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发动机支承限位件的模具设计与制造【3套模具】【全套42张CAD图纸+答辩毕业论文】

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关键词：: 发动机支承限位件模具设计制造模具 cad图纸答辩毕业论文发动机支承限位件

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发动机支承限位件的模具设计与制造

36页 9700字数+论文说明书+42张CAD图纸【详情如下】

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第一章前言

第二章课题简介

第三章工艺分析

第四章工艺方案的确定

第五章模具结构的设计

第六章冲孔模主要参数的计算

第七章冲孔模的模具结构的设计

第八章切边模的设计

第九章整形模的设计

参考文献

毕业设计小结

附录

第一章前言

本产品是一个冲裁件。经过落料拉深、冲孔、切边、整形、等多道工序组合而成。产品结构比较简单，通过对本产品的设计流程的了解。本人掌握了模具设计工艺及模具加工工艺的流程。通过对毕业课题的设计，我在模具上的专业知识得到进一步的巩固和提高。在指导老师的帮助下我更进一步了解了模具的知识。

第二章课题简介

本课题是无锡中捷减震器有限公司所做的汽车发动机支承限位件，是一个比较典型的冲压件。产品有孔、拉伸、切边等多道工序组成。它作用于汽车上发动机的支承限位。

该产品实物图如下

其形状.尺寸如下图所示

。其材料为SPCC钢板，料厚为2.0mm,制件尺寸精度为IT14，批量生产。要采用冲压生产。

第三章工艺分析

一．工艺分析

该制件形状简单，尺寸较小，厚度适中，一般批量，属普通冲压件，但要注意几点：

1.制件上的两个￠10的孔有同轴度要求，设计模具的时候要考虑到。

2.有一定的批量，应重视模具材料和结构的选择，保证一定的模具寿命。

二．工艺方案的分析与确定

该冲压件是一个回转体零件，其形状特征表明它是一个带凸缘的圆筒形零件，其主要的形状和尺寸可以由拉深、冲孔、切边等冲压工序获得。作为拉深成形尺寸，其相对植d凸/d、h/d都比较合适，拉深工艺性比较好。￠100＋0.4的公差要求不是很高，但是拉深底部以的圆角半径R8比较大，口部的圆角半径R3适中，故在拉深成形之后应另加整形工序，并用制造精度较高、间隙较小的模具来进行加工完成。

1.工艺方案的分析与比较：

该零件外壳的形状表明它为拉深件，所以拉深为基本工序，底部的孔由冲孔来完成。

2.工艺方案的确定：

工序的组合和顺序确定：

对于外壳这样工序较多的冲压件，可以先确定出零件的基本工序，再考虑对所有基本工序进行可能的组合排列，将由此得到的各种工艺方案进行分析比较，从中确定出适合于生产实际的最佳方案。

外壳的全部基本工序为：落料、拉深、冲孔、切边、整形等五道工序，据此可以排出以下三种工艺方案组合：

方案一：落料，拉深，冲孔，切边，整形；

方案二：落料与拉深复合，其余按基本工序；

方案三：落料，拉深与冲底孔复合，其余按基本工序；

分析比较以上三种方案，可以看出：方案一中各工序都按基本工序做，工序复合程度低，生产效率太低，模具数量也会增加，由此也增加了生产成本；方案三中，虽然解决了一方案中的问题，但是，冲孔凹模与拉深凸模做成一体，这样就给修磨带来的困难，而且孔径一旦发生变化，将会直接影响到拉深质量的好坏；

方案二没有上述的缺点，工序复合程度适中，单工序模具结构简单，制造费用低，这在中小批量生产中是合理的，因此决定采用方案二。

3对以上工序进行综合分析确定模具进行以下工艺组合：

1）. 落料拉深：把一个外形在凹凸模上进行冲裁的零件的展开形状，由于落料的同时可以进行拉深，决定在落料的同时拉深。这样可以让拉深在落料的过程中冲裁完毕。

2）. 冲孔：在半成品件的底部以及两侧冲孔，并保证其公差精度；

3）. 切边：将上述两道工序后的半成品上多余的边切除；

4）. 整形：在加工的最后，为保证零件的使用和制造要求，再加一步整形工序。

根据制件的工艺性分析，其基本工序有落料拉伸、冲孔、切边、整形四种。按先后顺序组合，可得如下方案：

落料拉伸-冲孔-切边-整形，复合工序冲压。

三落料拉深件毛坯尺寸的确定

（1）拉深时毛坯尺寸的确定

A：确定修边余量由于材料的各向导性以及拉深时金属流动条件的差异，拉深后工件口部不平，通常拉深后需切边，因此计算毛坯尺寸时应在高度方向上或凸缘上增加修边余量&，它的值可根据零件的相对高度查表4.2.1、4.2.2《冲压工艺与模具设计》得到：

