《冲压工艺及模具设计》设计说明书04cak.docx
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1、冲压工工艺与模模具设计计说 明 书书设计题目目柴油机机滤清器器外壳底底孔冲压单工工序模设设计系别_专业班级级 _学生姓名名 _学号 _指导教师师 _日期_目录一、零件件说明。3二、零件件工艺性性分析。41、材料料分析。42、结构构分析。43、精度度分析。4三、工艺艺方案确确定。4四、压力力中心计计算。5五、冲裁裁力、卸卸料力、推推件力、顶顶件力及及总压力力的计算算。5六、冲裁裁凸凹模模刃口尺尺寸计算算。6七、其他他主要零零件的设设计。71、凹模模设计。72、凸模模设计。83、模架架的选择择。94、卸料料板的设设计。105、垫板板的设计计。116、定位位板的设设计。127、凸模模固定板板的设计计
2、。128、弹簧簧的选用用。13八、压力力机的选选择。13九、模柄柄的选用用。14十、紧固固零件的的选择。14十一、各各零部件件的材料料及要求求。15十二、该该模具设设计的优优缺点。15十三、心心得体会会。15十四、参参考文献献。17一、零件件说明制件如下下图所示示:该制件名名称为柴柴油滤清清器外壳壳,其技技术要求求为: 1,未未注尺寸寸公差按按GB/T1555055的m级级; 2,毛毛刺小于于0.115; 3,质质件要求求平整,不不允许有有拉裂、起起皱的现现象; 4,中中批量生生产;材料:008F,tt=1.5mmm设计任务务:冲出出滤清器器外壳底底部的孔孔。二、零件件工艺性性分析1、材料料分
3、析(摘摘自GBB/T 6999-19999) 该制件材材料为008F,属属于优质质碳素结结构钢,强强度、硬硬度低,塑塑性极好好,深冲冲压、深深拉延性性好,冷冷加工性性、焊接接性好。成分偏析析倾向大大,时效效敏感性性大,故故冷加工工时,可可采用消消除应力力热处理理或水韧韧处理,防防止冷加加工断裂裂。化学成分分():C:00.0550.11,SSi0.003,MMn:00.2550.50,CCr0.110, Ni0.330,CCa0.225力学性能能:抗剪剪强度为为27003440MPPa,抗拉拉强度b不小于于3000MPaa,屈服服强度s为1880MPPa,断面面收缩率率60%,伸长长率不小小于
4、355%。2、结构构分析 该零件为为圆筒形形件,其其底部有有一孔,为为本次设设计内容容。该孔孔的尺寸寸为14.5mmm,满足足冲裁最最小孔径径dmiin1.00t=11.5mmm的要要求。孔孔距已拉拉伸边之之间的最最小孔边边距为99.3,满满足冲裁裁最小孔孔边距llminn1.55t2.25mmm的要要求。所所以,该该零件的的结构满满足冲裁裁要求。3、精度度分析 图示零件件未标注注尺寸公公差要求求,按GGB/TT150055的的m级可可查得孔孔的尺寸寸公差为为0.440mmm,普通通冲裁可可以达到到零件的的精度要要求。由以上分分析可知知,该零零件的冲冲裁性能能好,冲冲裁加工工能够达达到设计计要
5、求。三、工艺艺方案确确定该零件的的工序有有五道,有有:落料料、一次次拉深、二二次拉深深、三次次拉深、冲冲孔。其工艺路路线有两两条:方案一: 落料料、一次次拉深、二二次拉深深、三次次拉深、冲冲孔方案二: 落料料、冲孔孔、一次次拉深、二二次拉深深、三次次拉深由于拉深深件上所所有的孔孔,均应应安排落落料而后后进行冲冲孔,以以防落料料时大的的变形力力使孔边边缘变形形,所以以采取方方案一。四、压力力中心计计算模具压力力中心是是指冲压压时各个个冲压部部分冲压压力合力力的作用用点。为为了确保保压力机机和模具具正常工工作,应应使冲模模的压力力中心与与压力机机滑块的的中心相相重合。对对于带有有模柄的的冲压模模,
6、压力力中心应应通过模模柄的轴轴心线。否否则会使使冲模和和压力机机滑块产产生偏心心载荷,使使滑块和和导轨之之间产生生过大的的磨损,模模具导向向零件加加速磨损损,降低低模具和和压力机机的使用用寿命。冲模的压力中心,可按下述原则来确定:(1)对称形状的单个冲裁件,冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。冲裁直线段时,其压力中心位于直线段的中点。(2)工件形状相同且分布位置对称时,冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。(3)冲裁形状复杂的零件或多凸模的零件时,其压力中心可以通过解析计算法求出。 现在需需要冲孔孔的零件件是一个个筒状件件,在其其底部正正中心需需要冲孔孔,所以以其压力力中心就就是其几几何中心心
