摩托車油箱注油口沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)

摩托車油箱注油口沖壓工藝及模具設(shè)計(jì),摩托車,油箱,注油,沖壓,工藝,模具設(shè)計(jì) 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題 目:摩托車油箱注油口沖壓工藝及 模具設(shè)計(jì) 學(xué) 院（系）: 材料科學(xué)與工程學(xué)院 年級(jí)、 專業(yè): 2002級(jí)材料成型及控制工程 姓 名: 學(xué) 號(hào): 指 導(dǎo) 教 師: 完 成 時(shí) 間: 2006年6月1日 目 錄 摘要 ……………………………………………………………………………… 3 1 前言 ………………………………………………………………………3 2 零件的工藝性分析 …………………………………………………………4 3 零件沖壓工藝方案的確定 ………………………………………………………5 3.1 沖壓工藝方案的計(jì)算 ………………………………………………………5 3.2 確定工藝方案 ……………………………………………………………5 3.3 按凸緣筒形件的拉深 ………………………………………………………7 3.4 沖裁排樣方式的設(shè)計(jì)及計(jì)算 ………………………………………8 4 第一副模具（落料、拉深、沖孔復(fù)合模）的設(shè)計(jì)與計(jì)算：…………………9 4.1各工序壓力的計(jì)算 …………………………………………………9 4.2壓力機(jī)的初步選定 ……………………………………………………………10 4.3 模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇與計(jì)算 ………………………………………11 4.4模具工作部分刃口尺寸和公差的計(jì)算 ………………………………12 4.4.1 落料凸、凹模的刃口尺寸 …………………………………………12 4.4.2 拉深凸、凹模的刃口尺寸 …………………………………………13 4.4.3 沖孔凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 ……………………………………14 4.5 落料、拉深凸、凹模高度的確定 ……………………………………………14 4.6落料凹模外形尺寸的設(shè)計(jì)與粗略計(jì)算 ……………………………………15 4.7模具其他零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ………………………………………………15 4.7.1 模架的選用 ………………………………………………………15 4.7.2 定位零件 …………………………………………………………16 4.7.3 卸料與推（頂）件裝置 ……………………………………………16 4.7.4 固定與連接零件 …………………………………………………16 4.8模具壓力中心的設(shè)計(jì)與計(jì)算 …………………………………………………16 5第二副模具（翻邊模）的設(shè)計(jì)與計(jì)算 …………………………………16 5.1各工序壓力的計(jì)算與壓力機(jī)的初步選用 …………………………………… 16 5.2 壓力機(jī)的初步選用 ……………………………………………………………17 5.3翻邊凸、凹模刃口尺寸和公差的計(jì)算 ………………………………………18 5.4模具結(jié)構(gòu)類型及形式的選擇與設(shè)計(jì) …………………………………………19 5.5壓力中心的計(jì)算 …………………………………………………………… 19 5.6沖模閉合高度的計(jì)算 …………………………………………………19 5. 7 模座的選用 ………………………………………………………………19 6第三副模具（垂直切邊模）的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ………………………………20 6.1各工序壓力的計(jì)算與壓力機(jī)的初步選用 ……………………………………20 6.2 切邊凸凹模刃口尺寸和公差 ……………………………………………21 6.3模具結(jié)構(gòu)類型及形式的選擇與設(shè)計(jì) ……………………………………22 6.3壓力中心的計(jì)算 ……………………………………………………………22 6.4沖模閉合高度的計(jì)算 ………………………………………………………22 6.5模座的選用 ……………………………………………………………22 心得與體會(huì) ………………………………………………………………………23 致謝詞 ……………………………………………………………………………24 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………… 24 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是完成摩托車油箱注油口沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)。