裁件的面积 A 如上式所求 3303 mm 2条料宽度 B B=95+2.52 100mm步距 S 62.5mm一个步距材料利用率 =nA/BS100% 52.85%查表 2.5.2 得最小搭边值a=1mma1=2.5mm 采用侧压装置2.3.2、冲压力的计算该模具采用复合模，拟选择弹性卸料、下出件。冲压力的相关计算如下：由冲压模具设计与制造中冲裁力公式-2.6.1 得：F=KLtTb公式中 F 冲裁力油 泵 调 节 垫 片 成 形 工 艺 与 模 具 设 计9L 冲裁周边长度对于 9 的孔：L=3.149=28.26mm 对于 30 的孔:L=94.2mm对于零件
12、的外轮廓：L=26 4mmt 材料厚度 t=2mmTb 材料抗剪强度 取 375MPaK 安全系数 安全系数 K 是考虑到实际生产，模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损，板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数。一般取 K=1.3对于 9 的孔: F 1=1.33.1429mm2mm375MPa=55107N对于 30 的孔: F 11=1.394.2mm2mm375MPa=91845NF1= F1+ F11=146.95KN F2=1.3x264x2x294=201.8KN根据以上数据计算可得：F=F1+F2=348.75KN下面对卸料力进行计算：由公式得:卸料力 Fx=KxF由公
13、式得推件力 Ft=KtF公式中:F 冲裁力为 348.75KNKx 卸料力系数 由冲模表 2.6.1 查得 Kx=0.06n 同时在凹模内的废料 n=h/t河南机电高等专科学校毕业设计说明书10式中 h 凹模洞口的直刃高度t 板料厚度Kt 为推件力系数 由表 2.6.1 查得 Kt=0.08由于采用弹性卸料装置，下出件，故据公式得：F 总=F +FKx+FKt=F+0.06F+0.08nF根据凹模的修模余量的一般要求，取 h=6mm，则 n=6/2=3故 F 总=397.58 kN 油 泵 调 节 垫 片 成 形 工 艺 与 模 具 设 计113 主要工艺参数的确定3.1 压力中心的确定及相关
14、计算计算压力中心时，先画出凹模型口图，如下图所示。在图中将 xOy 坐标建立在图示的对称中心线上，将总裁轮廓线按几何图形分解成 -L5 共 5 组基本线段，有关计1L算如下表 1 所示。图 3- 压力中心图河南机电高等专科学校毕业设计说明书12表（2）-压力中心数据表各基本要素压力中心的坐标值基本要素长度L/mm XL0=40 0(2 段) L1=15.7 9.3(2 段) L2=34 27(2 段) L3=13.93 50.84(2 段) L4=33.97 72.63L5=28.78 92.5L6=28.26 10L7=188.4 44L8=28.26 75由以上计算出 X=42.9mm3.
15、2 工作零件刃口尺寸计算在确定工作零件刃口尺寸之前，首先要考虑到工作零件的加工方法和模具的装配方法，结合该模具的特点，工作零件的形状相对比较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凹模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各孔的同轴度，使装配工作简化，因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算。油 泵 调 节 垫 片 成 形 工 艺 与 模 具 设 计133.2.1 落料加工工序对于形状复杂或料薄的冲裁件，为了保证凸、凹模之间一定的间隙值，必须采用配合加工。在落料加工工序中要完成的是对一个长为 95mm 宽为 60mm 的矩形进行落料，并带有两个 R=10mm 的圆角，尺寸未注公差根据设计的规则取自由公差、为 IT14 级精度，其他标准公差值由公差配合与技术测量表查得而所需冲裁的制件外轮廓需要落料来进行，应以凹模为基准件，凹模的磨损情况可分为三类：a、凹模磨损后会增大的尺寸-第一类尺寸 A第一类尺寸：A j=(Amax-x)0+0.25 b、凹模磨损后会减小的尺寸-第二类尺寸 B第二类尺寸：B j=(Bmax+x)0-0.25c、凹模磨损后会保持不变的尺寸- 第三类尺寸 C第三类尺寸：C j=(Cmin+0.5)0.1251凹模刃口尺寸计算如下:a 凹=（30-0.5x0.16） +0.250x0.0
