2631 發(fā)動機支承限位件的模具設(shè)計與制造,發(fā)動機,支承,限位,模具設(shè)計,制造 1畢業(yè)設(shè)計說明書課題：發(fā)動機支承限位件的模具設(shè)計與制造 系 別： 機械系專 業(yè)： 精密模具設(shè)計與制造班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)老師： 完成時間： 12目錄 前言 課題簡介 工藝分析 工藝方案的確定 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計 沖孔模主要參數(shù)的計算 沖孔模的模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計 切邊模的設(shè)計 整形模的設(shè)計 繪制模具零件圖和裝配圖 參考文獻 畢業(yè)設(shè)計小結(jié) 附錄3第一章 前言本 產(chǎn) 品 是 一 個 沖 裁 件 。 經(jīng) 過 落 料 拉 深 、 沖 孔 、 切 邊 、 整 形 、 等 多道 工 序 組 合 而 成 。 產(chǎn) 品 結(jié) 構(gòu) 比 較 簡 單 ， 通 過 對 本 產(chǎn) 品 的 設(shè) 計 流 程 的 了 解 。本 人 掌 握 了 模 具 設(shè) 計 工 藝 及 模 具 加 工 工 藝 的 流 程 。 通 過 對 畢 業(yè) 課 題 的 設(shè)計 ， 我 在 模 具 上 的 專 業(yè) 知 識 得 到 進 一 步 的 鞏 固 和 提 高 。 在 指 導(dǎo) 老 師 的 幫助 下 我 更 進 一 步 了 解 了 模 具 的 知 識 。第二章 課題簡介本課題是無錫中捷減震器有限公司所做的汽車發(fā)動機支承限位件，是 一 個 比 較典 型 的 沖 壓 件 。 產(chǎn) 品 有 孔 、 拉 伸 、 切 邊 等 多 道 工 序 組 成 。 它 作 用 于 汽 車上 發(fā) 動 機 的 支 承 限 位 。該 產(chǎn) 品 實 物 圖 如 下4其形狀.尺寸如下圖所示 。其材料為 SPCC 鋼板，料厚為 2.0mm,制件尺寸精度為 IT14，批量生產(chǎn)。要采用沖壓生產(chǎn)。圖 1-15第三章 工藝分析 一． 工藝分析該制件形狀簡單，尺寸較小，厚度適中，一般批量，屬普通沖壓件，但要注意幾點：1. 制件上的兩個￠10 的孔有同軸度要求，設(shè)計模具的時候要考慮到。2. 有一定的批量，應(yīng)重視模具材料和結(jié)構(gòu)的選擇，保證一定的模具壽命。二． 工藝方案的分析與確定該 沖 壓 件 是 一 個 回 轉(zhuǎn) 體 零 件 ， 其 形 狀 特 征 表 明 它 是 一 個 帶 凸 緣的 圓 筒 形 零 件 ， 其 主 要 的 形 狀 和 尺 寸 可 以 由 拉 深 、 沖 孔 、 切 邊 等 沖壓 工 序 獲 得 。 作 為 拉 深 成 形 尺 寸 ， 其 相 對 植 d 凸 /d、 h/d 都 比較 合 適 ， 拉 深 工 藝 性 比 較 好 。 ￠ 100＋ 0.4 的 公 差 要 求 不 是 很 高 ，但 是 拉 深 底 部 以 的 圓 角 半 徑 R8 比 較 大 ， 口 部 的 圓 角 半 徑 R36適 中 ， 故 在 拉 深 成 形 之 后 應(yīng) 另 加 整 形 工 序 ， 并 用 制 造 精 度 較 高 、 間隙 較 小 的 模 具 來 進 行 加 工 完 成 。1.工 藝 方 案 的 分 析 與 比 較 ：該 零 件 外 殼 的 形 狀 表 明 它 為 拉 深 件 ， 所 以 拉 深 為 基 本 工 序 ，底 部 的 孔 由 沖 孔 來 完 成 。2.工 藝 方 案 的 確 定 ：工 序 的 組 合 和 順 序 確 定 ：對 于 外 殼 這 樣 工 序 較 多 的 沖 壓 件 ， 可 以 先 確 定 出 零 件 的 基 本工 序 ， 再 考 慮 對 所 有 基 本 工 序 進 行 可 能 的 組 合 排 列 ， 將 由 此 得 到 的各 種 工 藝 方 案 進 行 分 析 比 較 ， 從 中 確 定 出 適 合 于 生 產(chǎn) 實 際 的 最 佳 方案 。外 殼 的 全 部 基 本 工 序 為 ： 落 料 、 拉 深 、 沖 孔 、 切 邊 、 整 形 等五 道 工 序 ， 據(jù) 此 可 以 排 出 以 下 三 種 工 藝 方 案 組 合 ：方 案 一 ： 落 料 ， 拉 深 ， 沖 孔 ， 切 邊 ， 整 形 ；方 案 二 ： 落 料 與 拉 深 復(fù) 合 ， 其 余 按 基 本 工 序 ；方 案 三 ： 落 料 ， 拉 深 與 沖 底 孔 復(fù) 合 ， 其 余 按 基 本 工 序 ；分 析 比 較 以 上 三 種 方 案 ， 可 以 看 出 ： 方 案 一 中 各 工 序 都 按 基本 工 序 做 ， 工 序 復(fù) 合 程 度 低 ， 生 產(chǎn) 效 率 太 低 ， 模 具 數(shù) 量 也 會 增 加 ，由 此 也 增 加 了 生 產(chǎn) 成 本 ； 方 案 三 中 ， 雖 然 解 決 了 一 方 案 中 的 問 題 ，但 是 ， 沖 孔 凹 模 與 拉 深 凸 模 做 成 一 體 ， 這 樣 就 給 修 磨 帶 來 的 困 難 ，而 且 孔 徑 一 旦 發(fā) 生 變 化 ， 將 會 直 接 影 響 到 拉 深 質(zhì) 量 的 好 壞 ；方 案 二 沒 有 上 述 的 缺 點 ， 工 序 復(fù) 合 程 度 適 中 ， 單 工 序 模 具 結(jié)構(gòu) 簡 單 ， 制 造 費 用 低 ， 這 在 中 小 批 量 生 產(chǎn) 中 是 合 理 的 ， 因 此 決 定 采用 方 案 二 。