油箱注油口沖壓工藝及模具設計說明書

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論4</b></p><p>　　2 工件沖壓工藝分析3</p><p>　　3 零件沖壓工藝方案的確定4</p><p>　　3.1 工件沖壓方案4</p><p>　　3.2 翻邊前

2、毛坯尺寸計算4</p><p>　　3.3 零件拉深前毛坯尺寸計算6</p><p>　　3.4 沖裁排樣方式的設計及計算7</p><p>　　4 落料、拉深、沖孔復合模的設計及計算8</p><p>　　4.1各工序壓力計算8</p><p>　　4.2壓力機的選用9</p><p&

3、gt;　　4.3模具結構設計10</p><p>　　4.4 模具工作部分尺寸計算10</p><p>　　4.4.1 落料凹、凸模刃口尺寸計算10</p><p>　　4.4.2 拉深凹、凸模刃口尺寸計算12</p><p>　　4.4.3 沖孔凹、凸模刃口尺寸計算13</p><p>　　4.5 選用標準

4、模架、確定閉合高度及總體尺寸14</p><p>　　4.6 模具其它輔助零件設計15</p><p>　　4.6.1 定位零件15</p><p>　　4.6.2 卸料與推（頂）件裝置15</p><p>　　4.6.3 固定及連接零件16</p><p>　　4.6.4 模具壓力中心16</p&g

5、t;<p>　　5 翻邊模的設計及計算17</p><p>　　5.1 各工序壓力計算17</p><p>　　5.2 壓力機選用17</p><p>　　5.3 翻邊凹、凸模刃口尺寸計算18</p><p>　　5.4 翻邊模結構設計及模架選擇19</p><p>　　6 切邊模的設計及計算

6、21</p><p>　　6.1 各工序壓力計算及壓力機選擇21</p><p>　　6.2 切邊凹、凸模刃口尺寸計算21</p><p>　　6.3 模具結構設計及模架的選用22</p><p><b>　　7 結論24</b></p><p><b>　　參考文獻25<

7、;/b></p><p><b>　　致 謝26</b></p><p>　　附錄：錯誤!未定義書簽。</p><p>　　摘 要: 本次畢業(yè)設計是完成油箱注油口沖壓工藝及模具設計，在設計之前了解沖壓模具的使用的現(xiàn)狀以及未來發(fā)展趨勢，認識到?jīng)_壓工藝具有生產(chǎn)效率高、質量穩(wěn)定、成本低以及可加工復雜形狀工件等一系列優(yōu)點，特別是對小型

8、零件的大批量生產(chǎn)，擁有無可比擬的優(yōu)勢，然后對工件結構及尺寸精度進行的分析，確定幾種可行的方案，比較各種方案并從中選取最優(yōu)方案，最終確定模具采用落料、拉深、沖孔、翻遍、切邊修整的工藝，根據(jù)注油口零件的尺寸，計算出沖壓過程中半成品的尺寸，得到開始沖壓前毛坯的尺寸，選擇合適的板材進行毛坯排樣，然后對各副模具進行設計，首先計算模具在沖壓時所受到的力，并根據(jù)此結果選擇壓力機，再對模具凹、凸模刃口尺寸進行計算，選擇模具的構架并對模具進行總體結構設計

9、及主要零部件的設計，繪制了落料、拉深、沖孔復合模，翻遍模和切邊模的單工序模具裝配圖及凹、凸模零件圖。</p><p>　　關鍵詞：沖壓工藝；沖壓模具設計；復合模；刃口尺寸</p><p><b>　　指導老師簽名：</b></p><p>　　Student name:Le Minjie Class:0781052

10、 </p><p>　　Supervisor:Feng Liyao</p><p>　　Abstract：The graduation project is the completion of motorcycle fuel tank fuel injection technology and export stamping die design, the design of stam

11、ping dies prior to understanding the use of the current situation and future trends, recognizing the stamping process with high efficiency, stable quality, low cost, and can process complex the shape of the workpiece and

12、 a series of advantages, especially for mass production of small parts, has an unparalleled advantage, then the workpiece junction</p><p>　　Key Words：Stamping process; Stamping die design; Compound die; Blad

13、e size</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　隨著經(jīng)濟的發(fā)展，沖壓技術和模具應用的范圍越來越廣泛，在國民經(jīng)濟各部門中，幾乎都有沖壓加工生產(chǎn)，它不僅與整個機械行業(yè)密切相關，而且與人們的生活緊密相連。</p><p>　　沖壓工藝與沖壓設備正在不斷地發(fā)展，特別是精密沖壓、高速沖壓、多工位自動沖壓以及液壓成形、超塑性