采用落料、拉深、沖孔、翻邊、切邊工藝。設(shè)計(jì)中分析了工件的沖壓工藝性，計(jì)算了毛坯排樣、沖壓力、刃口尺寸計(jì)算等。進(jìn)行了模具總體結(jié)構(gòu)、主要零部件的設(shè)計(jì)，繪制了落料、拉深、沖孔復(fù)合模和翻邊、切邊的單工序模具裝配圖和零部件圖。 關(guān)鍵詞: 沖壓工藝 沖壓模具設(shè)計(jì) 裝配圖 Abstract: The main program for this graduation design is to finish press process and the design of motorcycle tank pouring orifice. The press process of blanking，drawing, perforating, flaring, trimming are adopted. In this paper, the process suitability of part is analysed. The process parameters, such as blank layout and press force are calculated. The general construction of mold and main parts are designed. The compound die of blanking，drawing,perforating and the simple press tool of flaring,trimming and detail drawings of main parts are drawn. Key words: Press process Press tool design assembly diagram 1 前言 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，沖壓技術(shù)應(yīng)用應(yīng)用范圍越來越廣泛，在國民經(jīng)濟(jì)各部門中，幾乎都有沖壓加工生產(chǎn)，它不僅與整個(gè)機(jī)械行業(yè)密切相關(guān)，而且與人們的生活緊密相連。 沖壓工藝與沖壓設(shè)備正在不斷地發(fā)展，特別是精密沖壓。高速?zèng)_壓、多工位自動(dòng)沖壓以及液壓成形、超塑性沖壓等各種沖壓工藝的迅速發(fā)展，把沖壓的技術(shù)水平提高到了一個(gè)新高度。新型模具材料的采用和鋼結(jié)合金、硬質(zhì)合金模具的推廣，模具各種表面處理技術(shù)的發(fā)展，沖壓設(shè)備和模具結(jié)構(gòu)的改善及精度的提高，顯著地延長(zhǎng)了模具的壽命和擴(kuò)大了沖壓加工的工藝范圍。 由于沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、成本低以及可加工復(fù)雜形狀工件等一系列優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械、汽車、輕工、國防、電機(jī)電器、家用電器，以及日常生活用品等行業(yè)應(yīng)用非常廣泛，占有十分重要的地位。隨著工業(yè)產(chǎn)品的不斷發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高，沖壓模具作為個(gè)部門的重要基礎(chǔ)工藝裝備將起到越來越大的作用。 2 工件的沖壓工藝分析 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的沖壓件是摩托車油箱注油口沖壓件的生產(chǎn)過程的設(shè)計(jì)。該工件是一個(gè)帶凸緣的筒形件，在53mm的內(nèi)孔中，用來注油要求有較高的光潔度和相對(duì)的位置精度。除了要保證它的公差外還要保證它的高度及其孔內(nèi)的圓角半徑R5mm。 從以上對(duì)摩托車油箱注油口的形狀分析當(dāng)中不難看出，它需要經(jīng)過落料，拉深，沖預(yù)制孔，翻邊，修邊等沖壓工序，但它需要幾次拉深，沖預(yù)制孔、翻邊尺寸如何計(jì)算以及沖側(cè)孔應(yīng)該采用哪種方式和如何布置等成為本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)的模具精度并不需要很高，達(dá)到IT10-IT9均可滿足要求。工件圖見圖2-1。 圖2-1 摩托車油箱注油口工件圖 3 零件沖壓工藝方案的確定 3.1 工件孔沖制的方案 此件雖然是一般帶凸緣拉深件，但加工底部53mm孔可以有多種方案： 方案一：拉深后再車去底部 方案二：拉深后再?zèng)_去底部 方案三：拉深后沖預(yù)制孔再翻邊 a 落料、拉深復(fù)合，再?zèng)_孔、翻邊復(fù)合 b 落料、拉深、沖孔復(fù)合，再翻邊 在上述三種加工方案中，采用第一種方案，工件的質(zhì)量較高，但生產(chǎn)率低，而且費(fèi)料。在工件底部要求不高的情況下，不適宜采用。第二種方案需要增加整形工序，而且質(zhì)量不易保證。