3 對 以 上 工 序 進 行 綜 合 分 析 確 定 模 具 進 行 以 下 工 藝 組 合 ：1） . 落 料 拉 深 ： 把 一 個 外 形 在 凹 凸 模 上 進 行 沖 裁 的 零 件 的 展開 形 狀 ， 由 于 落 料 的 同 時 可 以 進 行 拉 深 ， 決 定 在 落 料 的 同 時 拉 深 。這 樣 可 以 讓 拉 深 在 落 料 的 過 程 中 沖 裁 完 畢 。72） . 沖 孔 ： 在 半 成 品 件 的 底 部 以 及 兩 側(cè) 沖 孔 ， 并 保 證 其 公 差精 度 ；3） . 切 邊 ： 將 上 述 兩 道 工 序 后 的 半 成 品 上 多 余 的 邊 切 除 ；4） . 整 形 ： 在 加 工 的 最 后 ， 為 保 證 零 件 的 使 用 和 制 造 要 求 ，再 加 一 步 整 形 工 序 。根據(jù)制件的工藝性分析，其基本工序有落料拉伸 、沖孔、切邊、整形四種。按先后順序組合，可得如下方案：落料拉伸 -沖孔 -切邊-整形，復(fù)合工序沖壓。三 落料拉深件毛坯尺寸的確定 （1）拉深時毛坯尺寸的確定A：確定修邊余量 由于材料的各向?qū)砸约袄顣r金屬流動條件的差異，拉深后工件口部不平，通常拉深后需切邊，因此計算毛坯尺寸時應(yīng)在高度方向上或凸緣上增加修邊余量&，它的值可根據(jù)零件的相對高度查表4.2.1、4.2.2《沖壓工藝與模具設(shè)計》得到 ：& =1.8B: 計算工件表面積 圓筒直壁部分的表面積為 A1=3.14d(h+&)式中 d 為圓筒部分的中徑圓角球臺部分的表面積為 A2=2*3.14（0.5d0+2r/3.14）=3.14/4(2r*3.14*d0+8r*r)式中 d0 為底部平板部分的直徑；R 為工件中線在圓角處的圓角半徑底部表面積為：A3=0.25*3.14d0*d0 工件的總面積為 A=3.14d(h+&)+0.25*3.14(2r*3.14d0+8r*r)+0.25*3.14d0*d0=8388.9C 求出毛坯尺寸設(shè)毛坯的直徑為 D 所以 0.25*3.14*D*D=8388.9D=103.4 （2）落料的毛坯尺寸D1=D+8.5+2=113.9 2） 計 算 拉 深 次 數(shù) ：毛 坯 的 相 對 厚 度 ： t/D×100=2×100/103.4≈ 1.9查 表 得 ： 各 次 的 拉 深 系 數(shù) ，m1=0.49,m2=0.74,m3=0.77,m4=0.79則 ， 零 件 的 總 拉 深 系 數(shù) m 總 =d/D=57.5/102≈ 0.568因 為 m 總 ＞ m1,， 所 以 該 零 件 一 次 拉 深 即 能 成 形 。目 前 零 件 的 材 料 厚 度 t=2㎜ ， 圓 角 半 徑 r=8㎜ ， 約 為1.5t,該 值 過 小 ， 而 且 零 件 的 直 徑 又 不 是 很 大 ， 一 次 拉 深 難 以 滿 足零 件 的 要 求 。 因 此 需 要 在 拉 深 后 還 要 增 加 一 道 整 形 工 序 ， 以 得 到 更小 的 口 部 圓 角 半 徑 。（ 3） 確 定 排 樣 、 裁 板 方 案 ：這 里 的 毛 坯 為 簡 單 的 長 圓 形 ， 而 且 尺 寸 也 不 是 很 小 ， 考 慮 到操 作 方 便 ， 適 宜 采 用 單 排 。據(jù) 表 查 得 ， 工 件 間 距 離 a1=1.2㎜ ;搭 邊 距 離 a=1.5㎜ ；條 料 下 料 剪 切 公 差 δ =0.6㎜ ；條 料 寬 度 B=（ D＋ 2a＋ δ ） 0-δ=（ 113.9＋ 2×1.5＋ 0.6） ㎜=117.5㎜查 得 ， 軋 制 鋼 板 擬 選 用 規(guī) 格 為 2㎜ ×650㎜×1300㎜ 的 板 材 。采 用 縱 向 沖 裁 和 縱 向 排 樣 的 方 案 ， 可 得 材 料 利 用 率 為 ：η =ns/LB×100%=72.4%本 例 擬 采 用 此 方 案 進 行 沖 裁 和 排 樣 。排 樣 圖 如 下 ：9三、模具結(jié)構(gòu)形式的確定1）落料拉深模：因制件較薄，為保證制件平整，采用彈壓卸料裝置。它還可對沖孔凸模起導(dǎo)向作用。為方便操作和取件，選用液壓保險開式固定壓力機，縱向送料。因制件比較歸則，故采用定位銷定位，生產(chǎn)方便，模具制造方便，節(jié)約成本。終上所述，選用彈性卸料縱向送料典型組合結(jié)構(gòu)形式，中間滑動導(dǎo)柱。2）沖孔模：因制件的尺寸較小，采用彈頂板卸料，選用液壓保險開式固定臺壓力機，為達到較高的精度，采用定位板定位，采用中間滑動導(dǎo)柱。第四章、工藝方案的確定 1、計算各工序壓力、壓力中心，初選壓力機。1）落料拉深 工序〈1〉落料力計算F 落料= Kp L tτ =1.3*248.06*2*480N=309578.88N=309.6KN10τ --材 料 的 抗 剪 強 度 L--沖 裁 周 邊 總 長 t--材 料 厚 度Kp--系 數(shù) 一 般 取 1.3其中 K 為安全系數(shù)，沖裁周邊總長 L=248.06mm,材料厚度為 t=2mm,材料的抗剪強度?=480MPa( 查資料·2 表 4-12 得)〈2〉卸料力計算當(dāng) 上 模 完 成 一 次 沖 裁 后 ， 沖 入 凹 模 內(nèi) 的 制 件 或 因 彈 性 擴 張 而 梗 在 凹模 內(nèi) ， 模 面 上 的 材 料 因 彈 性 收 縮 而 緊 箍 在 凸 模 。 為 了 使 沖裁 工 作 繼 續(xù) 進 行 ， 必 須 將 箍 在 凸 模 上 的 材 料 刮 下 。 