& =1.8

B: 计算工件表面积

圆筒直壁部分的表面积为 A1=3.14d(h+&)

式中d为圆筒部分的中径

圆角球台部分的表面积为A2=2*3.14（0.5d0+2r/3.14）

参考文献

[1] 成虹《冲压工艺与模具设计》

高等教育出版社 2002年7月第1版

[2] 郑可徨《实用冲压模具设计手册》

宇航出版社 1992年2月第2版

[3] 王芳《冷冲压模具设计指导》

机械工业出版社 1998年10月第1版

[4] 东北工学院《机械零件设计手册》编写组

《机械零件设计手册》冶金工业出版社

1986年10月第2版

[5] 冯炳尧《模具设计与制造简明手册》

上海科学技术出版社 1985年6月第1次版

[6] 徐进《模具材料应用手册》

机械工业出版社 2001年10月第1版

[7] 肖祥芷《中国模具设计大典-冲压模具设计》

江西科学技术出版社 2003年1月第1版

[8] 许发樾《模具标准应用手册》

机械工业出版社 1994年11月第1版

[9] 肖振荣《模具材料与热处理》

[10] 谭平宇《模具结构图册》

机械工业出版社

[11] 史铁梁《模具设计指导》

机械工业出版社

[12] 董均果《实用材料手册》

冶金工业出版社机械工业出版社

[13] 夏华生《机械制图》

高等教育出版社

[14] 范顺科《袖珍世界有色金属牌号手册》

机械工业出版社

[15] 吴兆祥《模具材料及表面处理》

机械工业出版社

[16] 余玲芬游文明《工程材料及热加工》

[17] 安继儒《中外常用金属材料手册》

西安交通大学出版社

[18] 《实用机械手册》编写组《实用机械手册》第二版

机械工业出版社

毕业设计小结

这次我设计的是汽车发动机支承限位件，这个零件的形状不是很复杂，是个轴对称零件，对于工厂来说，是个比较简单的零件，不过对于我们这些刚要毕业的学生来说还是有一定的难度的。

这个零件共分四道工序，落料拉伸、冲孔、切边、整形。四道工序中有一道是复合的。

在设计的时候经常会遇到问题，比如说，设计打杆的时候，由于不知道打杆在模具中靠什么工作的，所以就不知道它的长度该怎么确定，每次遇到这样的问题时，都是师傅不厌其烦地教我，直到我懂为止。这段时间师傅教了我很多在学校里没学过的东西，使我对模具的认识进一步加深了，对模具的兴趣也越来越浓了。