采用第三種方案中，a方案沖孔、翻邊復(fù)合將使翻邊凸模的厚度太薄，加工較麻煩，而且可能造成強(qiáng)度不夠等缺點(diǎn)。b可以避免a中的缺點(diǎn)且生產(chǎn)率高，而且省料。另外，按工件使用情況翻邊工序完全可以保證工件技術(shù)要求。所以采用第三種方案中的b較合理。 3.2 計(jì)算毛坯尺寸 在計(jì)算毛坯尺寸前，需要先確定翻邊前的半成品的形狀和尺寸?？?3的高度太大，不能用翻邊的辦法全部都制造出來，而是一部分要靠拉深形成的。 翻邊高度具體計(jì)算如下： 將直徑D=54mm，翻邊圓角半徑r=5mm，板料厚度t=1.0mm帶入翻 邊系數(shù)公式得： K=1-（H-0.43r-0.72t） =1-(26-0.43×6-0.72×1) =0.16 則預(yù)制孔徑d=0.16×54=8.6 從表6-5查得翻邊系數(shù)K=0.51（采用平底凸模沖制底孔），即計(jì)算翻邊系數(shù)大于表中查得的翻遍系數(shù)，說明不能一次翻邊而成。 取極限翻邊系數(shù)K0max=0.52 翻邊極限高度 hmax=(1- K)+0.57(r+) =(1-0.52)+0.57(5+0.5) =16.95mm 取翻邊高度為h=15mm 沖預(yù)制孔徑：d=m×D=0.52×54=28.08 沖預(yù)制孔為 d=28mm 沖孔、翻邊前半成品如圖3-1所示。 圖3-1 計(jì)算毛坯尺寸用圖 3.3 按凸緣筒形件的拉深 確定修邊余量值：==2>1.40 查表5-12得=3.0mm 所以拉深件實(shí)際凸緣直徑：dF= dt+2=108+2×3.0=114mm 計(jì)算毛坯直徑：當(dāng)r=R時(shí)毛坯直徑d0= = =119mm 確定能否一次拉深成形：由相對(duì)凸緣直徑和相對(duì)毛坯厚度查表 ==2.11 =×100=0.84 查表5-14得【h1/d1】max=0.27～0.33 而實(shí)際零件h/d=11/54=0.2<【h1/d1】max=0.27～0.33 查表5-13得m1=0.42 而且m= d1/d0=54/119=0.45>0.42故此件能一次拉深 摩托車油箱注油口拉深件毛坯尺寸計(jì)算如圖3-2所示。 圖3-2 拉深件尺寸計(jì)算 3.4 沖裁排樣方式的設(shè)計(jì)及計(jì)算 工件毛坯直徑119mm尺寸較大，考慮到操作方便，采用單排。 查有關(guān)表得搭邊值： a=1.5，a1=1.5 進(jìn)距：s=D+ a1=119+1.5=120.5 條料寬度：b=D+2a=119+2×1.5=122mm 板料規(guī)格擬選用：1×1100×2900 采用縱裁: 裁板條數(shù) n1=B/b=1100/122=9余2mm 每條個(gè)數(shù) n2=(L-a1)/s=（2900-1.5）/120.5=24余13mm 每板總個(gè)數(shù) n3= n1· n2 =9×24=216（個(gè)） 板的利用率：η=×100%=71.1% 采用橫裁: 裁板條數(shù) n1=L/b=2900/122=23余94mm 每條個(gè)數(shù) n2=(B-a1)/s=（1100-1.5）/120.5=9余28mm 每板總個(gè)數(shù) n3= n1· n2 =23×9=207（個(gè)） 板的利用率：η=×100%=68.1% 綜上比較第一種排樣方式的利用率高，故采用進(jìn)行縱裁排樣（排樣圖見圖3-3） 圖3-3 排樣圖 4 第一副模具（落料、拉深、沖孔復(fù)合模）的設(shè)計(jì)與計(jì)算 4.1各工序壓力的計(jì)算 落料力 P1 =1.3×3.14×D×t×τb =1.3×3.14×119×1×350 =170015.5N 式中 τb(抗剪強(qiáng)度)= 350 MPa，由《沖壓手冊(cè)》表8-7查得。 P1 (=∏Dtτb)——計(jì)算沖裁力 D——毛坯直徑 t——沖件材料厚度 卸料力 P2=K1 P1 =0.07×170015.5 =11901N 式中：K1 = 0.07， 由《沖壓手冊(cè)》表2-37查得。 拉深力 P3=3.14×d×t×σb K1 =3.14×54×1×450×1.05 =80117N 式中：σcp = 450 MPa , 由《沖壓手冊(cè)》表8-7查得。 K1 = 10.5 , 由《沖壓手冊(cè)》表4-86查得。 壓邊力 P4= ∏/4 [d02-( d1+2r)2×2.5 = ∏/4[1192-(54+2×5) 2] ×2.5 = 19752.6N 沖預(yù)制孔的力 F沖 = 1.3∏d tτb = 1.3×3.14×28×1×350 = 40003.6 N 式中： τb(抗剪強(qiáng)度)= 350 MPa，由《沖壓手冊(cè)》表8-7查得， d——預(yù)制孔直徑 推件力 F推 =n.K2 F沖 =5×0.055×40003.6 =11000.99 N 式中：K2 = 0.063， 由《沖壓手冊(cè)》表2-37查得。 N = 5 ,同時(shí)卡在凹模里的廢料片數(shù)。 (設(shè)凹模直筒口徑高度 h = 4 ㎜,n= h/t = 4/0.5 = 8) 4.2 壓力機(jī)的初步選用 綜上計(jì)算所知，因?yàn)檫x用的是彈性卸料結(jié)構(gòu),所以總壓力F總為各力的總和，其中包括卸料力.