將 梗 塞在 凹 模 內(nèi) 的 制 件 或 廢 料 向 下 推 出 或 向 上 頂 出 。 從 凸 模 上 刮下 材 料 所 需 的 力 稱 為 卸 料 力 。影 響 卸 料 力 的 因 素 很 多 ， 要 精 確 地 計 算 很 困 難 。 在 實 際生 產(chǎn) 中 常 采 用 經(jīng) 驗 公 式 計 算 ：F 卸=K 卸*F 落料=0.05*309578.88N=15478.944N=15.5KN③ 拉 深 力 的 計 算 ：F 拉 深 =（ π d-1.72r） tσ bk5=（ 3.14×82-1.72×4）×2.5×480×0.85N=295619.275N≈ 296.62KN當(dāng) 采 用 落 料 、 拉 深 復(fù) 合 時 ， 不 能 簡 單 的 將 落 料 力與 拉 深 力 迭 加 來 選 擇 壓 力 機 ， （ 因 為 壓 力 機 的 公 稱 壓 力11是 指 在 接 近 下 死 點 時 的 壓 力 機 壓 力 ） 。 因 此 ， 應(yīng) 該 注 意壓 力 機 的 壓 力 曲 線 。 否 則 很 可 能 過 早 的 出 現(xiàn) 最 大 沖 壓 力 而 使壓 力 機 超 載 損 壞 。 一 般 可 按 下 式 做 概 略 計 算 ：淺 拉 深 時 ： Σ F=（ 0.7～ 0.8） F0深 拉 深 時 ： Σ F=（ 0.5～ 0.6） F0本 制 件 屬 于 淺 拉 深 ， 則 ：最 大 壓 力 ≤ （ 0.7～ 0.8） F0因 此 拉 深 力 F=F0/0.7=296.62/0.7≈ 423.6KN④ 確 定 是 否 需 要 壓 邊 裝 置 并 計 算 壓 邊 力 ：合 理 的 壓 邊 是 拉 深 制 件 質(zhì) 量 的 保 障 ， 拉 深 時 壓 邊力 必 須 適 當(dāng) ， 壓 邊 力 過 大 ， 會 引 起 拉 深 力 的 增 加 ， 甚 至 造成 制 件 拉 裂 或 嚴 重 變 薄 超 差 ； 壓 力 過 小 ， 則 會 造 成 制 件 直壁 或 凸 緣 部 分 起 皺 ， 防 皺 效 果 不 好 。解 決 拉 深 工 作 中 的 起 皺 問 題 的 主 要 方 法 就 是 采 用防 皺 壓 邊 圈 ， 至 于 是 否 采 取 壓 邊 裝 置 主 要 取 決 于 毛 坯 或 以后 各 道 工 序 的 拉 深 系 數(shù) m 和 相 對 料 厚 t×100/D。由 該 制 件 的 相 對 料 厚 為 t/D=2.4， m=0.56； 經(jīng)查 表 可 知 ： 該 制 件 在 拉 深 過 程 中 不 需 要 采 用 壓 邊 裝 置 。⑤ 總 壓 力 計 算 ：F 總 =F 落 ＋ F 卸 ＋ F 拉 深=309.6KN＋ 15.5KN＋ 423.6KN=748.7KN⑥ 初 選 壓 力 機 ：由 于 該 制 件 體 積 不 是 很 大 ， 而 且 精 度 要 求 不 是很 高 ， 因 此 可 以 選 用 開 式 雙 柱 固 定 臺 壓 力 機 。 它 具 有 三面 敞 開 ， 操 作 方 便 成 本 低 廉 的 優(yōu) 點 由 于 落 料 、 拉 深復(fù) 合 模 的 壓 力 行 程 的 特 點 是 在 開 始 階 段 即 需 要 很 大 的 壓力 ， 而 在 拉 深 階 段 反 倒 要 小 的 多 。 因 此 若 按 總 的壓 力 來 選 取 壓 力 機 ， 很 能 出 現(xiàn) 總 的 壓 力 滿 足 要 求 ， 但 是12在 初 始 階 段 沖 時 已 經(jīng) 超 載 。 同 時 ， 選 用 拉 深 壓 力 機 還 應(yīng)該 對 拉 深 功 進 行 核 算 ， 否 則 會 出 現(xiàn) 壓 力 機 在 力 的 大 小 滿足 要 求 ， 但 是 功 率 有 可 能 過 載 ， 飛 輪 轉(zhuǎn) 速 降 低 ， 從 而 引起 電 動 機 轉(zhuǎn) 速 降 低 過 大 ， 損 壞 電 動 機 。 因 此 精 確 確 定 壓力 機 壓 力 應(yīng) 當(dāng) 根 據(jù) 壓 力 機 說 明 書 中 給 出 的 允 許 工 作 負 荷曲 線 ， 并 校 核 功 率 。 但 是 在 一 般 條 件 下 ， 可 以 根 據(jù) 生 產(chǎn)車 間 的 實 際 條 件 ， 在 現(xiàn) 有 壓 力 機 中 選 取 。 在 這 里 根 據(jù) 總壓 力 為 748.7KN,查 得 ， 提 供 的 壓 力 機 公 稱 壓 力 序 列 中選 取 1000KN 的 壓 力 機 ， 型 號 為 JD21-100.由 此 可 知 ，電 動 機 的 功 率 遠 遠 大 于 拉 深 所 需 壓 力 機 的 電 動 機 功 率 。故 可 以 選 用 此 電 動 機 。（ 7） 查 資 料 《 沖 壓 工 藝 與 模 具 設(shè) 計 》 P358選 用 開 式 雙 柱 雙 柱 固 定 臺 壓 力 機 J23-63 及 其 它 主 要 技 術(shù)參 數(shù) ： 公 稱 壓 力 ： p=1000KN滑 塊 行 程 ： H=120mm行 程 次 數(shù) ： 75/min最 大 閉 合 高 度 ： H=400mm最 大 裝 模 高 度 ： H=300mm閉 合 高 度 調(diào) 節(jié) 量 ： H=85㎜立 柱 間 距 離 ： L=480㎜工 作 臺 尺 寸 ： 前 后 600㎜ ， 左 右 1000㎜工 作 臺 墊 板 孔 徑 ： 200㎜工 作 臺 板 厚 度 ： 100㎜13模 柄 孔 尺 寸 ： ￠ 60×80㎜電動機功率： 7.5KW（ 8） 確 定 壓 力 中 心 ：由 于 該 制 件 的 毛 坯 以 及 各 個 工 序 件 均 為 軸 對 稱 圖 形 ，而 且 只 有 一 個 工 位 ， 因 此 壓 力 中 心 必 定 與 制 件 的 幾 何 中 心 重合 。