由于水平所限，设计中的错误再所难免，恳请各位老师批评指正。

内容简介：: 1 毕业设计说明书课题：发动机支承限位件的模具设计与制造系别：机械系专业：精密模具设计与制造班级：姓名：学号：指导老师：完成时间： nts 2 目录第一章前言第二章课题简介第三章工艺分析第四章工艺方案的确定第五章模具结构的设计第六章冲孔模主要参数的计算第七章冲孔模的模具结构的设计第八章切边模的设计第九章整形模的设计参考文献毕业设计小结附录 nts 3 第一章前言本产品是一个冲裁件。经过落料拉深、冲孔、切边、整形、等多道工序组合而成。产品结构比较简单，通过对本产品的设计流程的了解。本人掌握了模具设计工艺及模具加工工艺的流程。通过对毕业课题的设计，我在模具上的专业知识得到进一步的巩固和提高。在指导老师的帮助下我更进一步了解了模具的知识。第二章课题简介本课题是无锡中捷减震器有限公司所做的汽车发动机支承限位件，是一个比较典型的冲压件。产品有孔、拉伸、切边等多道工序组成。它作用于汽车上发动机的支承限位。该产品实物图如下其形状 .尺寸如下图所示。其材料为 SPCC 钢板，料厚为 2.0mm,制件尺寸精度为 IT14，批量生产。要采用冲压生产。 nts 4 图 1-1 第三章工艺分析一工艺分析该制件形状简单，尺寸较小，厚度适中，一般批量，属普通冲压件，但要注意几点： 1. 制件上的两个 10 的孔有同轴度要求，设计模具的时候要考虑到。 2. 有一定的批量，应重视模具材料和结构的选择，保证一定的模具寿命。二工艺方案的分析与确定该冲压件是一个回转体零件，其形状特征表明它是一个带凸缘的圆筒形零件，其主要的形状和尺寸可以由拉深、冲孔、切边等冲压工序获得。作为拉深成形尺寸，其相对植 d 凸 /d、nts 5 h/d 都比较合适，拉深工艺性比较好。 100 0.4 的公差要求不是很高，但是拉深底部以的圆角半径 R8 比较大，口部的圆角半径 R3 适中，故在拉深成形之后应另加整形工序，并用制造精度较高、间隙较小的模具来进行加工完成。 1.工艺方案的分析与比较：该零件外壳的形状表明它为拉深件，所以拉深为基本工序，底部的孔由冲孔来完成。 2.工艺方案的确定：工序的组合和顺序确定：对于外壳这样工序较多的冲压件，可以先确定出零件的基本工序，再考虑对所有基本工序进行可能的组合排列，将由此得到的各种工艺方案进行分析比较，从中确定出适合于生产实际的最佳方案。外壳的全部基本工序为：落料、拉深、冲孔、切边、整形等五道工序，据此可以排出以下三种工艺方案组合：方案一：落料，拉深，冲孔，切边，整形；方案二：落料与拉深复合，其余按基本工序；方案三：落料，拉深与冲底孔复合，其余按基本工序；分析比较以上三种方案，可以看出：方案一中各工序都按基本工序做，工序复合程度低，生产效率太低，模具数量也会增加，由此也增加了生产成本；方案三中，虽然解决了一方案中的问题，但是，冲孔凹模与拉深凸模做成一体，这样就给修磨带来的困难，而且孔径一旦发生变化，将会直接影响到拉深质量的好坏；方案二没有上述的缺点，工序复合程度适中，单工序模具结构简单，制造费用低，这在中小批量生产中是合理的，因此决定采用方案二。 3 对以上工序进行综合分析确定模具进行以下工艺组合： nts 6 1） . 落料拉深：把一个外形在凹凸模上进行冲裁的零件的展开形状，由于落料的同时可以进行拉深，决定在落料的同时拉深。这样可以让拉深在落料的过程中冲裁完毕。 2） . 冲孔：在半成品件的底部以及两侧冲孔，并保证其公差精度； 3） . 切边：将上述两道工序后的半成品上多余的边切除； 4） . 整形：在加工的最后，为保证零件的使用和制造要求，再加一步整形工序。根据制件的工艺性分析，其基本工序有落料拉伸、冲孔、切边、整形四种。按先后顺序组合，可得如下方案：落料拉伸 -冲孔 -切边 -整形，复合工序冲压。三落料拉深件毛坯尺寸的确定（ 1）拉深时毛坯尺寸的确定 A：确定修边余量由于材料的各向导性以及拉深时金属流动条件的差异，拉深后工件口部不平，通常拉深后需切边，因此计算毛坯尺寸时应在高度方向上或凸缘上增加修边余量 &，它的值可根据零件的相对高度查表 4.2.1、 4.2.2冲压工艺与模具设计得到： & =1.8 B: 计算工件表面积圆筒直壁部分的表面积为 A1=3.14d(h+&) 式中 d 为圆筒部分的中径圆角球台部分的表面积为 A2=2*3.14（ 0.5d0+2r/3.14）=3.14/4(2r*3.14*d0+8r*r) 式中 d0 为底部平板部分的直径； R 为工件中线在圆角处的圆角半径底部表面积为： A3=0.25*3.14d0*d0 工件的总面积为A=3.14d(h+&)+0.25*3.14(2r*3.14d0+8r*r)+0.25*3.14d0*d0 =8388.9 C 求出毛坯尺寸设毛坯的直径为 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）计算拉深次数：毛坯的相对厚度： t/D 100=2 100/103.4 1.9 查表得：各次的拉深系数，nts 7 m1=0.49,m2=0.74,m3=0.77,m4=0.79 则，零件的总拉深系数 m 总 =d/D=57.5/102 0.56 因为 m 总 m1,，所以该零件一次拉深即能成形。