180柴油機(jī)通風(fēng)口座子模具設(shè)計(jì)(全套含CAD圖紙)
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目錄1. 工件工藝性分析22. 工藝方案確定22.1 核算能否采用一次翻邊達(dá)到零件要求的高度22.2 計(jì)算沖底孔后翻邊高度32.3 計(jì)算沖底孔直徑32.4 計(jì)算拉深高度32.5 畫出翻邊前的半成品42.6 確定能否一次拉成43. 拉深工序計(jì)算43.1 計(jì)算毛坯面積43.2 計(jì)算第一次拉深時(shí)的工序尺寸53.3 畫出第一次拉深的工序53.4 校核能否一次拉成64. 落料模設(shè)計(jì)64.1 沖裁方式的選擇64.2 排樣74.3 計(jì)算總壓力74.4 壓力中心84.5 計(jì)算凸凹模刃口尺寸85. 首次拉深模設(shè)計(jì)85.1 總拉深力95.2 工作部分尺寸的計(jì)算96. 二次拉深、沖孔模設(shè)計(jì)106.1 計(jì)算總拉深力106.2 沖孔刃口尺寸計(jì)算116.3 工作部分尺寸計(jì)算116.4 壓力機(jī)的選擇117. 翻邊模設(shè)計(jì)117.1 翻邊間隙127.2 翻邊力計(jì)算128. 修邊139. 成型工序1310. 參考文獻(xiàn)15設(shè)計(jì)說明書工件如圖1-1所示,零件為:180柴油機(jī)通風(fēng)口座子,材料為10鋼,厚度t=1.5mm,中批量生產(chǎn)。圖1-1 通風(fēng)口座子1. 工件工藝性分析如圖1-1所示工件,為180柴油機(jī)通風(fēng)口座子,材料為10鋼,厚度1.5mm。工件的尺寸沒有給出公差,屬于自由公差,根據(jù)民品的一般要求,選取IT14級(jí),且該工件的外形及孔形狀規(guī)則,所以加工并不困難。2. 工藝方案確定由工件的形狀初步確定,該件需由落料、拉深、再拉深、沖底孔、翻邊、修邊等幾道工序才能完成。需要通過計(jì)算確定拉深和翻邊次數(shù)。2.1 核算能否采用一次翻邊達(dá)到零件要求的高度根據(jù)翻邊一章表7-1取極限翻邊系數(shù)Kfmin=0.68。 最大翻遍高度:Hmax=0.5D(1-Kfmin)+0.43r+0.72t =13.48mm零件第三階段翻邊高度h=21.5mmHmax=13.48mm。由此可知一次翻邊不能達(dá)到零件高度要求,需要采用拉深成三階形階梯件并沖底孔,然后翻邊。2.2 計(jì)算沖底孔后翻邊高度h2(圖1-2)查表7-1, Kmin=0.68。拉深凸模圓角半徑取r=2t=3mm。翻邊所能達(dá)到的最大高度:h2max=0.5D(1-Kfmin)+0.57r=56/2(1-0.68)+0.573=10.67mm取翻邊高度h2=10mm。2.3 計(jì)算沖底孔直徑d:d=D+1.14r-2h2=(56+1.144-210)mm=39.42mm實(shí)際用39mm2.4計(jì)算需用拉深拉出的第三階高度h1,h1=h-h2+r+t=(21.5-10+3+1.5)mm=16mm2.5 畫出翻邊前的半成品如圖:圖1-3 翻邊前半成品2.6 確定能否一次拉成用相對(duì)高度法 =54.5/57.5=0.95 =0.72%查表4-18得首次拉深允許的最大相對(duì)高度為0.580.7。故不能一次拉成,拉深次數(shù)為2。通過以上計(jì)算分析,方案確定為:落料,首次拉深,二次拉深沖孔,翻邊,切邊。3. 拉深工序計(jì)算3.1 計(jì)算毛坯面積(圖1-4)根據(jù)體積相等原則,回轉(zhuǎn)體的體積等于回轉(zhuǎn)截面的面積S與其重心繞回轉(zhuǎn)軸所得周長(zhǎng)的乘積。毛坯直徑 D=(8Sr/t)S:回轉(zhuǎn)截面面積 r:回轉(zhuǎn)截面的重心回轉(zhuǎn)半徑 t:材料厚度 毛坯直徑 D=(8Sr/t)= (8172.40846.9/1.5)=206mm相對(duì)厚度 =1.5/206100=0.723.2 計(jì)算第一次拉深時(shí)的工序尺寸為了計(jì)算第一次拉深工序尺寸,需利用等面積法,限第二次拉深后的面積和拉深前參與變形的面積相等,求出第一次拉深工序的直徑和深度。(圖1-5)回轉(zhuǎn)截面面積S=76.804mm回轉(zhuǎn)截面的重心回轉(zhuǎn)半徑r=22.2 mm材料厚度t=1.5mm毛坯直徑D=(8Sr/t)=95mm根據(jù)=0.72%, 查相應(yīng)表得第二次拉深系數(shù) 因此,第一次應(yīng)拉成的第二階直徑為了確保第二次拉深質(zhì)量,充分發(fā)揮板材在第一次拉深變形中的塑性潛力,實(shí)際定為:按照公式求得:3.3 校核能否一次拉成此時(shí)工件形狀近似于階梯形,為便于核算,將第二個(gè)階梯的直徑假設(shè)為122mm計(jì)算mm= =()/()=0.59根據(jù)相對(duì)厚度0.72,查表4-11得m1=0.530.55,因m=0.59m所以此階梯形件可一次壓成。4. 落料模設(shè)計(jì)4.1 沖裁方式的選擇由于被沖材料為鋼板,且料厚為1.5mm,符合固定卸料的要求,因此選擇固定卸料方式,其優(yōu)點(diǎn)是手工送料時(shí)人手不易進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū),因此比較安全,固定卸料式的模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。