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XX學(xué)院
本科生畢業(yè)設(shè)計
題 目 機油濾清器蓋板沖壓工藝
及模具設(shè)計【2副模具】
學(xué)生姓名
學(xué) 號
專業(yè)班級
指導(dǎo)老師
2015年 3 月 29 日
機油濾清器蓋板沖壓工藝及模具設(shè)計【2副模具】
目錄
中文摘要及關(guān)鍵詞 IV
英文摘要及關(guān)鍵詞 V
第1章 工件分析 1
1.1 材料的工藝分析 1
1.2 材料選擇 3
1.3 工件結(jié)構(gòu)形狀 3
1.4 尺寸精度 3
第2章 沖裁工藝方案的確定 5
2.1翻邊工藝性 5
2.2判斷能否一次性翻邊成功 5
2.3沖壓方案的確定 6
第4章 模具總體設(shè)計 8
4.1 模具類型的選擇 8
4.2 操作與定位方式 8
4.3 卸料、出件方式 8
4.4 確定送料方式 9
4.5 確定導(dǎo)向方式 9
第5章 模具工藝參數(shù)確定 10
5.1 排樣設(shè)計與計算 10
5.2 搭邊值的確定 10
5.3 進距與條料寬度計算 11
5.4 材料利用率的計算 14
第6章 計算沖壓力與壓力機的初選 15
6.1 沖裁力Fp的計算 15
6.2 卸料力Fq1的計算 15
6.3 頂件力Fq2的計算 16
6.4 總的沖壓力F的計算 16
6.5 壓力機的初選 16
第7章 模具壓力中心的確定 18
第8章 沖裁模間隙的確定 19
8.1 沖裁間隙Z 19
8.2 沖裁間隙分析 19
第9章 凹、凸模刃口尺寸的計算 21
9.1 刃口尺寸計算的基本原則 21
9.2 刃口尺寸的計算 21
9.3翻邊工作刃口尺寸 23
第10章 主要零部件的設(shè)計 25
10.1 工作零件的設(shè)計與計算 25
10.2 橡膠的選用 31
10.3 模架及其零件的設(shè)計 32
第11章 校核模具閉合高度及壓力機有關(guān)參數(shù) 34
11.1 閉合高度的計算 34
11.2 沖壓設(shè)備的選定 34
結(jié) 論 35
參考文獻 36
致謝 37
III
機油濾清器蓋板沖壓工藝及模具設(shè)計【2副模具】
中文摘要及關(guān)鍵詞
摘 要：在這次設(shè)計中根據(jù)所給題目的要求，首先對沖壓件進行了分析，分析該零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可滿足零件精度的要求，再從零件的形狀、尺寸標(biāo)注及生產(chǎn)批量等情況看，選擇加工方案。由于模具工業(yè)的重要性,模具成型工藝在各個工業(yè)部門得到了廣泛的應(yīng)用,使得模具行業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)大大超過機床刀具工業(yè)的產(chǎn)值.這一情況充分說明在國民經(jīng)濟蓬勃發(fā)展的過程中,在各個工業(yè)發(fā)達國家對世界市場進行激烈的爭奪中,越多越多地采用模具來進行生產(chǎn),模具工業(yè)明顯地成為技術(shù) 經(jīng)濟和國力發(fā)展的關(guān)鍵.
因此,要使國民經(jīng)濟各個部門獲得高速發(fā)展,加速實現(xiàn)社會主義四個現(xiàn)代化,就必須盡快將模具工業(yè)搞上去,使模具生產(chǎn)形成一個獨立的工業(yè)部門,從而充分發(fā)揮模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的關(guān)鍵的作用. 本設(shè)計擋片零件沖壓模具，凸凹模安裝在模具下模座上。倒裝復(fù)合模廢料清理無須二次清理，操作方便安全，生產(chǎn)效率較高。復(fù)合模與設(shè)計過程大致相似，復(fù)合模結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。設(shè)計上主要是對凸模、凹模和凸凹模的設(shè)計，其中主要是其工作部分的尺寸設(shè)計，以保證制件的精度和質(zhì)量要求。
關(guān)鍵詞：模具 沖裁件 凸模 凹模 凸凹模
英文摘要及關(guān)鍵詞
Abstract：In this design according to the requirements of the topic, firstly, stamping parts are analyzed, the dimensional accuracy of the parts of the analysis that the general accuracy of the mould can meet the requirements of precision parts, from the shape, dimension and mass production situation, selection and processing scheme. Due to the importance of the mold industry, mold forming technology has been widely used in various industrial sectors, so that the mold industry output value has been greatly exceeded the machine tool industry output value. This fully explained in the process of national economy vigorous development, in the fierce competition for each industrial developed countries on the world market, more and more using mold for production, key technology and national economic development has become the mold industry obviously.