（ 9） .沖 裁 間 隙 的 確 定 ：確 定 合 理 間 隙 的 方 法 有 理 論 確 定 法 與 經(jīng) 驗 確 定法 ：a. 理 論 確 定 法 ：理 論 確 定 法 的 主 要 依 據(jù) 是 保 證 上 下 裂 紋 會 合 ，以 便 獲 得 良 好 的 斷 面 。 由 于 理 論 計 算 間 隙 的 方 法 在 實 際生 產(chǎn) 中 使 用 不 方 便 ， 故 目 前 間 隙 值 的 確 定 廣 泛 使 用 的 是經(jīng) 驗 公 式 和 圖 表 。b. 經(jīng) 驗 確 定 法 ：根 據(jù) 研 究 與 使 用 的 經(jīng) 驗 ， 在 確 定 間 隙 值 時 要 按要 求 分 類 選 用 。 對 于 尺 寸 精 度 、 斷 面 垂 直 度 要 求 高 的 制件 應(yīng) 選 用 較 小 間 隙 值 ， 對 于 斷 面 垂 直 度 與 尺 寸 精 度 要 求不 高 的 制 件 ， 應(yīng) 以 降 低 沖 裁 力 、 提 高 模 具 壽 命 為 主 。 其可 按 下 列 經(jīng) 驗 公 式 選 用 ：軟 材 料 ：t>1㎜ , c=（ 3%～ 4%） tt=1～ 3㎜ c=（ 5%～ 6%） tt=3～ 5㎜ c=（ 8%～ 10%） t硬 材 料 ：t>1㎜ , c=（ 4%～ 5%） tt=1～ 3㎜ c=（ 6%～ 8%） t14t=3～ 5㎜ c=（ 8%～ 13%） t本 制 件 屬 于 硬 材 料 ， 所 以 間 隙 值 是 ：c=（ 6%～ 8%） t=（ 6%～ 8%） ×2=0.12～ 0.16㎜本 制 件 的 間 隙 取 0.14㎜第五章、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計查 資 料 《 沖 壓 工 藝 與 模 具 設(shè) 計 》 P57、 58在 壓 力 機 的 一 次 工 作 行 成 中 ， 在 模 具 同 一 部 位 同 時 完 成 數(shù) 個 沖 壓工 序 的 模 具 ， 稱 為 復(fù) 合 沖 裁 模 。如 下 頁 圖 所 示 是 落 料 拉 深 復(fù) 合 模 的 基 本 結(jié) 構(gòu) 。 在 模 具 的 一 方 是落 料 凹 模 中 間 裝 著 拉 深 凸 模 ， 而 另 一 個 方 面 上 凸 凹 模 外 部 是 拉 深的 凸 模 。 內(nèi) 孔 是 拉 深 的 凹 模 。 若 落 料 凹 模 裝 在 上 模 上 ， 稱 為 倒 裝復(fù) 合 模 。 反 之 ， 稱 為 順 裝 復(fù) 合 模 。5-1 復(fù) 合 模 的 特 點 是 ： 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 ， 生 產(chǎn) 率 高 ， 制 件 精 度 高 ， 特 別是 制 件 對 外 形 的 位 置 度 容 易 保 證 。 另 一 方 面 ， 復(fù) 合 模 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 ，對 模 具 零 件 精 度 的 要 求 較 高 ， 模 具 的 裝 配 精 度 要 求 也 較 高 。5-2 倒 裝 復(fù) 合 模 :其 結(jié) 構(gòu) 是 落 料 凹 模 在 上 模 ,落 料 凸 模 在 下 模 。倒 裝 復(fù) 合 模 一 般 采 用 剛 性 推 件 裝 置 把 卡 在 凹 模 內(nèi) 的 制 件 推 出 。 剛性 裝 置 一 般 是 由 推 桿 、 推 塊 、 推 銷 組 成 。 廢 料 直 接 由 凸 模 從 凸 凹模 內(nèi) 孔 推 出 。 凸 凹 模 洞 口 若 采 用 直 刃 ， 則 模 內(nèi) 有 積 存 廢 料 且 脹 力較 大 。根 據(jù) 一 般 模 具 的 基 本 特 征 和 本 產(chǎn) 品 的 自 身 特 點 ， 采 用 上 出 件 倒裝 復(fù) 合 模 。 基 本 結(jié) 構(gòu) 如 下 圖15根據(jù)確定的沖壓工藝方案和制件 的形狀特點、要求等因素確定沖模的類型,材料及結(jié)構(gòu)形式?！?〉 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇模具的對材料的要求是很高的，所以材料的選擇很重要。在這里，我們選用 Cr12Mov 作為其材料，因為該制件的生產(chǎn)批量大，而 Cr12Mov 具有強度高，韌性好，耐磨性好抗回火穩(wěn)定性和熱處理變形小的高性能模具材料?！?〉 模具工作部分的尺寸和公差的確定1） 計算落料凸、凹模的刃口尺寸：由資料（1）表 2.2.3 查得 2Cmin=0.246mm,2Cmax=0.360mm,則 2Cmax-2Cmin=(0.36-0.246)mm=0.114mm16凸、凹模分別按 IT6 和 IT7 級加工制造，則沖孔： D 凸 =（D min+xΔ）=(81+0.75*0.18) 0-0.017=81.140-0.017mmD 凹=（D 凸-2Cmin）=81.14-0.114) +0.0180=81.03 +0.0180mm校核： 0.017+0.018=0.025＜0.26mm落料： Dd=（D max-xΔ）=(由此可得該尺寸能保證間隙在合理的范圍內(nèi)，故可取。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計1)凹模周界尺寸計算:因制件形狀簡單,尺寸較小,故選用整體式凹模比較合理.