發(fā)動(dòng)機(jī)支承限位件的模具設(shè)計(jì)與制造,發(fā)動(dòng)機(jī),支承,限位,模具設(shè)計(jì),制造 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 課題：發(fā)動(dòng)機(jī)支承限位件的模具設(shè)計(jì)與制造 系 別： 機(jī)械系 專 業(yè)： 精密模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 完成時(shí)間： 1 目錄 第一章 前言 第二章 課題簡(jiǎn)介 第三章 工藝分析 第四章 工藝方案的確定 第五章 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第六章 沖孔模主要參數(shù)的計(jì)算 第七章 沖孔模的模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第八章 切邊模的設(shè)計(jì) 第九章 整形模的設(shè)計(jì) 第十章 繪制模具零件圖和裝配圖 第十一章 參考文獻(xiàn) 第十二章 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) 第十三章 附錄 第一章 前言 本產(chǎn)品是一個(gè)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(jiǎn)單，通過對(duì)本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程的了解。本人掌握了模具設(shè)計(jì)工藝及模具加工工藝的流程。通過對(duì)畢業(yè)課題的設(shè)計(jì)，我在模具上的專業(yè)知識(shí)得到進(jìn)一步的鞏固和提高。在指導(dǎo)老師的幫助下我更進(jìn)一步了解了模具的知識(shí)。 第二章 課題簡(jiǎn)介 本課題是無錫中捷減震器有限公司所做的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)支承限位件，是一個(gè)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(dòng)機(jī)的支承限位。 該產(chǎn)品實(shí)物圖如下 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1-1 第三章 工藝分析 一． 工藝分析 該制件形狀簡(jiǎn)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(diǎn)： 1. 制件上的兩個(gè)￠10的孔有同軸度要求，設(shè)計(jì)模具的時(shí)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(gè)回轉(zhuǎn)體零件，其形狀特征表明它是一個(gè)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(duì)植d凸/d、h/d都比較合適，拉深工藝性比較好?！?00＋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R3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(jìn)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(duì)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(duì)所有基本工序進(jìn)行可能的組合排列，將由此得到的各種工藝方案進(jìn)行分析比較，從中確定出適合于生產(chǎn)實(shí)際的最佳方案。 外殼的全部基本工序?yàn)椋郝淞稀⒗?、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(huì)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(huì)直接影響到拉深質(zhì)量的好壞； 方案二沒有上述的缺點(diǎn)，工序復(fù)合程度適中，單工序模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造費(fèi)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(duì)以上工序進(jìn)行綜合分析確定模具進(jìn)行以下工藝組合： 1）. 落料拉深：把一個(gè)外形在凹凸模上進(jìn)行沖裁的零件的展開形狀，由于落料的同時(shí)可以進(jìn)行拉深，決定在落料的同時(shí)拉深。這樣可以讓拉深在落料的過程中沖裁完畢。 2）. 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(shí)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(shí)金屬流動(dòng)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(jì)算毛坯尺寸時(shí)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(duì)高度查表4.2.1、4.2.2《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》得到 ： & =1.8 B: 計(jì)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(tái)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 =8388.9 C求出毛坯尺寸 設(shè)毛坯的直徑為D所以0.25*3.14*D*D=8388.9 D=103.4 （2）落料的毛坯尺寸 D1=D+8.5+2 =113.9 2）計(jì)算拉深次數(shù)： 毛坯的相對(duì)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≈0.56 因?yàn)閙總＞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(jiǎn)單的長(zhǎng)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(jìn)行沖裁和排樣。 排樣圖如下： 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(duì)沖孔凸模起導(dǎo)向作用。為方便操作和取件，選用液壓保險(xiǎn)開式固定壓力機(jī)，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(dòng)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(xiǎn)開式固定臺(tái)壓力機(jī)，為達(dá)到較高的精度，采用定位板定位，采用中間滑動(dòng)導(dǎo)柱。 第四章、工藝方案的確定 1、計(jì)算各工序壓力、壓力中心，初選壓力機(jī)。 1）落料拉深工序 〈1〉落料力計(jì)算 F落料= Kp L tτ=1.3*248.06*2*480N=309578.88N=309.6KN τ--材料的抗剪強(qiáng)度 L--沖裁周邊總長(zhǎng) 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(zhǎng)L=248.06mm,材料厚度為t=2mm,材料的抗剪強(qiáng)度?=480MPa(查資料·2 表4-12得) 〈2〉卸料力計(jì)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(kuò)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(jìn)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(jì)算很困難。