油封内夹圈的工艺分析

毕业设计油封内夹圈的工艺分析及模具设计姓名专业模具设计与制造班级、学号指导教师完成日期摘要目前，我国冷冲压技术与先进工业发达国家相比还相当落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。此次毕业设计产品为冲压落料件，首先对落料件的冲压工艺进行了分析，冲压工艺方案及模具结构类型的进行了确定，并进行了必要的冲压工艺参数计算，介绍了落料模结构设计的要点，模具定位零件、卸料与推件装置的设计，标准模架和导向零件的选用，模具主要工作零件的制造工艺和装配工艺的过程，模具的总装配、试模、润滑及模具使用注意事项等内容。在本次毕业设计中利用计算机辅助设计（CAD）绘制模具主要工作零件图和模具的总装配图，运用了数控线切割电加工等先进加工技术。是一次对所学知识的全面总结和运用，是巩固和加深各种理论知识灵活运用的实践过程。通过毕业设计，可以很好的培养独立分析，独立工作的能力，为毕业以后走上工作岗位从事本技术工作打下良好的基础。目录摘要II1零件设计211对工件进行工艺性分析212确定工艺方案3121工艺方案的分析比较3122工艺方案的确定513主要工艺参数的计算5131毛坯尺寸的计算5132确定排样，裁板方案714模具工艺计算8141计算冲压力8142确定压力中心9143计算凸凹模刃口尺寸102磨具结构设计1021模具主要部件及整体设计10211凸模，凹模，凸凹模的结构设计11212卸料，顶件，推件零件的设计13213定位零件14214标准模架与导向零件15215模柄及支撑固定零件。16216模具闭合高度的确定，及压力机的选择16小结18参考文献19致谢201零件设计11对工件进行工艺性分析该工件是零件中的油封内夹圈，工件要求的精度只有内孔直径的要求，其余未注公差，无精度要求，工件的形状简单，可属于带凸缘的圆筒形件，工件高度与凸缘直径相比较小，可采用翻边工艺，零件使用材料为08号钢，属于低碳性能钢，适合冲压工艺成形，厚度为08，也适合冲压，工件精度要求不高，无需较形。工件图如下12确定工艺方案121工艺方案的分析比较有多种方案，先确定该工件是否能一次翻边成形，需不需要拉深等工艺。查表62（冲压工艺及模具设计）得到08号钢的翻边系数为720K068MINK翻边的最大高度为（由于厚度，所以无需按中性层尺寸T1计算）根据公式TRKDH7204312MINMAX其中9RMT8680INK经计算得到翻边的最大高度是72615MAX由于MH8由以上计算可以得到该工件可以一次翻边成形。此工件为一般的带凸缘的圆筒形件，加工可以有多种方案方案一、落料后拉深到图示尺寸，然后采用机械加工的方法，车去底部。方案二、落料后，拉深成图示高度的尺寸，然后用冲床冲去底部。方案三、落料后，冲一定尺寸的孔，然后一次翻边成形。在上述的三种加工方案中，采用第一种加工方案，成形工件的质量较高，但是这样的方法加工的生产率低，而且也废料，这是由于车下的废料为的圆形件，92这样就造成浪费严重，在工件底部质量要求不高的情况下，不宜采用，第二种方案，在工件冲底部前，要求底部圆角半径愈小愈好，接近于零，而拉深后的圆角半径不可能很小，这就需要为此增加整形工序，而且质量不宜保证，同时废料，采用第三种方案，生产率高，而且省料，经计算，在落料冲孔后由一次翻边可以直接成形，这样，工序也简单，但其端部质量不如以上两种好，另外，按照工件的技术要求及精度，要保证内孔径的精度，翻边工艺完全可以，所以采用落料，冲孔，翻边方案比较合理。具体工序图示如下122工艺方案的确定根据这些基本工序，可拟出如下几种工艺方案方案一、先落料，后冲孔，然后翻边，采用单工序模具。方案二、落料冲孔复合模具，然后翻边。方案三、先落料，冲孔单边采用连续模具。在方案一中，每个工序单独加工，这样做的好处是设计模具结构简单，但工序的复合程度低，生产效率也低，制造费用低，但是不适合批量生产，不宜采用。