20xx3006119_杨群_汽车雨刷电机外壳冲压工艺及模具设计

20xx3006119_杨群_汽车雨刷电机外壳冲压工艺及模具设计内容摘要：

1) 凹模的厚度 凹模的厚度根据冲裁力大小，为保证模具的强度及冲压的顺利完成，凹模的厚度必须大于制件的高度，取 Ha =97mm。 (2) 凹模的刃壁形式 因为此复合模具结构简单，废料是逆冲压方向被推出的，结合表 147 选择济南大学 泉城学院 毕业设计 11 凹模的刃壁形式为序号 6 的形式 [5]。 (3) 凹模的外形尺寸 由 中计算可知刃口尺寸 Dd =  ；凹模外形尺寸还应保证有足够的强度与刚度，凹模壁厚尺寸 b 可由经验公式计算得到： b=（ ~2） Ha =~ 由经验取 b=60mm； 所以圆形凹模的直径为： d=+2 60 =； (4) 凹模的固定形式 本套模具中的落料凹模为圆形，采用 2 个 A10 的销钉定位， 4 个 M12 的内六角螺栓紧固，在钻销钉孔、螺钉孔时要注意孔之间的间距、孔与模具刃口之间的间距不能小于相应的 标准，否则会降低模具寿命。 （ 1）、由 中的计算可知凸模的圆角为 r1p =10mm； （ 2）、工件在拉深时，由于空气压力的作用或者润滑油的粘性等因素，使工件很容易粘附在凸模上，为使工件不至于紧贴在凸模上，凸模上应设有通气孔。 通气孔可在表 中选取。 表 拉深凸模通气孔尺寸（ mm） 凸模直径 DP 50 100~50 出气孔直径 d 5 由上表可查出通气孔的直径为 d=； （ 3）、凸模的固定形式 利用 2 个 A10 的销钉定位和 4 个 M10 的螺钉固定。 因为每个凸模的直径都大于板料的厚度，因此凸模强度按下式核算：   dt－K 2 () 式中 t— 冲件材料厚度 (mm)，在此取 2mm； d — 凸模或冲孔直径 (mm)，在此取 10mm；  — 冲件材料抗剪强度 (MPa)，查表 [4]知此材料  =260~360MPa，在此 取  =350 MPa； K — 凸模刃口接触应力 (MPa)；  — 凸模材料许用压应力，对于常用的合金模具钢，可取 1800~2200 MPa。 因此    5 610 3 5 02－ 　K 所以凸模强度符合要求。 凸模在中心轴向 压力 的作用下，保持稳定的最大长度与导向方式有关。 济南大学 泉城学院 毕业设计 12 带卸料板导向的凸模最大允许长度 maxl 按下式计算：  tEdl3max 8 () 式中 E— 凸模材料弹性模量，对于钢材可取 E=210000Mpa； d— 凸模直径。 所以 maxl ＝ (mm) 凸模固定板 的外形尺寸一般情况下与凹模的尺寸相同。 凸模固定板的厚度：根据经验公式 mmHH a )40~30(50)~()~(1  () 可以取 35mm。 凸凹模固定板可以也取 35mm的厚度，尺寸与凹模相同。 一般选用铸铁 HT250，也可选用 A A5 结构钢，本设计从降低模具成本考虑，选用铸铁 HT250 材料。 因 凹 模 尺 寸 选 择 为 250 200 90mm ， 可 确 定 上 模 座 的 尺 寸 为250 200 50mm ，下模座尺寸为 250 200 45mm。 由于模具闭合高度较大，选用标准导柱导套不能满足要求，因此选择非标准导柱导套。 导柱规格28 5 140Ah ，导套规格 50 6 60 30AH。 的设计 凸模支承端面对模座单位压力为： AFp （ ） 式中： F— 拉深力 (N)，在此 F 为 255680N； A— 凸 模 支 承 端 面 面 积 (mm 2 ) ， 在 此 为 2。 因此 p (MPa) 因为铸铁 HT250 的许用压应力为 90~140Mpa，因此此副模具不用加垫板。 但是为了满足模具的安装需要，根据模具的实际要求选择合适的垫板。 （ 1）压边圈的内孔： YD = 所以压边圈内孔为。 （ 2）压边圈的厚度 根据零 件的厚度，及相关零件的结构取 h=10mm。 济南大学 泉城学院 毕业设计 13 （ 3）、采用压边装置是为了防止凸缘处起皱，但是若压边力过大则会增大拉深阻力，容易导致拉裂。 压边装置可分为刚性和弹性压边装置两种，此处选用弹簧支撑的弹性压边。 由于越靠近拉深底部压边力越大，对拉深的不利影响越大，所以要选取合适的弹簧。 