1、 变速箱环形固定架模具设计 声 明 本人所呈交的 变速箱环形固定架模具设计 ，是本人经过问校内外指导老师完成，无添加抄袭部分。部分内容是本人查阅相关资料，和请教同事完成的。本次毕业设计我定会认真对待，做一个属于自己的设计。这也是对自己在大学里一个总结和一个交代吧。 作者签名： 日 期： 2013 年 11 月 10 日 【 摘要 】 由于工作是模具，所以我选择模具作为 本次毕业设计。模具有：塑料成型模、冷冲压模、精密铸造模、粉末冶金模等。其中塑料成型模和冷冲压模技术要求及复杂程度要高，但应用广泛。 这次设计我借用 CAD 及 UG 绘制零件和模具的装配图以及模具刀具。从而介绍冲裁工艺、冲裁模结
2、构和设计、冲裁模落料冲孔的工作原理等。希望自己能交一份满意的毕业设计，算是一个很好的总结吧。 【 关键词 】：冲裁工艺；冲裁模结构和设计；冲裁模落料冲孔 目录 引言 . 1 一、 冲裁工艺设计 . 2 （一）冲裁件的工艺性分析 . 2 （二）冲裁工艺方案的确定 . 2 二、 冲裁排样设计 . 3 （一）排样方案的确定 . 3 （二）搭边的选取 . 错误 !未定义书签。 （三）送料步 距 . 4 三、 冲裁模加工设计 . 6 （一）冲裁间隙 . 6 （二）凹凸模刃口 选取介绍 . 6 四、 冲裁模及零件的结构和设计 . 6 （一）零件图分析 . 6 （二）冲裁凹凸模的选择 . 6 五、 压力机的
3、选取与校验 . 9 （一）压力机的选择 . 9 （二）送料机的选择 . 10 （三） 压力机的检测 . 10 （四）机器人 . 11 六、模具介绍 . 12 （一） 模具总装图 . 12 （二） 模具的装配 . 14 （三） 模具的检测 . 14 总结 . 16 参考文献 . 17 谢辞 . 18 - 1 - 引言 近几年，机械加工行业飞速发展，特别是模具行业。模具设计更是起到了相当的重要性。模具在铸 造、锻造、冲压、粉末冶金、陶瓷制品等行业中必不可少的。由于模具生产高效、节约材料、简单，而且质量能有所保证。所以在汽车，还有航天业或者日常用品等产品零部件都是用模具加工完成的。随着工业科学技术的
4、进步，对产品的要求不断提高，所以模具对质量这块一定要控制好。如果模具的设计不合理，造出的产品不合格，从而使产品的失去竞争力，阻碍经济的发展。 如果提到模具，我们不得不提到冲压。冲压是在温室下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力的加工方法。其中冷冲压在工业生产中应用十分广泛，因为它加工效率高，操作简单方便，几乎全部 是自动化。冲压时模具保证了工件的尺寸和形状，保护工件表面质量，而且使模具的寿命比较长，所以冲压的工件质量稳定；冲压也可以冲压出工件较大或者较小的，形状复杂的。冲压所产生的废料也少，从而提高材料的利用率。但是冲压所使用的模具必须是专用的，一个比较复杂的工件得需要几个模具冲压完成，所
5、以冲压只有在批量生产下才能体现出更多的经济效益。 我们作为新时代的接班人，要跟上时代的发展，并要改进它。现在我作为学机械加工的学生，我选择了模具，就要把它做好。在模具领域中要不断的推陈出新，要培养自己的创新精神，把握好现在，努力一点 ，踏实一点，学好模具。 下面就是我对自己实习的这份工作进行了简单的整理和分析，也算是自己对这次实习大概的总结吧。 - 2 - 一、冲裁工艺设计 （一）冲裁件的工艺性分析 由下图可以得知，此工件产品为圆片落料。此形状简单，小孔对称，没有死角的，所以加工比较容易。此零件为汽车变速箱中油泵中的零件。主要功能是：固定油泵中的30 个叶片。由于叶片在高速运转，所以固定架的质
