柴油機(jī)空氣濾清器首次拉深工藝分析及模具設(shè)計說明書

1、摘要本次柴油機(jī)空氣濾清器首次拉深工藝分析及模具設(shè)計為用模具生產(chǎn)無凸緣筒件，柴油機(jī)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(fù)合模完成，而其他不出圖但進(jìn)行了相關(guān)的尺寸計算，重點(diǎn)在復(fù)合模上，解決落料和拉深的計算問題同時對相關(guān)的模具的零件給以詳細(xì)的設(shè)計。生成裝配工程圖和相關(guān)的零件剛才圖。關(guān)鍵詞：模具，落料，拉深，裝配圖THE FIRST DRAWING PROCESS ANALYSIS AND DIE DESIGN OF DIESEL ENGINE AIR FILTER ABSTRACTThe diesel engine

2、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 drawing, deep drawing, trimming process. After analysis the blanking and

3、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 problem of the calculation of blanking and drawing. Generation of as

4、sembly drawings and related parts just map. KEYWARDS：die ，deep drawing ，assembly drawing ，parts drawing目錄摘要IABSTRACTII1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(diǎn)應(yīng)用22.工藝分析32.1材料分析32.2 結(jié)構(gòu)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(shè)計43.1設(shè)計工藝方案43.2工藝方案特點(diǎn)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D64.3 判斷是否采用

5、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(fù)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95.2.1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(shè)計115.4畫出零件的排樣圖126.工序沖壓力的計算及沖壓設(shè)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

6、力的計算156.5壓力中心的計算156.6沖壓設(shè)備的選用157.模具零部件結(jié)構(gòu)的選用與設(shè)計167.1 工作零件的設(shè)計167.1.1落料凹模設(shè)計167.1.2拉深凸模設(shè)計177.1.3凸凹模設(shè)計177.2定位零件選用與設(shè)計187.2.1擋料銷的選用187.2.2導(dǎo)料板的設(shè)計197.3導(dǎo)向零件及標(biāo)注模架的選用197.3.1導(dǎo)柱與導(dǎo)套的選用197.3.2標(biāo)準(zhǔn)模架的選用207.4卸料、壓料及出件零件的選用和設(shè)計207.4.1卸料裝置的選用和設(shè)計207.4.2壓邊裝置的選用和設(shè)計217.4.3頂桿的設(shè)計217.4.4壓邊橡膠的設(shè)計217.4.5推件塊的設(shè)計237.4.6打桿的設(shè)計237.5支承零件的設(shè)計

7、237.5.1模柄的設(shè)計237.5.2凸凹模固定板的設(shè)計247.6緊固零件及其他零件的選用247.6.1螺釘?shù)倪x用247.6.2銷釘?shù)倪x用248.裝配圖258.1主視圖258.2俯視圖25結(jié)論26參考文獻(xiàn)27致謝28本資料來自 舉哥設(shè)計工作室，此文檔為說明書的部分內(nèi)容，如需要本資料的全部內(nèi)容請?zhí)詫毦W(wǎng)搜索店鋪 舉哥設(shè)計工作室，在店鋪內(nèi)搜索相關(guān)課題名稱的關(guān)鍵詞以下為全部文件列表的截圖，包含圖紙和說明書1緒論1.1 引言當(dāng)代社會的不少領(lǐng)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(fèi)需求。已經(jīng)轉(zhuǎn)移，消費(fèi)者不僅需要產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)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。以沖壓方法為主

8、制造的零件，比較有代表性且與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)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(nèi)部的某些零件，甚至是關(guān)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(fù)雜程度等方面，沖壓方法都有非常大的適應(yīng)范圍。沖壓件與塑料件結(jié)合起來，適應(yīng)的范圍就更寬。據(jù)文獻(xiàn)介紹，沖壓方法的增值率達(dá)原材料的312倍，具有明顯的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。所以，沖壓工藝得到了最廣泛的應(yīng)用，幾乎遍及國民經(jīng)濟(jì)各部門。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(dá)國家的模具總產(chǎn)值早已超過了工作母機(jī)（機(jī)床）的總產(chǎn)值，其

9、中為沖壓工藝服務(wù)的沖模約占模具總量的40%。而沖模在很多范圍內(nèi)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(nèi)容，掌握沖模技術(shù)后，不難觸類旁通。模具在產(chǎn)品制造過程中占據(jù)重要地位。模具設(shè)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(shè)計可以降低資源調(diào)整次數(shù)和調(diào)整時間，為生產(chǎn)計劃與調(diào)度提供更大的優(yōu)化空間，以達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的。模具設(shè)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(zhì)量?？梢?，學(xué)習(xí)掌握沖壓工藝與模具設(shè)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(shè)備上對板料施加壓力（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