故 F總=P1+ P2 + P4 +F沖+F推件 = 170015.5+11901+19752.6+40003.6+11000.99 = 242673.69N ≈243 KN 在考慮各因素后，取一安全系數(shù)0.7左右，所以必須選用250KN的公稱壓力機(jī).則根據(jù)所需總壓力初選公稱壓力為250KN的開式壓力機(jī)。（參看《沖壓手冊(cè)》相關(guān)章節(jié)543頁。壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下表4-1所示 表4-1 壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 公稱壓力 滑塊行程/㎜ 行程次數(shù)/min-1 最大閉合高度/㎜ 250 80 100 250 封高度調(diào)節(jié)量 ㎜ 工作臺(tái) 模柄孔尺寸 前后㎜ 左右㎜ 直徑㎜ 深 度 ㎜ 70 360 560 50 70 4.3 模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇與計(jì)算 本次設(shè)計(jì)第一副模具采用落料、拉深、沖孔的復(fù)合模結(jié)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)的沖壓件可一次拉深到所要求的高度，原則上屬于淺拉深凸緣形件，落料、拉深、 沖孔復(fù)合模采用典型結(jié)構(gòu)，即落料、沖孔采用正裝式，拉深采用倒裝式。下模座的壓邊圈兼作壓邊和 頂件裝置，另設(shè)剛性推件裝置。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，出件暢通無阻，生產(chǎn)率高。適合于拉深深度不太大，材料較薄的情況。 在上模部分，為了不讓工件底部變形，使其不讓剛性接觸，采用了連接推桿裝置來推動(dòng)推件塊來推出工件。對(duì)于此工序，由于拉深深度為11㎜，不算太大，材料厚度為1㎜較薄，因此采用彈性卸料較合適。 另外在下模座下部設(shè)有氣墊裝置，它驅(qū)動(dòng)托桿向上運(yùn)動(dòng)，使壓邊圈兼做頂件和壓邊的作用，且在上模上設(shè)有剛性推件裝置，并在下模上設(shè)有剛性卸料板裝置，采用這些結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要是結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理且制造使用都簡(jiǎn)單方便，唯一的不足是，拉深件有可能留在剛性卸料板內(nèi)不易出件，有時(shí)還需要工人用手工去把它拿出，帶來了操作的不便，但是只要托桿長(zhǎng)度設(shè)計(jì)合理，氣墊壓力足夠，就能克服這點(diǎn)不足。另外考慮到裝模和操作方便，模具采用后側(cè)布置導(dǎo)柱的模架。 第一副模具（落料、拉深、沖孔復(fù)合模）裝配簡(jiǎn)圖如圖4-1所示 圖4-1落料、拉深、沖孔復(fù)合模裝配簡(jiǎn)圖 4.4 模具工作部分刃口尺寸和公差的計(jì)算 4.4.1 落料凸、凹模的刃口尺寸 圓形凸模和凹模可采用分開加工。 落料前的毛坯未注公差尺寸的極限偏差，故取落料件的尺寸公差為 Ф119 ㎜ 由《沖壓手冊(cè)》表2-31的公式進(jìn)行計(jì)算 D凹 = （D-x△）+δ凹 =（119-0.5×（-0.87）） =119.44 式中： x = 0. 5,由《沖壓手冊(cè)》表2-30查得， δ凹 = +0.035，由《沖壓手冊(cè)》表2-28查得。 D凸 = （D-x△-2Cmin）- = (119-0. 5×（-0.87）-2×0.07) = 119.37 式中： Cmin = 0.07，由《沖壓手冊(cè)》表2-25查得，表查得Cmax = 0.1） δ凸 = -0.025 ，由《沖壓手冊(cè)》表2-25查得。 + = 0.035+0.025 = 0.06 ＜= 2（Cmax-Cmin）t = 2×（0.1-0.07） =0.06㎜ 故上述計(jì)算是合理的。 落料凹模最小模壁c ，由《沖壓手冊(cè)》表2-39查得為36㎜，實(shí)際取為36㎜ 4.4.2 拉深凸 、凹模的刃口尺寸 拉深件按未注公差尺寸的極限偏差考慮，并標(biāo)注內(nèi)形尺寸，故拉深件的尺寸為 Ф53㎜ 由《沖壓手冊(cè)》表4-75的公式計(jì)算 d凸=（D+x△）- =(53+0.4×0.74) =53.3 式中：x = 0.4,由《沖壓手冊(cè)》表2-30查得 δ凹 = +0.05由《沖壓手冊(cè)》表4-76查得 D凹 = （D+x△+2C）+δ凹 =（53+0.4×0.74+2×1.05） =55.4 式中：x = 0.4,由《沖壓手冊(cè)》表2-30查得， c由《沖壓手冊(cè)》表4-74取為 c = (1～1.1)t = 1.05㎜ 拉深凹模最小模壁c ，由《沖壓手冊(cè)》表2-39查得為30㎜ 4.4.3 沖孔凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 沖孔件按未注公差尺寸的極限偏差考慮，并標(biāo)注內(nèi)形尺寸，故沖孔件的尺寸為Ф28㎜ d凸= (d+x△)- =(28+0.5×0.52) =28.26 d凹= (d+x△+2Cmin) +δ凹 =(28+0.5×0. 