吉利金刚车用空调风机用电机板金垫片冲压模具设计.docx

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吉利金刚车用空调风机用电机板金垫片冲压模具设计

毕业论文（设计）

课题名称：

XXXXXXXXXXXX

专业及班级：

机电一体化技术08T

学号：

姓名：

XXXX

指导教!

J帀：

XXX

2011年5月6日

吉利金刚车用空调风机用电机板金垫片冲压模具设计

摘要

本次论文设计的产品为吉利金刚车用空调风机用电机板金垫片DP-19冲压模具，模具冲压的主要工序有落料和冲孔两道工序。

本论文先对冲压模板金垫片DP-19进行详细的工艺分析，初步确定四种方案，选择最佳的方案，接着对冲裁力、卸料力、推件力和材料利用率进行计算，选择适合的Y26-100型精冲压力机。

最后山对冲压力、材料利用率确定和计算、板金垫片DP-19的排样方式、选择模具零件材质和选择模具标准件，并对板金垫片DP-19冲压模具凸模的冲头尺寸和凹模的刃口间隙进行计算，详细阐述吉利金刚车用空调风机用电机板金垫片冲压模具设计过程。

关键词：

冲压模；工艺分析；冲孔；模具设计

ABSTRACT

ThepaperproductsdesignedGeelyKingKongfortheairconditioningblowermotorelectricalsheetmetalgasketwithDP-19stampingdie,stampingdieprocesshaditsupsanddownsofthemainmaterialandtwopunchingprocesses・ThispaperfirstgoldstampingpadtemplateDP-19toconductadetailedanalysisoftheprocess,initiallyidentifiedfouroptionstochoosethebestoption,andthenontheblankingforce,discharge,andpushedtheutilizationofpartsandmaterialstocarryoutthecalculation,selectsuitableforY26-100typeoffineblankingpresses・Finally,pressurefromthehedge,theidentificationandutilizationofmaterials,thesheetmetalgasketoftheDPT9layoutmode,selectthechoiceofmoldmaterialandmoldpartsstandardparts,andsheetmetalgasketstampingdieDP-19PunchPunchsizeandedgeofthediegapiscalculatedindetailGeelyKingKongvehicleair-conditioningblowermotorgasketsheetmetalstampingdiedesignprocess・

KEYWORDS:

StampingDie,ProcessAnalysis,Punching,DieDesign

摘要i

ABSTRACTi

1绪论1

2板金垫片DP-19的工艺分析1

3板金垫片DP-19模具工艺方案确定3

4板金垫片DP-19模具工艺设计4

4.1毛坯尺寸4

4.2排样方式的确定及其计算4

4.3计算材料利用率n5

4.4计算冲压力5

4.5初选压力机6

5板金垫片DP-19模具的整体设计7

5.1凸模的设计7

5.1.1冲孔和落料凸模的形式7

5.1.2冲头尺寸的确定7

5.2凹模的设计8

5.2.1凹模的形式8

5.2.2冲头和凹模的间隙8

5.2.3凸、凹模刃口间隙计算9

5.3模具零件的设计9

6结束语13

谢辞14

参考文献14

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1绪论

随着经济的发展，工业产品技术的也在不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。

虽然模具种类繁多，但在“十一五”期间其发展重点应该是既能满足大量需要，乂具有较高的技术含量，特别是口询国内尚不能自给、需大量进口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具。

乂由于模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响。

因此，一些重要的模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发展速度，这样才能不断提高我国的模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期及降低成本。

山于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展。

而且应该是U前已有一定基础，有条件、有可能发展起来的产品，这些产品主要是飞行器板金件、高档轿车和各型汽车覆盖件模具等。

本论文主要是对吉利金刚车用空调风机用电机板金垫片DP-19进行模具设计和研究，下面详细阐述板金垫片DP-19模具设计过程。

2板金垫片DP-19的工艺分析

本论文主要设计的产品是根据吉利金刚车用空调风机用电机板金垫片DP-19的零件图纸设计的一套冲压模具。

此工件板金垫片DP-19只有落料和冲孔两个工序。

制件材料为A3钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。

工件结构相对简单，尽度为1.5mm,工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求（如图1.1所示），但应加以注意：

