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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