226 濾油器支架模具設計

226 濾油器支架模具設計,濾油器,支架,模具設計 1濾油器支架模具設計摘要本說明書主要是闡述了有關濾油器支架模具設計的基本過程和其主要計算。全文共由四章組成，他們的內容如下所述。第一章是設計濾油器支架模具的工藝方案的確定，主要根據(jù)所給制件特點加以分析，設計出合理的模具，這里共設計出三套模具。第二章是落料拉深復合模的設計，其中包括一些典型結構的選擇和一些非標準零件的設計。第三章是沖孔切邊復合模的設計，包括各種模具零件的選擇和一些零件尺寸的計算。第四章是彎曲翻邊復合模的設計，此章除了沿用了相關類似模具結構外，還進行了簡單的計算和零件設計。鑒于本人的水平所限，在設計中肯定有不足之處存在，也可能有錯誤出現(xiàn)，懇請評閱老師和各位讀者包涵并且批評指正。關鍵詞： 模具 復合模 零件2AbstractThis paper is main elaborates the basic mould design course of the sieve oil implement’s bracket,and expounds the main calculation course for it. There are four parts in this paper, their content as follow.The first chapter is settling the project of the mould design’s craft to the sieve oil implement’s bracket. It main contains the analysis of the sieve oil implement’s bracket’s characteristics. Make sure design three suitable moulds. The second chapter is the design of the blanking and drawing compound dies. It contains the choosing of the typical framework of the dies. The designof some accessory. The third chapter is the design of the piercing and trimming compound dies. It contains the choosing the caculation of accessory. The forth chapter is the design of bending and flanging compound dies. In addition to using the similar framework of the dies, it contains some calculation and design of accessory. In view of my limited knowledge,I could have made some mistakes in this paper, I wish my teacher and the readers could help me correct it, thanks!Keywords: mould compound dies accessory3目錄第一章 工藝方案的確定………………………………………………………………4第二章 落料拉深復合模的設計………………………………………………………7第三章 沖孔修邊復合模的設計………………………………………………………19第四章 彎曲翻邊復合模的設計………………………………………………………30畢業(yè)設計總結……………………………………………………………………………39參考文獻…………………………………………………………………………………404第一章 工藝方案的確定一 制件工藝分析濾油器支架結構較為簡單、材料為 08Al，厚度為 1mm。成型工藝包括落料拉深、沖孔修邊、彎曲翻邊三部分。 制件上的拉深為淺拉深（最大處也只有 4.4mm）可一次拉深成型，同時制件結構對稱，經計算滿足沖壓工藝要求。制件在進行沖孔、落料、修邊時需要有必要的計算，之后才能確定凸凹模尺寸，這是設計時所必須的，這里體現(xiàn)了最原始的數(shù)據(jù)資料。在設計彎曲翻邊部分時，要考慮到制件的彎曲回彈現(xiàn)象。1．毛坯尺寸的確定本人設計的是濾油器支架的模具，設計所依據(jù)的是制件圖所給數(shù)據(jù)，具體情況見下圖所示5圖 1-1根據(jù)《板金沖壓工藝手冊》P463，對于任何形狀旋轉體拉深件，其毛坯半徑可用下式求得R=1.414 （公式 1-1）???)(rhxl式中 ——橫的、豎的與斜的直線長度和弧線長度；l——直線重心和弧線弧心到旋轉軸的垂直距離；x——圓弧半徑；r——圓弧在對稱軸上的投影長度。h式中 是圓弧的更正值。對突出?。ɑ⌒脑诰€內）前用正號；對凹弧（弧心在線外）前面用負號。當所有圓弧都是四分之一圓時， ，上式變?yōu)閞h?R=1.414 （公式 1-2）???)(2xl圖 1-2根據(jù)公式 1 和圖 2 可以計算出毛坯的具體尺寸。因為是旋轉體計算出一半即可。計算過程如下R=1.414 ???)(rhxl6=1.414 )64.025(86.04529.836.825.16.85.2067 ????????=52.91mm因此整個毛坯的尺寸為： D=105.82mm2. 工序的組合和方案的確定通過對制件圖的觀察，本制件要依次經過落料、拉深、沖孔、修邊、彎曲和翻邊幾道工序，第一道工序是落料和拉深，第二道工序是沖孔和修邊，第三道工序是彎曲和翻邊。