滤油器支架模具设计.docx

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滤油器支架模具设计

冲压模具毕业设计

系名称:

工程系

专业:

模具设计与制造

班级:

05级模具

（1）班

姓名:

学号：

滤油器支架模具设计

摘要

本说明书主要是阐述了有关滤油器支架模具设计的基本过程和其主要计算。

全文共由四章组成，他们的内容如下所述。

第一章是设计滤油器支架模具的工艺方案的确定，主要根据所给制件特点加以分析，设计出合理的模具，这里共设计出三套模具。

第二章是落料拉深复合模的设计，其中包括一些典型结构的选择和一些非标准零件的设计。

第三章是冲孔切边复合模的设计，包括各种模具零件的选择和一些零件尺寸的计算。

第四章是弯曲翻边复合模的设计，此章除了沿用了相关类似模具结构外，还进行了简单的计算和零件设计。

鉴于本人的水平所限，在设计中肯定有不足之处存在，也可能有错误出现，恳请评阅老师和各位读者包涵并且批评指正。

关键词：

模具复合模零件

第一章工艺方案的确定………………………………………………………………4

第二章落料拉深复合模的设计………………………………………………………7

第三章冲孔修边复合模的设计………………………………………………………19

第四章弯曲翻边复合模的设计………………………………………………………30

毕业设计总结……………………………………………………………………………39

参考文献…………………………………………………………………………………40

第一章工艺方案的确定

一制件工艺分析

滤油器支架结构较为简单、材料为08Al，厚度为1mm。

成型工艺包括落料拉深、冲孔修边、弯曲翻边三部分。

制件上的拉深为浅拉深（最大处也只有4.4mm）可一次拉深成型，同时制件结构对称，经计算满足冲压工艺要求。

制件在进行冲孔、落料、修边时需要有必要的计算，之后才能确定凸凹模尺寸，这是设计时所必须的，这里体现了最原始的数据资料。

在设计弯曲翻边部分时，要考虑到制件的弯曲回弹现象。

1．毛坯尺寸的确定

本人设计的是滤油器支架的模具，设计所依据的是制件图所给数据，具体情况见下图所示

图1-1

根据《板金冲压工艺手册》P463，对于任何形状旋转体拉深件，其毛坯半径可用下式求得

R=1.414（公式1-1）

式中——横的、竖的与斜的直线长度和弧线长度；

——直线重心和弧线弧心到旋转轴的垂直距离；

——圆弧半径；

——圆弧在对称轴上的投影长度。

式中是圆弧的更正值。

对突出弧（弧心在线内）前用正号；对凹弧（弧心在线外）前面用负号。

当所有圆弧都是四分之一圆时，，上式变为

R=1.414（公式1-2）

图1-2

根据公式1和图2可以计算出毛坯的具体尺寸。

因为是旋转体计算出一半即可。

计算过程如下

R=1.414

=1.414

=52.91mm

因此整个毛坯的尺寸为：

D=105.82mm

2.工序的组合和方案的确定

通过对制件图的观察，本制件要依次经过落料、拉深、冲孔、修边、弯曲

和翻边几道工序，第一道工序是落料和拉深，第二道工序是冲孔和修边，第三道工序是弯曲和翻边。

这样就需要设计出三套模具与之相对应。

由于本制件的生产无其他更符合工艺性和经济性的方案可选择，可以确定本件的生产由如下三套模具完成：

第一套模具为落料拉深复合模，完成制件形状的初步确定。

第二套模具为冲孔修边复合模，完成冲孔和修边。

第三套模具为弯曲翻边复合模，完成制件最终形状的确定。

二.模具结构确定