（1）孔与零件边缘最近处仅为2mm在设计•模具是应加以注意。

（2）制件较小，从安全方面考虑，要采取适当的取件方式。

（3）有一定批量，应重视模具材料和结构的选择，保证一定的模具寿命。

（4）冲裁间隙，凸凹模间隙的确定应符合制件的要求。

（5）各匸序凸凹模动作行程的确定应保证各匸序动作稳妥、连贯。

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装订

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3板金垫片DP-19模具工艺方案确定

根据板金垫片DP-19的工艺性分析，可确定本工序有落料和冲孔两种。

按起先后顺序组合，可得以下四种方案:

落料

冲孔,

单工序冲裁。

冲孔一一落料,

单工序冲裁。

冲孔一一落料,单件复合冲裁。

冲孔一一落料,单件级进冲裁。

方案

（1）、

（2）属于单工序冲裁。

由于此制件生产批量较大，尺寸乂较小，这两种方案生产率较低，操作也不安全，故不宜采用。

方案（3）属于复合冲裁。

山于制件结构尺寸较小，壁疗小复合模装配较困难，强度也会受到影响，寿命也不高。

乂因冲孔在前落料在后，以凸模插入材料和凹模内进行落料必然受到材料的切向流动压力，有可能使孔凸模纵向变形。

因此采用复合冲裁除要解决操作安全性和生产效率问题外，乂有新的困难产生，因此使用价值不高，也不宜采用。

方案（4）属于级进冲裁。

既解决方案

（1）、

（2）的问题乂不存在方案（3）的难题，故此方案最为合适。

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4板金垫片DP-19模具工艺设计

因制件板金垫片DP-19材料较薄，为保证制件平整，采用固定卸料装置。

它可以对冲孔小凸模起导向和保护作用。

为方便操作和取件可初选双立柱可倾圧力机，横向送料。

因制件薄而窄，故采用圆柱头式挡料销，使板金垫片DP-19生产效率高，材料消耗也小。

综上所述：

查阅《模具设计指导》书选用固定卸料纵向送料典型组合结构形式,对角导柱滑动导向模架。

下面详细地阐述板金垫片DP-19模具设计过程。

4.1毛坯尺寸

板金垫片DP-19的毛坯尺寸选取长为L二30mm，宽为B二20mm。

4.2排样方式的确定及其计算

因调料板材料厚度为0.35mm查参考书《冲压手册》可知材料厚度允许偏差为土0.05mm,属于B级精度。

故材料为B级精度的A3优质碳素钢。

查参考书《飞行器飯金成形原理与工艺》得a=l.0mm,aE.2mm,无侧压装置。

B-A=（D+2（a1+A）+b0

其中：

B—条料板公称宽度（mm）

D一垂直于送料方向的工件尺寸（mm）

a-一侧搭边值（mm）

b。

一条料与导板之间的间隙（mm）

△—条料宽度公差（mm）

查表选取厶=0.4,bo=0.1

则；B-A二（D+2（ai+A）+bo）［

=20+2（1.2+0.4）0-0.04

=230-0.04mm

条料步距1二30+a二30+1.0二31mm。

按图排样板料可剪成600mmX25mmX1.5mm,如图4.1所示。

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!

4.3计算材料利用率n

!

I

:

n丄xioo%

!

A

!

其中：

Ao=363.7,得到制件的总面积。

I

丨A二728,—个步距的条料的面积。

:

故q二X100%=49.95%

1728

订

!

4.4计算冲压力

I

!

完成本制件所需冲压力山冲裁力、卸料力、推件力组成。

查参考资料《模具设计

I

!

指导》书得Q-.M32〜461Mpa。

线

!

①F冲萨1.3LtGp

!

I

|二1.3Lt（0.7〜0.9）6，

\

\二1.3X（3.14X20+20）X0.35X（0.7x432〜0.9x461）=16345.9〜

!

!

22427.ON

I

[取大值得F冲二22.427KN

I

!

②F«th=nk摧F冲

!

I

!

