1、1 / 41畢業設計說明書課題：發動機支承限位件的模具設計與制造系 另I：機械系專 業：精密模具設計與制造級：_名：_學 號:指導老師：_2 / 41完成時間：1目錄第一章、八前言第二章課題簡介第三章工藝分析第四章工藝方案的確定第五章模具結構的設計ATV，、j、/:沖孔模主要參數的計算第七章沖孔模的模具結構的設計第八章切邊模的設計第九章整形模的設計第十章繪制模具零件圖和裝配圖第十一章參考文獻3 / 41第十二章畢業設計小結第十三章附錄第一章前言本產品是一個沖裁件。經過落料拉深、沖孔、切邊、整形、 等多道工序組合而成。產 品結構比較簡單，通 過對本產品的設計流 程的了解。本 人掌握了模具設計工藝

2、及模具加工工藝的流程。通 過 對畢業課題的設計，我 在模具上的專業知識得到進一步的鞏固和提 高。在指導老師的幫助下我更進一步了解了模具的知識。第二章課題簡介本課題是無錫中捷減震器有限公司所做的汽車發動機支承限位件， 是一個比較 典型的沖壓件。產品有孔、拉伸、切邊等多道工序組成。它作用于 汽車上發動機的支承限位該產品實物圖如下4 / 41其形狀尺寸如下圖所示。其材料為SPCC鋼板，料厚為2.0mm制件尺寸精度為IT14，批量生產。要采 用沖壓生產。圖1-15 / 41半100=巨F-口住f第三章工藝分析一.工藝分析該制件形狀簡單，尺寸較小，厚度適中，一般批量，屬普通沖壓件，但要注意幾占：八、1.

3、制件上的兩個C10的孔有同軸度要求，設計模具的時候要考慮到。2.有一定的批量，應重視模具材料和結構的選擇，保證一定的模具壽命。二.工藝方案的分析與確定該沖壓件是一個回轉體零件，其形狀特征表明它是一個帶 凸緣的圓筒形零件，其主要的形狀和尺寸可以由拉深、沖孔、 切邊等沖壓工序獲得。作為拉深成形尺寸，其相對植d凸/d、h/d都比較合適，拉深工藝性比較好。C100+0.4的公差要求不 是很高，但是拉深底部以的圓pFoo079-CPoo6 / 41角半徑R8比較大，口部的圓角 半 徑R3適 中 ， 故 在 拉 深 成 形 之 后 應 另 加 整形 工 序 ， 并 用 制 造 精度較高、間隙較小的模具來進

4、行加工完成。1.工藝方案的分析 與比較：該零件外殼的形狀表明它為拉深件，所以拉深為基本工 序，底部的孔由沖孔來完成。2.工 藝 方 案 的 確定 ：工序的組合和順序確定：對于外殼這樣工序較多的沖壓件，可以先確定出零件的 基本工序，再 考慮對所有基本工序進行可能的組合排列，將 由 此得 到的 各種工藝方 案進行分析比 較，從 中 確定出 適合 于生 產 實際的最佳方案。外殼的全部基本工序為：落料、拉深、沖孔、切邊、整 形等五道工序，據此可以排出以下三種工藝方案組合：方案一：落料，拉深，沖孔，切邊，整形； 方案二：落料與拉深復合，其余按基本工序； 方案三：落料，拉深與沖底孔復合，其余按基本工序；

5、分析比較以上三種方案，可以看出：方案一中各工序都 按基本工序做，工序復合程度低，生產效率太低，模具數量也 會增加，由此也增加了生產成本；方案三中，雖然解決了一方 案中的問題，但是，沖孔凹模與拉深凸模做成一體，這樣就給 修磨帶來的困難，而 且孔徑一旦發生變化，將 會直接影響到拉 深質量的好壞；方案二沒有上述的缺點，工序復合程度適中，單工序模 具結構簡單，制造費用低，這在中小批量生產中是合理的，因 此決定采用方案二。3對 以上工序進 行綜 合分析 確定 模具 進 行以 下工 藝 組合 ：1).落料拉深 ： 把一 個外形 在凹 凸模 上進 行 沖裁 的零 件 的展開形狀，由于落料的同時可以進行拉深，

6、決定在落料的同97 / 41時拉深。這樣可以讓拉深在落料的過程中沖裁完畢。2).沖孔：在 半成品件的底部以及兩側沖孔，并 保證其公差精度；3).切邊： 將上 述兩道工序 后的半成品上 多余的邊切 除；4).整形 ：在加 工 的最 后，為保 證零件的使用和 制造要求，再加一步整形工序。根據制件的工藝性分析，其基本工序有落料拉伸 、沖孔、切邊、整形四種。按 先后順序組合，可得如下方案：落料拉伸-沖孔-切邊-整形，復合工序沖壓。三 落料拉深件毛坯尺寸的確定(1)拉深時毛坯尺寸的確定A:確定修邊余量由于材料的各向導性以及拉深時金屬流動條件的差異，拉深后工件口部不平， 通常拉深后需切邊， 因此計算毛坯尺