① 凹模厚度尺寸 H 的計算:由凹模的計算公式為H=[F 落料*(1/10)]?=(309578.88*0.1)?=50.23mm把凹模厚度圓整成17通 孔 通 孔0.80.8試 模 后 定落料拉伸凹模外形尺寸的計算:因為凹?？卓谳喞獮?非圓形, 則凹模壁厚可按下式計算W=1.2H=60mm則落料拉伸凹模的模壁就是 D=L+2W=109.6+2*42=192.6mm.將其圓整為200mm② 落 料 拉 伸 凸 模 的 強 度 和 剛 度 校 核18凸 模 承 載 能 力 的 校 核 ：凸 模 最 小 斷 面 承 受 的 壓 應(yīng) 力 ， 必 須 小 于 凸 模 材 料 強 度 允 許 的 壓 應(yīng) 力?[ ]， 即?][min??FP對 于 非 圓 形 凸 模 有 ：[3]P143][in?P?8--凸 模 的 最 小 斷 面 面 積 （ ）miF2m--凸 模 縱 向 總 壓 力 （ N）P[ ]-凸 模 材 料 的 許 用 應(yīng) 力?對 于 一 般 工 具 鋼 ， 凸 模 淬 火 硬 度 HRC為 58～ 62 時 ， 取 1000～ 1600MPa=21371.6/1000～ 1600=21.4～ 13.4MPa minF由 已 知 S=24040.6 >2minF即 落 料 拉 伸 凸 模 承 載 壓 力 面 積 完 全 合 格 。由 于 本 產(chǎn) 品 的 生 產(chǎn) 綱 領(lǐng) 為 10 萬 件 ,即 在 沖 裁 過 程 中 由 于 材 料的 厚 度 及 材 料 本 身 屬 于 硬 質(zhì) 材 料 ,為 此 需 要 經(jīng) 常 磨 刃 口 ,適 當(dāng)給 落 料 凸 模 適 當(dāng) 加 厚 ， 取 H=72mm。192)選擇模架及確定其他沖模零件的有關(guān)標準:根據(jù)凹模周界尺寸 D=103.4mm,查資料(2)表 5-5 選取典型結(jié)構(gòu)并結(jié)合實際得 600*1000,并選用滑動獨立中間導(dǎo)柱矩形模架.3)卸料. 壓邊彈性元件的確定沖壓工藝中常見的彈性元件有彈簧和橡膠等,但是由于這副模具所需的卸料力較小,如果選用橡皮,即使使用 1 個橡皮,它所承擔(dān)的負荷也將無法達到彈性效果.同時由于這是一副落料拉伸復(fù)合模,模具的行程較小, .因此我們選用彈簧作為卸料的彈性元件.五.校核壓力機安裝尺寸模座的外形尺寸為 450mm*300mm,閉合高度為 221mm,,由資料(2) 表 4-33 查得JD21-100 型壓力機的工作臺尺寸為 600mm*1000mm,最大閉合高度為 400mm,故符合安裝要求.第六章 、 沖孔模的主要參數(shù)的計算1. 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇由于該工序中一共要沖 5 個孔，該制件的生產(chǎn)批量又很大，所以模具的磨損很嚴重，在沖孔模中還要考慮到凸模的強度和剛度，以及快速更換凸模的結(jié)構(gòu)。20這 5 個孔中有 2 個是在產(chǎn)品的側(cè)面其余在底部且有一不是圓孔為了節(jié)省時間降低成本所以我們要將這 5 個孔同時進行加工。2. 模具工作部分的尺寸和公差的確定1） 計算沖孔凸凹的刃口尺寸：根據(jù)凸，凹模的刃口尺寸計算公式，先計算出沖孔凸模的刃口尺寸D=10±0.5mm D1=6mmd=44±0.1mm其中 D 為二側(cè)孔的尺寸 D1 為 2 小孔的尺寸，d 為大孔的凸模直徑。在這里，我們在考慮材料厚度以及配合間隙的情況下凹模的刃口尺寸可按凸模的尺寸配作。在這里，我們就不做詳細計算。21沿 周沖孔模的凸模尺寸22206.4沖孔模的凸凹尺寸3.計算沖孔模的壓力，壓力中心，初選壓力機。1） 沖裁力的計算F 沖=KptLτ=1.3*2*(3.14*20*2+2*4+2*3.14*6+2*3.14*10)*480N=1.3*2*(3.14*40+8+3.14*12+3.14*20)*480N=1.3*2*(125.6+8+37.68+63.8)*480N=2.6*112838.4N=293379.84N=293.4KN2) 卸料力的計算F 卸=K*F 沖=0.05*293.4KN=14.67KN3) 確定是否需要壓邊裝置并計算壓邊力：23由于該制件是沖孔模，故不需要壓邊裝置，所以也就沒有壓邊力。4) 總壓力計算F=F 沖+F 卸=（293.4+14.67）KN=308.07KN5) 初選壓力機：根據(jù)總壓力為 308.07KN，從資料（2）表 4-31 提供的壓力機公稱壓力序列中選取 400KN 的壓力機，型號為 JG23-40。6）確定壓力中心；由以上三道工序可知該制件的壓力中心與制件的幾何中心重合。7）沖 孔 凸 模 的 計 算 ：沖 頭 φ 10 選 用 材 料 ： Cr12a.承 壓 能 力 校 核S=314㎜ 2Fmin≥ p/[σ c]= 32499/2000～ 3000=16.2495～ 10.816㎜ 2既 S>>16.2495㎜ 2 完 全 合 格 。b.抗 縱 向 彎 曲 能 力 校 核 ：查 資 料 《 使 用 沖 壓 模 具 設(shè) 計 手 冊 》 P144Lmax≤ π√α Ej/P;E——凸 模 材 料 的 彈 性 模 數(shù) ， 一 般 模 具 鋼 為 2.2×100000；P——沖 裁 力 ， N；Lmax——凸 模 上 可 能 發(fā) 生 失 穩(wěn) 彎 曲 部 分 長 度 L 的 最 大 值 ；α ——凸 模 前 端 的 系 數(shù) ， 有 導(dǎo) 向 α =2；J—— 凸 模 最 小 斷 面 的 慣 性 矩 ；24J=πd/64=3.14×10/64=0.491Lmax≤ π√α Ej/P=3.14√2×220000×0.491/32499=8.01㎜用 同 上 的 方 法 可 得 到 φ 6 的 尺 寸 Lmax=4.36mm3.