14、沖壓等各種沖壓工藝的迅速發(fā)展，把沖壓的技術水平提高到了一個新高度。新型模具材料的采用和鋼結合金、硬質合金模具的推廣，模具各種表面處理技術的發(fā)展，沖壓設備和模具結構的改善及精度的提高，顯著地延長了模具的壽命和擴大了沖壓加工的工藝范圍。</p><p>　　由于沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、質量穩(wěn)定、成本低以及可加工復雜形狀工件等一系列優(yōu)點，在機械、汽車、輕工、國防、電機電器、家用電器以及日常生活用品等行業(yè)應用非常廣泛，并

15、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)技術水平的不斷提高，沖壓模具作為個部門的重要基礎工藝裝備將起到越來越大的作用。</p><p>　　模具是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)應用的重要工藝設備，按成型的對象和方式來分，模具大致可以分為三類：金屬板料成型模具（如冷沖壓模）；金屬體積成型模具（如鍛造模，粉末冶金模，壓鑄模等）;非金屬材料成型模具（如塑料模，玻璃模,陶瓷模等），其中使用量最大的是沖壓模和塑料模，約占模具總量的8

16、0%左右。</p><p>　　模具技術現(xiàn)已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標志之一，模具技術能促進工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展和質量的提高，并能獲得極大的經(jīng)濟效益，可以說，模具是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的產(chǎn)品的價值往往是模具價值的幾十倍，上百倍，美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”，日本則把模具譽為“進入富裕社會的原動力”。</p><p>　　模具工業(yè)在我國也已成為國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎工

17、業(yè)之一，國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)如機械、電子、汽車、石油化工和建筑業(yè)等都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應，都需要大量的模具，特別是汽車、電機、電器、家電和通信等產(chǎn)品中60%~80%的零件都要依靠模具成型。</p><p>　　本次畢業(yè)設計的內(nèi)容為油箱注油口的沖壓工藝分析及模具設計。該工件是一個帶凸緣的筒形件，體積比較小，由于制造數(shù)量很多，需要大批量的注油口零件。因此該零件必須滿足生產(chǎn)率高，且注油口可能在使用中需要更換，要求

18、注油口有很好的互換性，在滿足上面條件的前提下，在制造過程中選擇沖壓模具來制造該零件，使用沖壓模具制造的優(yōu)點不僅生產(chǎn)率高，零件互換性好。在使用模具制造過程中，還可以提高板材的利用率，通常材料利用率可達70%~85%，降低生產(chǎn)成本。成型的零件機械性能好，沖壓件普遍具有重量輕，強度高，表面成形質量好的特點。</p><p>　　本次設計完成相關工序的沖壓工藝分析、模具設計、凹凸模尺寸及其他輔助零件的設計。</p&

19、gt;<p>　　2 工件沖壓工藝分析</p><p>　　的油箱裝置由上、下殼體焊接而成,其內(nèi)部形成一定的容積空間以供使用燃油儲存,在油箱的頂部設有一個注油口,用于當油箱內(nèi)可使用燃油不足時,由該注油口添加燃油。 通過對油箱注油口的結構及尺寸的分析,本零件結構屬于帶有突緣的圓筒型,且圓筒厚度小于10mm,直徑大約Φ50mm~Φ60mm,總體而言本零件的尺寸及結構較小,根據(jù)查閱相關資料關于現(xiàn)有階段關于

20、注油口的加工方法及所學知識,得出注油口的加工方法普遍采用沖壓模具成型。</p><p>　　關于油箱注油口沖壓件的生產(chǎn)過程，由上面分析知道該工件是一個帶凸緣的筒形件，在其內(nèi)孔中用來注油，要求有較高的光潔度和相對的位置精度。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。</p><p>　　以上對油箱注油口的形狀和尺寸分析中不難看出，它需要經(jīng)過落料、拉深、沖預制孔、翻邊、修

21、邊等沖壓工序。但對于各工步的先后順序需要給予綜合考慮，需要幾次拉深、沖預制孔、翻邊尺寸如何計算、采用哪種方式和如何布置排樣等成為本次設計的重點和難點。本次設計的模具精度并不需要很高，達到IT10-IT9均可滿足要求。工件圖如圖1所示。</p><p>　　圖1 油箱注油口工件圖</p><p>　　3 零件沖壓工藝方案的確定</p><p>　　3.1 工件沖壓方案

22、</p><p>　　此件雖然是一般帶凸緣拉深件，加工工件的沖壓工藝可以有以下三種方案：</p><p>　　方案一：板料沖壓——拉深——沖孔——翻邊——切邊修整</p><p>　　方案二：落料拉深復合——沖孔、翻邊復合——切邊修整</p><p>　　方案三：落料、拉深、沖孔復合——翻邊——切邊修整 </p><p&g

