柴油機空氣濾清器首次拉深工藝分析及模具設計方案說明書

1、個人資料整理僅限學習使用柴油機空氣濾清器首次拉深工藝分析及模具設計摘要本次柴油機空氣濾清器首次拉深工藝分析及模具設計為用模具生產(chǎn)無凸緣筒件，柴油機空氣濾清器的制造過程經(jīng)過工藝分析后，可知包括落料、拉深、二次拉深、三次拉深、切邊等工序。經(jīng)過方案分析后把落料和首次拉深用復合模完成，而其他不出圖但進行了相關的尺寸計算，重點在復合模上，解決落料和拉深的計算問題同時對相關的模具的零件給以詳細的設計。生成裝配工程圖和相關的零件剛才圖。b5E2RGbCAP關鍵詞：模具，落料，拉深，裝配圖/ 20個人資料整理僅限學習使用THE FIRST DRAWING PROCESS ANALYSIS AND DIE DE

2、SIGNOF DIESEL ENGINE AIR FILTERP1EANQFDPWABSTRACTThe diesel engine air filter first drawing process analysis and die design for the production of flangeless cylinder mould, diesel engine air filter manufacturing process by process analysis, it includes blanking, drawing three times, two times drawin

3、g, deep drawing, trimming process. After analysis the blanking and drawing the first time, complete with compound die, while the other is not drawing but to calculate the correlation dimension, focusing on the compound die, at the same time give parts of the die of the detailed design to solve the p

4、roblem of the calculation of blanking and drawing. Generation of assembly drawings and related parts just mapDXDiTa9E3d.KEYWARDS： die， deep drawing， assembly drawing， partsdrawingRTCrpUDGiTI/20個人資料整理僅限學習使用目錄摘要 . .IABSTRACT.II1 緒論 .11.1引言 . .11.2沖壓的定義 . .11.3沖壓工序分類.21.4沖壓工藝的特點應用 .22. 工藝分析 . .32.1材料分析

5、 .32.2結構形狀分析 . .32.3圓角半徑分析.32.4拉深件的尺寸精度分析.33. 拉深工序設計 . .43.1設計工藝方案.43.2工藝方案特點的比較 .43.3確定工藝方案.54. 拉深件工藝參數(shù)的計算 . .64.1確定修邊余量 . .64.2計算毛坯直徑 D .64.3判斷是否采用壓邊圈 . .64.4確定拉深系數(shù) . .64 .4.1先 判斷能否一次 拉 出64 .4.2用推算法確定拉深次數(shù)64 .4 .3確定各次拉深半成品尺寸74.5畫出工序圖 . .85. 落料拉深復合模工藝參數(shù)的計算 . .95.1落料凸、凹模刃口尺寸計算 . .95.2拉深凸、凹模尺寸計算. .95.

6、2.1首次拉深95.2.2第2次拉深105.2.3末次拉深105.3落料排樣設計.11/ 20個人資料整理僅限學習使用5.4畫出零件的排樣圖.126. 工序沖壓力的計算及沖壓設備的選擇 . .136.1落料力的計算.136.2卸料力、推件力、頂件力、總沖壓力的計算 .136.2.1卸料力136.2.2推件力136.2.3頂件力146.2.4總沖壓力146.3拉深力的計算 . .146.4壓邊力的計算 .156.5壓力中心的計算.156.6沖壓設備的選用.157. 模具零部件結構的選用與設計 . .167.1工作零件的設計. .167.1.1落料凹模設計167.1.2拉深凸模設計177.1.3凸

7、凹模設計177.2定位零件選用與設計.187.2.1擋料銷的選用187.2.2導料板的設計197.3導向零件及標注模架的選用.197 .3 .1導柱 與導套的選用197.3.2標準模架的選用207.4卸料、壓料及出件零件的選用和設計 .207 .4 .1卸料裝置的選用和設計207 .4 .2壓邊裝置的選用和設計217.4.3頂桿的設計217.4.4壓邊橡膠的設計217.4.5推件塊的設計237.4.6打桿的設計237.5支承零件的設計.237.5.1模柄的設計237 .5 .2凸凹模固定板的設計247.6緊固零件及其他零件的選用.24i / 20個人資料整理僅限學習使用7.6.1螺釘?shù)倪x用24