由拉深凸模与凹模的工作配合配合关系可知，弹簧负载状态下的变形量为Hs =77mm；弹簧自由长度为 H0 =140mm； 因为压边力为： NF 压 ，所以满足此试验力要求的弹簧直径为：d=6mm；综上选用弹簧的规格为： GB208980 YA 6 30 1402 （ 1）、 圆角半径： 在 中计算可得 筒形件首次拉深的圆角半径： r1d ＝ 12mm； （ 2）、凸凹模的壁厚 凸凹模的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚决定制件的质量，由 计算可得： 落料凸模的刃口尺寸为： Dp =（ Dd Zmin ） =（ D minmax Z ） 0p （ ） = Dp 为 凸凹模的外径尺寸； 由 计算可得 ：第一次拉深凹模的刃口尺寸为 D 1d =90  D 1d 为 凸凹模的内径尺寸； 从强度的角度考虑，凸凹模的壁厚有最小值限制，凸凹模的最小壁厚受冲模结构的影响。 对于正装复合模，由于凸凹模装于上模，内孔不会积聚废料，胀力小，壁厚可小些。 最小壁 厚可在表 中查取。 表 凸凹模的最小壁厚 料后 t 最小壁厚 a 最小直径 D 21 21 25 b= Dp D1d =，符合强度要求。 （ 3）、根据前面确定的凹模厚度 Ha ，在保证凸凹模的强度要求下，取凸凹模厚度为 180mm。 （ 1）、卸料板的外形尺寸 卸料装置可以分为刚性卸料板和弹性卸料板两种，刚性卸料板常用于较硬、济南大学 泉城学院 毕业设计 14 较厚且精度不高的冲裁件。 弹性卸料板有敞开的工作空间，操作方便，生产效率较高。 在冲压过程中，弹性卸料板先接触毛坯，有预 压作用，冲压后也可使冲压件平稳卸料。 此处采用弹性卸料板。 弹性卸料板与凸凹模外径的单边间隙为（ ～ ） t = ～ 由于 Dp = 故 D= Dp + 2 = 160 mm （ 2）、卸料板的技术要求 卸料螺钉采用常用的卸料螺钉结构形式，此处选用 3 个 M8 90 螺钉完成固定。 卸料板材料选用 45 钢，不用热处理。 （ 3）、弹簧的选取 由 计算可得 卸料力的大小： F 卸 = kN ；初步选用 4 个弹簧，则每个弹簧的承受载荷为 F 预 卸F KN；所选取饿弹簧的工作极限载荷 F j  F预 ；弹簧的自由长度为 150mm； 综上，选取的弹簧规格为 GB208980 YA 4 30 150。 圆形模座的直径应比凹模的直径大 30~70mm，厚度应该为凹模厚度的 倍。 压力机的行程为： S 2h=2 =。 由模具的闭合高度与压力机的行程来设计对角导柱模架的规格，所设计的模座的边界为： L=B=315mm 选用标准的导柱、导套，选用时应注意，长度应保证 上模座在最低位置时，导柱上表面与上模座顶面距离不小于 10~15mm，而下模座底面与导柱面的距离不应小于 15mm，导柱的下部与下模座导柱孔采用过盈配合，导套的外径与上模座导套孔采用过盈配合，导套的长度保证在冲压开始时导柱一定要进入导套10mm以上。 选用 B 型的导套、导柱。 导套的尺寸为： d H D=50 150 56mm 导柱的尺寸为： d H=40 290mm 上模座的尺寸为： L B H=350 350 60mm 下模座的尺寸为： L B H=350 350 75mm （ 1）、 公称力 F： F 总 = = （ 2）、闭合高度： 510 1m a x1m i n  HHHHH 模 济南大学 泉城学院 毕业设计 15 H模 =212mm+H2 +H3 =212+60+75=347mm （ 3）、压力机行程： S 2h=2 = 综上：选取 J23100 开式双柱可倾压力机，公称压力为 1000kN，滑块行程为 130mm。 根据所选压力机的模柄孔，相应的标准的模柄直径 d=60mm， D=115mm。 凸模和凹模是在强压、连续使用和有很大冲击的条件下工作，并伴有温度的升高，工作条件极其恶劣的情况。 所以对 凸凹模的材料要求有较好的耐磨性，耐冲击性，淬透性和切削性。 硬度要大，热处理变形小，而且价格要低廉。 选用模具材料的原则，做到在满足使用的条件下成本最低： (1). 根据冲压零件生产批量的大小； (2). 根据冲压材料的性质，工序中种类冲模零件的工作条件和作用； (3). 考虑模具材料的生产和供应情。