发动机支承限位件的模具设计与制造毕业设计说明书

1、1 / 41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 另I：机械系专 业：精密模具设计与制造级：_名：_学 号:指导老师：_2 / 41完成时间：1目录第一章、八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ATV，、j、/: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第十章绘制模具零件图和装配图第十一章参考文献3 / 41第十二章毕业设计小结第十三章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

2、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4 / 41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。图1-15 / 41半100=巨F-口住f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，但要注意几占：八、1.

3、制件上的两个C10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。C100+0.4的公差要求不 是很高，但是拉深底部以的圆pFoo079-CPoo6 / 41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

4、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；

5、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，

6、决定在落料的同97 / 41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

7、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 :& =1.8B: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

8、=8388.9C求出毛坯尺寸设毛坯的直径为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=113.92)计算拉深次数:毛坯 的相对厚度：t/DX100=2X100/103.41.9查 表 得 :各 次 的 拉 深 系 数m1=0.49,m2=0.74,m3=0.77,m4=0.7贝U,零件的总拉深系数m总=d/D=57.5/1020.56因为m总m,所以该零件一次拉深即能成形。8 / 41目前零件的材料厚度t=2伽，圆角半径r=8伽，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

9、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ai=1.2伽；搭边距离a=1.5mm；条料下料剪切公差S=0.6伽;条料宽度B=(D+2a+5)0-s=(113.9+2X1.5+0.6) m=117.5m查 得 ， 轧 制 钢 板 拟 选 用 规 格 为2m X650m X1300m的 板材 。采 用

10、纵 向 冲 裁 和 纵 向排 样 的 方 案，可 得 材 料 利用 率 为：n=ns/LBX100%=72.4%本例拟采用此方案进行冲裁和排样。排样图如下：9 / 41三、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。

11、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 tT=1.3*248.06*2*480N=309578.88N=309.6KNT-材料的抗剪强度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10 / 41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

12、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=15.5KN3拉深力的计算：F拉深=(nd-1.72r)tcbk5=(3.14X82-1.72X4)X2.5X480X0.85N=295619.275N296.62KN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

13、的压力曲线。否 则很可能过早的出现最大冲压 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：艺F=(0.70.8)Fo深拉深时：工F=(0.50.6)Fo本制件属于浅拉深，则：最大压力w(0.70.8)F。因此拉深力F=F0/0.7=296.62/0.7423.6KN4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

14、拉深系数m和相对料厚tx100/D。11 / 41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。5总压力计算：F总=F落F卸F拉 深=309.6KN15.5KN423.6KN=748.7KN6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

15、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12 / 41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

16、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：电动机功率：7.5KW公称压力：滑块行程：行程次数：最大闭合高度： 最大装模高度：闭合高度调节量：立柱间距离：工作 台尺寸：前 后600m，p=1000KNH=120mm75/minH=400mmH=300mmH=85mmL=480 mm左 右1000m工作台垫板孔径：工作台板厚度：200m100m模柄孔尺寸：060X80 mm13 / 418) 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

17、 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

18、 ，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：t1mm,c=（3%4%）tt=1/3mc=（5%6%）tt=3/5mc=（8%10%）t硬材料：t1m,c=（4%5%）tt=1/3mc=（6%8%）tt=3/5mc=（8%13%）t本制件属于硬材料，所以间隙值是：c=（6%8%）t=（6%8%）X 2=0.120.16 mm本制件的间隙取0.14 m14 / 41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