8、7.6.2銷釘?shù)倪x用248. 裝配圖 . .258.1主視圖 .258.2俯視圖 .25結論 . .26參考文獻. .27致謝 . .28本資料來自舉哥設計工作室，此文檔為說明書的部分內容，如需要本資料的全部內容請?zhí)詫毦W(wǎng)搜索店鋪舉哥設計工作室，在店鋪內搜索相關課題名稱的關鍵詞以下為全部文件列表的截圖，包含圖紙和說明書ii / 20個人資料整理僅限學習使用1 緒論1.1引言當代社會的不少領域，工業(yè)產(chǎn)品已經(jīng)相對過剩。于是，人們不斷更新的消費需求。已經(jīng)轉移，消費者不僅需要產(chǎn)品內在質量優(yōu)秀。而且講求外觀雅致。這就是推動制造業(yè)不斷發(fā)展的無窮動力。 5PCzVD7HxA以沖壓方法為主制造的零件，比較有代表

9、性且與人們日常生活密切相關的有汽車覆蓋件、搪瓷與不銹鋼器皿、各種家用電器的外殼 <罩）等，它們帶來了產(chǎn)品層出不窮的外觀變化。不僅如此，沖壓方法也能制造不少產(chǎn)品內部的某些零件，甚至是關鍵零件，如鏈輪、輪轂、汽車大梁、支架等。同時，在制件尺寸大小、制件復雜程度等方面，沖壓方法都有非常大的適應范圍。沖壓件與塑料件結合起來，適應的范圍就更寬。據(jù)文獻介紹，沖壓方法的增值率達原材料的312 倍，具有明顯的綜合技術經(jīng)濟優(yōu)勢。所以，沖壓工藝得到了最廣泛的應用，幾乎遍及國民經(jīng)濟各部門。jLBHrnAILg從模具角度來看，模具是現(xiàn)代制造業(yè)不可缺少的工藝裝備，發(fā)達國家的模具總產(chǎn)值早已超過了工作母機 <機

10、床）的總產(chǎn)值，其中為沖壓工藝服務的沖模約占模具總量的40%。而沖模在很多范圍內涵蓋了其他模具 <冷鍛模、塑料模、壓鑄模、粉末冶金模等）的共同內容，掌握沖模技術后，不難觸類旁通。 xHAQX74J0X模具在產(chǎn)品制造過程中占據(jù)重要地位。模具設計水平的高低，在很大程度上決定了生產(chǎn)率的高低。有效的模具設計可以降低資源調整次數(shù)和調整時間，為生產(chǎn)計劃與調度提供更大的優(yōu)化空間，以達到提高生產(chǎn)效率的目的。模具設計是工裝系統(tǒng)的重要組成部分，它影響著產(chǎn)品生產(chǎn)的效率和質量。 LDAYtRyKfE可見，學習掌握沖壓工藝與模具設計知識具有非常重要的意義。1.2沖壓的定義沖壓是利用沖模在沖壓設備上對板料施加壓力 &

11、lt;或拉力），使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸、和性能的制件的加工方法。沖壓加工的對象一般為金屬板料 <或帶料）、薄壁管、薄型材等，半后方向的變形一般不側重考慮，因此也稱為板料沖壓，且通常是在室溫狀態(tài)下進行 <不用加熱，顯然處于再結晶溫度以下 >, 故也稱為冷沖壓。 Zzz6ZB2Ltk鍛造和沖壓合稱為鍛壓，鍛造加工的對象一般為金屬棒料 <或錠料），必須考慮長、寬、高 3 個方向的變形，且通常是在結晶溫度以上進行，故常稱為熱鍛。基于通常要施加一定的壓力才能完成加工的共性，鍛造、沖壓與軋制、擠壓、拉拔等總稱為金屬壓力加工；金屬壓力加工迫使加工對象發(fā)生塑性變形，