23、t;　　在上述三種加工方案中，采用第一種方案，制造工序太多，需要較多的模具、生產(chǎn)率低、費料、生產(chǎn)成本較高，而且坯料在模具上時安放時，需要重新定位，就會引起多次定位誤差的疊加，因此工件的質量較低。雖然本次零件需要的精度不是很高，但此方案不是最優(yōu)，不適宜采用。采用第二種方案，沖孔、翻邊復合將使翻邊凸模的厚度太薄，加工較麻煩，而且可能造成強度不夠等缺點，因此不宜采用。第三種方案，可以避免第二種方案中的缺點且生產(chǎn)率高，而且省料。另外，按工件使用

24、情況翻邊工序完全可以保證工件技術要求。此種方案使多種工序復合，可以很好的保證零件的尺寸精度和位置精度，所以采用第三種方案比較合理。</p><p>　　3.2 翻邊前毛坯尺寸計算</p><p>　　本次設計首先確定零件的基本尺寸，然后根據(jù)零件沖壓的工藝由后向前推出零件毛坯的尺寸，在計算毛坯尺寸前，需要先確定翻邊前的半成品的形狀和尺寸，由于不知孔Φ53mm的高度是否一次翻邊成形，因此需要計

25、算翻邊所能達到的最大高度。翻邊時的工藝計算應根據(jù)翻邊孔的直徑算出預制孔的直徑d，并核算翻邊高度是否能一次翻成【1】。</p><p>　　翻邊的極限高度具體計算如下：</p><p><b>　　預制孔直徑計算:</b></p><p><b>　?。?） </b></p><p>　　將 ，

26、 代入上式化簡后得</p><p>　　把上述公式帶入公式(1)得:</p><p>　　=54-2(26-0.43×5-0.72×1)</p><p><b>　　=7.74mm</b></p><p><b>　　翻邊的極限高度為:</b></p><

27、p>　　由表5-1中選擇翻邊系數(shù)k,當k=時,即翻邊系數(shù)(k)為極限翻邊系數(shù)(),這時將得到最大的翻邊高度。</p><p>　　因為=7.74,取k==0.5,</p><p>　　所以=16.37mm</p><p>　　因為由此計算得到的極限高度小于零件的設計高度26mm,所以零件不能直接由翻邊而成,應該先將毛坯經(jīng)過拉深、沖預制孔、再進行翻邊的工藝過程。

28、拉深后再翻邊時應先決定翻邊所能達到的最大高度,然后根據(jù)翻邊高度及工件的高度來決定拉深件的高度。</p><p><b>　　拉深后翻邊的高度:</b></p><p>　　由表5-1中選取k==0.52</p><p><b>　　=15.81mm</b></p><p>　　取翻邊的高度為=15m

29、m</p><p><b>　　預制孔的直徑:</b></p><p><b>　　=28.08mm</b></p><p>　　取預制孔的直徑為=28</p><p><b>　　翻邊前拉深的高度：</b></p><p><b>　　=17

30、mm</b></p><p>　　沖孔、翻邊前半成品形狀尺寸如下圖2所示</p><p>　　圖2 沖孔、翻邊前半成品尺寸</p><p>　　3.3 零件拉深前毛坯尺寸計算</p><p>　　根據(jù)凸緣的相對直徑的比值不同，有凸緣的筒形件可以分為：窄凸緣筒形件和寬凸緣筒形件（），因此在進行凸緣筒形件計算時，首先應該先確定凸緣件的

31、類型，計算毛坯的尺寸，拉深件的凸緣直徑需要考慮修邊余量，然后判別工件能否一次拉深成形，并計算拉深次數(shù)。</p><p>　　確定凸緣筒形件的類型</p><p>　　=76/54=1.41>1.40</p><p>　　因此零件為寬凸緣零件</p><p>　　由表4-2查得修邊余量=3mm</p><p>　　

32、拉深件實際凸緣直徑：=+2=82mm</p><p>　　當毛坯凸模圓角等于凹模圓角時,即R=r時,毛坯的直徑D為: </p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　=97.3mm</b></p><p><b>　　零件的相對厚度</b></p&

33、gt;<p><b>　　總的拉深系數(shù)</b></p><p>　　由表查4-6得第一次拉深系數(shù)</p><p>　　因為零件第一次拉深拉深系數(shù)小于計算所得的總的拉深系數(shù)，零件可以一次拉深成形。</p><p>　　3.4 沖裁排樣方式的設計及計算</p><p>　　工件毛坯直徑為Φ97.14mm，因尺寸

34、較大，考慮到排樣和操作方便，宜采用單排</p><p>　　查表2-5得工件間隙mm,側面=2mm</p><p><b>　　進距s：</b></p><p>　　97.3+2=99.3mm</p><p><b>　　條料寬度b:</b></p><p>　　=97.3+