52+2×0.07) =28.27 式中： x = 0.5,由《沖壓手冊(cè)》表2-30查得， Cmin = 0.07，由《沖壓手冊(cè)》表2-25查得，表查得Cmax = 0.1） δ凹 = 1/4△ = 0.021 4.5 落料、拉深凸凹模高度的確定 L=h1+h2+h3+h 其中：h1為凸模固定板厚度，一般為凸模高度的40%左右，計(jì)算取為28㎜。 h2為卸料板的厚度，查課本P23頁一般為6～12 ㎜，取為10㎜。 h3為導(dǎo)料板厚度2 ㎜。 h為附加長(zhǎng)度，包括修模余量和安全長(zhǎng)度，取30㎜。 綜上，則：L=28+10+2+30 故：L=70㎜ 即凸凹模的長(zhǎng)度為70㎜，具體長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整后再確定。 4.6 落料凹模外形尺寸的設(shè)計(jì)與粗略計(jì)算 (具體情況根據(jù)裝配圖確定) 參見課本P63頁圖3-12： 凹模厚度h=Kb（大于15㎜）， 凹模壁厚c=（1.5——2h）（大于30——40㎜） 其中： b——沖裁件最大外形尺寸 K——系數(shù)，形狀簡(jiǎn)單取較小值，形狀復(fù)雜取較大值。 故根據(jù)課本P64頁表3—3取K=0.20， 則：查《沖壓設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》P34頁： h=Kb=0.20x87=17.4（㎜）（但是本次模具不是落料單工序模，因此，落料凹模的對(duì)應(yīng)尺寸應(yīng)該比拉深凸模原則上高1個(gè)料厚t才可滿足強(qiáng)度要求.但是在此模具設(shè)計(jì)，凹模里面還有卸料結(jié)構(gòu)，根據(jù)作圖得初h取25㎜） 凹模壁厚 ：c=（1.5—2.5）h，取36㎜。 4.7 模具其他零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 4.7.1 模架的選用 根據(jù)落料凹模的周界尺寸，查《沖壓手冊(cè)》P591頁相關(guān)資料，同時(shí)為了安裝方便，故采用后側(cè)導(dǎo)柱式模架.由于本次落料凹模的周界尺寸長(zhǎng)度在200㎜左右，按資料中的LXB選用則上模座為200×200×50㎜，下模座為200×200×50㎜的規(guī)格，其他結(jié)構(gòu)的尺寸值不變。此時(shí)，再反過來校核所初步選用的壓力為250KN的公稱壓力。工作臺(tái)尺寸：左右為560㎜，前后360㎜。工作臺(tái)的閉合高度為250㎜，顯然可以放下該模座，且最大閉合高度也滿足要求，因此所選壓力機(jī)符合要求。 則模柄的規(guī)格為直徑50，高70㎜，其它結(jié)構(gòu)的尺寸參見《沖壓簡(jiǎn)明手冊(cè)》P436頁，與此同時(shí)，在模座確定以后，導(dǎo)柱，導(dǎo)套的規(guī)格和結(jié)構(gòu)尺寸也隨之確定下來由《沖壓簡(jiǎn)明手冊(cè)》相關(guān)章節(jié)查得。 4.7.2 定位零件 本副模具采用兩個(gè)導(dǎo)料銷導(dǎo)向送料，為使條料順利通過導(dǎo)料銷的間隙，在計(jì)算排樣尺寸圖時(shí)一并算出，此處不在敘述。結(jié)構(gòu)和規(guī)格與擋料銷相同。同時(shí)在本副模具中采用固定擋料銷來限制條料的送近步距，使用圓形擋料銷，規(guī)格為Φ4×6。該結(jié)構(gòu)的擋料結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，使用方便，適用于固定卸料板及手工送料的冷沖模結(jié)構(gòu)。 4.7.3 卸料與推（頂）件裝置 由于板料厚度為1㎜ 〉0.8mm，故要采用固定卸料板結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，卸料力大，用于板料厚度較薄的情況。 卸料力前面已算出 F卸=11901N 采用帶導(dǎo)尺的固定卸料板，卸料板只起卸料的作用，卸料板的型孔與凸模的單面間隙為0.5㎜，厚度為10㎜。 打桿長(zhǎng)度：H＞（模柄總長(zhǎng)+凸凹模高度-推件高度） 但是由于使用了三爪推板推出機(jī)構(gòu)，因此打桿長(zhǎng)度應(yīng)在（模柄總長(zhǎng)-推板厚度）具體情況根據(jù)裝配圖確定。 托桿長(zhǎng)度：L＞（l+h3） 其中：l——?dú)鈮|長(zhǎng)度 h3——?dú)鈮|上平面與下平面之間隙 綜上，取L=48 ㎜。 4.7.4 固定與連接零件 采用固定板將凸凹模固定在上模座上，固定板與凸凹模之間采用階梯固定的形式。固定板與上模座之間采用內(nèi)六角螺釘與圓柱銷來連接和定位，螺釘尺寸與圓柱銷尺寸根據(jù)被連接的兩部分零件厚度來確定。此外，由于本副模具的尺寸所需沖裁力較大，因此采用墊板的結(jié)構(gòu)。 