這樣就需要設計出三套模具與之相對應。由于本制件的生產無其他更符合工藝性和經濟性的方案可選擇，可以確定本件的生產由如下三套模具完成：第一套模具為落料拉深復合模，完成制件形狀的初步確定。第二套模具為沖孔修邊復合模，完成沖孔和修邊。第三套模具為彎曲翻邊復合模，完成制件最終形狀的確定。 二.模具結構確定要正確選用模具的結構形式，必須根據(jù)制件的形狀，尺寸，精度要求，材料性能，生產批量，沖壓設備，模具加工條件等多方面的因素進行考慮。在滿足沖壓件質量要求的前提下，最大限度的降低沖壓件的生產成本。確定模具的結構形式，必須解決好以下的問題。1.模具類型的確定 是簡單模復合模，還是級進模。2.操作方式的確定 手工操作 自動化操作 半自動化操作。3.進出料方式的確定 根據(jù)原材料的形式，確定進了方法、取出和整理零件的方法、原材料的定位方法。4、壓料和卸料方式的確定 壓料或不壓料 彈性或剛性卸料等。5、模具精度的確定 根據(jù)沖壓件的精度確定合理的模具加工精度，選擇合理的導向方式和固定方式。 基于上述問題，又因為制件為大批量生產并且采用 08Al作為制件材料，以及精度等要求的限制，對于沖裁模具，在這里采用復合模結構，其中的一些結構是非常典型的，在我所參閱的書籍中也是很常見的。制件采用剛性推件裝置推出，卸料板采用彈性橡膠卸料板，模架采用對角導柱模架。 對彎曲模具來說，因制件只是簡單的彎曲，所以這里可以采用一次彎曲的方法，7并且能滿足其彎曲要求。對于拉深模具，因為只是簡單的淺拉深，所以能夠一次拉深成型。其結構沿用上述典型結構。第二章 落料拉深復合模的設計一 落料部分1．沖裁力計算計算沖裁力的目的是合理選擇壓力機和設計模具，壓力機的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適應沖裁的要求。沖裁力的大小主要與材料力學性能、厚度和沖裁件的輪廓長度有關。用平刃口模具沖裁時，沖裁里 F可按下式計算（公式 2-1）?KLt?式中 L-----沖裁件周邊長度（mm）t-----材料厚度 （mm）K----系數(shù)，平刃口一般取 1.3----材料抗剪強度（MP）?由于要為拉深工序留有修邊余量，所以這里取毛坯直徑為 D=110mm ，此制件為08Al，根據(jù)《沖壓工藝與模具設計簡明手冊》P52 表 2-2得此鋼抗剪強度為Pa7105.3???材料厚度為 1毫米周邊長度 L=345.4 mm所以F=158504N同時，還存在卸料力和推件力，要準確計算這些力是很困難的，實際生產中常8用下列經驗公式來計算（公式 2-2）FKYX?式中，F(xiàn) 為沖裁力為卸料力，推料力系數(shù)。見《沖壓工藝與模具設計》P52 表 2-2YXK得取 0.035和 0.05YX即 NFX64.571803.???Y295所以總的沖裁力為KYXZ 1784.1706????2．凸凹模尺寸計算本設計采用凸模與凹模配合加工。對于沖裁形狀復雜或薄板制件的模具，其凸、凹模往往采用復合加工的方法。此方法是先加工好凸模或凹模為基準，然后根據(jù)此基準配置凹模或凸模，使他們保持一定的間隙。因此，只需在基準件上標注尺寸和公差，另一件只標注尺寸并注明“XX 尺寸按凸?；虬寄Ｅ渲?，保證雙面間隙” 。這樣，可放大基準件的制造公差。其公差不再受凸、凹模間隙的影響，制造容易，并容易保證凸、凹模的間隙。 由于復雜形狀工件各部分尺寸性質不同，凸模和凹模磨損后，尺寸變化的趨勢不同，所以基準件的刃口尺寸計算方法也不同。落料：應以凹模為基準，然后配置凸模。凹模磨損后，尺寸變大的尺寸類：先把工件圖尺寸化為 ，再按落料公式進0??A行計算（公式 2-3）dxAd?????0)(尺寸變小類，先把工件尺寸化為 ，然后按公式計算B（公式 2-4）0)(dxBd??凹模磨損后尺寸不變類尺寸，按下述三種情況進行計算制件尺寸為 時 ??0C2)5.(ddC?????制件尺寸為 時 （公式 2-5）?0c?9制件尺寸為 時 '??C2ddC???根據(jù)〈〈沖壓工藝學〉 〉P18 可知基本尺寸 — mm時，凹模 80?1Δ=0.035mm，x=0.5，所以由公式 2-3 凹模 0875.)3.5(????A0875.92.1??凸模刃口尺寸按上述凹模的相應部分尺寸配制，保證雙面間隙值在 0.070-0.090mm之間（《沖壓工藝學 P14）二 拉深部分1.零件毛坯尺寸的確定毛坯尺寸在上章中已確定2．拉深系數(shù)的確定87.015/92/??Ddm3.凸凹工作部分尺寸的確定（1）凸凹模圓角半徑 rd凸凹模圓角半徑 r 按制件圓角半徑尺寸計算（2）凸凹模間隙 c決定凸凹模間隙時，不僅要考慮材質和板厚，還要考慮工件的尺寸精度和表面質量要求。 ， c=t 對黑色金屬 （《沖壓工藝學》P91）4.凸凹模尺寸及制造公差凸凹模尺寸及制造公差應按零件要求確定根據(jù)《沖壓工藝學》p91，表 4-7凹模制造公差 δ =0.05mmd凸模制造公差 δ =0.03mmp凸模尺寸：D =（D-2c）P0p??凹模尺寸：D =Dd?5.拉深力的計算拉深力按 F=πdtσ K （公式 2-6） bF=πdtσ K=40.4kNbt-料厚（t=1mm）10d-拉深直徑（d=92mm）σ -抗拉強度（σ =330Mpa， 《鈑金沖壓工具手冊》P93，表 2）bbK-系數(shù)（K =0.4， 《沖壓工藝學》P93，表 4-9）16.拉深功的計算拉深功 A= = 113.9J （公式 2-7）10maxhF?F -最大拉深力（ F =40.4kN）maxaxh-拉深高度（h=4.4mm）λ-平均變形力與最大變形力的比值（λ=0.64，根據(jù)《沖壓工藝學》p93 表 4-9）三 模具壓力中心的確定 沖裁時的合力作用點或多工序模各工序沖壓力的合力作用點，稱為模具壓力中心。