4.2 排樣排樣圖如下圖2-2 排樣圖采用直排有廢料排樣方式,按表2-10查得最小搭邊 a=1mm,a =1.2mm,條料寬度 B=208.4mm,進(jìn) 距 h=207+1=208mm一個(gè)進(jìn)距的材料利用率:=100% 式中A 一個(gè)步距內(nèi)工件的有效面積(mm) S 送料步距(mm) B 料寬(mm) =100%=77%4.3 計(jì)算總壓力沖裁力 F=Lt=2061.5335=325037N推件力 F=knF=0.054325037=65000N總沖壓力 F=F+F推=390037N根據(jù)模具所受的總力選擇壓力機(jī)類型為:JB2363壓力機(jī),最大閉合高度400,工作臺(tái)尺寸:前后570,左右860;模柄直徑50,深度70。4.4 壓力中心由于工件在成型過程中全為完全對(duì)稱的形狀,故其壓力中心就是其件的中心位置,所以不用計(jì)算。4.5 計(jì)算凸凹模刃口尺寸表2.12得間隙值 Z=0.21mm Z=0.25mm表2.17得磨損系數(shù) x=0.5 工件公差=1.15mm采用配做法制模,落料只需計(jì)算凹模刃口尺寸D=(207-0.51.15)=206.43凸模刃口尺寸按凹模實(shí)際尺寸配作,保證單邊間隙為Z/2=0.105mm5. 首次拉深模設(shè)計(jì)圖2-1首次拉深工序圖5.1 總拉深力 根據(jù)前面工藝分析的計(jì)算結(jié)果,相對(duì)厚度t/D=0.72%根據(jù)表4-3確定要使用壓邊圈。根據(jù)拉深力公式4-29得F=d1tbk1=3.14158.51.53350.45N=112540N(其中k1見表4-1, k1=0.45)壓邊力按公式4-47計(jì)算,得F壓=/4D2-(d1+2rd)2Fq=/42062-(160+28)2 2.5N=22501.66N式中,F(xiàn)q值按表4-4選取為2.5。總拉深力 F總=F+ F壓=(112540+22501.66)N=135041.66N根據(jù)模具所受的總力選擇壓力機(jī)類型為:J2335壓力機(jī),最大閉合高度280;工作臺(tái)尺寸:前后380,左右610;模柄直徑50,深度70。5.2 工作部分尺寸的計(jì)算該工件要求外形尺寸,因此以凹模為準(zhǔn),間隙取在凸模上。表4-8得凸模與凹模的單邊間隙Z/2=1.1t=1.65mm。 凹模尺寸根據(jù)公式得=(160-0.750.5)0+0.1=159.60+0.1mm 取rd=9mm凸模尺寸根據(jù)公式得=(160-0.750.5-0.21.65)=156.3mm其它圓角處的尺寸要經(jīng)過仔細(xì)分析,看該處是以凸模成形還是以凹模成形:是凸模成形者就以凸模為準(zhǔn),間隙取在凹模上;是凹模成形者以凹模為準(zhǔn),間隙取在凸模上。6. 二次拉深、沖孔模設(shè)計(jì)圖4-1工件圖6.1 計(jì)算總拉深力根據(jù)相對(duì)厚度,按照公式判斷要使用壓邊圈按照公式計(jì)算得拉深力為:壓邊力為:式中的值按相應(yīng)表選取為總拉深力:6.2 沖孔刃口尺寸計(jì)算因此件為沖孔件,故確定沖孔凸模尺寸,配做法確定凹模刃口尺寸 =0.62mm,=0.02dp=(dmin+x)=(39+0.50.62)=39.31凹模按凸模配做,保證單邊間隙0.105mm6.3 工作部分尺寸計(jì)算拉深凸凹模的工作尺寸D=(D-0.75) D 拉深件外形尺寸 拉深件公差D=(57.5-0.750.74)=56.945 拉深凸模的制作以凹模為基準(zhǔn),并保證按單邊間隙配作。6.4 壓力機(jī)的選擇 J2380壓力機(jī),最大閉合高度380工作臺(tái)尺寸:前后540,左右800模柄直徑60,深度807. 翻邊模設(shè)計(jì)圖5-1 翻邊工序圖7.1 翻邊間隙由于翻邊過程中,工件翻邊凸緣邊部料厚建筑減薄。為了得到豎直翻邊凸緣的直壁,推薦單邊的翻邊間隙再(0.75-0.85)的范圍內(nèi)選取。故單邊翻邊間隙為 1.2mm7.2 翻邊力計(jì)算由第一部分計(jì)算知底孔直徑d=39.42mm翻邊凸模采用普通圓柱形凸模,由沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)式7-12F=1.1(D- d)tsF=1.13.14(56-39)1.5210=18496.17N壓力機(jī)的選擇 : 壓力機(jī)型號(hào)為J23-16,開式雙柱可傾式壓力機(jī) 公稱壓力:160kN滑塊行程:55mm滑塊行程次數(shù):120次/min最大閉合高度:220mm閉合高度調(diào)節(jié)量:45mm滑塊中心線至床身距離:160mm工作臺(tái)尺寸:300mm(前后)450mm(左右)8. 參考文獻(xiàn)1鐘毓斌.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.52郝濱海.沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.33王芳.冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20024熊南峰,石其年.冷沖模具設(shè)計(jì).北京:科學(xué)出版社,200713
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