1、畢業(yè)設(shè)計油封內(nèi)夾圈的工藝分析及模具設(shè)計 姓 名 ： 專 業(yè) ： 模具設(shè)計與制造 班級、學號 ： 指 導 教 師： 完 成 日 期： 中北大學分校At the University of North畢業(yè)設(shè)計任務(wù)設(shè)計題目：油封內(nèi)夾圈的工藝分析及模具設(shè)計系部：機電工程系 專業(yè)：模具設(shè)計與制造 班級：學生： 指導老師：1.設(shè)計的主要任務(wù)及目標 任務(wù)：模具裝配圖及主要零件圖 設(shè)計說明書一本 電子資料一份目標：在教師的指導下，鍛煉學生綜合運用所學的基礎(chǔ)與專業(yè)知識，分析解決工程實際問題的能力。2.設(shè)計的主要內(nèi)容 1）對給定工件進行工藝分析，確定工藝方案 2）進行沖壓工藝計算 3）模具的總體設(shè)計 4）模具主要

2、工作零件的設(shè)計計算 5）編寫設(shè)計說明書3.設(shè)計的基本要求 1）收集、學習和掌握有關(guān)資料，熟練使用有關(guān)設(shè)計手冊 2）同學間相互討論，按時向老師匯報和討論，獨立完成設(shè)計任務(wù) 3）模具圖紙符合機械制圖規(guī)范，使用計算機繪制 4）設(shè)計說明書內(nèi)容充實、語句通順，計算準確、論點和公式有據(jù)可查 4.主要參考文獻 5.進度安排設(shè)計各階段名稱起止日期收集資料、完成文獻綜述9周10周完成工藝計算、確定模具結(jié)構(gòu)方案10周12周中期檢查11周繪制模具圖11周13周完善設(shè)計內(nèi)容、完成設(shè)計說明書14周15周準備答辯16周17周6.工件材料：08鋼，t=0.8mm 中批量摘 要目前，我國冷沖壓技術(shù)與先進工業(yè)發(fā)達國家相比還相當

3、落后，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標準化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與先進工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。此次畢業(yè)設(shè)計產(chǎn)品為沖壓落料件，首先對落料件的沖壓工藝進行了分析，沖壓工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型的進行了確定，并進行了必要的沖壓工藝參數(shù)計算，介紹了落料模結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點，模具定位零件、卸料與推件裝置的設(shè)計，標準模架和導向零件的選用，模具主要工作零件的制造工藝和裝配工藝的過程，模具的總裝配、試模、潤滑及模具使用注意事項等內(nèi)容。在本次畢業(yè)設(shè)計中利用計算機輔助設(shè)計（CAD）繪制模具主要工作零件圖

4、和模具的總裝配圖，運用了數(shù)控線切割電加工等先進加工技術(shù)。是一次對所學知識的全面總結(jié)和運用，是鞏固和加深各種理論知識靈活運用的實踐過程。通過畢業(yè)設(shè)計，可以很好的培養(yǎng)獨立分析，獨立工作的能力，為畢業(yè)以后走上工作崗位從事本技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。目 錄摘 要iv1 零件設(shè)計31.1 對工件進行工藝性分析31.2 確定工藝方案31.2.1 工藝方案的分析比較31.2.2 工藝方案的確定：51.3 主要工藝參數(shù)的計算：61.3.1 毛坯尺寸的計算：61.3.2 確定排樣，裁板方案71.4 模具工藝計算：81.4.1 計算沖壓力：91.4.2 確定壓力中心：101.4.3 計算凸凹模刃口尺寸：102 磨具

5、結(jié)構(gòu)設(shè)計112.1 模具主要部件及整體設(shè)計：112.1.1 凸模，凹模，凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計：112.1.2 卸料，頂件，推件零件的設(shè)計：132.1.3 定位零件：142.1.4 標準模架與導向零件152.1.5 模柄及支撐固定零件。162.1.6 模具閉合高度的確定，及壓力機的選擇：17小結(jié)19參考文獻20致 謝211 零件設(shè)計 1.1 對工件進行工藝性分析該工件是零件中的油封內(nèi)夾圈，工件要求的精度只有內(nèi)孔直徑的要求，其余未注公差，無精度要求，工件的形狀簡單，可屬于帶凸緣的圓筒形件，工件高度與凸緣直徑相比較小，可采用翻邊工藝，零件使用材料為08號鋼，屬于低碳性能鋼，適合沖壓工藝成形，厚度為08，

