4137轿车后制动器挡油盘冲模设计

南京理工大学紫金学院毕业设计说明书(论文)作者: 吴彬学号：060104207系：机械工程系专业: 机械工程及自动化题目: 轿车后制动器挡油盘冲模设计江琴讲师指导者：(姓名) (专业技术职务)评阅者：(姓名) (专业技术职务)年月毕业设计说明书（论文）中文摘要毕业设计说明书（论文）外文摘要目次1 引言 (1)2 冲压件工艺分析 (2)2.1材料 (2)2.2工件结构形状及批量 (2)2.3尺寸精度 (3)3 冲裁工艺方案的确定 (5)4 模具结构形式的确定 (7)5 模具总体设计 (8)5.1操作与定位方式 (8)5.2卸料、出件方式 (8)5.3确定送料方式 (9)5.4确定导向方式 (9)6 模具设计计算 (11)6.1排样 (11)6.2冲压力的计算和压力机的选取 (16)6.3模具压力中心的确定 (19)6.4工作零件刃口尺寸计算 (19)7 主要零部件设计 (26)7.1冲孔凸模 (26)7.2凸凹模 (27)7.3切边凹模 (27)7.4挡料销 (28)8 模具装配与调试 (29)9 模具总体结构与工作过程 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)1 引言改革开放以来，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[1]。

随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。

而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。

作为一种高效率的生产工具，模具是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。

采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切削加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点[2]。

设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、生产率、使用寿命，还可以提高产品的经济效益。

在进行模具设计师，必须清楚零件的加工工艺，设计出的零件要能加工、易加工。

充分了解模具各部件作用是设计者进行模具设计的前提，新的设计思路必然带来新的模具结构。

2 冲压件工艺分析2.1 材料冲压生产中使用的材料相当广泛，为了满足不同产品的使用要求，必须选用合适的材料；而从冲压工艺本身出发，又对冲压材料提出冲压性能方面的要求。

因此，从产品使用性能和冲压工艺两方面的要求来说，选用合适的冲压材料是生产合格冲压件的重要条件之一。

冲压常用材料有：1）黑色金属：碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、不锈钢、电工硅钢等。

2）有色金属：纯铜、黄铜、青铜、铝等。

3）非金属材料：纸板、胶木板、橡胶板、塑料板、纤维板和云母等。

08AL是优质碳素结构钢的一种，一般用作冷冲压薄板钢中的AL脱氧镇静钢冷轧板,其命名规则类同碳素结构钢，其两位数字表示钢中平均碳质量分数的万倍，即“08”表示钢中平均碳质量分数为0.08%，“A”表示质量等级，“L”为“拉”字的汉语拼音首字母，表示其拉伸性能好。

主要力学性能(试件尺寸25mm)：正火930℃、σs=185MPa、σb=325MPa、σ5/%≥33、硬度(未热处理)131HB[3]。

主要用于制造4mm以下的各种冷冲压构件，如车身、驾驶室、各种仪表及机器外壳等。

2.2 工件结构形状及批量图2-1为挡油盘零件结构图，如图1所示，该零件属于大批量生产，工件只有落料、冲孔、翻孔工序，结构形状相对简单，成中心对称，零件冲裁工艺较好，适宜冲裁加工。

图2-1 挡油盘零件结构图2.3 尺寸精度图2-1上所有未标注公差的尺寸属自由尺寸，可按IT10-IT14级精度补标工件尺寸,具体数值见表2-1、表2-2[4]。

表2-1 带凸缘拉深件拉深深度H的极限偏差（mm）表2-2 成型件圆角半径r的极限偏差（mm）补标后尺寸如图2-2所示。

图2-2 零件补标后尺寸3 冲裁工艺方案的确定冲裁工艺方案可选方案有三种。

方案一：落料—冲孔—翻孔分开进行的单工序模生产；方案二：冲孔—翻孔—冲孔复合模生产；方案三：冲孔—拉伸—冲孔级进模生产。

三种方案的比较如表3-1[4]所示。

表3-1 单工序模、复合模及级进模的特点比较方案一：按单工序工艺设计方案需落料、冲孔、翻孔3套模具完成该工件生产，工艺流程长，模具套数多，模具成本、生产成本高且效率低，并增加了冲压车间的设备负荷，而且由于材料薄，工序过多易造成工件变形，难以达到图纸各项尺寸要求和位置度要求。

方案二：按复合模设计方案，适合大批量生产，安装、调整较级进模容易，操作简单。

方案三：按级进模设计方案，要有两个或两个以上工位，条料以一定的步距由第一个工位逐步传送到最后一个工位，并在每一个工位上逐步将条料成形为所需零件的的冲模。

经综合考虑，结合该件生产批量大、与制动底板总成焊接时对其平面度要求高等实际情况，决定采用方案二复合模工艺，使条料通过冲孔、翻孔、冲孔、切边一套复合模具一次冲压成形，既保证了质量要求，又降低了模具成本、生产成本，提高了生产效率。