F卸料二K冲

：

其中：

n为同时卡塞在凹模内的零件数一般为3〜5,这里取数5。

查参考书《飞

行器板金成形原理与工艺》书得：

Kffi=0.08,Kw=0.045〜0・055

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故得:

F«ft=5X0.08X22.427

=8.907KN

F算料二（0.045〜0.055）X22.427

=（10.092〜12.335）KN

取大值故FWF12.335KN

F冲汗二F冲枚+F批件+F冲料

=22.427+8.907+12.335

二43.669KN

4.5初选压力机

查参考文献《模具设计指导》书选取Y26-100型精冲压力机。

装订

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5板金垫片DP-19模具的整体设计

5.1凸模的设计

5.1.1冲孔和落料凸模的形式

山冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为连续模。

本论文所选择的凸模的结构形式有两种，图5.1（a）为冲孔凸模1零件图，图5.1（b）为凸模2零件图。

图5.1凸模结构零件图

5.1.2冲头尺寸的确定

冲孔，落料冲头的选择，按以下公式计算：

冲头直径二理论尺寸+（上偏差-下偏差）*80%+下偏差

根据产品零件图可知，冲孔和落料两种大小的孔①6±0.36,①22±0.36

冲孔冲头直径二6+[+0.36-（-0.36）]X80%+（-0.36）=06.216mm

落料冲头直径=22+[+0.36-（-0.36）]X80%+（-0.36）二①22.216mm

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5.2凹模的设计

5.2.1凹模的形式

因制件材料简单，总体尺寸不大，选用整体式矩形凹模较为合理。

因生产批量较

大，查《模具设计指导》书得9Mn2v为凹模材料。

凹模孔型由该文中选出第三种孔型,

5.2.2冲头和凹模的间隙

模具刃口尺寸精度是影响冲裁件质量的首要因素，模具的间隙也是靠刃口尺寸及其公差来保证。

所以设计原则如下：

（1）凸、凹模之间存在的间隙，落下的料或冲出的孔都是带有锥度的，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的尺寸等于凸模尺寸；