6、也適合沖壓，工件精度要求不高，無需較形。工件圖如下：1.2 確定工藝方案 工藝方案的分析比較有多種方案，先確定該工件是否能一次翻邊成形，需不需要拉深等工藝。查表6-2（沖壓工藝及模具設(shè)計）得到：08號鋼的翻邊系數(shù)為 翻邊的最大高度為（由于厚度，所以無需按中性層尺寸計算）根據(jù)公式其中 經(jīng)計算得到翻邊的最大高度是：由于由以上計算可以得到該工件可以一次翻邊成形。此工件為一般的帶凸緣的圓筒形件，加工可以有多種方案：方案一、落料后拉深到圖示尺寸，然后采用機械加工的方法，車去底部。方案二、落料后，拉深成圖示高度的尺寸，然后用沖床沖去底部。方案三、落料后，沖一定尺寸的孔，然后一次翻邊成形。在上述的三種加工方

7、案中，采用第一種加工方案，成形工件的質(zhì)量較高，但是這樣的方法加工的生產(chǎn)率低，而且也廢料，這是由于車下的廢料為的圓形件，這樣就造成浪費嚴重，在工件底部質(zhì)量要求不高的情況下，不宜采用，第二種方案，在工件沖底部前，要求底部圓角半徑愈小愈好，接近于零，而拉深后的圓角半徑不可能很小，這就需要為此增加整形工序，而且質(zhì)量不宜保證，同時廢料，采用第三種方案，生產(chǎn)率高，而且省料，經(jīng)計算，在落料沖孔后由一次翻邊可以直接成形，這樣，工序也簡單，但其端部質(zhì)量不如以上兩種好，另外，按照工件的技術(shù)要求及精度，要保證內(nèi)孔徑的精度，翻邊工藝完全可以，所以采用落料，沖孔，翻邊方案比較合理。具體工序圖示如下： 工藝方案的確定：根

8、據(jù)這些基本工序，可擬出如下幾種工藝方案：方案一、先落料，后沖孔，然后翻邊，采用單工序模具。方案二、落料沖孔復合模具，然后翻邊。方案三、先落料，沖孔單邊采用連續(xù)模具。 在方案一中，每個工序單獨加工，這樣做的好處是設(shè)計模具結(jié)構(gòu)簡單，但工序的復合程度低，生產(chǎn)效率也低，制造費用低，但是不適合批量生產(chǎn)，不宜采用。 方案三中，沖孔和翻邊采用連續(xù)模具會增加模具設(shè)計，制造的復雜性，修模也不方便，這是由于落料，沖孔，翻邊模具中翻邊模具較為復雜，與沖孔模具做成連續(xù)模具會加大整個模具的復雜程度，制造成本也高，但是生產(chǎn)率低，適合大批量生產(chǎn)。 而方案二中沒有上述方案中的缺點，把落料沖孔作成復合模具，對生產(chǎn)批量，模具設(shè)計

9、，制造難度等都有利，因此，選用方案二為加工此零件的加工工藝方案。1.3 主要工藝參數(shù)的計算： 毛坯尺寸的計算： 根據(jù)翻邊工藝計算公式，翻邊前預(yù)沖孔直徑為： 其中： 經(jīng)計算得到預(yù)沖孔直徑為： 因此可求得，翻邊系數(shù)為： 查表61低碳鋼圓孔極限翻邊系數(shù)，當用圓珠平底翻邊時：凸模 ，所以可以在平板毛坯上沖底孔直接翻邊得到8.5mm得高度。根據(jù)體積不變原理計算毛坯尺寸，翻邊后工件厚度不發(fā)生變化，所以計算時，可按表面積不變原理計算：將圖形分為三段：結(jié)構(gòu)如下：第一部分的表面積為：第二部分的表面積為：第三部分的表面積為：還有沖孔部分的面積為：所以毛坯的表面積就為：所以毛坯直徑為： 取 確定排樣，裁板方案 毛坯