目前零件的材料厚度 t=2 ，圆角半径 r=8 ，约为1.5t,该值过小，而且零件的直径又不是很大，一次拉深难以满足零件的要求。因此需要在拉深后还要增加一道整形工序，以得到更小的口部圆角半径。（ 3）确定排样、裁板方案：这里的毛坯为简单的长圆形，而且尺寸也不是很小，考虑到操作方便，适宜采用单排。据表查得，工件间距离 a1=1.2 ; 搭边距离 a=1.5 ；条料下料剪切公差 =0.6 ；条料宽度 B=（ D 2a） 0- =（ 113.9 2 1.5 0.6） =117.5 查得，轧制钢板拟选用规格为 2 650 1300的板材。采用纵向冲裁和纵向排样的方案，可得材料利用率为： =ns/LB 100%=72.4% 本例拟采用此方案进行冲裁和排样。排样图如下： nts 8 三、模具结构形式的确定 1）落料拉深模：因制件较薄，为保证制件平整，采用弹压卸料装置。它还可对冲孔凸模起导向作用。为方便操作和取件，选用液压保险开式固定压力机，纵向送料。因制件比较归则，故采用定位销定位，生产方便，模具制造方便，节约成本。终上所述，选用弹性卸料纵向送料典型组合结构形式，中间滑动导柱。 2）冲孔模：因制件的尺寸较小，采用弹顶板卸料，选用液压保险开式固定台压力机，为达到较高的精度，采用定位板定位，采用中间滑动导柱。第四章、工艺方案的确定 1、计算各工序压力、压力中心，初选压力机。 1）落料拉深工序 1落料力计算 F 落料 = Kp L t =1.3*248.06*2*480N=309578.88N=309.6KN -材料的抗剪强度 nts 9 L-冲裁周边总长 t-材料厚度 Kp-系数一般取 1.3 其中 K 为安全系数，冲裁周边总长 L=248.06mm,材料厚度为 t=2mm,材料的抗剪强度 =480MPa(查资料 2 表 4-12 得 ) 2卸料力计算当上模完成一次冲裁后，冲入凹模内的制件或因弹性扩张而梗在凹模内，模面上的材料因弹性收缩而紧箍在凸模。为了使冲裁工作继续进行，必须将箍在凸模上的材料刮下。将梗塞在凹模内的制件或废料向下推出或向上顶出。从凸模上刮下材料所需的力称为卸料力。影响卸料力的因素很多，要精确地计算很困难。在实际生产中常采用经验公式计算： F 卸 =K 卸 *F 落料 =0.05*309578.88N=15478.944N=15.5KN 拉深力的计算： F 拉深 =（ d-1.72r） t bk5 =（ 3.14 82-1.72 4） 2.5 480 0.85N =295619.275N 296.62KN 当采用落料、拉深复合时，不能简单的将落料力与拉深力迭加来选择压力机，（因为压力机的公称压力是指在接近下死点时的压力机压力）。因此，应该注意压力机的压力曲线。否则很可能过早的出现最大冲压nts 10 力而使压力机超载损坏。一般可按下式做概略计算：浅拉深时： F=（ 0.7 0.8） F0 深拉深时： F=（ 0.5 0.6） F0 本制件属于浅拉深，则：最大压力（ 0.7 0.8） F0 因此拉深力 F=F0/0.7=296.62/0.7 423.6KN 确定是否需要压边装置并计算压边力：合理的压边是拉深制件质量的保障，拉深时压边力必须适当，压边力过大，会引起拉深力的增加，甚至造成制件拉裂或严重变薄超差；压力过小，则会造成制件直壁或凸缘部分起皱，防皱效果不好。解决拉深工作中的起皱问题的主要方法就是采用防皱压边圈，至于是否采取压边装置主要取决于毛坯或以后各道工序的拉深系数 m 和相对料厚 t 100/D。由该制件的相对料厚为 t/D=2.4， m=0.56；经查表可知：该制件在拉深过程中不需要采用压边装置。总压力计算： F 总 =F 落 F 卸 F 拉深 =309.6KN 15.5KN 423.6KN =748.7KN 初选压力机：由于该制件体积不是很大，而且精度要求不是很高，因此可以选用开式双柱固定台压力机。