4.8 模具壓力中心的設(shè)計(jì)與計(jì)算 由于落料，拉深和沖預(yù)制孔的凸，凹模形狀均為對(duì)稱性形狀，因此其壓力中心均為其各自的幾何形心，故以模座中心為原點(diǎn)，建立直角坐標(biāo)系，則落料和拉深的壓力中心均在原點(diǎn)上。 5 第二副模具（翻邊模）的設(shè)計(jì)與計(jì)算 5.1 計(jì)算沖裁力 翻邊力 F翻邊 = 1.1∏t(D- d0) σs =1.1×3.14×1×(54-28) ×196 = 17602N 式中：σs = 196 MPa , 由《沖壓手冊(cè)》表8-7查得。 頂件力 頂件力取翻邊力的10％，則 F頂件 = 10％×F翻邊 = 10％×17602 = 1760 N 5.2 壓力機(jī)的初步選用 綜上計(jì)算所知，因?yàn)檫x用的是彈性卸料結(jié)構(gòu),所以總壓力F總為各力的總和，其中包括卸料力.故 F總= F翻邊+F頂件 = 17602+1760 = 19362 N ≈20 KN 在考慮各因素后，取一安全系數(shù)0.7左右，所以必須選用大于20KN的公稱壓力機(jī).則根據(jù)所需總壓力初選公稱壓力為160KN的開式壓力機(jī)。（參看《沖壓手冊(cè)》相關(guān)章節(jié)543頁。第二副模具(翻邊模)裝配簡(jiǎn)圖見圖5-1所示。 圖5-1 翻邊模裝配簡(jiǎn)圖 5.3 翻邊凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 從模具裝配圖的設(shè)計(jì)中知道，翻邊凸?；境叽鐬椐?3㎜。翻邊件按未注公差尺寸的極限偏差考慮，并標(biāo)注內(nèi)形尺寸，故翻邊件的尺寸為Ф53㎜ 由《沖壓手冊(cè)》表4-75的公式計(jì)算 d凸= （D+x△）- =(53+0.4×0.74) =53.3 式中： x = 0.4,由《沖壓手冊(cè)》表2-30查得， δ凹 = +0.05由《沖壓手冊(cè)》表4-76查得 D凹 = （D+x△+2C）+δ凹 =（53+0.4×0.74+2×1.05） =55.4 式中：x = 0.4,由《沖壓手冊(cè)》表2-30查得， c由《沖壓手冊(cè)》表4-74取為 c = (1～1.1)t = 1.05㎜ 翻邊凹模最小模壁c ，由《沖壓手冊(cè)》表2-39查得為36㎜ 5.4 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇計(jì)算 本副模具主要目的是為了翻邊工序，翻邊高度為11mm.翻邊所需求的精度比較高,故在本次翻邊模具的設(shè)計(jì)中,翻邊模的精度為中等精度要求。 在本副翻邊模的設(shè)計(jì)中,翻邊凹模設(shè)計(jì)在上模座上。預(yù)先拉深后的帶凸緣筒形件也放在上模座上,然后利用固定板固定,而固定板利用內(nèi)六角螺釘和圓柱銷釘將其連接與緊固在上模座上。卸料時(shí),上模采推件塊推件的方式將坯料從翻邊凹模中推出 翻邊凸模安放在下模座上,采用式嵌入式固定在下模座上.卸料時(shí)采用壓邊圈與限位螺釘?shù)姆绞竭M(jìn)行卸料，壓邊圈同時(shí)還可以起壓邊得作用，他是氣墊壓力通過托桿把力傳到壓邊圈上進(jìn)行壓邊的。 5.5 壓力中心的計(jì)算 由于本副模具的翻邊位置對(duì)稱，因此它的壓力中心就在中心距的幾何中心上。 5.6 沖模閉合高度的計(jì)算 由于估算的沖模高度為171㎜，而根據(jù)總壓力所選的壓力機(jī)閉合高度為160㎜～220㎜，因此初選壓力機(jī)符合要求。 5.7 模座的選用 在本副模具設(shè)計(jì)中根據(jù)凹模支架的尺寸來選用后側(cè)導(dǎo)柱式模架選用模座的規(guī)格如下： 上模座——160×160×45㎜ 下模座——160×160×45㎜ 其具體的結(jié)構(gòu)尺寸如下： 上模座 L=160， B=160， t=45 A2=195 L1=170， S=170， A1=110， R=42, l2=80 D(h7):42 下模座 L=160， B=160， t=45， L1=170 S=170， A1=110， A2=195 l2=80 R=42, d(r7):28 圖形及具體的標(biāo)注尺寸見零件圖和《沖壓手冊(cè)》。 導(dǎo)柱導(dǎo)套尺寸具體參數(shù)參考《沖壓手冊(cè)》P606-612頁相關(guān)的章節(jié)。 6 第三副模具（垂直切邊模）的設(shè)計(jì)與計(jì)算 6.1 各工序壓力的計(jì)算與壓力機(jī)的初步選用 切邊力 F = 1.3∏dtτb = 1.3×3.14×76×1×350 = 108581.2 N 式中 τb(抗剪強(qiáng)度)= 350 MPa，由《沖壓手冊(cè)》表8-7查得。 t——沖件材料厚度 廢料刀切斷廢料所需力（設(shè)兩把廢料刀） F1=2×1.3×(82-76)×1×350 =5460N 綜上所計(jì)算得 F總=F+ F1=108581.2+5460 =114041.2N ≈114KN 則根據(jù)總壓力初步選用開式壓力機(jī)公稱壓力為160KN，其模柄規(guī)格 直徑30mm,高度50mm具體結(jié)構(gòu)尺寸參見《沖壓手冊(cè)》相關(guān)章節(jié)。 