在實(shí)際生產(chǎn)中常采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： F卸=K卸*F落料=0.05*309578.88N=15478.944N=15.5KN ③拉深力的計(jì)算： F拉深=（πd-1.72r）tσbk5 =（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(shí)，不能簡(jiǎn)單的將落料力與拉深力迭加來選擇壓力機(jī)，（因?yàn)閴毫C(jī)的公稱壓力是指在接近下死點(diǎn)時(shí)的壓力機(jī)壓力）。因此，應(yīng)該注意壓力機(jī)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(jī)超載損壞。一般可按下式做概略計(jì)算： 淺拉深時(shí)：ΣF=（0.7～0.8）F0 深拉深時(shí)：ΣF=（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≈423.6KN ④確定是否需要壓邊裝置并計(jì)算壓邊力： 合理的壓邊是拉深制件質(zhì)量的保障，拉深時(shí)壓邊力必須適當(dāng)，壓邊力過大，會(huì)引起拉深力的增加，甚至造成制件拉裂或嚴(yán)重變薄超差；壓力過小，則會(huì)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(duì)料厚t×100/D。 由該制件的相對(duì)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(jì)算： F總=F落＋F卸＋F拉深 =309.6KN＋15.5KN＋423.6KN =748.7KN ⑥初選壓力機(jī)： 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(tái)壓力機(jī)。它具有三面敞開，操作方便成本低 廉的優(yōu)點(diǎn)由于落料、拉深復(fù)合模的壓力行程的特點(diǎn)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(jī)，很能出現(xiàn)總的壓力滿足要求，但是在初始階段沖時(shí)已經(jīng)超載。同時(shí)，選用拉深壓力機(jī)還應(yīng)該對(duì)拉深功進(jìn)行核算，否則會(huì)出現(xiàn)壓力機(jī)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低過大，損壞電動(dòng)機(jī)。因此精確確定壓力機(jī)壓力應(yīng)當(dāng)根據(jù)壓力機(jī)說明書中給出的允許工作負(fù)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(shí)際條件，在現(xiàn)有壓力機(jī)中選取。在這里根據(jù)總壓力為748.7KN,查得，提供的壓力機(jī)公稱壓力序列中選取1000KN的壓力機(jī)，型號(hào)為JD21-100.由此可知，電動(dòng)機(jī)的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于拉深所需壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率。故可以選用此電動(dòng)機(jī)。 （7） 查資料《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》P358 選用開式雙柱雙柱固定臺(tái)壓力機(jī)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(tái)尺寸：前后600㎜，左右1000㎜ 工作臺(tái)墊板孔徑： 200㎜ 工作臺(tái)板厚度： 100㎜ 模柄孔尺寸： ￠60×80㎜ 電動(dòng)機(jī)功率： 7.5KW （8）確定壓力中心： 由于該制件的毛坯以及各個(gè)工序件均為軸對(duì)稱圖形，而且只有一個(gè)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(yàn)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(huì)合，以便獲得良好的斷面。由于理論計(jì)算間隙的方法在實(shí)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(yàn)公式和圖表。 b. 經(jīng)驗(yàn)確定法： 根據(jù)研究與使用的經(jīng)驗(yàn)，在確定間隙值時(shí)要按要求分類選用。對(duì)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(duì)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(yàn)公式選用： 軟材料： t>1㎜, c=（3%～4%）t t=1～3㎜ c=（5%～6%）t t=3～5㎜ c=（8%～10%）t 硬材料： t>1㎜, c=（4%～5%）t t=1～3㎜ c=（6%～8%）t t=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(jì) 查資料《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》P57、58 在壓力機(jī)的一次工作行成中，在模具同一部位同時(shí)完成數(shù)個(gè)沖壓工序的模具，稱為復(fù)合沖裁模。 如下頁(yè)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(gè)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(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)率高，制件精度高，特別是制件對(duì)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(duì)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(diǎn)，采用上出件倒裝復(fù)合模。基本結(jié)構(gòu)如下圖 根據(jù)確定的沖壓工藝方案和制件 的形狀特點(diǎn)、要求等因素確定沖模的類型,材料及結(jié)構(gòu)形式。 〈1〉 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 模具的對(duì)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?yàn)樵撝萍纳a(chǎn)批量大，而Cr12Mov具有強(qiáng)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。 〈2〉 模具工作部分的尺寸和公差的確定 1） 計(jì)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=0.114mm 凸、凹模分別按IT6和IT7級(jí)加工制造，則 沖孔： D凸 =（D min+xΔ）=(81+0.75*0.18)0-0.017=81.140-0.017mm D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=（Dmax-xΔ）=( 由此可得該尺寸能保證間隙在合理的范圍內(nèi)，故可取。 <3>模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1)凹模周界尺寸計(jì)算: 因制件形狀簡(jiǎn)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(jì)算:由凹模的計(jì)算公式為 H=[F落料*(1/10)]? =(309578.88*0.1)? =50.23mm 把凹模厚度圓整成落料拉伸凹模外形尺寸的計(jì)算:因?yàn)榘寄？卓谳喞獮榉菆A形,則凹模壁厚可按下式計(jì)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200mm ② 落料拉伸凸模的強(qiáng)度和剛度校核 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(qiáng)度允許的壓應(yīng)力[]，即 對(duì)于非圓形凸模有： [3]P143 8 --凸模的最小斷面面積（） --凸模縱向總壓力（N） []-凸模材料的許用應(yīng)力 對(duì)于一般工具鋼，凸模淬火硬度HRC為58～62時(shí)，取1000～1600MPa =21371.6/1000～1600=21.4～13.4MPa 由已知S=24040.6> 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。 