（2）在测量和使用过程中，落料件以大端为基准，冲孔孔径以小端为基准；

（3）冲裁时凸、凹模要与冲裁零件或者废料发生摩擦。

凸模越磨越小，凹模越磨越大。

山此再决定模具刃口尺寸及制造公差时需要考虑以下因素：

（1）落料尺寸由凹模决定，冲孔时孔径尺寸由凸模决定；

（2）考虑冲裁过程中凸、凹模的磨损，设计落料模时凹模基本尺寸应该取工件尺寸公差范围内较小的尺寸。

这样凸、凹模磨损到一定情况下，仍然可以制造出来合格零件；

（3）确定冲模刃口尺寸制造公差时，应该考虑到制件的精度，通过零件的用途可以知道零件的精度。

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5.2.3凸、凹模刃口间隙计算

在冲裁件尺寸的测量和使用中，都是以光面的尺寸为基准。

在冲裁过程中落料件的光面是因凹模刃口挤切材料而产生的。

而孔的光面是凸模刃口挤切而产生的。

所以在设计刃口尺寸时，应按落料和冲空两种情况考虑，其原则如下：

（1）冲孔时，因孔的光面尺寸与凸模刃口尺寸相同或一致，应先确定凸模刃口尺寸。

即以凸模刃口尺寸为标准。

乂因冲孔的尺寸会随凸模刃口的磨损而减小，故凸模基本尺寸应取冲件孔尺寸公差范圉内的较大尺寸。

冲孔阿模的基本尺寸则是凸模基本尺寸上最小合理间隙值。

（2）落料时，因落料件光面尺寸与凹模刃口尺寸一致，应先确定凹模刃口尺寸,即以凹模刃口尺寸为基准。

乂因落料件尺寸会随凹模磨损而增大，为保证凹模磨损到一定程度仍能冲出合格零件。

故凹模基本尺寸应取落料基本尺寸公差范围内较小的尺寸。

落料凸模的基本尺寸则是在凹模基本尺寸上减去最小合理间隙。

（3）凸、凹模刃口的制造公差应根据冲裁件的尺寸公差忽然凸、凹模加工方法确定，既要保证冲裁间隙要求和冲出合格零件，乂要便于模具加工。

凸模与凹模之间间隙的设定如表5.1所示，表中间隙为单边间隙。

表5」标准间隙表

本次论文设计的产品的扳厚为21.5mm,根据上面的表格论文取8%的间隙。

冲孔凹模的直径二6.216+2X1.5X0.08=06.456

落料凹模的直径二22.216+2X1.5X0.08=022.456

5.3模具零件的设计

（1）根据零件的精度要求，模具受力分析请况及综合分析凸模固定板和凹模固

定板的外形尺寸和时间要求，本套模具选用45号钢。

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（2）紧固装置

紧固装置主要有螺钉和销钉组成。

螺钉，导料板，固定挡料销，凸模固定板和卸料板材料为45号钢。

硬度为GRC28-38,圆柱销材料为35号钢，规格为GB81-63M80X30o

（3）零件的选材

本论文该模具采用冷冲压的方法，该模具用于小批量生产，对落料凸模、凸模固定板、凹模的材料，我们选用9Mn2Vo

（4）模具装备示意图

装订

根据以上结构和汁算，可以绘制出模具装配适宜图，如图5.3所示。

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-QQ

图5.3模具装配图

图中部分名称如下：

1下座模2凹模3承料板4卸料板3冲孔凸模6凸模固定板7垫板8上模座

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9落料凸板10螺钉11螺钉12圆柱销13导套14螺钉15固定挡料销17导料板18圆拄销19导拄20螺钉21圆拄销

模具经过数控机床的车、铳、钻等工序加工成形，通过此模具生产的板金垫片

DP-19不仅精度高，而且效率高，更节省了制造成本，产品符合降低风机偏摆的要求。

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6结束语

本论文主要对吉利金刚车用空调风机用电机板金垫片DP-19进行模具。

文中详细阐述了DP-19垫片模具设计的过程，在零件进行工艺分析的基础上，明确提出了冲孔和落料的冲压方案，通过算了冲裁力的大小，从而正确选择冲压设备，在结构中考虑到各个零件的合理分布，以便合理选择凸、凹模和进行成形加工过程的制定，经过数控机床车、铳、钻等工序加工成型，使产品板金垫片DP-19具有高精度，高效率等特点，更节省生了制造成本，且产品板金垫片DP-19符合降低风机偏摆的要求。

装订

该模具设计方案适用于中规模的模具厂，设计•的准则和依据部分是来自书本理论，部分是来自工厂技师和设计人员长期设计模具累积的经验，理论可以通过课本学到，而工厂中所累积的经验，对我来说更是珍贵。

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卒业枪st（後讨）抠酱綠

谢辞

在论文完成之际，我的心久久不能平静。

首先，我真诚地感谢我的指导师一一某某某老师。

在这期间，自始至终我都得到了他的悉心指导。

老师治学严谨、对学生认真负责。

从他身上我所学到的不仅是丰富的知识、思考问题的方法，更教会我许多为人处世的道理，所有这些必将使我铭记在心，以指导我将来的学习和工作。

我还要感谢我的家人和同学正是他们一如既往的支持、关爱和鼓励，才使我克服学习中的一个个困难。

即将完成学业，继续我的工作，在此我向所有给予我帮助的人致以我最诚挚的感谢。

最后再次感谢我的指导老师一一某某某老师。

您辛苦了。

参考文献

[1]史铁梁•模具设计指导•机械工业出版社.2006

[2]王孝培•冲压手册.机械工业出版社.2000

⑶瞿平飞机锻金成形原理与工艺西北工业大学出版社.1995

[4]杨玉英•实用冲压工艺及模具设计手册•机械工业出版社.2000

[5]伍先明•塑料模具设计指导.国防工业出版社.2006

[6]申开智•塑料成型模具.中国轻工业出版社.2002

[7]齐晓杰.塑料成型工艺与模具设计.机械工业出版社.2006

[8]姜奎花.冲压工艺与模具设计.机械工业出版社.2000

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