它具有三面敞开，操作方便成本低廉的优点由于落料、拉深复合模的压力行程的特点是在开始阶段即需要很大的压力，而在拉深阶段反倒要小的多。因此若按总的压力来选取压力机，很能出现总的压力满足要求，但是在初始阶段冲时已经超载。同时，选用拉深压力机还应该对拉深功进行核算，否则会出现压nts 11 力机在力的大小满足要求，但是功率有可能过载，飞轮转速降低，从而引起电动机转速降低过大，损坏电动机。因此精确确定压力机压力应当根据压力机说明书中给出的允许工作负荷曲线，并校核功率。但是在一般条件下，可以根据生产车间的实际条件，在现有压力机中选取。在这里根据总压力为 748.7KN,查得，提供的压力机公称压力序列中选取 1000KN 的压力机，型号为 JD21-100.由此可知，电动机的功率远远大于拉深所需压力机的电动机功率。故可以选用此电动机。（ 7）查资料冲压工艺与模具设计 P358 选用开式双柱双柱固定台压力机 J23-63 及其它主要技术参数：公称压力： p=1000KN 滑块行程： H=120mm 行程次数： 75/min 最大闭合高度： H=400mm 最大装模高度： H=300mm 闭合高度调节量： H=85 立柱间距离： L=480 工作台尺寸：前后 600 ，左右 1000 工作台垫板孔径： 200 工作台板厚度： 100 模柄孔尺寸： 60 80 nts 12 电动机功率： 7.5KW （ 8）确定压力中心：由于该制件的毛坯以及各个工序件均为轴对称图形，而且只有一个工位，因此压力中心必定与制件的几何中心重合。（ 9） .冲裁间隙的确定：确定合理间隙的方法有理论确定法与经验确定法： a. 理论确定法：理论确定法的主要依据是保证上下裂纹会合，以便获得良好的断面。由于理论计算间隙的方法在实际生产中使用不方便，故目前间隙值的确定广泛使用的是经验公式和图表。 b. 经验确定法：根据研究与使用的经验，在确定间隙值时要按要求分类选用。对于尺寸精度、断面垂直度要求高的制件应选用较小间隙值，对于断面垂直度与尺寸精度要求不高的制件，应以降低冲裁力、提高模具寿命为主。其可按下列经验公式选用：软材料： t1 , c=（ 3% 4%） t t=1 3 c=（ 5% 6%） t t=3 5 c=（ 8% 10%） t 硬材料： t1 , c=（ 4% 5%） t t=1 3 c=（ 6% 8%） t t=3 5 c=（ 8% 13%） t nts 13 本制件属于硬材料，所以间隙值是： c=（ 6% 8%） t=（ 6% 8%） 2 =0.12 0.16 本制件的间隙取 0.14 第五章、模具结构设计查资料冲压工艺与模具设计 P57、 58 在压力机的一次工作行成中，在模具同一部位同时完成数个冲压工序的模具，称为复合冲裁模。如下页图所示是落料拉深复合模的基本结构。在模具的一方是落料凹模中间装着拉深凸模，而另一个方面上凸凹模外部是拉深的凸模。内孔是拉深的凹模。若落料凹模装在上模上，称为倒装复合模。反之，称为顺装复合模。 5-1 复合模的特点是：结构紧凑，生产率高，制件精度高，特别是制件对外形的位置度容易保证。另一方面，复合模结构复杂，对模具零件精度的要求较高，模具的装配精度要求也较高。 5-2 倒装复合模 :其结构是落料凹模在上模 ,落料凸模在下模。倒装复合模一般采用刚性推件装置把卡在凹模内的制件推出。刚性装置一般是由推杆、推块、推销组成。废料直接由凸模从凸凹模内孔推出。凸凹模洞口若采用直刃，则模内有积存废料且胀力较大。根据一般模具的基本特征和本产品的自身特点，采用上出件倒装复合模。基本结构如下图 nts 14 根据确定的冲压工艺方案和制件的形状特点、要求等因素确定冲模的类型 ,材料及结构形式。 1 模具结构形式的选择模具的对材料的要求是很高的，所以材料的选择很重要。在这里，我们选用Cr12Mov 作为其材料，因为该制件的生产批量大，而 Cr12Mov 具有强度高，韧性好，耐磨性好抗回火稳定性和热处理变形小的高性能模具材料。 2 模具工作部分的尺寸和公差的确定 1）计算落料凸、凹模的刃口尺寸：由资料（ 1 ）表 2.2.3 查得 2Cmin=0.246mm,2Cmax=0.360mm, 则2Cmax-2Cmin=(0.36-0.246)mm=0.114mm 凸、凹模分别按 IT6 和 IT7 级加工制造，则 nts 15 冲孔： D 凸 =（ D min+x ） =(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-x） =( 由此可得该尺寸能保证间隙在合理的范围内，故可取。