方案三中，冲孔和翻边采用连续模具会增加模具设计，制造的复杂性，修模也不方便，这是由于落料，冲孔，翻边模具中翻边模具较为复杂，与冲孔模具做成连续模具会加大整个模具的复杂程度，制造成本也高，但是生产率低，适合大批量生产。而方案二中没有上述方案中的缺点，把落料冲孔作成复合模具，对生产批量，模具设计，制造难度等都有利，因此，选用方案二为加工此零件的加工工艺方案。13主要工艺参数的计算131毛坯尺寸的计算根据翻边工艺计算公式，翻边前预冲孔直径为0204372DDHRT其中98M85M1R08TM经计算得到预冲孔直径为07D因此可求得，翻边系数为08492KD07895DT查表61低碳钢圆孔极限翻边系数，当用圆珠平底翻边时凸模，所以可以在平板毛坯上冲底孔直接翻边得到MIN75K85MM得高度。根据体积不变原理计算毛坯尺寸，翻边后工件厚度不发生变化，所以计算时，可按表面积不变原理计算将图形分为三段结构如下第一部分的表面积为1ADH第二部分的表面积为24RR第三部分的表面积为231AD还有冲孔部分的面积为24所以毛坯的表面积就为1234AA毛坯所以毛坯直径为41724ADM毛坯取132确定排样，裁板方案毛坯直径为，不算小，考虑到操作方便，排样应采用单排，查表17M319，条料沿边搭边值，件间搭边值为，查表12AM10AM320，条料剪切下料的公差为，查表321，条料与导料板之间的06间隙。08ZM所以条料宽度为00AX606217206814BDZ进距178HM板料的规格拟采用的钢板。08020计算材料利用率如采用纵裁法则材料的利用率为2001717847310NABL如采用横裁法，则材料的利用率为200171684680NABL所以决定采用纵裁法下料。具体排样图如下14模具工艺计算141计算冲压力落料冲孔工序所需的复合模落料力1FLT为抗剪强度，查表附录A1取，最后，计算得到落料力30MA为41820冲孔力42785810FLTN卸料力43105210K卸卸查表39取卸冲孔时的推件力为432605810910FNKN推推其中凹模取直壁刃口形式，刃口部分高度为，积聚零件的数目5HM为个。5086NHT查表39，取5K推所以得到上述的大小。F推落料时的顶料力为431068210510KN顶顶查表39得到顶所以总的冲压力为F总5121760F总顶推卸由于采用弹顶器做顶料机构，所以存在顶料力。顶所以压力机的公称压力为513291029FNK总机对于翻边工序，其翻边力为0BDDT翻其中（翻边后的直径）（预冲孔直径）928M078DM（材料的抗拉强度，查表附录A1黑色金属的08T4BMA力学性能得到。）142确定压力中心由于冲裁件为一简单的圆形零件，因此，它的压力中心就为圆形件的几何中心，即位于圆的中心，翻边工序中模具的压力中心同样位于中心（圆心）。143计算凸凹模刃口尺寸采用凸凹模分开加工的方法查表33，得MZ072MINMZ104MAXZIMAX落料部分由6MINAXD40IZP得到13D09PMINAX2P查表38，得落料部分磨损系数，落料模刃口尺寸为50凹模0130130MAX96217DDD凸模0909IN8960PZDP冲孔部分，仍按上述原则选取。取，则1X冲孔模的刃口尺寸为凸模09090178178PXDP凹模0130130MIN22DZPD2磨具结构设计21模具主要部件及整体设计211凸模，凹模，凸凹模的结构设计凸模用来冲的孔，由于孔比较大，因此凸模的形式应采用如下的形M78式凸模用螺钉，销钉或螺钉与窝座定位直接固定在模板上，不必再用凸模固定板，为了减少精加工面积，凸模外圆非工作表面直径应略小一些，端面可加工成凹坑形状，采用这种形式，主要是由于冲孔的直径较大，必须这样。M78凸模的材料采用T8A钢，有高的硬度与适当的韧性，同时，凸模刃口的淬火硬度为HRC5862，尾部回火至4050HRC，凸模的加工采用线切割加工，凸模的长度需要根据模具的整体结构来确定。后述。