7、寸時應在高度方 向上或凸緣上增加修邊余量&，它的值可根據零件的相對高度查表4.2.1、4.2.2沖壓工藝與模具設計得到 :& =1.8B:計算工件表面積圓筒直壁部分的表面積為A1=3.14d(h+&)式中d為圓筒部分的中徑圓角球臺部分的表面積為A2=2*3.14(0.5d0+2r/3.14)=3.14/4(2r*3.14*d0+8r*r)式中d0為底部平板部分的直徑；R為工件中線在圓角處的圓角半徑底部表面積為:A3=0.25*3.14d0*d0工件的總面積為A=3.14d(h+&)+0.25*3.14(2r*3.14d0+8r*r)+0.25*3.14d0*d0

8、=8388.9C求出毛坯尺寸設毛坯的直徑為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)計算拉深次數:毛坯 的相對厚度：t/DX100=2X100/103.41.9查 表 得 :各 次 的 拉 深 系 數m1=0.49,m2=0.74,m3=0.77,m4=0.7貝U,零件的總拉深系數m總=d/D=57.5/1020.56因為m總m,所以該零件一次拉深即能成形。8 / 41目前零件的材料厚度t=2伽，圓角半徑r=8伽，約為1.5t,該 值 過 小 , 而 且 零 件 的 直 徑 又 不 是很 大 , 一 次 拉 深 難 以

9、滿 足 零件 的 要 求 。 因 此 需 要 在 拉 深 后 還 要 增 加 一 道 整 形 工 序， 以 得 到更 小的 口 部 圓 角 半 徑 。(3)確定排樣、裁板方案：這 里 的 毛 坯 為 簡 單 的 長 圓 形 ， 而 且 尺 寸 也 不 是 很 小 ， 考 慮到 操作 方 便 ， 適 宜 采 用 單 排 。據表查得，工件間距離ai=1.2伽；搭邊距離a=1.5mm；條料下料剪切公差S=0.6伽;條料寬度B=(D+2a+5)0-s=(113.9+2X1.5+0.6) m=117.5m查 得 ， 軋 制 鋼 板 擬 選 用 規 格 為2m X650m X1300m的 板材 。采 用

10、縱 向 沖 裁 和 縱 向排 樣 的 方 案，可 得 材 料 利用 率 為：n=ns/LBX100%=72.4%本例擬采用此方案進行沖裁和排樣。排樣圖如下：9 / 41三、模具結構形式的確定1）落料拉深模：因制件較薄，為保證制件平整，采用彈壓卸料裝置。它還可對沖孔凸模起導向作用。為方便操作和取件，選用液壓保險開式固定壓力機，縱向 送料。因制件比較歸則，故采用定位銷定位，生產方便，模具制造方便，節約成 本。終上所述，選用彈性卸料縱向送料典型組合結構形式，中間滑動導柱。2）沖孔模：因制件的尺寸較小，采用彈頂板卸料，選用液壓保險開式固定臺壓 力機，為達到較高的精度，采用定位板定位，采用中間滑動導柱。

11、第四章、工藝方案的確定1、計算各工序壓力、壓力中心，初選壓力機。1）落料拉深工序1落料力計算F落料=Kp L tT=1.3*248.06*2*480N=309578.88N=309.6KNT-材料的抗剪強度L-沖裁周 邊總 長t-材料厚 度Kp-系數 一般 取1.3其中K為安全系數，沖裁周邊總長L=248.06mm,材料厚度為t=2mm,材料的抗剪強度？=480MPa(查資料表4-12得)2卸料力計算當 上 模 完 成 一 次 沖 裁 后 ，沖 入 凹 模 內 的 制 件 或 因 彈 性 擴 張 而 梗 在10 / 41凹模內，模面上的材料因彈性收縮而緊箍在凸模。為了使沖裁工作繼續進行，必須將

12、箍在凸模上的材料 刮下。將梗塞在凹模內的制件或廢料向下推出或向上 頂出。從凸模上刮下材料所需的力稱為卸料力。影響卸料力的因素很多，要精確地計算很困難。在 實際生產中常采用經驗公式計算：F卸=K卸*F落料=0.05*309578.88N=15478.944N=15.5KN3拉深力的計算：F拉深=(nd-1.72r)tcbk5=(3.14X82-1.72X4)X2.5X480X0.85N=295619.275N296.62KN當采用落料、拉深復合時，不能簡單的將落料 力與拉深力 迭加來選擇 壓力 機，( 因為壓力機的 公稱 壓 力是指在接 近下死點時 的壓 力機壓 力) 。因 此，應該 注意壓力機