模具结构设计 1)凹模周界尺寸计算 : 因制件形状简单 ,尺寸较小 ,故选用整体式凹模比较合理 . 凹模厚度尺寸 H 的计算 :由凹模的计算公式为 H=F 落料 *(1/10) =(309578.88*0.1) =50.23mm 把凹模厚度圆整成nts 16 通孔通孔0.80.80.8试模后定落料拉伸凹模外形尺寸的计算 :因为凹模孔口轮廓为非圆形 ,则凹模壁厚可按下式计算 W=1.2H=60mm 则落料拉伸凹模的模壁就是 D=L+2W=109.6+2*42=192.6mm.将其圆整为200mm 落料拉伸凸模的强度和刚度校核 nts 17 凸模承载能力的校核：凸模最小断面承受的压应力，必须小于凸模材料强度允许的压应力，即 m in FFP 对于非圆形凸模有： min PFF 3P143 8 minF -凸模的最小断面面积（ 2mm ） PF -凸模纵向总压力（ N） -凸模材料的许用应力对于一般工具钢，凸模淬火硬度 HRC为 58 62 时，取 1000 1600MPa minF =21371.6/1000 1600=21.4 13.4MPa 由已知 S=24040.6 2mm minF 即落料拉伸凸模承载压力面积完全合格。由于本产品的生产纲领为 10万件 ,即在冲裁过程中由于材料的厚度及材料本身属于硬质材料 ,为此需要经常磨刃口 ,适当给落料凸模适当加厚，取 H=72mm。 2)选择模架及确定其他冲模零件的有关标准 :根据凹模周界尺寸 D=103.4mm,查nts 18 资料 (2)表 5-5选取典型结构并结合实际得 600*1000,并选用滑动独立中间导柱矩形模架 . 3)卸料 .压边弹性元件的确定冲压工艺中常见的弹性元件有弹簧和橡胶等 ,但是由于这副模具所需的卸料力较小 ,如果选用橡皮 ,即使使用 1 个橡皮 ,它所承担的负荷也将无法达到弹性效果 .同时由于这是一副落料拉伸复合模 ,模具的行程较小 , .因此我们选用弹簧作为卸料的弹性元件 . 五 .校核压力机安装尺寸模座的外形尺寸为 450mm*300mm,闭合高度为 221mm,由资料 (2)表 4-33 查得JD21-100 型压力机的工作台尺寸为 600mm*1000mm,最大闭合高度为 400mm,故符合安装要求 . 第六章、冲孔模的主要参数的计算 1. 模具结构形式的选择由于该工序中一共要冲 5 个孔，该制件的生产批量又很大，所以模具的磨损很严重，在冲孔模中还要考虑到凸模的强度和刚度，以及快速更换凸模的结构。这 5个孔中有 2 个是在产品的侧面其余在底部且有一不是圆孔为了节省时间降低成nts 19 本所以我们要将这 5 个孔同时进行加工。 2. 模具工作部分的尺寸和公差的确定 1）计算冲孔凸凹的刃口尺寸：根据凸，凹模的刃口尺寸计算公式，先计算出冲孔凸模的刃口尺寸 D=100.5mm D1=6mm d=440.1mm 其中 D 为二侧孔的尺寸 D1 为 2 小孔的尺寸， d 为大孔的凸模直径。在这里，我们在考虑材料厚度以及配合间隙的情况下凹模的刃口尺寸可按凸模的尺寸配作。在这里，我们就不做详细计算。 nts 20 沿周冲孔模的凸模尺寸nts 21 2 0 0 6 . 4冲孔模的凸凹尺寸 3.计算冲孔模的压力，压力中心，初选压力机。 1）冲裁力的计算 F 冲=KptL=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) 卸料力的计算 F卸 =K*F冲 =0.05*293.4KN=14.67KN 3) 确定是否需要压边装置并计算压边力：由于该制件是冲孔模，故不需要压边装置，所以也就没有压边力。 nts 22 4) 总压力计算 F=F冲 +F卸 =（ 293.4+14.67） KN =308.07KN 5) 初选压力机：根据总压力为 308.07KN，从资料（ 2）表 4-31 提供的压力机公称压力序列中选取 400KN 的压力机，型号为 JG23-40。 6）确定压力中心；由以上三道工序可知该制件的压力中心与制件的几何中心重合。 7）冲孔凸模的计算：冲头 10 选用材料： Cr12 a.承压能力校核 S=314 2 Fmin p/ c= 32499/2000 3000 =16.2495 10.816 2 既 S16.2495 2 完全合格。 b.抗纵向弯曲能力校核：查资料使用冲压模具设计手册 P144 Lmax Ej/P; E 凸模材料的弹性模数，一般模具钢为 2.2 100000； P 冲裁力， N； Lmax 凸模上可能发生失稳弯曲部分长度 L 的最大值；凸模前端的系数，有导向 =2； J 凸模最小断面的惯性矩； nts 23 J=d/64=3.14 10/64=0.491 Lmax Ej/P =3.142 220000 0.491/32499 =8.01 用同上的方法可得到 6 的尺寸 Lmax=4.36mm 3.