6、量要求一定要高，防止叶片被甩掉。其虽然构造及其简单，但是精度要求，还有韧性相当高。所以对加工此零件的模具要求也很高。主要强调就是把此零件质量做 好，其余的因素在它之后考虑。如图 1-1 所示： 图 1-1 零件概图 （ 1）产品尺寸精度 任务书上对此零件的的尺寸精度要求为 IT9 级，所以对模具要求也很高。 （ 2）冲裁件表面及断面质量 工件表面无毛刺、切断面光滑、圆 角中等。其中断面粗糙度 Ra 不大于 3.2 m ，毛刺不大于 0.1 m ，一般情况下，对冲压件工艺性影响的最大的几何形状尺寸和精度要求。然而良好的冲压工艺，满足材料较省、工序较少、模具加工比较容易、寿命较长、操作简单以及产品
7、质量稳定等要求。 SPCC 钢，其具有较高的强度和较好的冲压加工性能，该零件形状简单，但孔边距接近凹凸模所允许的最小壁厚，如零件图 1-1 所示，所以我们一般采用积存废料的复合冲压的工序来完成。其加工要求能满足环形固定 架的加工要求。这也是几种方案对比下来的最好选择。 (二）冲压工艺方案的确定 该零件的工序包括冲孔、落料两个基本工序。我们可以有以下常见的两个方案： - 3 - （ 1）方案一：落料 -冲孔复合冲压，采用复合模完成。 （ 2）方案二：落料 -冲孔连续冲裁，采用级进模完成。 根据以上方案，我们进行对比下，如表 1-1 所示 ： 表 1-1，复合模和级进模对比 模具种类 比较项目 复
8、合模 级进模 模具成本 较高 高 生产效率 较高 很高 模具复杂程度 较复杂 复杂 冲压精度 较高 高 模具制作精度 较高 高 模具制造的周期 较长 长 冲压的设备能力 中等 较大 工作的条件 较好 好 由以上的对比可以看出，方案一的模具加工相比较适合此零件，因为该零件是汽车变速箱上的部件，精度要求也是相比较高的，如果没有较高的要求，这都是联系到我们的人身安全的。而且方案一生产效率高，加工简单，一次性完成。但是模具成本高，周期长，这都是不可避免的，我们的目标就是生产出高品质的产品。 二、冲裁排样设计 （一）排样方案的确定 排样是指冲裁零件在 条料、带料或板料上布置的方法。合理有效的排样有利于保
9、证最低的材料消耗和高生产率的条件下，得到符合设计要求的工件。好的排样设计，也是商家降低成本的体现，所以商家会寻求一个合理的排样设计，来进行加工。 我们在保证最低的材料消耗和最高的劳动生产率下，同时也要考虑生产的操作性，冲模的结构、寿命长短以及车间生产条件和原材料供应等情况，从而选择一个合理的排样方案。 根据材料的合理利用，结合我在网上查的资料显示，我们所选的条料排样方案可以如表 2-1 所示： - 4 - 表 2-1，排料方案对比 排料方案 比较项目 有废料排样 少废料排样 无废料排样 搭边废料 有 少 无 材料利用率 低 高 较高 模具损耗 小 一般 较大 冲件质量 较高 高 一般 模具制造