2)選擇模架及確定其他沖模零件的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn):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(shí)際得600*1000,并選用滑動(dòng)獨(dú)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(gè)橡皮,它所承擔(dān)的負(fù)荷也將無法達(dá)到彈性效果.同時(shí)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(jī)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(jī)的工作臺(tái)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(jì)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(gè)孔，該制件的生產(chǎn)批量又很大，所以模具的磨損很嚴(yán)重，在沖孔模中還要考慮到凸模的強(qiáng)度和剛度，以及快速更換凸模的結(jié)構(gòu)。這5個(gè)孔中有2個(gè)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(shí)間降低成本所以我們要將這5個(gè)孔同時(shí)進(jìn)行加工。 2. 模具工作部分的尺寸和公差的確定 1） 計(jì)算沖孔凸凹的刃口尺寸： 根據(jù)凸，凹模的刃口尺寸計(jì)算公式，先計(jì)算出沖孔凸模的刃口尺寸 D=10±0.5mm D1=6mm d=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?cè)诳紤]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(xì)計(jì)算。 沖孔模的凸模尺寸 沖孔模的凸凹尺寸 3.計(jì)算沖孔模的壓力，壓力中心，初選壓力機(jī)。 1） 沖裁力的計(jì)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 =293.4KN 2) 卸料力的計(jì)算 F卸=K*F沖=0.05*293.4KN=14.67KN 3) 確定是否需要壓邊裝置并計(jì)算壓邊力： 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(jì)算 F=F沖+F卸 =（293.4+14.67）KN =308.07KN 5) 初選壓力機(jī)： 根據(jù)總壓力為308.07KN，從資料（2）表4-31提供的壓力機(jī)公稱壓力序列中選取400KN的壓力機(jī)，型號(hào)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(jì)算： 沖頭φ10 選用材料：Cr12 a.承壓能力校核 S=314㎜2 Fmin≥p/[σc]= 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(jì)手冊(cè)》P144 Lmax≤π√αEj/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(zhǎng)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； J=πd/64=3.14×10/64=0.491 Lmax≤π√αEj/P =3.14√2×220000×0.491/32499 =8.01㎜ 用同上的方法可得到φ6的尺寸Lmax=4.36mm 3.沖孔凸模的形狀的確定； （1）φ10的沖頭 選用材料：Cr12 形狀如下圖： （2）φ6的沖頭 選用材料：Cr12 形狀如下圖： 第七章.沖孔模的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、 凸與凹模刃口尺寸的計(jì)算 正確確定模具刃口尺寸及制造公差，是設(shè)計(jì)沖裁模的主要任務(wù)之一。從生產(chǎn)實(shí)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(cè)量與使用中，落料件以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑以小端尺寸為基準(zhǔn)。 3) 沖裁時(shí)，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(shí)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(jì)落料模時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。 （2） 考慮到?jīng)_裁時(shí)凸、凹模的磨損，設(shè)計(jì)落料模時(shí)凹?；境叽鐟?yīng)取制件尺寸公差范圍的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸模基本尺寸應(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(shí)，應(yīng)考慮制件的公差要求。如果對(duì)刃口尺寸精度要求太高，會(huì)使模具制造困難，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期，如果對(duì)刃口尺寸精度要求過低，會(huì)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(biāo)注公差，對(duì)于非圓形件按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“非配合尺寸的公差數(shù)值”IT14級(jí)處理，沖模則可按IT11級(jí)制造；對(duì)于圓形件，一般可按IT7—IT6級(jí)制造模具。沖壓件的尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差，落料件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。 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(zhǎng)度根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的需要來確定，其長(zhǎng)度應(yīng)比凸模固定板、卸料板、導(dǎo)料板的長(zhǎng)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(shí)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(diǎn)，可用于大批量生產(chǎn)的模具。 三 沖孔時(shí)的刃口尺寸計(jì)算： 根據(jù)以上原則，沖孔時(shí)以凸模為基準(zhǔn)，首先確定凸模的刃口尺寸，使凸模基本尺寸基本尺寸接近或等于工件孔的尺寸，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(fù)偏差，凹模制造偏差取正偏差。