設計時，模具壓力中心應與壓力機滑塊中心一致，如果不一致，沖裁時會發(fā)生偏裁，導致模具以及壓力機滑塊與導軌的急劇磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。所以在落料模、多工序連續(xù)模等模具設計時，必須確定模具壓力中心。由于本模具呈現(xiàn)出對稱性，所以無須計算即可得出壓力中心在模具的幾何中心。四 壓力機的選擇=171KN),(ZF??max拉深所需壓力機的公稱壓力應滿足：F 〉1.3 F = 222.3kN公 稱 ?拉深所需壓力機功率為N= =0.29kW （公式 2-8）1036.756021????nAA-拉深功ζ-不均衡系數(shù)（ζ=1.4）η -壓力機效率（η =0.6）1111η -電機效率（η =0.9）22n-壓力機每分鐘行程次數(shù)（n=60）根據(jù)《鈑金沖壓工具手冊》P299，表 1選 J23型，開式可傾臺壓力機各項技術性能如下（mm）：公稱壓力：100 噸（1000kN） 發(fā)生公稱壓力時滑塊離下死點距離：10 滑塊行程：140行程次數(shù)：60 次/分最大封閉高度：400閉合高度調節(jié)量：110工作臺尺寸：左右 900 前后 600工作臺孔尺寸： 左右 420 前后 230 直徑 300立柱間距離：420模柄孔尺寸：Φ60 75 ?五 標準零件的選擇和非標準零件的設計1．標準零件的選擇（1） 模架的選擇（mm）根據(jù)《模具標準應用手冊》P209，表 3-5選擇對角導柱模架（GB/T2851.1-90）上模座 4019?下模座 5閉合高度 —2208（2）導柱導套根據(jù)《模具標準應用手冊》P263，表 3-35和模座的閉合高度與壓力機的最大閉合高度、閉合高度調節(jié)量，選擇 A型導柱（GB/T2861.1-90）導柱 長度 L=150mm直徑 d=32mm根據(jù)《模具標準應用手冊》P272，表 3-39和模座的閉合高度與壓力機的最大閉合高度、閉合高度調節(jié)量，選擇 B型導套（GB/T2861.7-90）導套 長度 L=100mm12直徑 d=32mm（3）模柄的選擇模柄的作用是把上模固定在壓力機的滑塊上，同時使模具中心通過滑塊的壓力中心。模柄的尺寸應小于壓力機上模柄孔的尺寸，選擇模柄時，先根據(jù)模具的大小，上模結構，模架類型及精度等確定模柄的結構類型，再根據(jù)壓力機滑塊上模柄孔的尺寸規(guī)格。一般模柄直徑應與模柄孔直徑相等，模柄長度應比模柄孔深度小5～10mm。根據(jù)《模具標準應用手冊》P85，表 2-26，模座尺寸及模具結構的特點，選擇壓入式模柄（GB2862.1-81）直徑 d=60mm高度 H=110m（4）推桿的選擇根據(jù)《模具標準應用手冊》P151 表 2-69和模柄的尺寸，選擇帶肩推桿（GB2867.1-81）直徑 d=12mm長度 L=130mm（5）頂桿的選擇根據(jù)《模具標準應用手冊》P153，表 2-71，選擇頂桿（GB2867.3-81）直徑 d=16mm長度 L=110mm(6) 螺釘和銷的選擇螺釘和銷是定位零件，定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相對凸凹模有正確的位置。在模具結構的設計中，一般使用內六角螺釘和圓柱銷。在模具結構的設計中，螺釘和銷的選擇應注意以下幾點：同一組合中，螺釘?shù)臄?shù)量一般不少于 3個，并盡量沿被聯(lián)結件的外緣均勻布置。銷釘?shù)臄?shù)量一般都用兩個，且盡量遠距離錯開布置，以保證定位可靠。螺釘和銷釘?shù)牡囊?guī)格應根據(jù)沖壓工藝力大小和凹模厚度等條件確定。螺釘?shù)男肷疃群弯N釘?shù)呐浜仙疃榷疾荒芴睿膊荒芴珳\。螺釘之間，螺釘和銷釘之間的距離，螺釘和銷釘距凹模刃口及外緣的距離，均不應過小。各聯(lián)結件的銷孔應配合加工，以保證位置精度。銷釘和銷孔之間采用 H7/m6或H7/n6。根據(jù)《機械設計手冊》 （第二卷）P5-184，表 5-3-5，選擇圓柱銷（GB/T119.1-2000）直徑 d=12mm d=12mm長度 L=70mm L=60mm13根據(jù)《機械設計手冊》 （第二卷）P5-104，表 5-1-106，選擇內六角螺釘（GB/T70.1-2000）直徑 d=12mm d=12mm 總長 L=75mm L=75mm帶螺紋長度 l=30mm l=45mm(7) 卸料螺釘?shù)倪x擇根據(jù)《模具標準應用手冊》P156，表 2-73，選擇卸料螺釘（GB2867.5-81）直徑 d=8mm 長度 L=70mm l=10mm（8） 擋料銷的選擇 根據(jù)《模具標準應用手冊》P144，表 2-64，選擇擋料銷（GB2866.11-81） 直徑 D=6mm，d=4mm 高度 h=3mm2．非標準零件的設計（1）橡膠彈性體的應用本套模具應用典型彈性卸料裝置，橡膠彈性體是必不可少的組成部分，其具體結構如圖 2-1所示。為使卸料正常工作，應使橡膠的預壓力 F 大于或等于卸料力 F ,即y xF ≧F （公式 2-8）yx橡膠板的工作壓力計算公式（根據(jù)《沖壓模具設計與制造》P149）為：F=Ap （公式 2-9）F-橡膠板的工作壓力A-橡膠板的橫截面積p-單位壓力聚氨酯橡膠板的最大壓縮量一般不超過其厚度的 35℅，而模具安裝時橡膠板應預先壓縮 10～15℅。