35、4=101.3mm</p><p><b>　　材料的利用率：</b></p><p><b>　　=73.87%</b></p><p>　　式中 A——沖裁件面積</p><p>　　n——一個進距內(nèi)沖件的數(shù)目</p><p>　　排樣圖如下圖3所示：</p>

36、<p><b>　　圖3 排樣圖</b></p><p>　　4 落料、拉深、沖孔復合模的設計及計算</p><p>　　4.1各工序壓力計算</p><p><b>　　落料力：</b></p><p>　　=138783.92N</p><p>　　式中 —

37、—抗剪強度，由《沖壓模具簡明設計手冊》【2】（以下簡稱《沖壓手冊》）表8-7 查得 =350MPa</p><p><b>　　——計算沖裁力</b></p><p><b>　　D——毛坯直徑</b></p><p><b>　　t——沖件材料厚度</b></p

38、><p>　　卸料力： </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=9714.87N</b></p><p>　　式中 ——系數(shù)，由《沖壓手冊》表2-37查得 =0.07</p><p>　　拉深力： </p&

39、gt;<p>　　=3.14×54×1×450×1.05</p><p><b>　　=80117N</b></p><p>　　式中 ——抗拉強度，由《沖壓手冊》表8-7查得 =450MPa</p><p>　　——系數(shù)，由《沖壓手冊》表4-86查得 =1.05</p>&l

40、t;p>　　預制孔沖裁力： </p><p>　　=1.3×43.96×1×350</p><p><b>　　=20001.8N</b></p><p>　　式中 K——系數(shù)，取K=1.3 </p><p>　　L——零件剪切周長，L=2d=43.96mm</p>

41、<p>　　t——材料厚度，t=1mm</p><p>　　——抗剪切強度，=350MPa</p><p>　　推件力： </p><p>　　=6×0.055×20001.8</p><p><b>　　=6600.59N</b></p><p&

42、gt;　　式中 ——推件力系數(shù)，由表2-11查得 =0.055</p><p>　　n——凹模孔中同時卡有的工件數(shù)，設凹?？卓谥北诟叨萮=6mm， </p><p>　　材料的厚度t=1mm，則n=h/t=6個 </p><p>　　4.2壓力機的選用 對于這種落料、拉深、沖孔復合工序，選擇設備噸位時，既不能把以上四個力加起來（再乘個系數(shù)）作為設備

43、的噸位，也不能僅按落料力或拉深力（再乘個系數(shù)）作為設備噸位，而應該根據(jù)壓力機說明書中所給出的允許工作負荷曲線作出判斷和選擇。經(jīng)查詢，該復合工序的工藝力可以在250kN的壓力機上得到。因此由《實用模具設計簡明手冊》查表得到250kN壓力機的主要技術參數(shù)如下表1所示 。</p><p>　　表1 壓力機主要技術參數(shù)</p><p><b>　　4.3模具結構設計</b>&

44、lt;/p><p>　　根據(jù)確定的工藝方案和零件的形狀特點、精度要求、所選設備的主要技術參數(shù)、模具的制造條件以及安全生產(chǎn)等選定其沖模的類型及結構形式。</p><p>　　本次設計的第一副模具采用落料、拉深、沖孔復合模結構，設計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，采用復合模結構。首先要考慮凹凸模的壁厚是否過薄。本次設計的落料拉深凸凹模的壁厚b==20.92mm,拉深沖孔

45、凹凸模的壁厚b==12.65mm,以上尺寸都可以保證足夠的強度，故可以采用復合模。</p><p>　　設計的復合模采用常用的典型結構，即落料、沖孔采用正裝式，拉深采用倒裝式。下模座的緩沖器兼作壓邊和頂件裝置，另設有剛性推件裝置。該結構的優(yōu)點是操作簡單，出件暢通無阻，生產(chǎn)率高。但剛性推件仍有其缺點是拉深件留在剛性卸料板內(nèi)，不易出件，帶來操作上的不便。對于本次拉深的深度不是很大，因此可以采用剛性卸料裝置，如果使用彈

46、性卸料裝置的話，將會使模具的結構變得較復雜。</p><p>　　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推件塊來推出工件。對于此工序，由于拉深深度為17mm，不算太大，材料厚度為1mm較薄，采用剛性卸料裝置。</p><p>　　另外在下模座下部設有氣墊裝置，它驅動托桿向上運動，使壓邊圈兼做頂件和壓邊的作用，且在上模上設有剛性推件裝置，并在下模上設有剛

47、性卸料板裝置，采用這些結構的特點主要是結構緊湊，布局合理且制造使用都簡單方便，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，但是只要托桿長度設計合理，氣墊壓力足夠，就能克服這點不足[3]。</p><p>　　考慮到裝模和操作方便，模具采用后側布置導柱的模架。</p><p>　　4.4 模具工作部分尺寸計算</p>&