7、。五、冲裁裁力、卸卸料力、推推件力、顶顶件力及及总压力力的计算算计算冲裁裁力的目目的在于于合理的的选用压压力机和和设计模模具。冲裁力是是指冲裁裁过程中中的最大大剪切抵抵抗力。它它是随着着凸模切切入材料料的深度度而变化化的,当当材料达达到了剪剪切强度度时,便便产生裂裂纹且材材料相互互分离,此此时的冲冲裁力是是最大值值。选择择压力机机就是按按冲裁力力最大力力计算。冲裁后,由由于板料料的弹性性恢复,使使零件(或或废料)仍仍梗塞在在凹模洞洞口内,需需要把零零件(或或废料)从从凹模洞洞口推出出或顶出出。把从从凹模洞洞口顺冲冲裁方向向推出的的力称推推件力FFt;把把逆冲裁裁方向从从凹模洞洞口顶出出的力称称
8、顶件力力F。同样,由由于冲裁裁后板料料的弹性性恢复,使使废料(或或零件)紧紧卡住凸凸模,需需要把这这废料(或或零件)从从凸模上上卸下来来的力称称卸料力力Fx。此处所设设计的模模具为冲冲孔模,通通过卸料料板将卡卡在凸模模上的零零件卸下下来,有有卸料力力存在。采采用的凹凹模刃口口为阶梯梯式,在在冲裁是是会有废废料卡在在凹模中中,又需需要推件件力。由由于所冲冲完的废废料是直直接从凹凹模落下下,所以以不需要要在凹模模下设置置顶料装装置,故故不存在在顶料力力。查参考文文献2表表2-886得008F的的抗剪强强度=22203100MPaa,取=3000MPaa,查参参考文献献6表33-111得Kxx=0.
9、04-0.005mmm,取00.0445mmm,Ktt=0.0555mm。查查参考文文献2表表4-22,得冲冲裁刃口口高度hh8110mmm,取hh=100mm。F= KKLt=1.333.11414.51.553000=266.6335kNNFx=KKxF=0.004526.6355=1.1999KNn=h/t=110/11.5=6件FtnnKtFF60.005526.6355=8.7900KNF=FFxFt36.6244KN六、冲裁裁凸凹模模刃口尺尺寸计算算 凸模和凹凹模的刃刃口尺寸寸和公差差,直接接影响冲冲裁件的的尺寸精精度。模模具的合合理间隙隙也靠凸凸、凹模模的刃口口尺寸及及其公差差来
10、保证证。 在计算算模具刃刃口尺寸寸及其制制造公差差时,应应按落料料和冲孔孔两种情情况分别别进行,其其原则如如下: (11)落料料 落料料件的光光面是因因凹模刃刃口挤切切材料产产生的,因因此其光光面尺寸寸与凹模模尺寸相相等,故故应以凹凹模尺寸寸为基准准。又因因落料件件尺寸会会随凹模模刃口的的磨损而而增大,为为保证凹凹模磨损损到一定定程度仍仍能冲出出合格零零件,故故落料件件凹模基基本尺寸寸应取工工件尺寸寸公差范范围内的的较小尺尺寸。而而落料凸凸模基本本尺寸,则则按凹模模基本尺尺寸减最最小初始始间隙。 (2)冲冲孔 孔孔的光面面是凸模模刃口挤挤切材料料产生的的,因此此其光面面的孔径径与凸模模尺寸相相
11、等,故故应以凸凸模尺寸寸为基准准。又因因冲孔的的尺寸会会随着凸凸模的磨磨损而减减小,故故冲孔凸凸模基本本尺寸应应取工件件孔尺寸寸公差范范围内的的较大尺尺寸。而而冲孔凹凹模基本本尺寸则则按凸模模基本尺尺寸加最最小初始始间隙。 (33)确定定冲模刃刃口制造造公差时时,应考考虑制件件的公差差要求。如如果对刃刃口精度度要求过过高( 即制造造公差过过小),会会使模具具制造困困难,增增加成本本,延长长生产周周期;如如果对刃刃口精度度要求过过低(即即制造公公差过大大),则则生产出出来的制制件可能能不合格格,会使使模具的的寿命降降低。刃口尺寸寸的计算算方法由于模具具加工方方法不同同,凸模模与凹模模刃口部部分尺
12、寸寸的计算算公式与与制造公公差的标标注也不不同,刃刃口尺寸寸的计算算方法可可分为两两类,一一个是凹凹模与凸凸模分别别加工法法,另一一个是凹凹模与凸凸模配合合加工法法。分别加工工法是指指凸模和和凹模分分别按图图纸标注注的尺寸寸和公差差进行加加工,冲冲裁间隙隙由凸模模、凹模模刃口尺尺寸和公公差来保保证,需需要分别别标注凸凸模和凹凹模刃口口尺寸与与制造公公差(凸凸模p、凹凹模d)。其其优点是是具有互互换性,但但受到冲冲裁间隙隙的限制制,它适适用于圆圆形或简简单规则则形状(方方形或矩矩形)的的冲压件件。配作法就就是先按按设计尺尺寸制出出一个基基准件(凸凸模或凹凹模),然然后根据据基准件件的实际际尺寸按