Therefore, to make each department of national economic high speed development, accelerate the realization of the four modernizations of socialism, we must mold industrial make up as soon as possible, so that the mold production formed an independent industrial sector, so as to give full play to the key role of mold industry in the national economy. The design of bending plate stamping bracket parts of the die, punch and die installed in the mould of the lower mould seat. Flip composite modulus waste disposal, without two clean, convenient and safe operation, high production efficiency. The design process of compound die and bending die compound die is similar, the bending die structure is more complex. The design is mainly the design of the punch, concave die and punch and die, which is mainly designed dimension of the part of the work, to ensure the precision and quality requirements.
Key words:Mold;Blank piece;Punch;Die
37
第1章 工件分析
1.1 材料的工藝分析
近年來,.由于模具技術(shù)的迅速發(fā)展, 模具設(shè)計與制造已成為一個行業(yè)越來越來引起人們的重視.模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝裝備,他在各種生產(chǎn)行業(yè),特別是沖壓和塑料成形加工中,應(yīng)用極為廣泛.我國模具工業(yè)總產(chǎn)值中,沖壓模具的產(chǎn)值約為50％.現(xiàn)代模具技術(shù)的發(fā)展,在很大程度上依賴于模具標(biāo)準(zhǔn)化的程度,優(yōu)質(zhì)模具材料的研究,先進的模具設(shè)計和制造技術(shù),專用的機床設(shè)備及高水平的生產(chǎn)技術(shù)管理等等,但其中模具設(shè)計是至關(guān)重要的一個方面.
利用模具生產(chǎn)零件的方法已成為工業(yè)上進行成批或大批生產(chǎn)的主要技術(shù)手段,它對于保證制品質(zhì)量,縮短試制周期,進而爭先進入市場,以及產(chǎn)品更新?lián)Q代和新產(chǎn)品開發(fā)都具有決定性意義.因此德國把模具成為”金屬加工中的帝王”,把模具工業(yè)視為”關(guān)鍵 工業(yè)”,美國把模具成為”美國工業(yè)的基石”,把模具工業(yè)視為”不 可估量其力量的工業(yè)”,日本把模具說成”促進社會富裕繁榮的動力”把模具工業(yè)視為”整個工業(yè)發(fā)展的秘密”
由于模具工業(yè)的重要性,模具成型工藝在各個工業(yè)部門得到了廣泛的應(yīng)用,使得模具行業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)大大超過機床 刀具工業(yè)的產(chǎn)值.這一情況充分說明在國民經(jīng)濟蓬勃發(fā)展的過程中,在各個工業(yè)發(fā)達國家對世界市場進行激烈的爭奪中,越多越多地采用模具來進行生產(chǎn),模具工業(yè)明顯地成為技術(shù) 經(jīng)濟和國力發(fā)展的關(guān)鍵.
從我國的情況來看,不少工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量上不 去,新產(chǎn)品開發(fā)不出來,老產(chǎn)品更新速度慢,能源消耗指標(biāo)高,材料消耗量大,這些都與我國模具生產(chǎn)技術(shù)落后,沒有一個強大的 先進的模具工業(yè)密切相關(guān).
因此,要使國民經(jīng)濟各個部門獲得高速發(fā)展,加速實現(xiàn)社會主義四個現(xiàn)代化,就必須盡快將模具工業(yè)搞上去,使模具生產(chǎn)形成一個獨立的工業(yè)部門,從而充分發(fā)揮模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的關(guān)鍵的作用.
沖壓生產(chǎn)靠模具和壓力機完成加工過程,與其他機械加工方法相比,其在技術(shù)和經(jīng)濟方面有如下特點:
⑴沖壓加工的生產(chǎn)效率高,且操作方便,易于實現(xiàn)機械化和自動化.普通壓力機每分鐘可以生產(chǎn)十幾個零件,高速壓力機每分鐘可生產(chǎn)幾百甚至上千件零件.所以它是一種高效率的加工方法.
⑵沖壓件的尺寸精度由模具來保證,所以質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好.
⑶沖壓可加工出尺寸范圍較大 形狀較復(fù)雜的零件,小到儀表零件,大到汽車覆蓋件,還可獲得其他加工方法難以制造的壁薄 、 質(zhì)量輕、 剛性好 、 表面質(zhì)量高 、 形狀復(fù)雜的零件.
⑷沖壓加工一般不需要加熱毛坯,也不像切削加工那樣,需大量切削金屬,所以它不但節(jié)能,而且節(jié)約金屬,故沖壓件的成本較低.
由于沖壓工藝具有上述突出的特點,因此在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用.例如,航空航天、機械、電子通信 、交通 、兵器 、日用電器及輕工等產(chǎn)業(yè)都有沖壓加工,不但在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛才用沖壓工藝,而且可以說每個人每天都直接與沖壓產(chǎn)品發(fā)生聯(lián)系.
沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛.相當(dāng)多的工業(yè)部門 越來越多地才用沖壓加工方法加工零件部件,如汽車 、農(nóng)機、儀表 、儀器 、電子、航空 、航天 、軍工 、家電及輕工等行業(yè).在這些工業(yè)部門中,沖壓件所占比例相當(dāng)大,少則60％以上,多則90％以上.不少過去用鍛造 鑄造 和切削加工方法制造的零件,現(xiàn)在大多也被質(zhì)量輕 剛度好的沖壓件所代替.因此可以說,如果生產(chǎn)中不廣泛才用沖壓工藝,許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量 、 降低生產(chǎn)成本 、快速進行產(chǎn)品更新?lián)Q代是難以實現(xiàn)的。
圖1.1工件簡圖
1.2 材料選擇
根據(jù)表1.1，1CR18NI9TI為合金鋼，具有良好的塑性、焊接性以及壓力加工性，主要用于工程結(jié)構(gòu)和受力較小的機械零件。綜合評比均適合沖裁加工。
1.3 工件結(jié)構(gòu)形狀
工件結(jié)構(gòu)形狀相對簡單，除有7個孔,孔與邊緣之間的距離也滿足要求，可以沖裁。
1.4 尺寸精度
零件圖上所注公差經(jīng)查標(biāo)準(zhǔn)公差表1.2為IT14級，尺寸精度較低，普通沖裁完全可以滿足要求。
根據(jù)以上分析：該零件沖裁工藝性較好，適宜沖裁加工。查公差表得各尺寸公差：
零件外形：67mm
零件內(nèi)形：20mm、6mm
表1.1黑色金屬的力學(xué)性能
材料名稱
材料牌號
材料狀態(tài)
極限強度
伸長率
屈服強度
彈性模量E/MPa
抗剪
抗拉
合金鋼
1CR18NI9TI
已退火的
216-304
275-383
32
177
08
255-353
324-441
32
196
186000
10F
216-333
275-412
30
186
10
255-333
294-432
29
206
194000
15F
245-363
314-451
28
15
265-373
333-471
26
225
198000
20F
275-383
333-471
26
225
196000
2O
275-392
353-500
25
245
206000
25
314-432
329-539
24
275
198000
30
353-471
441-588
22
294
197000
35
392-511
490-637
20
314
197000
40
412-530
511-657
18
333
209000
45
432-549
539-686
16
353
200000
50
432-569
539-716
14
373
216000
表1.2部分標(biāo)準(zhǔn)公差值（GB/T1800.3—1998）
公差等級
IT6
IT7
IT8
IT9
IT10
IT11
IT12
IT13
IT14
IT15
基本尺寸
/μm /mm
＞3～6
8
12
18
30
48
75
0.12
0.18
0.30
0.48
＞6～10
9
15
22
36
58
90
0.15
0.22
0.36
0.58
＞10～18
11
18
27
43
70
110
0.18
0.27
0.43
0.70
＞18～30
13
21
33
52
84
130
0.21
0.33
0.52
0.84
＞30～50
16
25
39
62
100
160
0.25
0.39
0.62
1.00
＞50～80
19
30
46
74
120
190
0.30
0.46
0.74
1.20
＞80～120
22
35
54
87
140
220
0.35
0.54
0.87
1.40
從表1.1中查出1CR18NI9TI
抗拉強度：σ=275～383Mpa
抗剪強度：τ=216～304Mpa
伸長率： δ=32%
分析其力學(xué)性能較好，故選擇1CR18NI9TI材料。
第2章 沖裁工藝方案的確定
2.1翻邊工藝性
1.翻邊工件邊緣與平面的圓角半徑r=(2～3)t
2.翻邊的高度h=5≥1.5r=1.5
3.翻邊的相對厚度d/t=9.38>(1.7～2),所以翻邊后有良好的圓筒壁
4.沖孔毛刺面與翻邊方向相反，翻邊后工件質(zhì)量沒大影響。
5.查《中國模具設(shè)計大典》第3卷，第35頁，K.W.I擴孔實驗，預(yù)加工孔Φ9.38可擴孔到Φ35左右，而制件為Φ18，即滿足翻邊性能。
總體看來：該制件均滿足沖裁工藝性和翻邊工藝性，適于沖裁加工。
2.2判斷能否一次性翻邊成功
由預(yù)沖孔公式可以得到翻邊高度H的表達式：
H=D-d2+0.43r+0.72t (2-1)
或H=D2(1-dD)+0.43r+0.72t
=D2(1-K) +0.43r+0.72t
若將Kmin帶入上式，則可得到許可的最大翻邊高度Hmax
Hmax=D2（1-Kmin）+0.43r+0.72t
其中 D—翻邊后的中經(jīng)(mm)
Kmin—極限翻邊系數(shù)
r—翻邊圓角半徑(mm)
t—材料厚度(mm)
查《冷沖模設(shè)計》，表7-1低碳鋼圓孔極限翻邊系數(shù)
這里凸模采用圓柱形平底型式 孔的加工方式為沖孔
因相對厚度d/t=9.38 得Kmin= 0.55
因工件高度H
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