12、即改變了尺寸、形狀，有改善了性能，故還稱為塑性加工。軋制、拉拔、擠壓等方法是將鋼錠加工成棒料、板0/20個人資料整理僅限學習使用料、管材、型材、線材等制品，但通常不制成零件，稱為一次塑性加工；鍛壓加工則是在一次塑性加工的基礎上，將棒料、板料、管材、線材等制成具有特定用途的制件<或零件），可稱為二次塑性加工。20 世紀后期有流行將塑性加工稱為塑性成形。dvzfvkwMI1沖模、沖壓設備和板料是構成沖壓加工的3 個基本要素。所謂沖模就是加壓將金屬或非金屬板料或型材分離、成型或接合而得到制件的工藝裝備。沒有設計和制造水平均很先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。 rqyn14ZNXI1.3 沖

13、壓工序分類為適應制件形狀、尺寸、內外在質量、批量的不同，沖壓工序的種類有很多。沖壓工藝的基本工序可以分為分離工序與成形工序兩大類。分離工序的共同目的是將坯料 / 工序件 / 半成品沿一定的輪廓相互分離；成形工序的共同目的是在材料不產(chǎn)生破壞的前提下使坯料 / 工序件 / 半成品發(fā)生塑性變形，成為所需制件。 EmxvxOtOco分離工序包括落料、沖孔、切斷、修邊、剖切、切口等。成形工序包括彎曲、輥彎、卷彎、輥形、拉彎、扭曲、拉深、翻邊、縮口、脹形、擴口、整形、旋壓等。1.4 沖壓工藝的特點應用從技術先進性方面看，沖壓工藝可以得到形狀復雜、用其他加工方法難以加工的制件 <如薄殼類件），且能夠把

14、強度好、剛度大、重量輕等相互矛盾的特點融為一體<如液壓膨脹制造的帶輪）。制件的精度有模具保證，互換性好，品質穩(wěn)定。SixE2yXPq5從經(jīng)濟合理方面看，通過合理設計、優(yōu)化排樣，沖壓工也可以獲得很高的材料利用率；既不像切削加工那樣把金屬切成碎屑時消耗大量的能量，也不想鍛造那樣需耗能對坯料加熱；沖壓加工操作比較簡單，從而對操作工要求低，有條件時易實現(xiàn)自動化。一般的沖壓工藝，生產(chǎn)效率為幾件/ 分至幾十件 / 分，自動化生產(chǎn)可達千件/ 分以上。 6ewMyirQFL沖壓工藝存在的不足之處有，對于批量較小的制件，模具費用使得成本明顯增高，所以一般要有經(jīng)濟批量；同時，模具需要一個生產(chǎn)準備周期。沖壓工

15、藝尤其是沖裁存在頗為惱人的噪音和振動，勞動保護措施不到位時，換存在安全隱患。kavU42VRUs總體上看，沖壓是一種制件質量較好、生產(chǎn)效率高、成本低，其他加工方法無法替代的加工工藝，在機械、車輛、電機、儀器儀表、農機、輕工、日用品、航空航天、電子、通信、船舶、鐵道、兵器等制造業(yè)中獲得了十分廣泛的應用。y6v3ALoS891/20個人資料整理僅限學習使用2. 工藝分析2.1 材料分析本次設計所采用的材料為 08 鋼。選擇拉深材料時，首先應滿足拉深件的使用要求。由于該件不屬于易損工件，對材料的耐磨度要求不高，還應滿足沖壓工藝對材料的要求，保證沖壓過程順利完成，即材料應具有良好的塑性和表面質量，以及