橡膠板厚度 h = mm23.0~5.1橡膠板的許可壓縮量 h =0.25～0.30 h12本套模具的推件力為 7925.2N 即預壓力 F 為 7925.2N y取橡膠板的預壓量 h =2mm,則總壓縮量為 h為 4mm，橡膠高度為 14mm,y壓縮量為 14.3℅根據(jù)表 3-35, 單位壓力 p=1.1 Mpa則橡膠板的橫截面積 A= =7205mmpy2選用橡膠板的橫截面積 25.196)580(mA????所以，選用橡膠板的性能滿足要求14（2）凹模的設計落料拉深復合模的凹模如圖 2-2，所用材料為 T10A，凹模材料應具有良好的耐磨性和抗黏附性，熱處理后一般凹模應達到 60—64HRC，有時還需要采用表面化學熱處理來提高其抗黏附能力。凹模表面粗糙度取 ，工作表面要拋光、研磨。m?4.0（3）凸模墊板的設計墊板的作用主要是承受凸模壓力或凹模壓力，防止過大的沖壓力在上下模板上壓出凹坑，影響模具的正常工作，墊板的外形尺寸與凸凹模板相同。材料為 45#，熱處理后應達到 45—50HRC。表面粗糙度取 ，工作表面必?8.0要時可以進行拋光或研磨。墊板要保證工作表面的平行度，在這里可以適當取值。其具體情況如圖 2-3 所示。圖 2-115圖 2-216圖 2-3圖 2-4 17圖 2-5（4）卸料板的設計如圖 2-4 所示為卸料板的設計圖樣，材料為 Q235，這種材料質軟適合作為卸料的材料。（5）凸模的設計本套模具的凸模如圖 2-5，材料為 T10A，凸模應該限定淬火長度，或將尾部回火，以便頭部一端保持較低硬度 ，熱處理后凸模應達到 58—62HRC ；由于制件本身就是小型制件，所以本人把它設計成一個整體形式，這樣便于加工制造。模具主要工作表面的粗糙度取 0.4 ，因此工作表面要進行研磨、拋光。m?（6）凹模墊板的設計墊板的作用主要是承受凸模壓力或凹模壓力，防止過大的沖壓力在上下模板上壓出凹坑，影響模具的正常工作，墊板的外形尺寸與凸凹模板相同。材料為 45#，熱處理后應達到 45—50HRC。表面粗糙度取 ，工作表面必m?8.0要時可以進行拋光或研磨。墊板要保證工作表面的平行度，在這里可以適當取值。18其具體情況如圖 2-6 所示。圖 2-6圖 2-7（7）圖 2-7 和圖 2-8 分別是兩種不同尺寸的打料塊的設計19出件裝置的作用是從凹模內卸下沖件或廢料。裝在上模內的出件裝置稱為推件裝置，裝在下模內的稱為頂件裝置。本設計采用的是剛性推件裝置，它是在沖壓結束后上模回程時，利用壓力機滑塊上的打料桿撞擊模柄內的打桿，再將推力傳至打料塊而將凹模內的沖件或廢料推出的。剛性推件裝置推件力大，工作可靠，應用十分廣泛。打料塊是剛性推件裝置的基本零件。圖 2-820第三章 沖孔修邊復合模的設計一 沖孔部分沖孔模先確定凸模刃口尺寸，其標稱尺寸應取接近或等于制件的最大極限尺寸，以保證凸模磨損到一定尺寸范圍內，也能沖出合格的孔。凹模刃口的標稱尺寸應比凸模大一個最小合理間隙。選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度與模具精度的關系，既要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高 2-3級。若工件沒有標注公差，則對于非圓形件按國家標準非配合尺寸的 IT14級精度來處理，圓形件一般可按 IT10級精度來處理，工件尺寸公差應按“入體”原則標注為單向公差，所謂“入體”原則是指標注工件尺寸公差時應向材料實體方向單向標注，即：落料件正公差為零，只標注負公差；沖孔件負公差為零，只標注正公差。1 凸、凹模刃口尺寸的計算凸、凹模采用配作加工，這種加工方法的特點是間隙由配作保證，工藝比較簡單，不必校核 條件，并且還可以放大基準件的制造公差（一般minaxZpd????可取沖件公差的 1/4） ，使制造容易，因此是目前一般工廠常常采用的方法，特別適用于沖裁薄板件（因其 很?。┖蛷碗s形狀的沖模加工。axin采用凸、凹模配作加工時，只需計算基準件的刃口尺寸及公差，并詳細標注在設計圖樣上。而另一非基準件不需計算，且設計圖樣上只標注基本尺寸（與基準件基本尺寸對應一致） ，不注公差，但要在技術要求中注明：“凹（凸）模刃口尺寸按凹（凸）模實際刃口尺寸配作，保證雙面間隙值為 — ”。具體情況和計算方minZax法如下：（1） 落料 落料時以凹模為基準，配作凸模。第一類是凹模磨損后增大尺寸 4/0max)(????Ad第二類是凹模磨損后變小尺寸 （公式 3-/inB1）第三類是凹模磨損后尺寸不變 8/)5.(min?Cd其中 、 、 為落料凹模刃口尺寸； 、 、 為落料件的基本尺寸；dABdCA、 、 為落料件的極限尺寸； 為落料件的公差； 為磨損系數(shù)。maxinmi ?x（2） 沖孔 沖孔時以凸模為基準，配作凹模。第一類是凸模磨損后增大尺寸 )(max???p4/0?21第二類是凸模磨損后變小尺寸 （公式 3-04/min)(????xbp2）第三類是凸模磨損后尺寸不變 8/5.in?cp其中 、 、 為沖孔凸模刃口尺寸； 、 、 為沖孔件的基本尺寸；pabpca、 、 為沖孔件的基本尺寸； 為沖孔件的公差； 為磨損系數(shù)。maxinbmic?x在這里只需要以凸模為基準來計算，具體計算過程如下：查《沖壓模具設計與制造》P94 表 3-14知 ，椐圖 3-1計算 5.0?x圖 3-1mm125.04/5.0).512( ??????pamm125.04/5.080??bmm6798).9( ??pc查《沖壓模具設計與制造》P91 表 3-10 知 ，,10.minZ?mZ140.ax?故沖孔凹模刃口尺寸按凸模實際刃口尺寸配作，保證雙面間隙值 0.100—0.140mm。二 修邊部分修邊過程實際上就是板料的在進行落料的過程。其具體計算可以按照公式 3-1進行，這時只需要計算凹模刃口部分，其計算過程如下：查《沖壓模具設計與制造》P94 表 3-14知 x=0.5 ，據(jù)圖 3-2計算 22圖 3-24/0max)(????Ad/2.5,92?mm0.1?