沖 孔 凸 模 的 形 狀 的 確 定 ；（ 1） φ 10 的 沖 頭 選 用 材 料 ： Cr12 形 狀 如 下 圖 ：（ 2） φ 6 的 沖 頭 選 用 材 料 ： Cr12 形 狀 如 下 圖 ：25第七章.沖孔模的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計一、 凸與凹模刃口尺寸的計算正確確定模具刃口尺寸及制造公差，是設(shè)計沖裁模的主要任務(wù)之一。從生產(chǎn)實踐中可以發(fā)現(xiàn)：1) 由于凸、凹模之間存在間隙，使得落下的制件或沖出的孔都帶有26錐度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。2) 在測量與使用中，落料件以大端尺寸為基準，沖孔孔徑以小端尺寸為基準。3) 沖裁時，凸、凹模要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，結(jié)果使間隙越來越大。由此在決定模具刃口尺寸及制造公差時需要考慮以下原則：（1） 落料件尺寸應(yīng)由凹模尺寸決定，沖孔件的尺寸應(yīng)由凸模尺寸決定。故設(shè)計落料模時，以凹模為基準，間隙取在凸模上；設(shè)計沖孔模時，以凸模為基準，間隙取在凹模上。（2） 考慮到?jīng)_裁時凸、凹模的磨損，設(shè)計落料模時凹?；境叽鐟?yīng)取制件尺寸公差范圍的較小尺寸；設(shè)計沖孔模時，凸?；境叽鐟?yīng)取工件孔尺寸公差范圍的較大尺寸。這樣在凸、凹模磨損一定程度下，仍能沖出合格的制件。（3） 確定沖模刃口公差時，應(yīng)考慮制件的公差要求。如果對刃口尺寸精度要求太高，會使模具制造困難，增加成本，延長生產(chǎn)周期，如果對刃口尺寸精度要求過低，會使模具的壽命降低，生產(chǎn)出來的制件可能不合格。若制件沒有標注公差，對于非圓形件按國家標準“非配合尺寸的公差數(shù)值”IT14 級處理，沖模則可按 IT11 級制造；對于圓形件，一般可按 IT7—IT6 級制造模具。沖壓件的尺寸公差應(yīng)按“入體” 原則標注為單向公差，落料件上偏差為零，下偏差為負；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。27二 凸凹模的結(jié)構(gòu)形式此模具的凸模采用的是整體式凸模結(jié)構(gòu)，凸模的長度根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的需要來確定，其長度應(yīng)比凸模固定板、卸料板、導(dǎo)料板的長度和多出（15—20 ） mm。凸模材料的選擇應(yīng)使得模具刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力，因此應(yīng)有較高的硬度和適當(dāng)?shù)捻g性。而該制件形狀復(fù)雜壽命也要求較高，所以選擇 Cr12MoV 制造。它具有較好的淬透性、淬硬性、耐磨性、抗回火穩(wěn)定性和熱處理變形小等優(yōu)點，可用于大批量生產(chǎn)的模具。三 沖孔時的刃口尺寸計算：根據(jù)以上原則，沖孔時以凸模為基準，首先確定凸模的刃口尺寸，使凸?；境叽缁境叽缃咏虻扔诠ぜ椎某叽?，再增大凹模尺寸以保證最小合理間隙2Cmin 。凸模制造偏差取負偏差，凹模制造偏差取正偏差。其計算的公式如下所示： dp=( dmin+X△) 上偏差為 0 下偏差為負的 δp，dd=(dp+ 2Cmin)上偏差為正 δd，下偏差為 0 。在同一工步中在制件上沖出的孔時，凹模型孔中心距 Ld可按下面公式計算：Ld=( Lmin+0.5△) ±0.125△1）則凸模各尺寸： dp=10+0.5X0.2=10.1 mmdp=6+0=6 mm2）凹模各尺寸： dd=10.1+0.17=10.2 mm28dd=6+0.170=6.2 mm經(jīng)過校核符合合理的公差范圍3）孔中心距的尺寸計算：Ld=( Lmin+0.5△) ±0.125△Ld=（68.5+0）±0.125X0=68.5mmLd=（54+0）±0.125X0=54 mm四 凹模的固定方法和主要技術(shù)要求凹模采用螺釘和銷釘固定，螺釘和銷釘?shù)臄?shù)量、規(guī)格及位置可根據(jù)凹模的大小在標準的典型組合中查得，螺釘和銷釘?shù)奈恢每筛鶕?jù)結(jié)構(gòu)的需要作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。螺孔和銷孔之間以及它們到模板邊緣的尺寸，應(yīng)滿足有關(guān)技術(shù)要求。凹模洞孔軸線應(yīng)與凹模頂面保持垂直，上下平面應(yīng)保持平行，型孔的表面有粗糙度的要求，Ra=0.8-0.4μm 凹模材料的選擇與凸模一樣，但熱處理后的硬度應(yīng)略高于圖、凸模。1. 模 具 輔 助 板 的 設(shè) 計1） 沖 孔 凸 模 輔 助 板 的 設(shè) 計查 資 料 《 實 用 沖 壓 模 具 設(shè) 計 手 冊 》 P179固 定 板 外 形 有 圓 形 和 矩 形 兩 件 。 主 要 用 于 固 定 小 型 凸 模 和 凹 模 。 凸模 固 定 板 厚 度 越 取 凸 模 固 定 部 分 直 徑 的 1～ 1.5 倍 。 它 與 凸 模 采 用 過渡 配 合 。 H7/m6 壓 裝 端 面 磨 平 。