10、直徑為，不算小，考慮到操作方便，排樣應(yīng)采用單排，查表319，條料沿邊搭邊值，件間搭邊值為，查表320，條料剪切下料的公差為，查表321，條料與導料板之間的間隙。所以條料寬度為：進距板料的規(guī)格擬采用的鋼板。計算材料利用率：如采用縱裁法：則材料的利用率為：如采用橫裁法，則材料的利用率為：所以決定采用縱裁法下料。具體排樣圖如下：1.4 模具工藝計算： 計算沖壓力： 落料沖孔工序所需的復合模：落料力：為抗剪強度，查表附錄A1取，最后，計算得到落料力為 沖孔力： 卸料力： 查表3-9取 沖孔時的推件力為：其中：凹模取直壁刃口形式，刃口部分高度為，積聚零件的數(shù)目為：個。查表3-9，取 所以得到上述的大小。

11、落料時的頂料力為：查表3-9得到：所以總的沖壓力為： 由于采用彈頂器做頂料機構(gòu)，所以存在頂料力。所以壓力機的公稱壓力為：對于翻邊工序，其翻邊力為： 其中： （翻邊后的直徑） （預(yù)沖孔直徑） （材料的抗拉強度，查表附錄A1-黑色金屬的力學性能得到。） 確定壓力中心： 由于沖裁件為一簡單的圓形零件，因此，它的壓力中心就為圓形件的幾何中心，即位于圓的中心，翻邊工序中模具的壓力中心同樣位于中心（圓心）。 計算凸凹模刃口尺寸： 采用凸凹模分開加工的方法： 查表3-3，得 落料部分： 由 得到： 查表3-8，得落料部分磨損系數(shù) ，落料模刃口尺寸為：凹模：凸模：沖孔部分：，仍按上述原則選取。取，則沖孔模的刃

12、口尺寸為：凸模：凹模：2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1 模具主要部件及整體設(shè)計： 凸模，凹模，凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計：凸模用來沖的孔，由于孔比較大，因此凸模的形式應(yīng)采用如下的形式：凸模用螺釘，銷釘或螺釘與窩座定位直接固定在模板上，不必再用凸模固定板，為了減少精加工面積，凸模外圓非工作表面直徑應(yīng)略小一些，端面可加工成凹坑形狀，采用這種形式，主要是由于沖孔的直徑 較大，必須這樣。凸模的材料采用T8A鋼，有高的硬度與適當?shù)捻g性，同時，凸模刃口的淬火硬度為HRC58-62，尾部回火至40-50HRC，凸模的加工采用線切割加工，凸模的長度需要根據(jù)模具的整體結(jié)構(gòu)來確定。后述。關(guān)于校核，由于凸模的平面尺寸很大，所以它的強度

13、和剛度應(yīng)該是足夠的，無需進行校核。其凸模的形狀結(jié)構(gòu)如下：落料凹模的設(shè)計：落料凹模的結(jié)構(gòu)形式如下圖：凹模的外形尺寸：根據(jù)凹模外形尺寸公式：取 所以凹模的厚度為： 凹模壁厚： 凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計：其結(jié)構(gòu)圖接尺寸如下： 卸料，頂件，推件零件的設(shè)計：由于材料的厚度為0.8mm，較小，且小于1.5mm，所以適用彈性卸料裝置卸料，彈性組件采用橡膠，擬采用順裝復合模具，所以彈壓裝置安裝在上模，采用彈性卸料裝置可以起到壓料作用，保證沖裁件的平整性，采用橡膠，能承受較大的負荷，且價格低，安裝調(diào)整方便，其相關(guān)數(shù)據(jù)如下：橡膠的工作行程：取 所以 取橡膠的自由高度： 橡膠的裝配高度： 取推件裝置：采用剛性推件，凸凹模中