查《沖壓模具設計與制造》P91 表 3-10 知 ，,10.minZ?mZ140.ax?故落料凸模刃口尺寸按凹模實際刃口尺寸配作，保證雙面間隙值 0.100—0.140mm。三 沖裁力計算和壓力機的選擇1 沖裁力的計算（1） 修邊部分根據(jù)公式 2-1 得 105.3923.1????F= N04.查《沖壓工藝學》P23 表 2-10 知 60.?YXK根據(jù)公式 2-2 得 FX92705.11?NY4.8623所以 NFFYXZ 604.17511???（2）沖孔部分根據(jù)公式 2-1 得 351)4.285.32.3.(.2 ???????= 9810.查《沖壓工藝學》P23 表 2-10 知 60.?YXK根據(jù)公式 2-2 得 NFX493505.22?Y8.6所以 FXZ 1.722?綜上 總的沖裁力 NZZ 6.256451 ??2壓力中心的確定由于本模具呈現(xiàn)出對稱性，所以無須計算即可得出壓力中心在模具的幾何中心。3壓力機的選擇由于 〈 所以還可以應用還可以選用 J23型開式可傾KNFZ652.?17臺壓力機。四 標準零件的選擇和非標準零件的設計1 標準零件的選擇（1）模架的選擇根據(jù)《模具標準應用手冊》P209，表 3-5選擇對角導柱模架（GB/T2851.1-90）上模座 5019?下模座 閉合高度 —2208（2）導柱和導套的選擇根據(jù)《模具標準應用手冊》P263，表 3-35和模座的閉合高度與壓力機的最大閉合高度、閉合高度調節(jié)量，選擇 A型導柱（GB/T2861.1-90）導柱 長度 L=180mm24直徑 d=32mm根據(jù)《模具標準應用手冊》P272，表 3-39和模座的閉合高度與壓力機的最大閉合高度、閉合高度調節(jié)量，選擇 B型導套（GB/T2861.7-90）導套 長度 L=110m 直徑 d=32mm（3） 卸料螺釘?shù)倪x擇根據(jù)《模具標準應用手冊》P156，表 2-73，選擇卸料螺釘（GB2867.5-81）直徑 d=8mm 長度 L=70mm l=10mm（4） 螺釘和銷的選擇根據(jù)《機械設計手冊》 （第二卷）P5-184，表 5-3-5，選擇圓柱銷（GB/T119.1-2000）直徑 d=12mm d=12mm d=6mm長度 L=70mm L=70mm L=16mm根據(jù)《機械設計手冊》 （第二卷）P5-104，表 5-1-106，選擇內六角螺釘（GB/T70.1-2000）直徑 d=12mm d=12mm 總長 L=75mm L=60mm帶螺紋長度 l=45mm l=35mm（5）推桿的選擇根據(jù)《模具標準應用手冊》P151 表 2-69和模柄的尺寸，選擇帶肩推桿（GB2867.1-81）直徑 d=16mm 長度 L=110mm（6）模柄的選擇模柄的作用是把上模固定在壓力機的滑塊上，同時使模具中心通過滑塊的壓力中心。模柄的尺寸應小于壓力機上模柄孔的尺寸，選擇模柄時，先根據(jù)模具的大小，上模結構，模架類型及精度等確定模柄的結構類型，再根據(jù)壓力機滑塊上模柄孔的尺寸規(guī)格。一般模柄直徑應與模柄孔直徑相等，模柄長度應比模柄孔深度小5～10mm。根據(jù)《模具標準應用手冊》P87，表 2-27，模座尺寸及模具結構選擇旋入式模柄（GB2862.2-81）直徑 d=50mm 高度 H=90m2 非標準零件的設計（1）帶螺紋推桿的設計如圖 3-3所示為該零件的具體設計圖樣，材料為 45#，熱處理硬度為 43—48HRC，螺紋基本尺寸按 GB196-81規(guī)定，螺紋公差按 GB197-81規(guī)定的 3級。25（2）推板的設計推板的設計圖樣如圖 3-4所示，推板材料為 45#，熱處理硬度為 43-48HRC。圖 3-3圖 3-4（3）凸模墊板的設計墊板的作用主要是承受凸模壓力或凹模壓力，防止過大的沖壓力在上下模板上26壓出凹坑，影響模具的正常工作，墊板的外形尺寸與凸凹模板相同。材料為 45#，熱處理后應達到 45—50HRC。表面粗糙度取 ，工作表面必m?8.0要時可以進行拋光或研磨。墊板要保證工作表面的平行度，在這里可以適當取值。其具體情況如圖 3-5 所示圖 3-5圖 3-6（4）橡膠彈性體的設計橡膠彈性體的具體設計圖樣如圖 3-6所示。本套模具應用典型彈性卸料裝置，橡膠彈性體是必不可少的組成部分。27為使卸料正常工作，應使橡膠的預壓力 F 大于或等于卸料力 F ,即y xF ≧F （公式 3-3）yx橡膠板的工作壓力計算公式（根據(jù)《沖壓模具設計與制造》P149）為：F=Ap （公式 3-4）F-橡膠板的工作壓力A-橡膠板的橫截面積p-單位壓力聚氨酯橡膠板的最大壓縮量一般不超過其厚度的 35℅，而模具安裝時橡膠板應預先壓縮 10～15℅。橡膠板厚度 h = mm23.0~5.1橡膠板的許可壓縮量 h =0.25～0.30 h12本套模具的推件力為 848.6424N 即預壓力 F 為 848.6424N y取橡膠板的預壓量 h =3mm,則總壓縮量為 h為 5mm，橡膠高度為 18mm,y壓縮量為 16.7℅根據(jù)表 3-35, 單位壓力 p=1.1 Mpa則橡膠板的橫截面積 A= =771.5mmpFy2選用橡膠板的橫截面積 25.196)580(mA????所以，選用橡膠板的性能滿足要求。（5）沖孔修邊凸模的設計凸模的設計圖樣如圖 3-7所示，所用材料為 T10A，凸模應該限定淬火長度，或將尾部回火，以便頭部一端保持較低硬度 ，熱處理后凸模應達到 58—62HRC ；由于制件本身就是小型制件，所以本人把它設計成一個整體形式，這樣便于加工制造。