10、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(cè)重考慮，因此也稱為板料沖壓，且通常是在室溫狀態(tài)下進(jìn)行（不用加熱，顯然處于再結(jié)晶溫度以下),故也稱為冷沖壓。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(jié)晶溫度以上進(jìn)行，故常稱為熱鍛?；谕ǔＲ┘右欢ǖ膲毫Σ拍芡瓿杉庸さ墓残裕懺?、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，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、板料、管材、型材、線材等制品，但通常不制

11、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(chǔ)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(jì)后期有流行將塑性加工稱為塑性成形。沖模、沖壓設(shè)備和板料是構(gòu)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(shè)計和制造水平均很先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。1.3沖壓工序分類為適應(yīng)制件形狀、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)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

12、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。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(kuò)口、整形、旋壓等。1.4沖壓工藝的特點(diǎn)應(yīng)用從技術(shù)先進(jìn)性方面看，沖壓工藝可以得到形狀復(fù)雜、用其他加工方法難以加工的制件（如薄殼類件），且能夠把強(qiáng)度好、剛度大、重量輕等相互矛盾的特點(diǎn)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(zhì)穩(wěn)定。從經(jīng)濟(jì)合理方面看，通過合理設(shè)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

13、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(dá)千件/分以上。沖壓工藝存在的不足之處有，對于批量較小的制件，模具費(fèi)用使得成本明顯增高，所以一般要有經(jīng)濟(jì)批量；同時，模具需要一個生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。沖壓工藝尤其是沖裁存在頗為惱人的噪音和振動，勞動保護(hù)措施不到位時，換存在安全隱患?？傮w上看，沖壓是一種制件質(zhì)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(jī)械、車輛、電機(jī)、儀器儀表、農(nóng)機(jī)、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(yīng)用。2.工藝分析2.1材料分析本次設(shè)計所采用的

14、材料為08鋼。選擇拉深材料時，首先應(yīng)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(yīng)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(yīng)具有良好的塑性和表面質(zhì)量，以及板料厚度公差應(yīng)符合規(guī)定，08鋼為一種優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，該結(jié)構(gòu)鋼已退火，而退火的目的是消除鋼的內(nèi)應(yīng)力，以細(xì)化組織均勻化學(xué)成分降低硬度提高塑性，而且其抗剪和抗拉強(qiáng)度均不高，所以綜合其所有的力學(xué)的性能，08鋼具有良好的拉深性能，適合深拉深。2.2 結(jié)構(gòu)形狀分析（1）（2）2.3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(jìn)行，一般取r凹=（

15、48）t。對于r凹<0.5mm的制件，應(yīng)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(yīng)取r凸t，一般取r凸>3t。如果r凸<t，則應(yīng)增加整形工序。每整形一次，r凸可減小一半。 (3)盒形件側(cè)壁間圓角半徑。盒形件4個側(cè)壁的圓角半徑應(yīng)取r3t。否則應(yīng)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(yīng)盡可能使盒形件的高度H7r。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(shè)計表4.29和表4.30知，此拉深件直徑和高度的尺寸精度不高，無需增加整形工序即可達(dá)到所需尺寸精度。綜上

16、所述，可判定該制件可以用拉深加工成形。3.拉深工序設(shè)計拉深件工序設(shè)計是拉深工藝過程設(shè)計的主要內(nèi)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(jìn)行工序設(shè)計時，除了應(yīng)對拉深件進(jìn)行認(rèn)真的工藝性分析外，還應(yīng)考慮到壓力機(jī)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(yīng)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：多道工序的拉深成形，實質(zhì)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(wù)，工序設(shè)計時，務(wù)必使先行工序不妨礙后續(xù)工序的完成。每到拉伸工序的最大變形程度不能超

17、過其極限值。已成型部分和待成形部分之間，一般不應(yīng)再發(fā)生材料的轉(zhuǎn)移。在大批量生產(chǎn)中，若凸凹模的壁厚強(qiáng)度允許，應(yīng)采用落料拉深復(fù)合工藝。除底部孔有可能與落料拉深復(fù)合沖出外，凸緣部分及側(cè)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(fù)合進(jìn)行。當(dāng)拉深件的尺寸精度要求高或帶有小的圓角半徑時，應(yīng)增加整形工序。復(fù)雜形狀的制件，一般按先內(nèi)后外的順序（先拉深內(nèi)部形狀，后拉深外部性狀）進(jìn)行。多次拉深中，加工硬化嚴(yán)重的材料，必須安排中間退火。3.1設(shè)計工藝方案通過上述分析，本次設(shè)計的拉深可有下列幾種工藝方案。方案1 落料、首次拉深復(fù)合反拉深修邊方案2 落料首次拉深第2次拉深第3次拉深修