关于校核，由于凸模的平面尺寸很大，所以它的强度和刚度应该是足够的，无需进行校核。其凸模的形状结构如下落料凹模的设计落料凹模的结构形式如下图凹模的外形尺寸根据凹模外形尺寸公式KBH取170KMDB17所以凹模的厚度为H20凹模壁厚MC552凸凹模的结构设计其结构图接尺寸如下212卸料，顶件，推件零件的设计由于材料的厚度为08MM，较小，且小于15MM，所以适用弹性卸料装置卸料，弹性组件采用橡胶，拟采用顺装复合模具，所以弹压装置安装在上模，采用弹性卸料装置可以起到压料作用，保证冲裁件的平整性，采用橡胶，能承受较大的负荷，且价格低，安装调整方便，其相关数据如下橡胶的工作行程修模工作STS1取M5修模所以取S86工作M07工作橡胶的自由高度SH2840453工作自由）（橡胶的装配高度MH64098自由装配）（取MH25装配推件装置采用刚性推件，凸凹模中装有推件杆，当模具回程时，压力机上横梁作用于推件杆，将工件孔废料从凸凹模中推出来。顶件装置顶件装置为弹性的，其弹性组件采用橡胶，顶件板顶出，这种结构的顶件力容易调节，工作可靠，冲裁件平直度较高。213定位零件采用定位销作定位，以保证工件在前后工序中相对位置精度高，保证工件内孔的位置精度的要求。用导料销来导正材料的送进方向，其结构形式如下图采用挡料销对材料在送进方向起定位作用，控制送进量，挡料销的形式采用圆柱头式固定销。214标准模架与导向零件采用导柱，导套滑动作导向装置，导柱导套的形式如下图所示此种导柱，导套应用广泛，结构简单。导柱的布置形式采用中间导柱，两侧导柱布置，即采用中间导柱模架，具体形式如模具总装配图。模架选择中间导柱标准模架，具体尺寸如下上模座MMHBL50250下模座6模具闭合高度210255215模柄及支撑固定零件。模柄采用凸缘模柄，方便推件杆的加工，材料采用Q235，上模座的沉孔与凸缘为H7/H6配合，并用3个或4个内六角螺钉进行固定，模柄中加工形孔用来放推件杆。具体形式如下图凸模固定板，凹模固定板，凸凹模固定板，垫板等的设计如模具总配图。216模具闭合高度的确定，及压力机的选择凸凹模固定板16MM垫板厚度12MM橡胶的厚度20MM卸料板的厚度20MM凹模的厚度20MM中间空心垫板的厚度10MM凹模固定板的厚度16MM推杆露出高度取10MM则模具的闭合高度为501216202008201016652298MM压力机的选择根据工艺分析时计算的冲压力及模具闭合高度，选用开式双柱可倾压力机J2325，公称压力为250KN小结2009年5月，我开始了设计工作，时至今日，设计基本完成。历经了一个月的努力，紧张充实的毕业设计终于落下了帷幕。回想这段日子的经历和感受，我收获很多，在这次毕业设计的过程中，我拥有了无数难忘的回忆和收获。在具体设计的过程中，我认真准备了并在图书馆查找资料，还在网上查找各类相关资料，尽量使自己的的数据完整、精确。这次毕业论文的制作过程是我的一次再学习，再提高的过程。在设计中我充分地运用了大学期间所学到的公差、机械制图、冷冲模设计，材料成型设备的所学科目，我想这也是意志的磨练，是对我实际能力的一次提升，也会对我未来的学习和工作有很大的帮助。由于这次设计的时间比较短设计中难免有不足之处，希望在以后工作中不断提升自己的能力。参考文献1简明冲压工手册编写组编简明冷冲压工手册第三版北京机械工业出版社2003年3月2史铁梁编模具设计指导第一版北京机械工业出版社2003年8月3王芳编冷冲压模具设计指导第一版北京机械工业出版社1998年10月4上海市教育委员会组编冷冲模设计第一版北京机械工业出版社2007年1月5李天佑编冲模图册第一版北京机械工业出版1988年11月6东北大学，毛昕编画法几何及机械制图第三版北京高等教育出版社1988年11月7冷冲压模具设计与制造，王秀凤、万良辉主编，北京航空航天大学出版社，2005年4月第一版。8材料成形设备，王卫卫主编，机械工业出版社，2007年1月第一版致谢本设计是在指导老师师韩海军的精