4 模具结构形式的确定复合模是在压力机的一次行程中，在同一个位置上同时完成几道工序，因此它至少要有一个凸凹模。

按落料凹模安装位置不同，又有倒装复合模与正装复合模之分：不积聚废料的正装复合模，适用于冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，但制件和废料都是从分模面排出的，需要及时清除，并需二次清理，操作不如倒装复合模方便，且不太安全；倒装式复合模冲孔的废料由下模部分直接漏下，而制件是从上模的顶出器直接推出，两者自然分开无需二次清理，比较简单，因此操作方便安全，且倒装复合模易于安装送料装置，生产效率较高。

根据零件分析，制件的形状简单，且工件产量较大，根据材料厚度，为提高经济效益和简化模具结构，保证冲模有较高的生产率，通过比较，决定实行工序集中的工艺方案，自然漏料的倒装复合结构方式。

5 模具总体设计5.1 操作与定位方式5.1.1 操作方式零件的生产批量较大，为提高经济效益、合理安排生产，可采用手工送料方式。

5.1.2 定位方式坯料在模具中的定位设计，以保证坯料在冲裁和成形前具有正确的位置，是模具设计的重要内容之一。

定位机构必须精确、有效，便于操作，不仅要考虑坯料的静态定位，必要时还要考虑冲压过程中的动态定位。

单个工序件的坯料定位主要有定位板、定位销等，条料的定位常用档料销、导料板、侧压板和侧刃等。

因为倒料销和固定挡料销结构简单，制造方便。

且该模具采用的是条料，根据模具具体结构兼顾经济效益，控制条料的送进方向采用导料销，控制送料步距采用固定挡料销，为简化设计导料销、挡料销采用同一型号。

5.2 卸料、出件方式5.2.1 卸料方式卸料方式分为弹性卸料和刚性卸料两种。

刚性卸料是通过将卸料板固定在下模的凹模上以阻碍条料随凸模上移的一种卸料方式，一般用于条料较厚的情况。

弹性卸料则是由卸料板、卸料螺钉和弹性元件构成卸料装置，在凸模抬起过程中，通过弹性元件的回弹力将条料从凸模上脱离的一种卸料方式。

由于本材料很薄，仅0.7mm，可采用弹性卸料装置。

对于大型零件冲裁或成型件切边时，如果冲裁件尺寸较大或板料厚度较大时，一般都采用圆形或长方形废料切刀以代替卸料板将废料切断，使之从凸（凹）模上靠自重自由落下。

废料切刀要紧靠凹模安装，其刀刃高度要比凸（凹）模刃口低。

把制件或废料从装于上模座的凹模中推出来的零件，称为推荐装置。

推件装置的推件装置的推力，可以利用压力机上的打杆在打杆横梁作用下得到，或利用上模内安装弹簧或橡胶得到。

在模具中顶件器的作用是压紧坯料及在冲压过程结束后顶出工件，同时可以防止毛坯在弯曲过程中的移动及拉伸过程中的移动及拉伸过程中的起皱。

综合考虑，采用废料切刀卸料和顶件装置进行卸料。

5.2.2 出件方式一般有上出件和下出件两种。

下出件为制件从凹模孔中落下，制件不够平整且由于弹性变形程度大，而使制件精度受到影响。

上出件是指制件被凹模内设置的弹顶装置推出凹模洞口，制件较为平整，精度较高。

因采用倒装复合模生产，冲孔的废料由下模部分直接漏下，而制件是从上模的顶出器直接推出，故为上出件。

5.2.3 废料排除在冲裁过程，有可能出现废料回升或者废料堵塞的现象，这种现象的产生，轻者会使凹模被挤裂，重者会造成事故，因此应注意及时排除废料。

在生产中可以从以下几方面着手解决：1）在凹模上安装小弹顶器或采用压缩空气以防止废料回升。

2）在凹模落料孔上作相应的处理以防止废料回升。

3）采用真空吸附方式防止废料回升。

因倒装式复合模冲孔的废料由下模部分直接漏下，而制件是上模的顶出器直接推出，两者自然分开无需二次清理，比较简单。

5.3 确定送料方式因选用的冲压设备为开式压力机，采用纵向送料方式，即由前向后送料。

5.4 确定导向方式模具导向应当合理，尤其是冲薄料的小间隙冲模、生产批量很大的冲裁模，其导向机构尤其重要，是提高模具寿命的关键。

现提出四种方案，具体内容如下：方案一：采用对角柱模架。

由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳，其有效区在毛坯进给方向的导套间。

常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。

方案二：采用后侧导柱模架。

由于前面和左、右不受限制，且可利用边角料加工，送料和操作比较方便。

因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。

方案三：四导柱模架。

具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。

常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。

方案四：中间导柱模架。

导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。

但只能一个方向送料。

根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为减小模具尺寸，采用后侧导柱的导向方式，即方案二而最佳。

6 模具设计计算6.1 排样排样是指冲裁件在条料、带料、板料上的布置方式。

选择合理的排样方式和适当的搭边值，是提高材料利用率、降低生产成本和保证工件质量及模具寿命的有效措施。

6.1.1 排样设计原则一般冲裁件的排样应遵守如下原则：(1) 提高材料利用率。

冲裁件生产批量大，生产效率高，材料费用一般会占总成本的60%以上，所以材料利用率是衡量排样经济型的一项重要指标。