集油器冲压模具设计

1、4 集油器冲压模具设计图4-1 集油器零件图零件材料为10钢，厚度1.5mm，年产量1万件。零件的使用条件和技术要求以及工艺分析：该零件是菲亚特拖拉机上的用于收集油的部件。此零件是带法兰的圆筒形零件，桶壁和法兰部分由四段圆弧相切而成，深度误差为30±1，两侧孔中的一圆形侧孔的高度误差为24±1，另一侧孔由一段圆环和半圆组成，圆环中心的高度误差为25.5±1，半圆的高度误差为24.5±1。底部椭圆的长短轴分别为50±0.3,29±0.3,且有位置精度要求。外法兰的直径误差为189±1，内切部分直径为182±1，外切部

2、分直径为175±1。可以看出，零件的外形尺寸精度不高，仅有位置精度要求：两侧孔的中心线和椭圆的长轴重合，且椭圆的中心与筒底的中心重合。根据零件的技术要求进行冲压分析。该零件所需的冲压工艺有落料、拉深、切边、冲椭圆孔、冲圆侧孔、冲不规则侧孔。后面的拉深计算说明只需一次拉深。由于零件的制造精度等级不高，模具的制造精度等级一般。一，分析比较和确定工艺方案1.计算毛坯尺寸 如图所示4-2所示。图4-2 毛坯尺寸计算 先确定零件的具体尺寸（按内形尺寸计算）近似认为为：计算毛坯尺寸，并查表有如下数据。所以，取。因为、的角度不宜确定，可采取近似计算，后面还有修边余量，并不影响毛坯尺寸。因为由表4-

3、5查得有凸缘的圆筒形拉深件的修边余量。所以 2.确定拉深次数 因为,由表4-20查得带凸缘筒形件第一次拉深的最大相对高度。由于，所以能一次拉深成形。3.确定工序以及工序的合并与顺序对于此集油器的生产，需要以下工序：落料、拉深、切边、冲底孔、冲圆侧孔、冲不规则侧孔。由于拉深次数只有一次，且冲两侧孔只能在切边之后，切边只能在拉深之后，根据已成熟的冲压工艺技术，可从中拟出如下方案： 方案一 a 落料、冲孔； b拉深； c 切边； d冲圆侧孔、冲不规则侧孔。方案二 a 落料、拉深； b冲孔、切边； c冲圆侧孔、冲不规则侧孔。方案三 a 落料； b 拉深、冲孔； c 切边； d冲圆侧孔、冲不规则侧孔。现

4、在分析各个方案：方案一中落料、冲孔工艺很成熟，但所冲的椭圆形零件在拉深中不能保证位置精度，模具结构简单；方案二中落料、拉深模具，冲孔、切边模具属复合模具，制造周期长，生产成本高，模具较其它方案复杂，但所需工序少，生产效率高，尤其是大批量生产经济效益更为突出。方案三拉深、冲孔工艺很成熟，而且能保证零件的精确度。但相比方案二，工序多生产周期长，效率低。总的来说，方案二是最为适宜的，适合本产品的大批量生产。但也有不足，首先是模具复杂，模具寿命不高，工艺力相对较大，所选的压床较大。4.主要工艺参数的计算（1）确定排样、裁板方案这里毛坯直径为238mm，属中型零件，考虑到排样方便，采用单排，由表2-17

5、查得搭边数值 ，。进距：条料宽度：板料规格拟选用：1.5×244×1000材料利用率为：图4-3 排样图（2）计算各工序压力、选用压力机落料拉深。落料力按下式计算。材料为10钢,所以由表8-7查得，取=320Mpa。拉深力按下式计算。由表查得，由表查得：取所以：压边力按下式计算：查表4-82得，取=3.0。则：卸料力按下式计算：，取所以由于，所以模具需用压边装置。考虑到落料拉深过程中的压力机滑块行程，虽然落料、拉深并不是同时作用，但压力机的许用压力应远远大于计算的理论压力。考虑到工艺性，选用闭式单点压力机，公称压力1600KN。型号为JC31-160A。（3）冲孔、切边工序