14、裝有推件桿，當模具回程時，壓力機上橫梁作用于推件桿，將工件孔廢料從凸凹模中推出來。頂件裝置:頂件裝置為彈性的，其彈性組件采用橡膠，頂件板頂出，這種結(jié)構(gòu)的頂件力容易調(diào)節(jié)，工作可靠，沖裁件平直度較高。 定位零件： 采用定位銷作定位，以保證工件在前后工序中相對位置精度高，保證工件內(nèi)孔的位置精度的要求。 用導料銷來導正材料的送進方向，其結(jié)構(gòu)形式如下圖：采用擋料銷對材料在送進方向起定位作用，控制送進量，擋料銷的形式采用圓柱頭式固定銷。 標準模架與導向零件 采用導柱，導套滑動作導向裝置，導柱導套的形式如下圖所示：此種導柱，導套應(yīng)用廣泛，結(jié)構(gòu)簡單。導柱的布置形式采用中間導柱，兩側(cè)導柱布置，即采用中間導柱模架

15、，具體形式如模具總裝配圖。模架選擇中間導柱標準模架，具體尺寸如下：上模座：下模座：模具閉合高度：210255 模柄及支撐固定零件。 模柄采用凸緣模柄，方便推件桿的加工，材料采用Q235，上模座的沉孔與凸緣為H7/h6配合，并用3個或4個內(nèi)六角螺釘進行固定，模柄中加工形孔用來放推件桿。具體形式如下圖：凸模固定板，凹模固定板，凸凹模固定板，墊板等的設(shè)計如模具總配圖。 模具閉合高度的確定，及壓力機的選擇：凸凹模固定板：16mm墊板厚度：12mm橡膠的厚度：20mm卸料板的厚度：20mm凹模的厚度：20mm中間空心墊板的厚度：10mm凹模固定板的厚度：16mm推桿露出高度?。?0mm則模具的閉合高度為

16、：50+12+16+20+20+0.8+20+10+16+65=229.8mm壓力機的選擇：根據(jù)工藝分析時計算的沖壓力及模具閉合高度，選用開式雙柱可傾壓力機J23-25，公稱壓力為250KN.小 結(jié)2009年5月，我開始了設(shè)計工作，時至今日，設(shè)計基本完成。歷經(jīng)了一個月的努力，緊張充實的畢業(yè)設(shè)計終于落下了帷幕?；叵脒@段日子的經(jīng)歷和感受，我收獲很多，在這次畢業(yè)設(shè)計的過程中，我擁有了無數(shù)難忘的回憶和收獲。在具體設(shè)計的過程中，我認真準備了并在圖書館查找資料，還在網(wǎng)上查找各類相關(guān)資料，盡量使自己的的數(shù)據(jù)完整、精確。這次畢業(yè)論文的制作過程是我的一次再學習，再提高的過程。在設(shè)計中我充分地運用了大學期間所學到

17、的公差、機械制圖、冷沖模設(shè)計，材料成型設(shè)備的所學科目，我想這也是意志的磨練，是對我實際能力的一次提升，也會對我未來的學習和工作有很大的幫助。 由于這次設(shè)計的時間比較短.設(shè)計中難免有不足之處.，希望在以后工作中不斷提升自己的能力。參考文獻1簡明沖壓工手冊編寫組編.簡明冷沖壓工手冊第三版.北京：機械工業(yè)出版社.2003年3月2史鐵梁編.模具設(shè)計指導第一版.北京：機械工業(yè)出版社.2003年8月3王芳編.冷沖壓模具設(shè)計指導第一版.北京：機械工業(yè)出版社.1998年10月4上海市教育委員會組編.冷沖模設(shè)計第一版.北京：機械工業(yè)出版社. 2007年1月5李天佑編.沖模圖冊第一版.北京：機械工業(yè)出版.1988年11月6東北大學，毛昕編.畫法幾何及機械制圖第三版.北京：高等教育出版社.1988年11月7 冷沖壓模具設(shè)計與制造，王秀鳳、萬良輝主編，北京航空航天大學出版社，2005年4月第一版。8材料成形設(shè)備，王衛(wèi)衛(wèi)主編，機械工業(yè)出版社，2007年1月第一版致 謝本設(shè)計