16、板料厚度公差應符合規(guī)定， 08 鋼為一種優(yōu)質碳素結構鋼，該結構鋼已退火，而退火的目的是消除鋼的內應力，以細化組織均勻化學成分降低硬度提高塑性，而且其抗剪和抗拉強度均不高，所以綜合其所有的力學的性能，08 鋼具有良好的拉深性能，適合深拉深。M2ub6vSTnP2.2結構形狀分析（ 1）拉深件的壁厚。所選拉深件的板料厚度t=1mm，為冷軋鋼板，冷軋鋼板尺寸精度高、表面光亮，內部組織致密能夠滿足拉深件允許壁厚變化范圍。0YujCfmUCw（2）拉深件的高度。一般情況下，拉深件的高度H 不宜過高。材料為低碳鋼的拉深件一次可拉深成形的高度應符合如下條件：對于無凸緣筒形件H<0.50.）7d。本次拉

17、深高度不能滿足一次拉深的條件，所以需要23 次拉深。 eUts8ZQVRd（ 3）拉深件的形狀。旋轉體制件在圓周方向的變形是均勻的，模具加工容易，故其工藝性較好。本次拉深件為無凸緣筒形件，形狀工藝性較好。sQsAEJkW5T2.3 圓角半徑分析<1）凸緣圓角半徑。制件凸緣圓角半徑即為拉深凹模圓角半徑r 凹。必須滿足r凹 >2t，為了使拉深順利進行，一般取 r 凹 =<48）t。對于 r 凹<0.5mm 的制件，應增加整形工序。<2）底部圓角半徑。制件底部圓角半徑即為拉深凸模圓角半徑r 凸。應取 r 凸t，一般取r 凸 >3t。如果r 凸<t，則應增加整

18、形工序。每整形一次，r 凸可減小一半。GMsIasNXkA(3>盒形件側壁間圓角半徑。盒形件 4 個側壁的圓角半徑應取 r 3t。否則應增加修正工序。為了減少拉深次數(shù)并簡化拉深件的坯料形狀，應盡可能使盒形件的高度H 7r。TIrRGchYzg本次拉深為無凸緣筒形件t=1mm， r=7mm 能夠滿足底部圓角半徑要求。2.4 拉深件的尺寸精度分析查沖壓工藝與模具設計表4.29 和表 4.30 知，此拉深件直徑和高度的尺寸精度2/20個人資料整理僅限學習使用不高，無需增加整形工序即可達到所需尺寸精度。7EqZcWLZNX綜上所述，可判定該制件可以用拉深加工成形。3. 拉深工序設計拉深件工序設計

19、是拉深工藝過程設計的主要內容。同一個拉深，可以選擇的工藝方案可能有幾種，每種工藝方案往往都有幾種不同的基本工序組成。進行工序設計時，除了應對拉深件進行認真的工藝性分析外，還應考慮到壓力機噸位和類型、模具制造水平、批量大小、制件尺寸大小以及制件材料等因素，使選定的工藝方案能適應實際生產(chǎn)條件和模具加工水平，并且操作安全。拉深工序安排的一般規(guī)則如下：lzq7IGf02E多道工序的拉深成形，實質上是坯料按一定順序，逐步接近并最終成為制件的過程。每一道工序只完成一定的加工任務，工序設計時，務必使先行工序不妨礙后續(xù)工序的完成。 zvpgeqJ1hk每到拉伸工序的最大變形程度不能超過其極限值。已成型部分和待

20、成形部分之間，一般不應再發(fā)生材料的轉移。在大批量生產(chǎn)中，若凸凹模的壁厚強度允許，應采用落料拉深復合工藝。除底部孔有可能與落料拉深復合沖出外，凸緣部分及側壁部分的孔、槽，均需在拉深工序完成后再沖出，修邊工序一般安排在最后，并常與沖孔復合進行。 NrpoJac3v1 當拉深件的尺寸精度要求高或帶有小的圓角半徑時，應增加整形工序。復雜形狀的制件，一般按先內后外的順序<先拉深內部形狀，后拉深外部性狀）進行。多次拉深中，加工硬化嚴重的材料，必須安排中間退火。3.1 設計工藝方案通過上述分析，本次設計的拉深可有下列幾種工藝方案。方案 1落料、首次拉深復合 反拉深 修邊方案 2 落料首次拉深第 2 次