48、lt;p>　　4.4.1 落料凹、凸模刃口尺寸計算</p><p>　　圓形凹模和凸模，可采用分開加工。所落下的料（即為拉深件坯料）按未注公差的自由尺寸，按IT9級取極限偏差，工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都按入體原則標注單向公差，故落料件的尺寸取為mm。于是，落料凸、凹模直徑尺寸為：</p><p><b>　　mm</b></p>

49、<p>　　式中，x按工件精度為IT9級而定x=1；、由《沖壓手冊》表2-3查得分別為0.035mm、0.025mm；由《沖壓手冊》表2-1查得最小合理間隙=0.10mm,最大合理間隙=0.13mm.</p><p>　　落料凹模的外形尺寸確定：凹模的壁厚為30mm~40mm,調整到符合標準，即凹模的外徑設計為Φ170mm,凹模的高度設計為41mm。</p><p>　　落料、拉

50、深凸凹模高度L的確定：L= </p><p>　　其中，為凸模固定板厚度，一般為凸模高度的40%左右，取為28mm.</p><p>　　為卸料板的厚度，一般=6~12mm，取為8mm.</p><p>　　為導料板厚度， 取為2mm.</p><p>　　h為附加長度，包括修模余量和安全長度，取為48mm.</p><p

51、>　　落料、拉深凸凹模零件圖如下圖4所示：</p><p>　　圖4 落料拉深凸凹模零件圖</p><p>　　4.4.2 拉深凹、凸模刃口尺寸計算</p><p>　　設計零件尺寸標注的是內(nèi)行尺寸，因此進行凹凸模設計時，以凸模為基準，間隙取在凹模上，首次拉深件按未注公差的極限偏差考慮，故拉深件的內(nèi)徑尺寸取為mm，于是拉深凸、凹模的直徑尺寸為：</p&g

52、t;<p>　　式中，工件公差在IT13級以上，、按IT6~IT8級精度選取；C按C=（1~1.1）t選取，則C=1.1mm。</p><p>　　拉深凹模最小壁厚c,由《沖壓手冊》表2-39查得，c=21mm。拉深凸模和沖孔凹模復合組成拉深、沖孔凸凹模，根據(jù)拉深凸模的直徑和沖孔凹模的直徑可以得到凸凹模的壁厚為12.5mm,能夠保證足夠的強度，在凸凹模的底部需要四個螺釘孔，以便與下模板固定，標注尺寸

53、精度、形位公差及粗糙度。</p><p>　　沖孔拉深凹凸模如下圖5所示：</p><p>　　圖5 沖孔拉深凹凸模零件圖</p><p>　　4.4.3 沖孔凹、凸模刃口尺寸計算</p><p>　　圓形凹模和凸模，可采用分開加工，沖孔時，應以凸模為基準件。工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造公差都按“入體”原則進行標注，沖孔件按未注公差尺寸的

54、極限偏差考慮，按IT9級取極限公差，并標注內(nèi)形尺寸為mm。于是，沖孔凹凸模直徑尺寸：</p><p>　　式中，x按IT9級而定x=1；、由《沖壓手冊》表2-3查得分別為0.025mm、0.020mm；由《沖壓手冊》表2-1查得最小合理間隙=0.10mm,最大合理間隙=0.14mm.</p><p>　　采用凹凸模分別加工方法，需要分別標注凸、凹模刃口尺寸及公差，為了保證合理的間隙必須滿足

55、：。</p><p>　　得到的情況,但在大得不多的情況下,可以對凹凸模尺寸及公差進行優(yōu)化</p><p>　　因此沖孔凹模刃口尺寸,凸模的刃口尺寸。</p><p>　　沖孔凸模零件圖如下圖6所示：</p><p>　　圖6 沖孔凸模零件圖</p><p>　　4.5 選用標準模架、確定閉合高度及總體尺寸</p

56、><p>　　根據(jù)落料凹模的周界尺寸。查《沖壓手冊》中的標準，同時為了便于安裝，選用后側滑動導柱導套模架，由于本次落料凹模的周界尺寸長度為170mm，按資料選用標準模架，選擇上模座尺寸為200×200×50mm,下模座尺寸為200×200×50mm，其他結構的尺寸值不變，此時，再反過來校核所初步選用的公稱壓力為250kN的壓力機。工作臺尺寸為：左右為560mm,前后為360mm

57、，工作臺的閉合高度為250mm，顯然壓力機上可以放置所設計的模座，且最大閉合高度也滿足要求，因此所選壓力機符合要求【4】。</p><p>　　模柄的規(guī)格選擇直徑Φ50mm，高度為70mm，其他結構的尺寸由《沖壓手冊》查詢，在模座確定以后，在《沖壓簡明手冊》中選擇導柱、導套的規(guī)格和結構尺寸，導柱尺寸為Φ30×160mm，材料為15鋼，導套的尺寸為Φ75×110mm，材料為15鋼。</p&