13、的壓力曲線。否 則很可能過早的出現最大沖壓 力而使壓力機超載損壞。一般可按下式做概略計算：淺拉深時：藝F=(0.70.8)Fo深拉深時：工F=(0.50.6)Fo本制件屬于淺拉深，則：最大壓力w(0.70.8)F。因此拉深力F=F0/0.7=296.62/0.7423.6KN4確定是否需要壓邊裝置并計算壓邊力：合理的壓邊是拉深制件質量的保障，拉深時壓邊 力必須適當，壓邊力過大，會引起拉深力的增加，甚 至造成制件拉裂或嚴重變薄超差；壓力過小，則會造 成制件直壁或凸緣部分起皺，防皺效果不好。解決拉深工作中的起皺問題的主要方法就是采 用防皺壓邊圈，至于是否采取壓邊裝置主要取決于毛 坯或以后各道工序的

14、拉深系數m和相對料厚tx100/D。11 / 41由該制件的相對料厚為t/D=2.4，m=0.56；經查表可知： 該制件在拉深過程中不需要采用壓邊裝置。5總壓力計算：F總=F落F卸F拉 深=309.6KN15.5KN423.6KN=748.7KN6初 選壓 力 機 ：由于該制件體積不是很大，而且精度要求不是很 高，因此可以選用開式雙柱固定臺壓力機。 它具有 三 面 敞 開 ，操 作 方 便 成 本 低 廉 的 優點 由 于 落 料 、拉 深復合模的壓力行程的特點是在開始階段即需要很 大的壓力，而 在拉深階段反倒要小的多。因此若 按 總的壓力來選取壓力機，很能出現總的壓力滿足要 求，但是在初始階

15、段沖時已經超載。 同時，選用拉 深壓力機還應該對拉深功進行核算，否則會出現壓12 / 41力機在力的大小滿足要求，但是功率有可能過載， 飛輪轉速降低，從而引起電動機轉速降低過大，損 壞電動機。因此精確確定壓力機壓力應當根據壓力 機說明書中給 出的允許工 作負 荷曲線 ，并 校核 功率 。 但是在一般條件下，可 以根據生產車間的實際條件， 在現有壓力機 中選取。在這里根 據總 壓力為748.7KN,查 得 ，提 供 的 壓 力 機 公 稱 壓 力 序 列 中 選 取1000KN的 壓 力 機 ，型 號 為JD21-100.由 此 可 知 ，電 動 機 的 功 率 遠遠大于拉深所需壓力機的電動機功

16、率。故可以選 用此電動機。（7）查 資 料 沖 壓 工 藝 與 模 具 設 計 P358選用開式雙柱 雙柱固定臺 壓力 機J23-63及其它 主要 技術參數：電動機功率：7.5KW公稱壓力：滑塊行程：行程次數：最大閉合高度： 最大裝模高度：閉合高度調節量：立柱間距離：工作 臺尺寸：前 后600m，p=1000KNH=120mm75/minH=400mmH=300mmH=85mmL=480 mm左 右1000m工作臺墊板孔徑：工作臺板厚度：200m100m模柄孔尺寸：060X80 mm13 / 418) 確 定壓 力 中 心 ：由于該制件的毛坯以及各個工序件均為軸對稱圖 形 ，而 且 只 有 一

17、 個 工位 ，因 此 壓 力 中 心 必 定 與 制 件 的 幾 何中心重合。9).沖裁間隙的確定：確定合理間隙的方法有理論確定法與經驗確定 法：a.理 論 確 定 法 ：理論確定法的主要依據是保證上下裂紋會合， 以 便 獲 得 良 好 的 斷面 。由 于 理 論 計 算 間 隙 的 方 法 在 實 際 生 產 中 使 用 不 方 便 ，故 目 前 間 隙 值 的 確 定 廣 泛 使 用 的是經驗公式和圖表。b.經 驗 確 定法 ：根據研究與使用的經驗，在確定間隙值時要按 要 求 分 類 選 用 。對 于 尺寸 精 度 、斷 面 垂 直 度 要 求 高 的 制 件 應 選 用 較 小 間 隙值

18、 ，對 于 斷 面 垂 直 度 與 尺 寸 精 度 要 求 不 高 的 制 件 ，應 以降 低 沖 裁 力 、提 高 模 具 壽 命 為主。其可按下列經驗公式選用：軟材料：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本制件屬于硬材料，所以間隙值是：c=（6%8%）t=（6%8%）X 2=0.120.16 mm本制件的間隙取0.14 m14 / 41第五章、模具結構設計查 資 料 沖 壓 工 藝 與 模 具 設 計 P57、58在 壓力 機的 一 次工 作行 成 中， 在模 具 同一 部位 同 時完 成數 個 沖壓工序的模具，稱為復合沖裁模。如 下頁圖所示 是落料拉深復 合模的 基本 結構 。在模 具的 一 方 是落 料凹模中間 裝著拉深凸模，而另一個 方面上凸凹 模外 部 是 拉深 的 凸模。內 孔是拉深的 凹 模。若落料 凹模 裝在上