21、拉深第 3 次拉深修邊方案 3 落料、首次拉深復合第 2 次拉深第 3 次拉深修邊3.2 工藝方案特點的比較方案 1：落料、首次拉深復合工序的模具較復雜，模具刃磨困難，且壓力機噸位要求較大，但第 2 次反拉深模具結構簡單。由于反拉深時，坯料內外表面互相翻轉，前一步工序留在制件外表面的擦傷、印痕等表面缺陷轉到了內表面，故制件的外表面質量好。該方案工序少，生產(chǎn)效率交給，適用于大批量生產(chǎn)的情況。1nowfTG4KI3/20個人資料整理僅限學習使用方案 2：模具結構簡單，壓力機噸位可較小，但工序多，生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)效率低，適用于生產(chǎn)批量不大的情況。fjnFLDa5Zo方案 3:同方案1 一樣，落料、首

22、次拉深復合工序的模具結構復雜，模具刃磨困難，且壓力機噸位要求較大，但生產(chǎn)效率比方案2 高，適用于生產(chǎn)批量較大的情況。tfnNhnE6e53.3 確定工藝方案通過上述分析，選擇方案3，即落料、首次拉深復合，第2 次拉深，第3 次拉深最后修邊。4. 拉深件工藝參數(shù)的計算4.1確定修邊余量零件厚 t=1mm，該計算全部采用中線計算。查沖壓工藝與模具設計表4.13 得：取4.2計算毛坯直徑 D該計算全部采用中線計算由沖壓工藝與模具設計中式4-15 得：4.3判斷是否采用壓邊圈零件的相對厚度t/D×100%=1/251.6×100%=0.397%，選用工藝與模具設沖壓計表4-7 可知

23、 0.3971.5，0.6，圈的范圍。所以采用壓邊圈。HbmVN777sL4.4確定拉深系數(shù)先判斷能否一次拉出=0.55, =0.75。查0.8 屬于必須用壓邊零件所要求的拉深系數(shù)(既總拉深系數(shù)>：由冷沖模設計表6-8 可知：4/20個人資料整理僅限學習使用=0.55=0.75可見，=0.417=0.55由此，判斷一次不能拉深出來。用推算法確定拉深次數(shù)根據(jù)公式：由沖壓工藝與模具設計表4.2 可知：取由上述推算可知共需3 次拉伸確定各次拉深半成品尺寸<1）各次拉深成品直徑計算：調整各次拉深系數(shù)，使各次拉深系數(shù)均大于沖壓工藝與模具設計表4.2 查得的相應極限拉深系數(shù)。調整后，實際選取=

24、0.60，=0.821，=0.847，所以各次拉深的直徑確定為：V7l4jRB8Hsd1 = 0.60 251×.6mm=151mmd2 = 0.82 151mm=124mm×d3 = 105mm<2）各次半成品的高度計算：取各次的<即半成品底部的內圓角半徑）分別為：=10mm=8.5mm=7mm則由工藝與模具設沖壓計式4-16，計算各次的 h：<計算式均取中線的r 值）5/20個人資料整理僅限學習使用取 71.5mm第 3 次拉深后筒形件高度應等于零件要求尺寸。由 127.54-122.5=5.04>5，滿足修邊余量要求。4.5畫出工序圖各次拉深的