18、邊方案3 落料、首次拉深復(fù)合第2次拉深第3次拉深修邊3.2工藝方案特點(diǎn)的比較方案 1：落料、首次拉深復(fù)合工序的模具較復(fù)雜，模具刃磨困難，且壓力機(jī)噸位要求較大，但第2次反拉深模具結(jié)構(gòu)簡單。由于反拉深時，坯料內(nèi)外表面互相翻轉(zhuǎn)，前一步工序留在制件外表面的擦傷、印痕等表面缺陷轉(zhuǎn)到了內(nèi)表面，故制件的外表面質(zhì)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。方案 2：模具結(jié)構(gòu)簡單，壓力機(jī)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。方案 3:同方案1一樣，落料、首次拉深復(fù)合工序的模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模具刃磨困難，且壓力機(jī)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

19、況。3.3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(fù)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(shè)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(shè)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=0.55,=0.75。查工藝與模具設(shè)沖壓計表4-7可知 0.3971.5，0.6，0.8屬于必須用壓邊圈的范圍。所以采用壓邊圈。4.4 確定拉深系數(shù)4.4.1先判斷能否

20、一次拉出零件所要求的拉深系數(shù)(既總拉深系數(shù))： 由冷沖模設(shè)計表6-8可知：=0.55 =0.75可見， =0.417=0.55由此，判斷一次不能拉深出來。4.4.2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(shè)計表4.2可知： 取 由上述推算可知共需3次拉伸4.4.3 確定各次拉深半成品尺寸（1）各次拉深成品直徑計算：調(diào)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(shè)計表4.2查得的相應(yīng)極限拉深系數(shù)。調(diào)整后，實際選取 =0.60，=0.821，=0.847，所以各次拉深的直徑確定為：d1 = 0.60×251.6mm=151mmd2 = 0.82×151mm=124

21、mmd3 = 105mm（2）各次半成品的高度計算：取各次的（即半成品底部的內(nèi)圓角半徑）分別為：=10mm =8.5mm=7mm則由工藝與模具設(shè)沖壓計式4-16，計算各次的h：（計算式均取中線的r值） 取71.5mm 第3次拉深后筒形件高度應(yīng)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工序圖如圖4-1工序圖圖4-15. 落料拉深復(fù)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(shè)計表2.4可查得： 由沖壓工藝與模具設(shè)計表2.7可查得： 將以上各值代入公式：校驗是否成立。

22、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(shè)計表2.4可查得： 凸模相應(yīng)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5.2.1首次拉深 以凸模為基準(zhǔn)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(shè)計表4.11可查得：單邊間隙Z=1.2t由沖壓工藝與模具設(shè)計表4.12可查得： 5.2.2第2次拉深 以凸模為基準(zhǔn) 式中：首次拉深筒形件的直徑； 單邊間

23、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(shè)計表4.11可查得：單邊間隙Z=1.1t由沖壓工藝與模具設(shè)計表4.12可查得： 5.2.3末次拉深由于零件要求內(nèi)形尺寸，所以以凸模尺寸為基準(zhǔn)進(jìn)行計算。 式中：拉深零件的直徑； 拉深零件的直徑公差值； 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(shè)計表4.29可查得：由沖壓工藝與模具設(shè)計表4.11可查得：單邊間隙Z=(1.01.05)t 5.3落料排樣設(shè)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(cè)

24、邊之間的搭邊值為1.5mm，若模具采用無側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板結(jié)構(gòu)，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(shè)計式2-27進(jìn)行計算： 式中：沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸； 沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊； 板料剪裁時的下偏差； 條料與導(dǎo)料板之間的間隙。由沖壓工藝與模具設(shè)計表2.11可查得： 由沖壓工藝與模具設(shè)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：根據(jù)沖壓工藝與模具設(shè)計式2-28進(jìn)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

25、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(shè)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(shè)計式2-1計算：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(qiáng)度（），查沖壓工藝與模具設(shè)計表1.10得：=300 6.2 卸料力、推件力、頂件力、總沖壓力的計算6.2.1卸料力由沖壓工藝與模具設(shè)計式2-4得：式中： 卸料力系數(shù)。查沖壓工藝與模具設(shè)計表2.3得：=0.04 6.2.2推件力由沖壓工藝與模具設(shè)計式2-5得：式中：梗塞在凹模內(nèi)的沖件數(shù)（n=h/t)，h凹模直壁洞口的高度； 卸