第三副模具（垂直切邊模）裝配簡(jiǎn)圖如圖6-1所示。 圖6-1 垂直切邊模裝配簡(jiǎn)圖 6.2 切邊凸凹模刃口尺寸和公差 取落料件的尺寸公差為Ф76 ㎜ 由《沖壓手冊(cè)》表2-31的公式進(jìn)行計(jì)算 D凹 = （D-x△）+δ凹 =（76-0.5×0.74） =76.37 式中： x = 0.5,由《沖壓手冊(cè)》表2-30查得， δ凹 =0.012，由《沖壓手冊(cè)》表2-28查得。 D凸 = （D-x△-2Cmin）- = (76-0.5×0.74-2×0.07) = 76.3 式中： Cmin = 0.07，由《沖壓手冊(cè)》表2-25查得，表查得Cmax = 0.1） δ凸 = -0.019 ，由《沖壓手冊(cè)》表2-25查得。 + = 0.018+0.012 = 0.03 ＜ 2（Cmax-Cmin） = 2×（0.1-0.07） =0.06㎜ 故上述計(jì)算是合理的。 落料凹模模壁c ，由《沖壓手冊(cè)》表2-39查得為36㎜. 6.3 模具結(jié)構(gòu)類型及形式的選擇與設(shè)計(jì) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)第三副模具設(shè)計(jì)的主要目的是為了得到外形尺76㎜的尺寸精度而進(jìn)行切邊。，由于切下的廢料是環(huán)狀的，則采用廢料切刀分段切斷廢料，使環(huán)繞在凸模上的廢料脫落卸下，減少了卸料板的使用。這樣使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作易行，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。 6.4 壓力中心的計(jì)算 由于本副模具的切邊位置對(duì)稱，因此它的壓力中心就在中心距的幾何中心上。 6.5 沖模閉合高度的計(jì)算 由于估算的沖模高度為172㎜，而根據(jù)總壓力所選的壓力機(jī)閉合高度為160 ㎜～220㎜，因此初選壓力機(jī)符合要求。 6.6 模座的選用 在本副模具設(shè)計(jì)中根據(jù)凹模支架的尺寸來選用后側(cè)導(dǎo)柱式模架選用模座的規(guī)格如下： 上模座——160×160×45㎜ 下模座——160×160×45㎜ 其具體的結(jié)構(gòu)尺寸如下： 上模座 L=160， B=160， t=45 L1=210 A1=110， A2=195， S=170， R=45, l2=80 D(h7):42 下模座 L=160， B=160， t=45 L1=210 A1=110， A2=195， S=170， R=45, l2=80 d(r7):28 圖形及具體的標(biāo)注尺寸見零件圖和《沖壓手冊(cè)》。 導(dǎo)柱導(dǎo)套尺寸具體參數(shù)參考《沖壓手冊(cè)》P606-612頁相關(guān)的章節(jié)。 心得與體會(huì) 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在理論知識(shí)的指導(dǎo)下，結(jié)合認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所獲得的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在老師和同學(xué)的幫助下，認(rèn)真獨(dú)立地完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在本次設(shè)計(jì)的過程中，通過自己實(shí)際的操作計(jì)算，我對(duì)以前所學(xué)過的專業(yè)知識(shí)有了更進(jìn)一步、更深刻的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也認(rèn)識(shí)到了自己的不足之處。到此時(shí)才深刻體會(huì)到，以前所學(xué)的專業(yè)知識(shí)還是有用的，而且都是模具設(shè)計(jì)與制造最基礎(chǔ)、最根本的知識(shí)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)四個(gè)月左右，從最初的領(lǐng)會(huì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，到對(duì)拿到自己手上的沖壓件的沖壓性能的分析計(jì)算，諸如對(duì)沖壓件結(jié)構(gòu)的分析，對(duì)形狀的分析等，不斷地分析計(jì)算，對(duì)要進(jìn)行設(shè)計(jì)的沖壓件有了一個(gè)比較全面深刻的認(rèn)識(shí)，并在此基礎(chǔ)上綜合考慮生產(chǎn)中的各種實(shí)際因素，最后確定本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的工藝方案。然后是對(duì)排樣方式的計(jì)算，直到模具總裝配圖的繪制，歷時(shí)近兩個(gè)月左右。