58、gt;<p>　　確定該模具裝配圖的三個外形尺寸：長度為278mm，寬度為272mm,閉合高度為217mm,往下，便可對工作零件、標準零件及其他零件進行具體結果設計。當然，如果在具體結果設計中牽涉到的上述三個總體尺寸需要調整，也屬于沖模結構設計中的正常過程。</p><p>　　4.6 模具其它輔助零件設計</p><p>　　4.6.1 定位零件</p>&l

59、t;p>　　本副模具采用兩個導料銷導向送料，為使條料順利通過導料銷的間隙，在計算排樣尺寸圖時一并算出，此處不在敘述。結構和規(guī)格與擋料銷相同。同時在本副模具中采用固定擋料銷來限制條料的送進步距，使用圓形擋料銷，規(guī)格為Φ4×6mm。該結構的擋料結構簡單，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構。</p><p>　　4.6.2 卸料與推（頂）件裝置</p><p&

60、gt;　　由于板料厚度為1mm 〉0.8mm，故要采用固定卸料板結構，其結構簡單，卸料力大，用于板料厚度較薄的情況。</p><p>　　卸料力前面已算出 F卸=11901N</p><p>　　采用帶導尺的固定卸料板，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0.5mm，厚度為10mm。</p><p>　　打桿長度：H＞（模柄總長+凸凹模高度-推件高度

61、）</p><p>　　但是由于使用了三爪推板推出機構，因此打桿長度應在（模柄總長-推板厚度）具體情況根據(jù)裝配圖確定。</p><p>　　托桿長度：L＞（l+h3）</p><p>　　其中：l——氣墊長度</p><p>　　h3——氣墊上平面與下平面之間隙</p><p>　　綜上，取L=48mm。</p&

62、gt;<p>　　4.6.3 固定及連接零件</p><p>　　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，因此采用墊板的結構。</p><p>　　4.6.4 模具壓力中心</p>&

63、lt;p>　　由于落料，拉深和沖預制孔的凸，凹模形狀均為對稱性形狀，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，建立直角坐標系，則落料和拉深的壓力中心均在原點上。</p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)設計的復合模具裝配圖如下圖7所示：</p><p>　　圖7 復合模裝配簡圖</p><p>　　5 翻邊模的設計及計算</p><p

64、>　　5.1 各工序壓力計算</p><p>　　翻邊力： </p><p>　　式中， ——材料屈服點，由《沖壓手冊》表8-7查得 =196MPa</p><p>　　t——材料厚度，t=1mm</p><p>　　——預制孔直徑，由前面計算得到 =28mm</p><p>　　D——拉深件內(nèi)

65、徑尺寸，D=54mm</p><p>　　頂件力： 頂件力取翻邊力的10% ，則：</p><p><b>　　5.2 壓力機選用</b></p><p>　　綜上計算所知，因為選用的是彈性卸料結構,所以總壓力F總為各力的總和，其中包括卸料力.故</p><p>　　F總= F翻邊+F頂件</p&g

66、t;<p>　　= 17602+1760</p><p><b>　　= 19362 N</b></p><p><b>　　≈20 KN</b></p><p>　　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.則根據(jù)所需總壓力及現(xiàn)場條件初選公稱壓力為160KN的開式壓力機。

67、因此由《實用模具設計簡明手冊》查表得到160kN壓力機的主要技術參數(shù)如下表2所示。</p><p>　　表2 壓力機主要技術參數(shù)</p><p>　　5.3 翻邊凹、凸模刃口尺寸計算</p><p>　　翻邊件按未注公差尺寸的極限偏差考慮，并標注內(nèi)行尺寸，故翻邊件的尺寸為。翻邊凸、凹模的刃口尺寸為：</p><p>　　由《沖壓手冊》表4-7

68、5的公式計算</p><p>　　式中，x按IT10級以上選取，由《沖壓手冊》表2-30查得 x=0.4；、由《沖壓手冊》表4-76選取分別為0.030mm、0.050mm。C單向間隙由《沖壓手冊》表4-74取為c=（1～1.1）t=1.05mm；翻邊凹模最小壁厚，由《沖壓手冊》表2-39查得為30mm，此厚度可以保證足夠的強度，符合設計要求。</p><p>　　翻邊模設計的凹凸模零件圖

69、如下圖8所示:</p><p>　　圖8 翻邊模凹模零件圖</p><p>　　5.4 翻邊模結構設計及模架選擇</p><p>　　本副模具主要目的是為了翻邊工序，翻邊高度為17mm.翻邊所需求的精度比較高,故在本次翻邊模具的設計中,翻邊模的精度為中等精度要求。</p><p>　　在本副翻邊模的設計中,翻邊凹模設計在上模座上。預先拉深后的