冲孔凸模的形状的确定；（ 1） 10 的冲头选用材料： Cr12 形状如下图：（ 2） 6 的冲头选用材料： Cr12 形状如下图： nts 24 第七章 .冲孔模的模具结构设计一、凸与凹模刃口尺寸的计算正确确定模具刃口尺寸及制造公差，是设计冲裁模的主要任务之一。从生产实践中可以发现： 1) 由于凸、凹模之间存在间隙，使得落下的制件或冲出的孔都带有nts 25 锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。 2) 在测量与使用中，落料件以大端尺寸为基准，冲孔孔径以小端尺寸为基准。 3) 冲裁时，凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，结果使间隙越来越大。由此在决定模具刃口尺寸及制造公差时需要考虑以下原则：（ 1）落料件尺寸应由凹模尺寸决定，冲孔件的尺寸应由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。（ 2）考虑到冲裁时凸、凹模的磨损，设计落料模时凹模基本尺寸应取制件尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。这样在凸、凹模磨损一定程度下，仍能冲出合格的制件。（ 3）确定冲模刃口公差时，应考虑制件的公差要求。如果对刃口尺寸精度要求太高，会使模具制造困难，增加成本，延长生产周期，如果对刃口尺寸精度要求过低，会使模具的寿命降低，生产出来的制件可能不合格。若制件没有标注公差，对于非圆形件按国家标准“非配合尺寸的公差数值” IT14 级处理，冲模则可按 IT11 级制造；对于圆形件，一般可按 IT7 IT6 级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“入体”原则标注为单向公差，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件上偏差为正，下偏差为零。二凸凹模的结构形式 nts 26 此模具的凸模采用的是整体式凸模结构，凸模的长度根据模具结构的需要来确定，其长度应比凸模固定板、卸料板、导料板的长度和多出（ 15 20） mm。凸模材料的选择应使得模具刃口要求有较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力，因此应有较高的硬度和适当的韧性。而该制件形状复杂寿命也要求较高，所以选择 Cr12MoV 制造。它具有较好的淬透性、淬硬性、耐磨性、抗回火稳定性和热处理变形小等优点，可用于大批量生产的模具。三冲孔时的刃口尺寸计算：根据以上原则，冲孔时以凸模为基准，首先确定凸模的刃口尺寸，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证最小合理间隙2Cmin 。凸模制造偏差取负偏差，凹模制造偏差取正偏差。其计算的公式如下所示： dp=( dmin+X )上偏差为 0 下偏差为负的 p， dd=(dp+ 2Cmin)上偏差为正 d，下偏差为 0 。在同一工步中在制件上冲出的孔时，凹模型孔中心距 Ld可按下面公式计算： Ld=( Lmin+0.5 ) 0.125 1）则凸模各尺寸： 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 nts 27 dd=6+0.170=6.2 mm 经过校核符合合理的公差范围 3）孔中心距的尺寸计算： 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术要求凹模采用螺钉和销钉固定，螺钉和销钉的数量、规格及位置可根据凹模的大小在标准的典型组合中查得，螺钉和销钉的位置可根据结构的需要作适当的调整。螺孔和销孔之间以及它们到模板边缘的尺寸，应满足有关技术要求。凹模洞孔轴线应与凹模顶面保持垂直，上下平面应保持平行，型孔的表面有粗糙度的要求，Ra=0.8-0.4m 凹模材料的选择与凸模一样，但热处理后的硬度应略高于图、凸模。 1. 模具辅助板的设计 1）冲孔凸模辅助板的设计查资料实用冲压模具设计手册 P179 固定板外形有圆形和矩形两件。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径的 1 1.5 倍。