要正确选用模具的结构形式，必须根据制件的形状，尺寸，精度要求，材料性能，生产批量，冲压设备，模具加工条件等多方面的因素进行考虑。

在满足冲压件质量要求的前提下，最大限度的降低冲压件的生产成本。

确定模具的结构形式，必须解决好以下的问题。

1.模具类型的确定是简单模复合模，还是级进模。

2.操作方式的确定手工操作自动化操作半自动化操作。

3.进出料方式的确定根据原材料的形式，确定进了方法、取出和整理零件的方法、原材料的定位方法。

4、压料和卸料方式的确定压料或不压料弹性或刚性卸料等。

5、模具精度的确定根据冲压件的精度确定合理的模具加工精度，选择合理的导向方式和固定方式。

基于上述问题，又因为制件为大批量生产并且采用08Al作为制件材料，以及精度等要求的限制，对于冲裁模具，在这里采用复合模结构，其中的一些结构是非常典型的，在我所参阅的书籍中也是很常见的。

制件采用刚性推件装置推出，卸料板采用弹性橡胶卸料板，模架采用对角导柱模架。

对弯曲模具来说，因制件只是简单的弯曲，所以这里可以采用一次弯曲的方法，并且能满足其弯曲要求。

对于拉深模具，因为只是简单的浅拉深，所以能够一次拉深成型。

其结构沿用上述典型结构。

第二章落料拉深复合模的设计

一落料部分

1．冲裁力计算

计算冲裁力的目的是合理选择压力机和设计模具，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。

冲裁力的大小主要与材料力学性能、厚度和冲裁件的轮廓长度有关。

用平刃口模具冲裁时，冲裁里F可按下式计算

（公式2-1）

式中L-----冲裁件周边长度（mm）

t-----材料厚度（mm）

K----系数，平刃口一般取1.3

----材料抗剪强度（MP）

由于要为拉深工序留有修边余量，所以这里取毛坯直径为D=110mm，此制件为08Al，根据《冲压工艺与模具设计简明手册》P52表2-2得此钢抗剪强度为

材料厚度为1毫米

周边长度L=345.4mm

所以

F=158504N

同时，还存在卸料力和推件力，要准确计算这些力是很困难的，实际生产中常用下列经验公式来计算

（公式2-2）

式中，F为冲裁力

为卸料力，推料力系数。

见《冲压工艺与模具设计》P52表2-2得

取0.035和0.05

即

所以总的冲裁力为

2．凸凹模尺寸计算

本设计采用凸模与凹模配合加工。

对于冲裁形状复杂或薄板制件的模具，其凸、凹模往往采用复合加工的方法。

此方法是先加工好凸模或凹模为基准，然后根据此基准配置凹模或凸模，使他们保持一定的间隙。

因此，只需在基准件上标注尺寸和公差，另一件只标注尺寸并注明“XX尺寸按凸模或凹模配置，保证双面间隙”。

这样，可放大基准件的制造公差。

其公差不再受凸、凹模间隙的影响，制造容易，并容易保证凸、凹模的间隙。

由于复杂形状工件各部分尺寸性质不同，凸模和凹模磨损后，尺寸变化的趋势不同，所以基准件的刃口尺寸计算方法也不同。

落料：

应以凹模为基准，然后配置凸模。

凹模磨损后，尺寸变大的尺寸类：

先把工件图尺寸化为，再按落料公式进行计算

（公式2-3）

尺寸变小类，先把工件尺寸化为，然后按公式计算

（公式2-4）

凹模磨损后尺寸不变类尺寸，按下述三种情况进行计算

制件尺寸为时

制件尺寸为时（公式2-5）

制件尺寸为时

根据〈〈冲压工艺学〉〉P18可知基本尺寸—mm时，凹模Δ=0.035mm，x=0.5，所以

由公式2-3凹模

凸模刃口尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙值在0.070-0.090mm之间（《冲压工艺学P14）