70、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,上模采用推件塊推件的方式將坯料從翻邊凹模中推出。</p><p>　　翻邊凸模安放在下模座上,采用式嵌入式固定在下模座上。卸料時采用壓邊圈與限位螺釘?shù)姆绞竭M行卸料，壓邊圈同時還可以起壓邊的作用，他是氣墊壓力通過托桿把力傳到壓邊圈上進行壓邊的。</p><p>　　根據(jù)凹模的周界

71、尺寸。查《沖壓手冊》中的標準，同時為了便于安裝，選用后側滑動導柱導套模架，由于本次凹模的周界尺寸長度為119mm，按資料選用標準模架，選擇上模座尺寸為160×160×45mm,下模座尺寸為160×160×45mm，其他結構的尺寸值不變，此時，再反過來校核所初步選用的公稱壓力為160kN的壓力機。工作臺尺寸為：左右為450mm,前后為300mm，工作臺的閉合高度為220mm，顯然壓力機上可以放置所設

72、計的模座，且最大閉合高度也滿足要求，因此所選壓力機符合要求。</p><p>　　模柄的規(guī)格選擇直徑Φ30mm，高度為70mm，其他結構的尺寸由《沖壓手冊》查詢，在模座確定以后，在《沖壓簡明手冊》中選擇導柱、導套的規(guī)格和結構尺寸，導柱尺寸為Φ38×135mm，材料為15鋼，導套的尺寸為Φ42×80mm，材料為15鋼。</p><p>　　確定該模具裝配圖的三個外形尺寸：

73、長度為254mm，寬度為237mm,閉合高度為171mm,往下，便可對工作零件、標準零件及其他零件進行具體結果設計。當然，如果在具體結果設計中牽涉到的上述三個總體尺寸需要調整，也屬于沖模結構設計中的正常過程。由于本副模具的翻邊結構對稱，因此它的壓力中心就在翻邊模的幾何中心上。</p><p><b>　　翻邊模裝配圖如下:</b></p><p>　　圖9 翻邊模裝配

74、簡圖</p><p>　　6 切邊模的設計及計算</p><p>　　6.1 各工序壓力計算及壓力機選擇</p><p>　　切邊力F： </p><p>　　式中， ——抗剪強度，由《沖壓手冊》表8-7查得 =350MPa；</p><p>　　d——凸緣直徑，d=76mm;</p>

75、;<p>　　t——材料厚度，t=1mm;</p><p>　　廢料刀切斷廢料所需力：</p><p>　　根據(jù)以上壓力計算得到：</p><p>　　則根據(jù)所計算得總壓力初步選擇開式壓力機，公稱壓力為160kN,因此由《實用模具設計簡明手冊》查得到160kN壓力機的主要技術參數(shù)如下表3。</p><p>　　表3 壓力機主要技

76、術參數(shù)</p><p>　　6.2 切邊凹、凸模刃口尺寸計算</p><p>　　落料件按未注公差尺寸的極限偏差考慮，按IT9級取公差，并標注內(nèi)形尺寸為mm。由《沖壓手冊》表2-31的公式進行計算，于是，切邊凹、凸模直徑尺寸：</p><p>　　式中，x按IT9級選取，由《沖壓手冊》表2-30查得 x=0.5;</p><p>　　由《沖壓

77、手冊》表2-28查得，=0.018mm;</p><p>　　式中， x按IT9級選取，由《沖壓手冊》表2-30查得 x=0.5;</p><p>　　由《沖壓手冊》表2-25查得，=0.012mm；</p><p>　　為最小合理間隙，由《沖壓手冊》表2-1查得，=0.14mm;</p><p>　　為最大合理間隙，由《沖壓手冊》表2-1查

78、得，=0.2mm;</p><p>　　本次模具設計采用凸、凹模分別加工的方法，需要分別標注凸凹模的刃口尺寸及公差，為了保證合理的間隙，必須滿足下列條件：，</p><p>　　根據(jù)以上計算得出結論，，因此以上計算符合凹凸模分開加工的條件，采用凹、凸模加工的方法，凹、凸模具有互換性，在精度要求較高的行業(yè)，一般采用這種方法加工，而且它的制造周期短，但是為了保證合理的間隙，就需采用小的制造公差

79、，使得模具制造困難，成本較高。</p><p>　　6.3 模具結構設計及模架的選用</p><p>　　本次設計切邊模具設計的主要目的是為了得到外形尺76mm的尺寸精度而進行切邊。，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。這樣使模具結構簡單，操作易行，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。</p><p>　　根據(jù)凹模的周