模具主要工作表面的粗糙度取 0.4 ，因此工作表面要進行研磨、拋光。m?凸模工作表面的加工方法有很多，這與其形狀有關。圓形凸模的制造比較簡單，在車床上加工毛坯，經熱處理后，用外圓磨床精磨，最后將工作部分拋光及刃磨即成。這些都是在熱處理之前進行的，凸模的加工精度必然會受到熱處理變形的影響。但若選用熱處理變形較小的材料，并改進熱處理工藝，熱處理后凸模尺寸的微小變化可由鉗工修整，因此這種工藝仍有較為普遍的應用。凸模工作表面的先進加工方法是電火花線切割加工和成形磨削，它們是在凸模熱處理后才進行精加工的，尺寸精度容易保證。28圖 3-7（6）沖孔修邊凹模的設計沖孔修邊凹模的設計圖樣如圖 3-8所示，所用材料為 T10A，凹模材料應具有良好的耐磨性和抗黏附性，熱處理后一般凹模應達到 60—64HRC，有時還需要采用表面化學熱處理來提高其抗黏附能力。凹模表面粗糙度取 ，工作表面要拋光、m?4.0研磨。毛坯經鍛造和退火后，在車床上粗、精加工底面、頂面及鉆、鏜工作洞孔，車完后由鉗工劃線并在鉆床上鉆出所有固定用的孔，攻螺紋、鉸定位孔，然后進行淬火、回火。熱處理后，磨削底面、頂面和形孔即成。磨削型孔時，可在萬能磨床或內圓磨床上進行，磨孔的精度可達 IT5—6級，表面粗糙度為 。當孔mRa?2.08?徑小于 5mm時，多半是在淬火前進行鉆孔和鉸孔精加工，熱處理后用砂布拋光型孔。（7）卸料板的設計卸料板的設計圖樣如圖 3-9所示，材料 Q235，這種材料質地較軟對制件的尺寸和精度影響小。29（8）凹模墊板的設計凹模墊板的設計圖樣如圖 3-10所示。墊板的作用主要是承受凸模壓力或凹模壓力，防止過大的沖壓力在上下模板上壓出凹坑，影響模具的正常工作，墊板的外形尺寸與凸凹模板相同。零件材料為 45#，熱處理后應達到 45—50HRC。表面粗糙度取 ，工作表m?8.0面必要時可以進行拋光或研磨。墊板要保證工作表面的平行度，在這里可以適當取值。圖 3-830圖 3-9圖 3-1031第四章 彎曲翻邊復合模一 彎曲部分1 彎曲模工作零件的設計彎曲模工作零件的設計主要是確定凸、凹模工作部分的圓角半徑、凹模深度、凸、凹模間隙、橫向尺寸及公差等，凸、凹模安裝部分的結構設計與沖裁凸、凹?；鞠嗤?。（1） 凸模圓角半徑 pr當彎曲件的相對彎曲半徑 - 、且不小于 時，凸模的圓角半徑取等5/?t8tr/min于彎曲件的圓角半徑，即 。若 ，則應取 ，將彎曲件先彎成p?tr/ininrp?較大的圓角半徑，然后采用整形工序進行整形，使其滿足彎曲件圓角半徑的要求。當彎曲件的相對彎曲半徑 時，由于彎曲件圓角半徑的回彈較大，凸模的10/?tr圓角半徑應根據(jù)回彈值作相應的修訂。（2）凹模圓角半徑 d凹模圓角半徑的大小對彎曲變形力、模具壽命、彎曲件質量等均有影響。 過dr時，坯料拉入凹模的滑動阻力增大，易使彎曲件表面擦傷或出現(xiàn)壓痕，并增大彎曲變形力和影響模具壽命； 過大時，又會影響坯料定位的準確性。生產中，凹模圓dr角半徑 通常根據(jù)材料厚度選取。dr時，mt2?td)63(??時，4??r2時，t?td另外，凹模兩邊的圓角半徑應一致，否則在彎曲時坯料會發(fā)生偏移。V形彎曲凹模的底部可開設推刀槽或取圓角半徑 。)(8.06(' trrpd???（3）凹模深度 0l凹模深度過小，則坯料兩端未受壓部分太多，彎曲件回彈大且不太直，影響其質量；凹模深度若過大，則浪費模具鋼材，且需壓力機有較大的工作行程。（4）凹、凸模間隙彎曲 V形件時，凸、凹模間隙是由調整壓力機的閉合高度來控制的，模具設計時可以不考慮。本套模具均按上述要求制作。322 彎曲模工作零件的制造由于彎曲件回彈的影響，加工出來的凸模與凹模的形狀不可能與零件最后形狀完全相同，因此，必須要有一定的修正值，該值應根據(jù)操作者的實踐經驗和反復試驗而定，并應根據(jù)修正值來加工樣板及樣件。彎曲凸、凹模的淬火工序一般在試模后進行。彎曲成形時，由于材料的彈性與塑性變形，彎曲件要產生回彈。因此，在制造彎曲模時，必須要考慮材料的回彈值，以便使所彎曲的零件能符合圖樣所規(guī)定的要求。但由于影響回彈的因素很多，模具設計時要準確控制回彈是不可能的，這就要求在制造模具時，要反復試模和修正，直到彎出合格的零件為止。彎曲模的工作部分的表面質量要求較高，表面粗糙度值一般應在 以下，umRa4.0因此在加工或試模時，應將其在加工時留下的刀痕去除，并在淬火后仔細地精修或拋光。彎曲凸、凹模的圓角半徑及間隙的均勻性對彎曲件質量影響較大，因此，加工時除要保證圓角半徑對稱、間隙均勻外，還應便于試模后修正，并在修正角度時不要影響彎曲件的直線尺寸。當凸、凹模采用配作法加工時，其加工次序應按彎曲件尺寸標注情況來選擇。對于尺寸標注在內形上的彎曲件，一般先加工凸模，凹模按加工好的凸模配制，并保證合適的間隙值；對于尺寸標注在外形上的彎曲件，先加工凹模，凸模按加工好的凹模配制，并保證合適的間隙值。彎曲模工作零件加工的關鍵是如何保證工作型面的尺寸與形狀精度及表面粗糙度，其加工工藝過程通常為：鍛制坯料 退火 粗加工坯料外形 精加工基準面 劃線 工作型面粗加工??螺、銷孔或穿絲孔加工 工作型面精加工 淬火與回火 工作型面光整加工。工作型面的精加工根據(jù)生產條件不同，所采用的加工方法也有所不同。如果模具加工設備比較齊全，可采用電火花、線切割、成形模削等方法，否則，采用普通金屬切削機床加工和鉗工銼修相配合的加工方案較為合適。3彎曲力的計算彎曲力是設計彎曲模和選擇壓力機的重要依據(jù)之一，特別是彎曲坯料較厚、彎曲線較長、相對彎曲半徑較小、材料強度較大的彎曲件時，必須對彎曲力進行計算。彎曲力不僅與彎曲變形過程有關，還與坯料尺寸、材料性能、零件形狀、彎曲方式、模具結構等多種因素有關，因此用理論公式來計算彎曲力不但計算復雜，而且精確度不高。