其計(jì)算的公式如下所示： dp=( dmin+X△)上偏差為0 下偏差為負(fù)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(shí)，凹模型孔中心距Ld可按下面公式計(jì)算： Ld=( Lmin+0.5△) ±0.125△ 1）則凸模各尺寸：dp=10+0.5X0.2=10.1 mm dp=6+0=6 mm 2）凹模各尺寸： dd=10.1+0.17=10.2 mm dd=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(jì)算： Ld=( Lmin+0.5△) ±0.125△ Ld=（68.5+0）±0.125X0=68.5mm Ld=（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(biāo)準(zhǔn)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(jì) 1）沖孔凸模輔助板的設(shè)計(jì) 查資料《實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》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Φ20，即H=（1～1.5）×20㎜，選取H=25㎜ 2）沖孔凸模墊板 墊板的作用是直接承受和擴(kuò)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(jī)打桿推件時(shí)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(jì)算得受力載荷非常之小 查資料<<實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)>> P180 3） 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(zhǔn)確定位和對(duì)落料凸模在工作過程中保持相對(duì)穩(wěn)定。 根據(jù)實(shí)際情況及經(jīng)驗(yàn)，取H=30mm 4） 下墊板：同理上墊板H=12mm 5） 卸料板的選用： 由于落料后，剩下的材料將會(huì)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(jì)算：Px=KxP； <<冷沖模具設(shè)計(jì)手冊(cè)>>中推薦卸料板與凸模保持間隙 <<冷沖模具設(shè)計(jì)手冊(cè)>>P656 C=(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<1.3 由于材料不太厚，因此，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)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(jì)效率等方面的因素,我們選用該公司的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)模架350mm*300mm,故擬選用滑動(dòng)獨(dú)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?yàn)樵撃＞咝枰^大的力來將沖頭拉回，而橡膠的拉力不能達(dá)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(jī)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(jī)的工作臺(tái)尺寸為450mm*300mm,最大閉合高度為220mm,連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度為60mm,故符合安裝要求。 第八章切邊模的設(shè)計(jì) 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(duì)其進(jìn)行切邊 摘要 切邊就是把工件邊緣多余的材料沖切下來 二切邊模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 通過計(jì)算和查資料可得到 在設(shè)計(jì)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 第九章 整形模的有關(guān)設(shè)計(jì) 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)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(diǎn)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(yùn)用最多的一種。 三：整形模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)： 由于產(chǎn)品整形后為規(guī)則的形狀，精度為IT8 4-1 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(diǎn)，采用順置結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如下圖： 4-2主要結(jié)構(gòu)的確定 在模具整形的設(shè)計(jì)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(jī)床、模具、機(jī)床的潤(rùn)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(jì)如圖： 第十章 按要求繪制零件圖和裝配圖 第十一章 參考文獻(xiàn) [1] 成 虹 《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 高等教育出版社 2002年7月第1版 [2] 鄭可徨 《實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 宇 航 出 版 社 1992年2月第2版 [3] 王 芳 《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 機(jī)械工業(yè)出版社 1998年10月第1版 [4] 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這次我設(shè)計(jì)的是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)支承限位件，這個(gè)零件的形狀不是很復(fù)雜，是個(gè)軸對(duì)稱零件，對(duì)于工廠來說，是個(gè)比較簡(jiǎn)單的零件，不過對(duì)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(gè)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(jì)的時(shí)候經(jīng)常會(huì)遇到問題，比如說，設(shè)計(jì)打桿的時(shí)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(zhǎng)度該怎么確定，每次遇到這樣的問題時(shí)，都是師傅不厭其煩地教我，直到我懂為止。這段時(shí)間師傅教了我很多在學(xué)校里沒學(xué)過的東西，使我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步加深了，對(duì)模具的興趣也越來越濃了。 由于水平所限，設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤再所難免，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。 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(dòng)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?；蛲拱寄? 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(jì)》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 （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(zhǔn)平面； （6） 要求準(zhǔn)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(jì)》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?？冢?凸模凹模鑲塊的接面； 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(zhǔn)平面； 要求準(zhǔn)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 41