25、工序圖如圖4-1工序圖圖 4-16/20個人資料整理僅限學習使用5. 落料拉深復合模工藝參數(shù)的計算5.1落料凸、凹模刃口尺寸計算由上節(jié)計算得落料的外形尺寸為：由沖壓工藝與模具設計表2.4 可查得：由沖壓工藝與模具設計表2.7 可查得：將以上各值代入公式：校驗是否成立。經(jīng)校驗，不等式不成立。所以不能用分別加工法，要用單配加工法計算。式中 :落料凹模的基本尺寸；落料件最大極限尺寸；磨損系數(shù)；沖裁件的公差。由沖壓工藝與模具設計表2.4 可查得：凸模相應尺寸按凹模配作，保證雙面間隙在0.1000.140之間。5.2拉深凸、凹模尺寸計算首次拉深以凸模為基準式中：首次拉深筒形件的直徑；單邊間隙，末次拉深或

26、精密拉深件取小值，中間拉深時取大值；拉深凸模制造公差；7/20個人資料整理僅限學習使用拉深凹模制造公差。由沖壓工藝與模具設計表4.11 可查得：單邊間隙 Z=1.2t由沖壓工藝與模具設計表4.12 可查得：第 2 次拉深以凸模為基準式中：首次拉深筒形件的直徑；單邊間隙，末次拉深或精密拉深件取小值，中間拉深時取大值；拉深凸模制造公差；拉深凹模制造公差。由沖壓工藝與模具設計表4.11 可查得：單邊間隙 Z=1.1t由沖壓工藝與模具設計表4.12 可查得：末次拉深由于零件要求內形尺寸，所以以凸模尺寸為基準進行計算。式中：拉深零件的直徑；8/20個人資料整理僅限學習使用拉深零件的直徑公差值；單邊間隙，

27、末次拉深或精密拉深件取小值，中間拉深時取大值；拉深凸模制造公差；拉深凹模制造公差。由沖壓工藝與模具設計表4.29 可查得：由沖壓工藝與模具設計表4.11 可查得：單邊間隙 Z=(1.01.05>t5.3 落料排樣設計零件采用單直排排樣方式，查得零件間的搭邊值為1.5mm，零件與條料側邊之間的搭邊值為1.5mm，若模具采用無側壓裝置的導料板結構，則條料上零件的步距為253.1mm，條料的寬度 B 用沖壓工藝與模具設計式2-27 進行計算： 83lcPA59W9式中：沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸；沖裁件與條料側邊之間的搭邊；板料剪裁時的下偏差；條料與導料板之間的間隙。由沖壓工藝與模具設計表

28、2.11 可查得：由沖壓工藝與模具設計表2.11 可查得：選用鋼板規(guī)格為 1mm× 800mm× 1500mm的板料，計算裁料方式如下：裁成寬 257mm，長 1500mm 的板料。則每張板料所出零件數(shù)為：9/20個人資料整理僅限學習使用根據(jù)沖壓工藝與模具設計式2-28 進行計算：式中，條料上實際沖裁的零件數(shù)；條料的長度；條料的寬度；一個零件的實際面積。5.4 畫出零件的排樣圖零件的排樣圖如圖5-1 所示：排樣圖圖 5-16. 工序沖壓力的計算及沖壓設備的選擇6.1 落料力的計算平口刃模具沖裁時，其理論沖裁力 <N）可按照沖壓工藝與模具設計式2-1 計算：10/20個人資料整理僅限學習使用式中 : 沖裁件受剪切周邊長度 <mm）； L=3.14 ×251.6=790.024mm 沖裁件的厚度 <mm）； t=1mm材料抗剪強度 <），查沖壓工藝與模具設計表1.10 得：=3006.2卸料力、推件力、頂件力、總沖壓力的計算卸料力由沖壓工藝與模具設計式2-4 得：式中：卸料力系數(shù)。查沖壓工藝與模具設計表2.3 得：=0.04推件力由沖壓工藝與模具設計式2-5 得：式中： 梗塞在凹模內的沖件數(shù) <n=h/t>， h 凹模直壁洞口的高度；卸料力系數(shù)。查沖壓工藝與模具設計表2.3 得：頂