由 于 最 大 固 定 端 為 Φ 20， 即 H=（ 1～ 1.5） ×20㎜ ， 選 取H=25㎜292） 沖 孔 凸 模 墊 板墊 板 的 作 用 是 直 接 承 受 和 擴 散 凸 模 傳 遞 來 的 壓 力 以 降 低 模 座 所 受的 單 位 壓 力 避 免 壓 出 陷 痕 。 此 外 當(dāng) 利 用 壓 力 機 打 桿 推 件 時 因 上 模座 局 部 被 挖 定 ， 也 需 要 采 用 墊 板 支 撐 。c=p/F≤ [ ]?c=32499/3.14×7.5×7.5=1.84Mpa根 據(jù) 以 上 計 算 得 受 力 載 荷 非 常 之 小查 資 料 > P1803） 落 料 凸 模 固 定 板 ：在 模 具 工 作 中 落 料 凸 模 固 定 板 的 作 用 是 準 確 定 位 和 對 落 料 凸 模在 工 作 過 程 中 保 持 相 對 穩(wěn) 定 。根 據(jù) 實 際 情 況 及 經(jīng) 驗 ， 取 H=30mm4） 下 墊 板 ： 同 理 上 墊 板 H=12mm5） 卸 料 板 的 選 用 ：由 于 落 料 后 ， 剩 下 的 材 料 將 會 緊 箍 在 凸 模 上 ， 為 下 一 次 工作 的 連 續(xù) ， 需 要 把 箍 在 落 料 凸 模 上 的 材 料 卸 掉 。 為 此 設(shè) 置 卸 料板 卸 料 力 的 計 算 ： Px=KxP；>中 推 薦 卸 料 板 與 凸 模 保 持 間 隙>P656C=(0.1～ 0.5)t t 為 沖 件 材 料 厚 度 ， 硬 材 料 取 大 值 。即 C=0.5×2=1㎜ ；查 資 料 ： 沖 件 料 厚 t=1<1.330由 于 材 料 不 太 厚 ， 因 此 ， 根 據(jù) 經(jīng) 驗 取 H=16㎜五 選擇模架及確定其他沖模零件:根據(jù)凹模周界尺寸以及公司的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效率等方面的因素,我們選用該公司的現(xiàn)有標準模架 350mm*300mm,故擬選用滑動獨立導(dǎo)柱的中間導(dǎo)向模架.3. 卸料.壓邊彈性元件的確定沖壓工藝中常用的彈性元件有彈簧,橡膠等,在這里我們選用彈簧作為該模具的彈性元件.因為該模具需要較大的力來將沖頭拉回，而橡膠的拉力不能達到模具所需的要求.該彈簧要控制滑塊的行程且力較大所以我們就選用中荷重彈簧六沖孔模的壓力機安裝尺寸模座的外形尺寸 350mm*300mm,閉合高度為 214mm,由資料（2）表 4-33 查得J23-16 型壓力機的工作臺尺寸為 450mm*300mm,最大閉合高度為 220mm,連桿調(diào)節(jié)長度為 60mm,故符合安裝要求。第八章切邊模的設(shè)計一，前言在前面的加工中產(chǎn)品的總體尺寸都已到位，現(xiàn)在就剩制件的外邊還未加工到規(guī)定的尺寸，因此要對其進行切邊摘 要切邊就是把工件邊緣多余的材料沖切下來31二切邊模結(jié)構(gòu)的設(shè)計通過計算和查資料可得到在設(shè)計切邊模的過程中要考慮切邊后廢料的落料情況所以凸凹模結(jié)構(gòu)如下32第九章 整形模的有關(guān)設(shè)計一 ： 題 目 ： 整 形 模二 ： 前 言 ： 由 于 前 面 的 工 藝 分 析 已 充 分 闡 述 了 模 具 的 結(jié) 構(gòu)33工 藝 。 因 此 ， 在 一 工 程 完 成 后 的 加 工 工 藝 為 成 形 。摘 要 ： 整 形 是 使 材 料 產(chǎn) 生 塑 性 變 形 。 形 成 有 一 定 角 度或 一 定 曲 率 形 狀 零 件 的 沖 壓 工 序 。 整 形 的 材 料可 以 是 板 料 型 材 也 可 以 是 棒 料 、 管 材 。 雖 然 各種 整 形 的 形 狀 及 其 使 用 的 彎 曲 方 式 有 所 不 同 。但 從 其 變 形 的 過 程 和 特 點 來 看 都 有 一 些 共 同 的 規(guī) 律 。 其 中 板 料 整 形 工 藝 是 變 形 中 運 用 最 多 的一 種 。三 ： 整 形 模 結(jié) 構(gòu) 的 設(shè) 計 ：由 于 產(chǎn) 品 整 形 后 為 規(guī) 則 的 形 狀 ， 精 度 為 IT84-1 模 具 結(jié) 構(gòu) 的 確 定 ：查 資 料 ， 整 形 模 具 同 樣 存 在 著 順 置 和 倒 置 的 兩 種 情 況 ，根 據(jù) 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 特 點 ， 采 用 順 置 結(jié) 構(gòu) ， 其 結(jié) 構(gòu) 如 下 圖 ：344-2 主 要 結(jié) 構(gòu) 的 確 定在 模 具 整 形 的 設(shè) 計 過 程 中 ， 在 不 考 慮 回 彈 變 形 和 應(yīng) 力 集 中 后的 變 形 ， 凸 模 的 形 狀 就 是 零 件 的 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 。 