二拉深部分

1.零件毛坯尺寸的确定

毛坯尺寸在上章中已确定

2．拉深系数的确定

3.凸凹工作部分尺寸的确定

（1）凸凹模圆角半径r

凸凹模圆角半径r按制件圆角半径尺寸计算

（2）凸凹模间隙c

决定凸凹模间隙时，不仅要考虑材质和板厚，还要考虑工件的尺寸精度和表面质量要求。

，

c=t对黑色金属（《冲压工艺学》P91）

4.凸凹模尺寸及制造公差

凸凹模尺寸及制造公差应按零件要求确定

根据《冲压工艺学》p91，表4-7

凹模制造公差δ=0.05mm

凸模制造公差δ=0.03mm

凸模尺寸：

D=（D-2c）

凹模尺寸：

D=D

5.拉深力的计算

拉深力按F=πdtσK（公式2-6）

F=πdtσK=40.4kN

t-料厚（t=1mm）

d-拉深直径（d=92mm）

σ-抗拉强度（σ=330Mpa，《钣金冲压工具手册》P93，表2）

K-系数（K=0.4，《冲压工艺学》P93，表4-9）

6.拉深功的计算

拉深功A==113.9J（公式2-7）

F-最大拉深力（F=40.4kN）

h-拉深高度（h=4.4mm）

λ-平均变形力与最大变形力的比值（λ=0.64，根据《冲压工艺学》p93表4-9）

三模具压力中心的确定

冲裁时的合力作用点或多工序模各工序冲压力的合力作用点，称为模具压力中心。

设计时，模具压力中心应与压力机滑块中心一致，如果不一致，冲裁时会发生偏裁，导致模具以及压力机滑块与导轨的急剧磨损，降低模具和压力机的使用寿命。

所以在落料模、多工序连续模等模具设计时，必须确定模具压力中心。

由于本模具呈现出对称性，所以无须计算即可得出压力中心在模具的几何中心。

四压力机的选择

=171KN

拉深所需压力机的公称压力应满足：

F〉1.3F=222.3kN

拉深所需压力机功率为

N==0.29kW（公式2-8）

A-拉深功

ζ-不均衡系数（ζ=1.4）

η-压力机效率（η=0.6）

η-电机效率（η=0.9）

n-压力机每分钟行程次数（n=60）

根据《钣金冲压工具手册》P299，表1

选J23型，开式可倾台压力机

各项技术性能如下（mm）：

公称压力：

100吨（1000kN）

发生公称压力时滑块离下死点距离：

10

滑块行程：

140

行程次数：

60次/分

最大封闭高度：

400

闭合高度调节量：

110

工作台尺寸：

左右900前后600

工作台孔尺寸：

左右420前后230直径300

立柱间距离：

420

模柄孔尺寸：

Φ6075

五标准零件的选择和非标准零件的设计

1．标准零件的选择

（1）模架的选择（mm）

根据《模具标准应用手册》P209，表3-5

选择对角导柱模架（GB/T2851.1-90）

上模座

下模座

闭合高度—220

（2）导柱导套

根据《模具标准应用手册》P263，表3-35和模座的闭合高度与压力机的最大闭合高度、闭合高度调节量，选择A型导柱（GB/T2861.1-90）

导柱长度L=150mm

直径d=32mm

根据《模具标准应用手册》P272，表3-39和模座的闭合高度与压力机的最大闭合高度、闭合高度调节量，选择B型导套（GB/T2861.7-90）

导套长度L=100mm

直径d=32mm

（3）模柄的选择

模柄的作用是把上模固定在压力机的滑块上，同时使模具中心通过滑块的压力中心。

模柄的尺寸应小于压力机上模柄孔的尺寸，选择模柄时，先根据模具的大小，上模结构，模架类型及精度等确定模柄的结构类型，再根据压力机滑块上模柄孔的尺寸规格。

一般模柄直径应与模柄孔直径相等，模柄长度应比模柄孔深度小5～10mm。

根据《模具标准应用手册》P85，表2-26，模座尺寸及模具结构的特点，选择压入式模柄（GB2862.1-81）

直径d=60mm

高度H=110m

（4）推杆的选择

根据《模具标准应用手册》P151表2-69和模柄的尺寸，选择带肩推杆（GB2867.1-81）

直径d=12mm

长度L=130mm

（5）顶杆的选择

根据《模具标准应用手册》P153，表2-71，选择顶杆（GB2867.3-81）

直径d=16mm