在這段時(shí)間里，我進(jìn)行了大量的計(jì)算：從材料利用率的計(jì)算，到工序壓力的計(jì)算，再工作部分刃口尺寸及公差的計(jì)算，到各種零件結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算以及主要零部件強(qiáng)度剛度的核算。其間在圖書館翻閱了許多相關(guān)書籍和各種設(shè)計(jì)資料。因此從某種意義上講，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，也培養(yǎng)和鍛煉了一種自己查閱資料，獲取有價(jià)值信息的能力。 總之，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的鍛煉，使我對(duì)模具設(shè)計(jì)與模具制造的整個(gè)過程都有了比較深刻的認(rèn)識(shí)和全面的掌握。先后幾次不同的設(shè)計(jì)，從壓鑄模的設(shè)計(jì)，到模具制造工藝卡的設(shè)計(jì)，再到本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的沖壓模的設(shè)計(jì)，使我接受了一個(gè)模具專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)該有的鍛煉和考查。我很感謝學(xué)校和各位老師給我這次鍛煉機(jī)會(huì)。我是認(rèn)認(rèn)真真的做完這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的，也應(yīng)該認(rèn)認(rèn)真真的完成我大學(xué)四年里最后也是最重要的一次設(shè)計(jì)。但是由于水平有限，錯(cuò)誤和不足之處再所難免，懇請(qǐng)各位導(dǎo)師、各位教授批評(píng)指正，不勝感激。 致 謝 首先感謝學(xué)校及學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)的悉心關(guān)懷和耐心指導(dǎo)，特別要感謝查五生教授給我的指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)和說明書的寫作過程中，我始終得到查老師的悉心教導(dǎo)和認(rèn)真指點(diǎn)，使得我的理論知識(shí)和動(dòng)手操作能力都有了很大的提高與進(jìn)步，對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造的整個(gè)工藝流程也有了一個(gè)基本的掌握。在他身上，時(shí)刻體現(xiàn)著作為科研工作者所特有的嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的教學(xué)風(fēng)范，勇于探索的工作態(tài)度和求同思變、不斷創(chuàng)新的治學(xué)理念。他不知疲倦的敬業(yè)精神和精益求精的治學(xué)要求，端正了我的學(xué)習(xí)態(tài)度，使我受益匪淺。 另外，還要感謝和我同組的其他同學(xué)，他們?cè)趯ふ屹Y料，解答疑惑，實(shí)驗(yàn)操作、論文修改等方面，都給了我很大的幫助和借鑒。 最后，感謝所有給予我關(guān)心和支持的老師和同學(xué)使我能如期完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。謝謝各位老師和同學(xué)！ 感謝學(xué)校對(duì)我這四年的培養(yǎng)和教導(dǎo)，感謝材料學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)各位老師四年如一日的諄諄教導(dǎo)！ 參考資料 1 模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會(huì) .沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 2 萬戰(zhàn)勝,顧圣巖,龐銳 .沖壓模具設(shè)計(jì) . 武漢：中國鐵道出版社，1999 3 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組 .沖模設(shè)計(jì)手冊(cè) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002 4 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)（西華大學(xué)教材） 5 王孝培 .沖壓手冊(cè)（第二版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1995 6 王孝培 .沖壓設(shè)計(jì)資料 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1983 7 彭建聲 .沖壓技術(shù)問答 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