它与凸模采用过渡配合。 H7/m6 压装端面磨平。由于最大固定端为 20，即 H=（ 1 1.5） 20 ，选取 H=25 2）冲孔凸模垫板 nts 28 垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递来的压力以降低模座所受的单位压力避免压出陷痕。此外当利用压力机打杆推件时因上模座局部被挖定，也需要采用垫板支撑。 c=p/F c=32499/3.14 7.5 7.5=1.84Mpa 根据以上计算得受力载荷非常之小查资料 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准确定位和对落料凸模在工作过程中保持相对稳定。根据实际情况及经验，取 H=30mm 4）下垫板：同理上垫板 H=12mm 5）卸料板的选用：由于落料后，剩下的材料将会紧箍在凸模上，为下一次工作的连续，需要把箍在落料凸模上的材料卸掉。为此设置卸料板卸料力的计算： Px=KxP；中推荐卸料板与凸模保持间隙 P656 C=(0.1 0.5)t t 为冲件材料厚度，硬材料取大值。即 C=0.5 2=1 ；查资料：冲件料厚 t=11.3 由于材料不太厚，因此，根据经验取 H=16 nts 29 五选择模架及确定其他冲模零件 : 根据凹模周界尺寸以及公司的生产效率和经济效率等方面的因素 ,我们选用该公司的现有标准模架 350mm*300mm,故拟选用滑动独立导柱的中间导向模架 . 3. 卸料 .压边弹性元件的确定冲压工艺中常用的弹性元件有弹簧 ,橡胶等 ,在这里我们选用弹簧作为该模具的弹性元件 .因为该模具需要较大的力来将冲头拉回，而橡胶的拉力不能达到模具所需的要求 . 该弹簧要控制滑块的行程且力较大所以我们就选用中荷重弹簧六冲孔模的压力机安装尺寸模座的外形尺寸 350mm*300mm,闭合高度为 214mm,由资料（ 2）表 4-33 查得J23-16型压力机的工作台尺寸为 450mm*300mm,最大闭合高度为 220mm,连杆调节长度为 60mm,故符合安装要求。第八章切边模的设计一，前言在前面的加工中产品的总体尺寸都已到位，现在就剩制件的外边还未加工到规定的尺寸，因此要对其进行切边摘要切边就是把工件边缘多余的材料冲切下来二切边模结构的设计 nts 30 通过计算和查资料可得到在设计切边模的过程中要考虑切边后废料的落料情况所以凸凹模结构如下 nts 31 第九章整形模的有关设计一：题目：整形模二：前言：由于前面的工艺分析已充分阐述了模具的nts 32 结构工艺。因此，在一工程完成后的加工工艺为成形。摘要：整形是使材料产生塑性变形。形成有一定角度或一定曲率形状零件的冲压工序。整形的材料可以是板料型材也可以是棒料、管材。虽然各种整形的形状及其使用的弯曲方式有所不同。但从其变形的过程和特点来看都有一些共同的规律。其中板料整形工艺是变形中运用最多的一种。三：整形模结构的设计：由于产品整形后为规则的形状，精度为 IT8 4-1 模具结构的确定：查资料，整形模具同样存在着顺置和倒置的两种情况，根据零件的结构特点，采用顺置结构，其结构如下图： nts 33 4-2 主要结构的确定在模具整形的设计过程中，在不考虑回弹变形和应力集中后的变形，凸模的形状就是零件的内部结构。凹模的形状就是零件的外部形状，这是理想化的模具结构，在日常生活中，整形模具的变形是很大的，情况也很复杂，它与机床、模具、机床的润滑系统、工作环境等都有关系； A）凸模的结构设计如图： nts 34 参考文献 1 成虹冲压工艺与模具设计高等教育出版社 2002 年 7 月第 1 版 2 郑可徨实用冲压模具设计手册宇航出版社 1992 年 2 月第 2 版 3 王芳冷冲压模具设计指导机械工业出版社 1998 年 10 月第 1 版 nts 35 4 东北工学院机械零件设计手册编写组机械零件设计手册冶金工业出版社 1986 年 10 月第 2 版 5 冯炳尧模具设计与制造简明手册上海科学技术出版社 1985 年 6 月第 1 次版 6 徐进模具材料应用手册机械工业出版社 2001 年 10 月第 1 版 7 肖祥芷中国模具设计大典 -冲压模具设计江西科学技术出版社 2003 年 1 月第 1 版 8 许发樾模具标准应用手册机械工业出版社 1994 年 11 月第 1 版 9 肖振荣模具材料与热处理 10 谭平宇模具结构图册机械工业

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