柴油机排气管法兰设计说明书.docx
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柴油机排气管法兰设计说明书
目录
一、零件的工艺性分析……………………………………………………..2
二、零件工艺方案的确定…………………………………………………..3
三、冲压零件毛坯排样图设计……………………………………………..4
四、毛坯压力中心的计算…………………………………………………….6
五、冲压力的计算……………………………………………………………..7
（一）落料力.............................................................................................................7
（二）卸料力.………………………………………………………………………7
六、压力机的选择……………………………………………………………..7
七、冲裁模类型结构的确定…………………………………………............8
（一）零件冲裁模类型的确定………………………………………………………..8
（二）零件冲裁模结构形式的确定…………………………………………………..8
八模具刃口尺寸的计算…………………………………………….................9
九、冲裁模零部件设计………………………………………………………..9
（一）弹性元件的设计………………………………………………………………..9
（二）卸料板…………………………………………………………………………..9
（三）落料凹模的设计计算…………………………………………………………..10
（四）凸模的长度计算…………………………………………………………….10
（五）垫板…………………………………………………………………………….10
（六）模柄…………………………………………………………………………….10
（七）模架的选择…………………………………………………………………….10
（八）上、下模座……………………………………..................................................11
（九）导柱、导套……………………………………………………………………..11
（十）凹模支撑板………………………………………………………………..11
十、模具闭合高度的确定和验算……………………………………………11
（一）冲孔模闭合高度的计算……………………………………………………….11
（二）冲孔模闭合高度的校核………………………………………………………..11
十一.模具的结构分析………………………………………………………..…….11
设计体会…………………………………………………………………………..12
参考文献…………………………………………………………………………..12
一．零件的工性分析艺
我本次的冲压课程设计题目是柴油机排气法兰落料模
（一）、生产批量：
工件要求大批量生产。
（二）、材料：
A3（Q235）屈服极限为235MP，冲压性能良好，适合冲裁。
（三）、技术要求：
该工件除了要求平直度，并且不允许冲裂外，其他的都没有严格要求。
（四）、形状、尺寸：
孔间距和孔边距满足一般冲压工艺要求。
未标明尺寸均采用GB/T15055—2007中的M级就是旧国标中的14级公差。
（五）、冲压加工的经济性分析：
该零件外形对称，全部由直线和圆弧组成，形状简单。
无过长的悬臂和狭槽。
该零件是大批量生产，故采用冲压模具进行生产可以取得良好的经济效益，可以降低零件的生产成本。
根据以上工件的特性，可知该工件冲裁性能良好，且一般冲裁即可满足要求。
二、零件工艺方案的确定
首先根据零件的形状确定冲压工序类型和选择工序顺序。
冲压该零件需要的基本工序有落料、冲孔。
方案一：
先落料，再冲孔，采用单工序模生产。
方案二：
冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。
方案三：
落料和冲孔复合冲压，采用复合模生产。
方案一模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。
且这样精度就不一定能满足
。
由于零件结构简单，为提高生产效率，应采用复合冲裁或級进冲裁方式。
方案二级进模虽然生产效率高，且容易实习自动化，但它受送料误差的影响，所以尺寸难以达到精度要求。
方案三复合模能在压力机一次行程内，完成落料、冲孔等多道工序，所冲压的工件精度较高，不受送料误差影响，内外形相对位置重复性好，表面较为平直。
为了平整度更高，所以复合模结构采用正装复合模具。
但是由于规定我做的是落料模，所以一切按落料模设计。
三、冲压零件毛坯排样图设计
为了补偿定位误差和剪板误差并且保证条料的刚度，故采用有搭边排样。
有侧压装置。
（一）、毛坯主要工艺参数计算：
方案一
方案二
方案三
由于零件要求的精度不是很高，方案一与方案二为直排，方案三是斜排，三种方案从制件精度，冲模结构及模具寿命相比都差不多，但从利用率考虑，方案三的材料利用率比较高，因此采用方案三为最合理。
1、条料宽度：
上式中B：
条料宽度的基本尺寸；
：
条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；
：
侧搭边值；
：
条料宽度的单向（负向）偏差；
Z:
导料板与最宽条料之间的间隙；
由于板料的厚度t=3mm,查设计手册表2.26得
=2.0mm
=2.4m
查[2]表1-1-17、表1-1-18得
=0.6mmZ=0.5mm
所以：
B0△=（Dmax+2a）0△=（33.5+2*2.4）0
=38.300.6取39
2、排料方案：
查资料，选Q235冷轧板规格为1000*2000mm
剪板：
2000/39=51.28剪成51条