10、周期 较长 长 短 综上分析可得：该产品应选择有废料排样法，因为我们主要看的是冲件的质量，其它因素只要不是相差太大就是可以的。 （二）搭边选取 什么叫搭边？搭边就是排样时，工件和工件与条料侧边之间的余料叫搭边。搭边的作用是补偿定位误差和保持条料有一定的刚度，以保证冲压件质量和送料方便。搭边不能太宽，浪费材料；搭边也不能太窄，太窄会引起搭边断裂或翘曲可能 会卡住刀刃，这样就会在冲裁时，被拉断，有时还会拉入模具间隙中，从而损坏模具刀刃口，影响模具的寿命。 搭边值的大小与下列因素有关： 1.材料的力学性能。硬材料和软材料区分，硬材料的搭边就会小一些，容易切断。 2.材料的厚度，厚材料的搭边值应取小一
11、些。 3.工件的形状及尺寸精度。尺寸大的或者工件的复杂度较繁琐应该取搭边值大一点。 4.送料方式及挡料的方式。 （三）送料步距 送料步距是指两次冲裁间板料在送料方向移动的距离，其值等于零件在送料方向的长度加上搭边值。其实送料步距选择很重要的，如果选不好，也是有损失的， 从质量上还有材料的浪费上都有明显的显示。比如送料步距太长，浪费材料，成本多。如果送料步距太短，对零件的边缘部分质量问题有很重要的影响，会出现断裂，毛刺。所以我根据这些要求，用了 CAD 简单的画了以一下排样图，这上面也能更好的看出其送料步距的，基本上就是这样的。 两零件要求的距离为 186.7mm，其中包括了两个零件之间的间隙
12、3mm，它们的搭边要求为 2mm，条料的宽度必须大于或等于 187.7mm。如图 2-1,2-2 所示 : - 5 - 图 2-1 零件排样图 图 2-2 排样实物照 - 6 - 三、 冲裁模加工设计 （一）冲裁间隙 冲裁间隙是指冲裁模凹模与凸模缝隙的间距。凹模与凸模的每一侧的间隙叫做单边间隙；两侧间隙之和叫做双边间隙。从冲压工艺上可知，冲裁间隙对冲件的尺寸精度有一定的影响。而且对模具的寿命还有冲裁力都有一定的影响。冲裁间隙的数值等 于凸模与凹模的刃口尺寸之差。 （二） 凹凸模刃口选取介绍 由于冲模加工方法不同，刃口选取要求也不同，我们大致可以把其可分为两类： 1.按凸模与凹模图样分别加工法：
13、它主要用于圆形或简单规则形状的工作 ,因冲裁此类工件的凸、凹模制造相对简单，精度容易保证，所以采用分别加工。 2.按凸模与凹模配作法加工（常用于冲制复杂形状的冲模）。这种加工方法的特点是模具的间隙有配置保证 四、冲裁模及零件的结构和设计 （一）零件图的分析 基本的尺寸我用 CAD 大概的画了下，这是选择一半的规则。零件简单，精度为 9级。粗糙度为 3.2以下。 如图 4-1所示： 图 4-1 零件简单尺寸图 （二） 冲裁凹凸模的选择 我们所选的模具 型号为 PTC-001日本制造的模具，它的上模和下模，我用 UG 粗略的画了下，因为离开学校 时间的问题，有些地方忘了。以至于有些小的细节没做好，
14、还请大家理解吧。 1.上模刀具主要有两部分组成，其一是：一排刀片共计 30个，还有中间一个圆柱形- 7 - 刀具。 30个刀片主要是打掉 30个椭圆形。中间的圆柱形刀具是切掉铁皮中间的内圆。因为此工件是圆形固定片，有内外径之分。虽然工件构造简单，但是它们的精度要求还是很高的，所以对刀具的选择是严格要求的。如图 4-2所示： 图 4-2 冲模刀具图 其二是：就是刀具套，主要是针对 30个刀片而设计的。防止刀片断裂，刀具套和主刀之间是有四个弹簧柱子隔开的，刀在压力的情况下，把弹簧压扁，刀具从而向下切割下去，对准底座，把底座压下去，从而把条料切开来，然后再原路返回，这样一来刀片就自动缩进在刀具套中了，所以说它起着固定和保护刀具的作用，没了它的存在，这些刀片就很容易断落的。如图 4-3所示： 图 4-3 刀具套图