實際生產中常用經驗公式來進行概略計算。本制件可以認為是 V形件的自由彎曲，其計算過程如下：33（公式 4-1）trKBtFb??/6.02?式中 ——自由彎曲在沖壓行程結束時的彎曲力，N；——彎曲件的寬度，mm；——安全系數(shù)，一般取 ；3.1?K——彎曲件材料厚度，mm；t——彎曲件內彎曲半徑，mm；r——材料的抗拉強度，MPa 。b?查閱資料可知 08Al的抗拉強度為 。MPab3026???由公式 4-1計算得 trKBtFb??/6.02)18.25/(3015.32???N.1于是總的彎曲力 FA240?二 翻邊部分按變形性質不同，翻邊可分為伸長類翻邊和壓縮類翻邊。伸長類翻邊是在坯料外緣沿不封閉的內凹曲線進行翻邊，壓縮類翻邊是在坯料外緣沿不封閉的外凸曲線進行翻邊。1 變形程度伸長類翻邊的變形情況近似于圓孔翻邊，變形區(qū)主要為切向受拉，變形過程中孔口邊緣容易拉裂；壓縮類翻邊的變形情況近似于淺拉深，變形區(qū)主要為切向受壓，變形過程中材料容易起皺。翻邊過程中是否會產生起皺或拉裂，主要取決于變形程度的大小。翻邊的變形程度可表示如下：對于伸長類翻邊，其變形程度為 （公式 4-2）)/(bRd???對于壓縮類翻邊，其變形程度為 （公式 4-3）p?2 坯料形狀與尺寸對于伸長類翻邊，坯料形狀與尺寸按一般圓孔翻邊的方法確定。對于壓縮類翻邊，坯料形狀與尺寸按淺拉深的方法確定。但由于是沿不封閉的曲線翻邊，坯料變形區(qū)內的應力應變分布是不均勻的，中間變形大，兩端變形小，若采用與寬度一致的坯料形狀，則翻邊后零件的高度就不平齊，豎邊的端線也不垂直。為了得到平齊的翻邊高度，應對坯料的輪廓線進行必要的修正，一般通過試模確定。如果翻邊的34高度不大，且翻邊沿線的曲率半徑很大時，則可不作修正。3 翻邊力的估算由于本制件屬于伸長類翻邊，所以按圓孔翻邊公式估算一下，（公式 4-4）stdDF??)(1.??式中 ——翻孔前的直徑，mm；——翻孔后的直徑，mm；——材料厚度，mm；t——材料的屈服點，MPa 。s?根據(jù)公式 4-4計算得， 305.214.??FKN8三 壓力中心的確定和壓力機的選擇1 壓力中心的確定由于本模具呈現(xiàn)出對稱性，所以無須計算即可得出壓力中心在模具的幾何中心。2 壓力機的選擇本模具是彎曲翻邊復合模，彎曲和拉深過程同時進行，所以應把兩個過程所受合起來計算。在這個過程中所受合力僅有 3KN多一點，為了方便起見還可以選用上兩套模具所使用壓力機即：J23 型開式可傾臺壓力機。四 標準零件的選擇和非標準零件的設計1標準零件的選擇（1）模架的選擇根據(jù)《模具標準應用手冊》P209，表 3-5選擇對角導柱模架（GB/T2851.1-90）上模座 5019?下模座 閉合高度 —2208（2）導柱和導套的選擇根據(jù)《模具標準應用手冊》P263，表 3-35和模座的閉合高度與壓力機的最大閉合高度、閉合高度調節(jié)量，選擇 A型導柱（GB/T2861.1-90）導柱 長度 L=180mm直徑 d=32mm35根據(jù)《模具標準應用手冊》P272，表 3-39和模座的閉合高度與壓力機的最大閉合高度、閉合高度調節(jié)量，選擇 B型導套（GB/T2861.7-90）導套 長度 L=110m 直徑 d=32mm（3） 模柄的選擇模柄的作用是把上模固定在壓力機的滑塊上，同時使模具中心通過滑塊的壓力中心。模柄的尺寸應小于壓力機上模柄孔的尺寸，選擇模柄時，先根據(jù)模具的大小，上模結構，模架類型及精度等確定模柄的結構類型，再根據(jù)壓力機滑塊上模柄孔的尺寸規(guī)格。一般模柄直徑應與模柄孔直徑相等，模柄長度應比模柄孔深度小5～10mm根據(jù)《模具標準應用手冊》P87，表 2-27，模座尺寸及模具結構選擇旋入式模柄（GB2862.2-81）直徑 d=50mm 高度 H=90m（4）推桿的選擇根據(jù)《模具標準應用手冊》P151 表 2-69和模柄的尺寸，選擇帶肩推桿（GB2867.1-81）直徑 d=16mm 長度 L=110mm（5）螺釘和銷的選擇螺釘和銷是定位零件，定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相對凸凹模有正確的位置。在模具結構的設計中，一般使用內六角螺釘和圓柱銷。在模具結構的設計中，螺釘和銷的選擇應注意以下幾點：同一組合中，螺釘?shù)臄?shù)量一般不少于 3個，并盡量沿被聯(lián)結件的外緣均勻布置。銷釘?shù)臄?shù)量一般都用兩個，且盡量遠距離錯開布置，以保證定位可靠。螺釘和銷釘?shù)牡囊?guī)格應根據(jù)沖壓工藝力大小和凹模厚度等條件確定。螺釘?shù)男肷疃群弯N釘?shù)呐浜仙疃榷疾荒芴?，也不能太淺。螺釘之間，螺釘和銷釘之間的距離，螺釘和銷釘距凹模刃口及外緣的距離，均不應過小。各聯(lián)結件的銷孔應配合加工，以保證位置精度。銷釘和銷孔之間采用 H7/m6或H7/n。根據(jù)《機械設計手冊》 （第二卷）P5-184，表 5-3-5，選擇圓柱銷（GB/T119.1-2000）直徑 d=12mm d=12mm d=6mm長度 L=70mm L=70mm L=16mm根據(jù)《機械設計手冊》 （第二卷）P5-104，表 5-1-106，選擇內六角螺釘（GB/T70.1-2000）直徑 d=12mm d=12mm 總長 L=75mm L=75mm36帶螺紋長度 l=45mm l=45mm2 非標準零件的設計（1）凸模墊板的設計墊板的作用主要是承受凸模壓力或凹模壓力，防止過大的沖壓力在上下模板上壓出凹坑，影響模具的正常工作，墊板的外形尺寸與凸凹模板相同。材料為 45#，熱處理后應達到 45—50HRC。表面粗糙度取 ，工作表面必m?8.0要時可以進行拋光或研磨。