凹 模 的 形 狀 就 是 零 件 的外 部 形 狀 ， 這 是 理 想 化 的 模 具 結(jié) 構(gòu) ， 在 日 常 生 活 中 ， 整 形 模 具 的 變形 是 很 大 的 ， 情 況 也 很 復(fù) 雜 ， 它 與 機 床 、 模 具 、 機 床 的 潤 滑 系 統(tǒng) 、工 作 環(huán) 境 等 都 有 關(guān) 系 ；A） 凸 模 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 如 圖 ：35第十章 按要求繪制零件圖和裝配圖第 十 一 章 參 考 文 獻[1] 成 虹 《 沖 壓 工 藝 與 模 具 設(shè) 計 》 高 等 教 育 出 版 社 2002 年 7 月 第 1 版36[2] 鄭 可 徨 《 實 用 沖 壓 模 具 設(shè) 計 手 冊 》 宇 航 出 版 社 1992 年 2 月 第 2 版[3] 王 芳 《 冷 沖 壓 模 具 設(shè) 計 指 導(dǎo) 》 機 械 工 業(yè) 出 版 社 1998 年 10 月 第 1 版[4] 東 北 工 學(xué) 院 《 機 械 零 件 設(shè) 計 手 冊 》 編 寫 組 《 機 械 零 件 設(shè) 計 手 冊 》 冶 金 工 業(yè) 出 版 社1986 年 10 月 第 2 版 [5] 馮 炳 堯 《 模 具 設(shè) 計 與 制 造 簡 明 手 冊 》 上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 社 1985 年 6 月 第 1 次 版 [6] 徐 進 《 模 具 材 料 應(yīng) 用 手 冊 》 機 械 工 業(yè) 出 版 社 2001 年 10 月 第 1 版[7] 肖 祥 芷 《 中 國 模 具 設(shè) 計 大 典 -沖 壓 模 具 設(shè) 計 》江 西 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 社 2003 年 1 月 第 1 版[8] 許 發(fā) 樾 《 模 具 標 準 應(yīng) 用 手 冊 》 機 械 工 業(yè) 出 版 社 1994 年 11 月 第 1 版[9] 肖 振 榮 《 模 具 材 料 與 熱 處 理 》[10] 譚 平 宇 《 模 具 結(jié) 構(gòu) 圖 冊 》 機 械 工 業(yè) 出 版 社[11] 史 鐵 梁 《 模 具 設(shè) 計 指 導(dǎo) 》機 械 工 業(yè) 出 版 社[12] 董 均 果 《 實 用 材 料 手 冊 》冶 金 工 業(yè) 出 版 社 機 械 工 業(yè) 出 版 社[13] 夏 華 生 《 機 械 制 圖 》37高 等 教 育 出 版 社[14] 范 順 科 《 袖 珍 世 界 有 色 金 屬 牌 號 手 冊 》機 械 工 業(yè) 出 版 社[15] 吳 兆 祥 《 模 具 材 料 及 表 面 處 理 》機 械 工 業(yè) 出 版 社[16] 余 玲 芬 游 文 明 《 工 程 材 料 及 熱 加 工 》[17] 安 繼 儒 《 中 外 常 用 金 屬 材 料 手 冊 》西 安 交 通 大 學(xué) 出 版 社[18] 《 實 用 機 械 手 冊 》 編 寫 組 《 實 用 機 械 手 冊 》 第 二 版機 械 工 業(yè) 出 版 社第十二章 畢業(yè)設(shè)計小結(jié)這次我設(shè)計的是汽車發(fā)動機支承限位件，這個零件的形狀不是很復(fù)雜，是個軸對稱零件，對于工廠來說，是個比較簡單的零件，38不過對于我們這些剛要畢業(yè)的學(xué)生來說還是有一定的難度的。這個零件共分四道工序，落料拉伸、沖孔、切邊、整形。四道工序中有一道是復(fù)合的。在設(shè)計的時候經(jīng)常會遇到問題，比如說，設(shè)計打桿的時候，由于不知道打桿在模具中靠什么工作的，所以就不知道它的長度該怎么確定，每次遇到這樣的問題時，都是師傅不厭其煩地教我，直到我懂為止。這段時間師傅教了我很多在學(xué)校里沒學(xué)過的東西，使我對模具的認識進一步加深了，對模具的興趣也越來越濃了。由于水平所限，設(shè)計中的錯誤再所難免，懇請各位老師批評指正。 39第十三章 附錄：A1：配合精度配合零件名稱 精密及配合導(dǎo)柱與下模座 H7/r6 固定擋料銷與凹模 H7/n6導(dǎo)套與上模座 H7/r6 活動擋料銷與卸料板 H9/h9導(dǎo)柱與導(dǎo)套 H6/h5 或 H7/r6 H7/f6圓柱銷與凸模固定板， H7/n6上下模座等模柄（帶法蘭盤） H8/h8,與上模座 H9/h9 頂件板與凹模 0.1~0.5卸料板與凸模或凸凹模 0.1~0.5凸模與凹模固定板 H7/m6 推桿（打桿）與模柄 0.5~1推銷（頂銷）與凸模 0.2~0.5固定板 *以上數(shù)值都是指單邊間隙《 沖 壓 工 藝 與 模 具 設(shè) 計 》 P360A-2 表面粗糙度40表面粗糙度 使用范圍1.6 （1）內(nèi)孔表面—在熱處理零件上配合使（2）底板平面3.2 （1）磨加工的支承，定位和緊固表面—用于非熱處理的件。0.8 （1） 成形的凸模和凹模口；（2） 凸模凹模鑲塊的接面；（3） 過盈配合和過渡配合的表面—用于熱處理件；（4） 支承定位和緊固表面—用于熱處理零件；（5） 磨加工的基準平面；（6） 要求準確的工藝基面A—3 導(dǎo)柱與導(dǎo)套 材料 20# 熱處理 滲碳深度 0.8~1.2 硬度 HRC=58~62 *以上數(shù)值都是指單邊間隙 《 沖 壓 工 藝 與 模 具 設(shè) 計 》 P360 A-2 表面粗糙度表面粗糙度 使用范圍1.6 （1）內(nèi)孔表面—在熱處理零件上配合使（2）底板平面3.2 （1）磨加工的支承，定位和緊固表面—用于非熱處理的件。0.8 成形的凸模和凹?？?；凸模凹模鑲塊的接面；41過盈配合和過渡配合的表面—用于熱處理件；支承定位和緊固表面—用于熱處理零件；磨加工的基準平面；要求準確的工藝基面A—3 導(dǎo)柱與導(dǎo)套 材料 20# 熱處理 滲碳深度 0.8~1.2 硬度 HRC=58~62