柴油机排气管法兰设计说明书

1、 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

2、.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/T 150552007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

3、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

4、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

5、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 =0.6mm Z=0.5mm所以：B0=(Dmax+2a)0=(33.5+2*2.4)0=38.3 00.6 取392、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

6、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）、

7、压力中心的计算：求各冲裁边长度及其重心：LR7=143.14145/360=17.70mmLR16=323.1435/360=9.77mmL1=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=169.42mmF落=Lt=169.42*3*450=228717 N(二)计算卸料力F卸=KXF落查表得：KX=0.04 F卸=KXF落=228717*0.04=9148 N因为本设计采用的是弹性下出料

8、方式：所以：F总= F卸+F落=9148+228717=237865 N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

9、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

10、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

11、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 =0.460mm Zmax=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=0.5AR16=(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=0.5AR7=(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

12、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（46）mm之和；所以 =3+1+5=9mm；则 =（3.54）9=31.536mm， 取=34mm(二)卸料板卸料板采用无导向弹压卸料板，厚度=（0.81）H=(22.428) mm;取25mm卸料板的材料采用45钢，淬火，磨销，粗糙度在0.40.8um，(三)落料凹模的设计计算1.凹模厚度的确定：H=28.75 mm .凹模宽度的确定：B=S+(2.54)H=（104147）mm 取B=110凹模长度的确定：L=S1+2S2=74+2*42=158 mm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.

13、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=15811028mm，对照查表2.63，将上述尺寸改为16012528mm。（四） 凸模长度的计算凸模的材料采用Cr20,淬火+低温回火，使其硬度达到58-62HRC凸模的长度：L=t1+t2+t3+t1 凸模固定板厚度t2 固定卸料板厚度t3 导料板厚度 增加长度由于是采用弹性卸料装置，所以不考虑导料板厚度t3 凸模固定板厚度由查表15.57知：t1=20mm所以L=t1+t2+t3+L2=20+25+20 =65 mm(五)垫板为了防止模

14、座因局部受凹模较大的冲击力而出现凹陷，致使凹模松动. 垫板的材料采用T8A，经过淬火处理，硬度为5458HRC取H4=10 mm(六)模柄冲模通过模柄将上模固定在冲床滑块上，在安装时应注意模柄直径和压力机模柄孔直径要一致。采用旋入式模柄结构，可以保证较高精度的同轴度和垂直度，此模柄与上模座的连接，采用过度配合。模柄的形状尺寸查表13.9得模柄孔尺寸（直径×深度）为50×70mm，但模柄露出上模座的高度应该比模柄孔深度小515mm，因此取露出上模座的高度h=60mm。模柄的材料采用Q235(七)模架的选择按查15.2表知;选择中间导柱模架，模架的凹模周界为160×1

15、25mm。导柱分布在矩形凹模的对称中心上，两个导柱的直径不同，可避免上模和下模装错而发生啃模事故。它的刚性与安全性比后侧导柱模架好，但比四导柱差。（八)上、下模座的选择上面已经算得凹模的尺寸为16012528mm，查表15-2得上模座的外形尺寸为16012540mm 下模座的外形尺寸为16012550mm;上下模座的材料均采用HT200。(九)导柱、导套的选择查表15.24和15.21得：1、导柱的尺寸为25180mm；导套的尺寸为259538mm； 2、导柱的尺寸为28180mm；导套的尺寸为289538mm（十）凹模支撑板支撑板的厚度经考虑取=19mm；凹模支撑板的材料采用45钢。十.模具

16、闭合高度的确定和验算(一)模具闭合高度的计算：模具闭合高度为：H模= H+H4+L+H上+H下-H入+H 是凹模厚度H4 是垫板厚度L 是凸模长度H上 是上模座的厚度 H下 是下模座的厚度H入 是凸模进入凹模的深度 取H入=1mm 卸料板厚度综合上面的数据知：H模=28+10+65+40+50-1+25+19=238mm(二) 冲孔模闭合高度的校核前面由冲压力初选400KN的压力机，最大闭合高度为300mm，最小闭合高度220mm.而模具的闭合高度必须与压力机的闭合高度相适应，应介于压力机最大和最小闭合高度之间，Hmax 300式子成立，所以压力机可以用。 模具的结构分析：本次设计的模具优点是：在冲裁过程中可靠，模具寿命长，使用方便。安装也方便，各模具制件制造比较简单，运用到的零件多数为标准件，缺点：由于凹模凸模都是整体式，模具较重。成本高，工艺也复杂。 设计感想两周的冲压模课程设计即将结束，在这次的课程设计中由于得到老师的指导和同学的帮助，使我学到了很多之前没有懂的知识，能顺利完成本次的设计任务，同时也使我知识得到了实战的经念。设计的过程中，有很都是不懂的，经过查表和查用参考书现在懂得了一些，但是还是有很多不懂的地方，在今后的学习和工作中，将会不断地去学习这些，丰富自己的知识。在此感谢帮助我的同学和老师。参考文献1) 王卫卫. 材料成型设备.北京：机械工