墊板要保證工作表面的平行度，在這里可以適當取值。其具體情況如圖 4-1 所示（2）帶螺紋推桿的設計如圖 4-2所示為該零件的具體設計圖樣，材料為 45#，熱處理硬度為 HRC43—48螺紋基本尺寸按 GB196-81規(guī)定，螺紋公差按 GB197-81規(guī)定的 3級。（3）凹模墊板的設計凹模墊板的設計圖樣如圖 4-3所示。墊板的作用主要是承受凸模壓力或凹模壓力，防止過大的沖壓力在上下模板上壓出凹坑，影響模具的正常工作，墊板的外形尺寸與凸凹模板相同。零件材料為 45#，熱處理后應達到 45—50HRC。表面粗糙度取 ，工作表m?8.0面必要時可以進行拋光或研磨。墊板要保證工作表面的平行度，在這里可以適當取值。37圖 4-1-2圖 4-238圖 4-339圖 4-4圖 4-540圖 4-6（4）推板的設計推板的設計圖樣如圖 4-4所示，推板材料為 45#，熱處理硬度為 HRC43-48。（5）彎曲翻邊凸模的設計凸模的設計圖樣如圖 4-5所示，所用材料為 T10A，凸模應該限定淬火長度，或將尾部回火，以便頭部一端保持較低硬度 ，熱處理后凸模應達到 58—62HRC ；由于制件本身就是小型制件，所以本人把它設計成一個整體形式，這樣便于加工制造。模具主要工作表面的粗糙度取 0.4 ，因此工作表面要進行研磨、拋光。m?（6）彎曲翻邊凹模的設計沖孔修邊凹模的設計圖樣如圖 3-8所示，所用材料為 T10A，凹模材料應具有良好的耐磨性和抗黏附性，熱處理后一般凹模應達到 60—64HRC，有時還需要采用表面化學熱處理來提高其抗黏附能力。凹模表面粗糙度取 ，工作表面要拋光、m?4.0研磨。 毛坯經鍛造和退火后，在車床上粗、精加工底面、頂面及鉆、鏜工作洞孔，車完后由鉗工劃線并在鉆床上鉆出所有固定用的孔，攻螺紋、鉸定位孔，然后進行淬火、回火。熱處理后，磨削底面、頂面和形孔即成。磨削型孔時，可在萬能磨床或內圓磨床上進行，磨孔的精度可達 IT5—6級，表面粗糙度為。當孔徑小于 5mm時，多半是在淬火前進行鉆孔和鉸孔精加工，熱處mRa?2.08?理后用砂布拋光型孔。41畢業(yè)設計總結在經歷了三個多月的畢業(yè)設計后，我的收獲很大，感慨頗多。畢業(yè)設計是大學生在為期四年的大學學習和生活中十分重要的環(huán)節(jié)，尤其對于我們工科的畢業(yè)生就尤為重要了。因為畢業(yè)設計是綜合運用所學知識和技能，理論聯(lián)系實際，獨立分析、解決實際問題，從事專業(yè)工程技術和科學研究工作基本訓練的過程。畢業(yè)設計對于我走出校園進入工作崗位夯實了一個實實在在的其他教學環(huán)節(jié)無法代替的基礎。畢業(yè)設計給予我一定的自我想象和發(fā)揮的鍛煉的機會。畢業(yè)設計對我們本科畢業(yè)生來說，確實是一個展現(xiàn)自我才智，發(fā)揮見解和創(chuàng)造能力的機會。在馬老師的精心指導和耐心講解下，我在四年的大學生活中所學的基礎知識和專業(yè)知識得到了有機的結合和進一步的升華。在本學期做完專業(yè)課程設計后，馬老師就把畢業(yè)設計的題目分配給我，并告誡我要抱有認真、端正的態(tài)度，充分利用在校期間的寶貴時間和良好的學習氛圍把畢業(yè)設計做好。在這 100 多天的時間里，我查閱了大量的資料，參閱了大量的有關雜志，從中得到了許許多多的數(shù)據(jù)及相關信息，從而使我在畢業(yè)設計中取得了意料之中的效果。我所做的畢業(yè)設計題目是濾油器支架模具設計，而且是為一汽大眾生產的汽車來配套使用的。鑒于我本人的能力所限，在征求了馬老師的同意后，確定了工藝方案，并且在進行了充分、詳細、認真的討論后才最終定下具體方案?？偠灾?，經過本次設計我的收獲可以簡單地概括為以下幾點：1 通過本次設計，使我接受新事物、理解新概念的能力得到了充分的培養(yǎng)、鍛煉和提高。這是因為在此次設計中我查閱了大量的關于模具設計的知識，這些知識大多數(shù)為本科期間所沒有系統(tǒng)講授的。2 經過本次設計，使我在查閱資料過程中培養(yǎng)了從資料中獲得有用信息的能力。在設計中我查閱的相關資料不下于 30 本。3 通過本次設計，使我有了一定的經濟頭腦，知道了怎樣才能既經濟又合理地設計出模具，因為節(jié)省開支對工廠來說是很重要的。4 在設計中，培養(yǎng)了我獨立發(fā)現(xiàn)問題、分析問題以及解決問題的能力。真正做到了從理論到實際運用的轉換。為今后在工作崗位上展現(xiàn)自我價值，能有所創(chuàng)造打下堅實的基礎。5 在本次設計中，我熟練的掌握了 AutoCAD 和 Word 等軟件的使用。這是我們新一代大學生所必須有的基本能力，這能使我們更快更好地在畢業(yè)后進入自己的角色。誠然，由于我本人學識水平所限，在設計中肯定有不足之處，望評閱者見諒，并懇請批評指正。42參考文獻1 徐政坤主編， 沖壓模具設計與制造， 北京：化學工業(yè)出版社， 20032 雙元制培訓機械專業(yè)實習教材編委會編， 模具鉗工專業(yè)技能， 北京：機械工業(yè)出版社， 20033 鄭大中 ，房金妹 ，譚平宇 ，李明編， 模具結構圖冊， 北京：機械工業(yè)出版社， 19924 彭建聲，秦曉剛編著， 冷沖模制造與修理， 北京：機械工業(yè)出版社， 20005 徐進，陳再枝等編著， 模具材料應用手冊， 北京：機械工業(yè)出版社， 20016 模具設計與制造技術教育叢書編委會編， 模具常用機構設計， 北京：機械工業(yè)出版社， 20037 《板金沖壓工藝手冊》編委會編著， 板金沖壓工藝手冊， 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