80、界尺寸。查《沖壓手冊》中的標準，同時為了便于安裝，選用后側滑動導柱導套模架，由于本次凹模的周界尺寸長度為160mm，按資料選用標準模架，選擇上模座尺寸為160×160×45mm,下模座尺寸為160×160×45mm，其他結構的尺寸值不變，此時，再反過來校核所初步選用的公稱壓力為160kN的壓力機。工作臺尺寸為：左右為450mm,前后為300mm，工作臺的閉合高度為220mm，顯然壓力機上可以放置所

81、設計的模座，且最大閉合高度也滿足要求，因此所選壓力機符合要求。</p><p>　　模柄的規(guī)格選擇直徑mm，高度為70mm，其他結構的尺寸由《沖壓手冊》查詢，在模座確定以后，在《沖壓簡明手冊》中選擇導柱、導套的規(guī)格和結構尺寸，導柱尺寸為Φ28×135mm，材料為15鋼，導套的尺寸為Φ42×80mm，材料為15鋼。</p><p>　　確定該模具裝配圖的三個外形尺寸：長度

82、為254mm，寬度為237mm,閉合高度為172mm,往下，便可對工作零件、標準零件及其他零件進行具體結果設計。當然，如果在具體結果設計中牽涉到的上述三個總體尺寸需要調整，也屬于沖模結構設計中的正常過程。</p><p>　　由于本副切邊模的切邊位置對稱，因此模具的壓力中心就在中心距的幾何中上。</p><p><b>　　切邊模裝配圖如下：</b></p>

83、;<p>　　圖10 切邊模裝配簡圖</p><p><b>　　7 結論</b></p><p>　　通過本次畢業(yè)設計，在理論知識的指導下，結合認識實習和生產(chǎn)實習中所獲得的實踐經(jīng)驗，在老師和同學的幫助下，認真獨立地完成了本次畢業(yè)設計。在本次設計的過程中，通過自己實際的操作計算，我對以前所學過的專業(yè)知識有了更進一步、更深刻的認識，同時也認識到了自己的不足

84、之處。到此時才深刻體會到，以前所學的專業(yè)知識還是有用的，而且都是模具設計與制造最基礎、最根本的知識。</p><p>　　本次畢業(yè)設計歷時三個月左右，從最初的領會畢業(yè)設計的要求，到對拿到自己手上的沖壓件的沖壓性能的分析計算，諸如對沖壓件結構的分析，對形狀的分析等，不斷地分析計算，對要進行設計的沖壓件有了一個比較全面深刻的認識，并在此基礎上綜合考慮生產(chǎn)中的各種實際因素，最后確定本次畢業(yè)設計的工藝方案。然后是對排樣方

85、式的計算，直到模具總裝配圖的繪制，歷時近兩個月左右。在這段時間里，我進行了大量的計算：從材料利用率的計算，到工序壓力的計算，再工作部分刃口尺寸及公差的計算，到各種零件結構尺寸的計算以及主要零部件強度剛度的核算。其間在圖書館翻閱了許多相關書籍和各種設計資料。因此從某種意義上講，通過本次畢業(yè)設計的訓練，也培養(yǎng)和鍛煉了一種自己查閱資料，獲取有價值信息的能力。</p><p>　　總之，通過本次畢業(yè)設計的鍛煉，使我對模具

86、設計與模具制造的整個過程都有了比較深刻的認識和全面的掌握。本次畢業(yè)設計的沖壓模的設計，使我接受了一個機械專業(yè)的畢業(yè)生應該有的鍛煉和考查。我很感謝學校和各位老師給我這次鍛煉機會。我是認認真真的做完這次畢業(yè)設計的，也應該認認真真的完成我大學四年里最后也是最重要的一次設計。但是由于水平有限，錯誤和不足之處再所難免，懇請各位導師、各位教授批評指正，不勝感激。</p><p><b>　　參考文獻</b&g

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94、urnal of Materials Processing Technology, 2007, 182(1-3):418-426.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　四年時光悄悄從我們身邊流過， 我們也不知不覺成長起來，每天都很珍惜現(xiàn)在的時間，雖然有些時候感到孤獨，但是同學的友情永存，在大學受到老師們的鼓舞感到很欣慰、很感動，我們一起

95、度過學校的最后的美好的青春。</p><p>　　在通過作這次的畢業(yè)論文，我發(fā)自己的專業(yè)技能將會在以后的工作有很大的用途，我們國家正處于工業(yè)化的發(fā)展過程，機械制造及其自動化專業(yè)對于企業(yè)有大的需求力，相信在未來的工作自己將有的發(fā)展?jié)摿?，我對自己的工作有大信心?lt;/p><p>　　最后衷心的祝愿所有的老師身體健康，事業(yè)更上一層樓，祝我們所有的同學在以后的工作中萬事如意。</p>