每块条料可冲裁的零件数：
1000/62=16.12取16
步距S：
S=2+60=62
3、计算材料的利用率：
（1）、一个步距内的材料利用率
:
（2）、在一个条料上总的材料利用率
：
=
X100
=
式中A:
一个步距内冲裁件的实际面积（
）；
B：
条料宽度（mm）;
S:
步距（mm）;
n:
一张条料上的冲裁件数目总数；
:
一个冲裁件的实际面积（
）；
L:
条料长度（mm）;
四、毛坯压力中心的计算
冲压力合力的作用点称为模具的压力中心。
模具的压力中心应该通过压力机滑块的中心线。
对于有模柄的冲模来说，须使压力中心通过模柄的中心线。
否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向部分不正常的磨损，还
会使合理间隙得不到保证，从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。
（一）、压力中心的计算：
求各冲裁边长度及其重心：
LR7=14
3.14
145/360=17.70mm
LR16=32
3.14
35/360=9.77mm
L1=28.62
设模具的压力中心坐标为
、
，由于零件是关于Y轴和X轴对称，所以压力中心点就圆
的圆心点。
五、冲压力的计算
（一）计算落料力
由于零件材料是Q235，故查表得：
根据上面压力中心计算时的数据有计算周长L：
L=17.7*2+2*9.77+4*28.62=169.42mm
F落=Lt
=169.42*3*450=228717N
（二）计算卸料力
F卸=KXF落
查表得：
KX=0.04F卸=KXF落=228717*0.04=9148N
因为本设计采用的是弹性下出料方式：
所以：
F总=F卸+F落=9148+228717=237865N
六、压力机的选择
因为F总=237865，为安全起见，防止设备的超载，可按公称压力
的原则选择压力机。
参考《材料成型设备》表2-2得，所以选用J23-40。
它的技术参数如下：
公称压力：
400KN
滑块行程：
100mm
滑块调节行程：
100mm
行程次数：
80次∕分
最大闭合高度：
300mm
封闭高度调节量：
80mm
工作台尺寸（前后×左右）：
420mm×630mm
工作台孔尺寸（前后×左右）:
150mm×300mm
模柄孔尺寸（直径×深度）：
30×50mm；
七、冲裁模类型结构的确定
（一）零件冲裁模类型的确定
零件冲裁模可以采用以下三种方案：
方案一：
采用无导向简单冲裁模
方案二：
采用导板导向简单冲裁模
方案三：
采用导柱导向简单冲裁模
1.方案一：
无导向简单冲裁模结构简单、尺寸小、质量轻、模具制造容易、成本低，但冲模在使用安装时麻烦，需要调试间隙的均匀性，冲裁精度低且模具寿命低。
它使用于精度要求低、形状简单、批量小或试制的冲裁件。
2.方案二：
导板导向简单冲裁模比无导向简单冲裁模高、使用寿命较长、单模具制造较复杂、冲裁时视线不好。
3.方案三：
导柱导向简单冲裁模导向准确、可靠，能保证冲裁间隙均匀、稳定，因此冲裁精度比导板模高，使用寿命长。
但比前两种模具成本高。
虽然柴油机排气法兰的精度要求不高，但零件是大批量生产，故采用导柱导向简单冲裁模更符合工艺要求，并缩短模具的制造周期，从而降低生产成本。
所以设计采用导柱导向简单冲裁模。
（二）零件冲裁模结构形式的确定
1.操作方式的选择：
由于大批量生产故选择自动送料方式。
2.定位方式的选择：
工件在模具上的定位主要考虑定位基准、上料方式、操作安全可靠等因素。
由于本零件的宽度公差精度不高，因此本模具的定位方式采用导料销导料，挡料销定距。
3.卸料方式的选择：
为了能使零件具有一定的平整度，且卸料比较平稳，故选择弹性卸料方式比较合理
八.模具刃口尺寸的计算
凸模与凹模采用配合加工法
落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙值配制
零件的落料部分的轮廓图如：
由于以上的各个尺寸在凹模磨损后都会变大，因此按一般落料凹模尺寸公式计算，即由t=3mm，查课本表3-4得冲裁模刃口双面间隙Zmin=0.460mmZmax=0.640mm
尺寸320-0.28的模具制造公差由表2-12得
=0.030mm，查课本表3-5得x=0.5
AR16=（Amax-X△）△/40=（32-0.5*0.28）0.28/40=31.860.070
尺寸700.24查课本表3-5得x=0.5
AR7=（Amax-X△）△/40=（7-0.5*0.24）0.24/40
=6.880.060
凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配制，但必须要保证双面间隙值
~
九、冲裁模零部件设计
（一）弹性元件的设计
采用橡胶为弹性元件，橡胶的自由高度
式中
——工作行程与模具修模量或调整量（4~6）mm之和；
所以
=3+1+5=9mm；
则
=（3.5~4）
9=31.5~36mm，取
=34mm
（二）卸料板
卸料板采用无导向弹压卸料板，厚度
=（0.8~~1）H=（22.4~~~28）mm;取25mm
卸料板的材料采用45钢，淬火，磨销，粗糙度在0.4~~0.8um，
（三）落料凹模的设计计算
1.凹模厚度的确定：
H=
=28.75mm
.凹模宽度的确定：
B=S+（2.5~~4）H=（104~~147）mm取B=110
凹模长度的确定：
L=S1+2S2=74+2*42=158mm
式中的S是垂直于送料方向的凹模刃口间最大距离所以S=32.5
S1是送料方向的凹模刃口间最大距离S1=60+7*2=74
S2是塑料方向的凹模刃口至凹模边缘的最小距离，查表3-14知S2=42
综上，凹模的尺寸
=158
110
28mm，对照查表2.63，将上述尺寸改为160
125
28mm。
（四）凸模长度的计
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