13、按间隙配配置另一一件。这这种加工工方法的的特点是是模具的的间隙由由配置保保证,工工艺比较较简单,并并且还可可适当放放大基准准件的制制造公差差,是制制造容易易。一般般工厂常常常采用用这种加加工方法法。冲孔凸凹凹模刃口口计算查参考文文献1表表19.1-77得Z=0.2240mmm Z=00.1332mmm,表119.11-9得得=-00.0220mmm =+00.0220mmm,表119.11-100得x=0.55冲孔凸模模 d=(dx) =114.55mm冲孔凹模模d(d+ Z)=144.6332mmm校核间隙隙|p |+ |d |=(00.022+0.02)mmm=00.044mmZnaxx-
14、ZMIIN(0.2400-0.1322)0.1108mmm,故故符合条条件。七、其他他主要零零件的设设计1、凹模模设计常见凹模模的结构构形式有有筒带式式、锥孔孔式、阶阶梯式、过过渡圆锥锥台式以以及低硬硬度凹模模等。筒带式凹凹模的优优点是刃刃口强度度高,刃刃磨后凹凹模工作作尺寸不不增大,适适合于冲冲裁形状状复杂、尺尺寸精度度要求比比较高的的冲裁件件凹模选选用。锥孔式凹凹模的优优点是凹凹模洞口口内集料料少,洞洞壁承受受来自冲冲裁件或或废料的的胀力和和摩擦力力大为减减小,因因而卸料料力大幅幅度减少少。然而而,此种种刃口强强度比较较低,刃刃磨后凹凹模工作作尺寸略略有增大大,故适适合于冲冲裁件形形状简单
15、单、尺寸寸精度为为IT110IIT122级,板板料厚度度较薄、生生产批量量不大的的冲裁件件的凹模模选用。阶梯式凹凹模刃口口厚度hh较大,对对顶件器器导向性性好,适适合于向向上推件件的凹模模选用。其其缺点是是工作时时顶件器器和冲裁裁件均频频繁的与与刃口壁壁摩擦,从从而导致致刃口尺尺寸增大大。过渡圆锥锥台阶式式凹模优优点是可可增强刃刃口强度度,漏料料部位呈呈圆形又又使得凹凹模制造造方便,这这种凹模模结构形形式主要要适合于于当冲裁裁尺寸小小于5mmm时的的圆形冲冲裁件凹凹模使用用。低硬度凹凹模的硬硬度一般般为400HRCC左右,适适合于冲冲裁软而而薄的金金属和非非金属材材料的凹凹模选用用。在这里选选
16、用阶梯梯式凹模模。当材料厚厚度t=1.55mm时时,查宛宛强表22-3得得K=00.188凹模厚度度H=KKb=00.18875=13.5mmm 取HH=155mm凹模壁厚厚C1.55-2 H=2H=30mmm 取取C=335mmm凹模刃口口高度hh取100mm则凹模外外形尺寸寸=755+3+35+35=1488mm2、凸模模设计凸模是以以外形为为工作表表面的零零件,是是冲模中中直接成成形冲压压件的凸凸形工作作零件。冷冲模的的凸模结结构主要要包含两两部分,即即工作部部分和安安装部分分。工作作部分是是直接完完成冲压压加工的的部位,安安装部分分是通过过固定板板安装在在模座上上。通常常凸模都都设计为
17、为整体式式。常用的标标准圆凸凸模主要要有三种种:A型型圆凸模模、B型型圆凸模模、快换换圆凸模模。A型圆凸凸模刚性性较好,直直径尺寸寸范围为为1.11300.2mmm,材材料一般般选用99Mn22V、CCr122MoVV、Crr12、TT10AA、Crr6WVV等。B型圆凸凸模适用用于外形形尺寸较较大的时时候,直直径尺寸寸范围为为3.00300.2mmm,材材料与AA型圆凸凸模相同同。快换圆凸凸模是指指只用简简单工具具即可实实现快速速装卸和和更换的的圆凸模模。它与与A型和和B型圆圆凸模相相比,一一是没有有头部,二二是固定定按h66级制造造。在此选用用A型圆圆凸模,其其具体尺尺寸如下下:凸模长度度
18、=固定定板+已已压缩弹弹簧+卸卸料板+料厚+进入深深度 =200+344+1333.55+1.5+00.5 =1889.55mm凸模头部部:直径径22mmm 长长度6mmm凸模杆部部:直径径18mmm 长长度200-6+34=48mmm 与与固定板板按H77/m66配合凸模工作作部分:21+4+1110+0.55=1335.55mm3、模架架的选择择中间配置置的两导导柱的导导向直径径一般不不相等,这这样可以以避免合合模时上上模误装装方向而而损坏凹凹模刃口口。在冲冲压过程程中,在在按标准准选用导导柱长度度时,导导柱最好好不要脱脱离开导导套的导导向孔,还还要保证证模具闭闭合后导导柱上端端面与上上模
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