6、落料力按下式计算。卸料力按下式计算：所以：冲孔力按下式计算：卸料力按下式计算：所以：考虑到工作台面，最大封闭高度，可选用表9-3 开式压力机，公称压力400。（4）冲圆侧孔、冲不规则侧孔工序冲圆侧孔力按下式计算：卸料力按下式计算：所以：冲不规则侧孔力按下式计算：卸料力按下式计算：所以：考虑到工作台面，最大封闭高度，可选用表9-3 开式压力机，公称压力160。在实际选用设备时，尚需考虑模具空间大小、工艺流程、设备负荷情况等因素，再作合理安排。表4-1 编写冲压工艺卡片工序工序说明加 工 草 图设 备型号名称0剪床下料1落料、拉深JC31-160A型闭式单点压力机2冲孔、切边400KN压力机3冲两

7、侧孔630 KN压力机二，模具设计根据确定的工艺方案和零件的形状特点、精度要求、所选设备的主要技术参数、模具制造条件以及安全生产等选定其冲模的类型及结构形式。下面仅讨论第一次工序所用的落料拉深复合模具的设计要点。其它各工序所用模具的设计与次相仿，不再叙述。1.模具结构形式的选择由于拉深件的高度较低，有可能不适合落料拉深复合模具，因为浅拉深时落料凸模（兼作拉深凹模）的壁厚强度不够。本例中凸凹模壁厚为b=119-92.5=26.5mm，能够保证强度，故采用复合模是合理的。 本落料、拉深复合模具采用如图所示的结构，即落料采用正装式、拉深采用倒装式。模座下的气垫兼作压边与顶件装置，上模有刚性卸料装置，

8、该结构的特点是操作方便、出间畅通无阻，但拉深件用手工取出，生产效率受道一定的影响。考虑到所设计的模具的尺寸、装模方便、以及具体的情况，采用两侧布置的中间导柱圆形模架。图4-4 落料拉深模具结构2.模具工作部分尺寸和公差计算（1）落料模： 圆形凸模和凹模，可采用分开加工。拉深前的毛坯取未注公差尺寸的极限偏差IT14，故落料件的尺寸公差为。由表公式进行计算：式中 =0.5 由表2-30查得。，由表查得。式中=0.066，由表2-23查得。（同表查得=0.12）。=-0.030，由表查得。故上述计算是恰当的。（2）落料凹模模壁由图查得由于图中所给的凸凹模内径过小，图中的变化为一次函数，所以可近似计算

9、得：（3）拉深模：由于拉深时拉深直径是连续的，按内型尺寸计算，计算时按最大和最小尺寸分别计算，拉深件的尺寸公差分别为182±1，172+1。由表4-75的公式进行计算：式中：由表4-74取为：由表4-76取为=-0.07由表4-76取为=+0.10。凹模按凸模配作，单面间隙1.65mm.3.模具的其它零件的结构尺寸的计算（1）闭合高度：=上模座厚+下模座厚+凸模高度+垫板厚度+推块厚度+t-凸模与垫板的重叠部分=75+90+81+74.5+30+1.5-7=345mm根据设备负荷情况，拟选用JA31-160A型压力机，该压力机最大闭合高度为375mm，最小闭合高度为250mm。模具闭

10、合高度满足，故认为是合适的。（2）打杆的设计图4-5 打杆图4-6 打杆高度=上模座厚度+滑块厚度+顶出距离+过渡距离 =75+100+30+5=210mm。（3）顶杆的设计：图4-7 顶杆=顶出行程+缓冲距离+工作台板厚度+气垫行程=35+10+110+50=205mm。（4）凹模的设计刃口部分的高度为31mm，厚度为61mm，符合刃口的强度要求，其上的销钉孔和螺钉孔，均符合表2-44中孔距的要求。其上还要装配限制条料位置的支撑架。图4-8 凹模（5）凸凹模固定板的设计凸凹模固定板板厚30mm，强度的校核根据经验是可行的，其中固定凸凹模凸台的部分给出负偏差是为了在装配时让凸凹模底部紧固在凸凹

11、模固定板上。图4-9 凸凹模（6）固定卸料板的设计 图4-10 卸料板固定卸料板设计成卸料部分与导向部分联为一个整体。卸料部分与凸凹模的间隙根据表 单面间隙为0.3mm，条料送进的宽度为244.2mm。卸料部分为半环形是方便工人观察条料的定位装置。（7）垫板的设计图4-11 垫板垫板的作用主要起限制推板的上限，并起限制凹模位置的作用，还起为托杆导向的作用，其上的销钉孔、螺钉孔的位置均符合孔距的要求。（8）推板的设计图4-12 推板推板设计成这种形状主要是为了能让凹模固定在下模座上并尽可能的减小模具体积。由于设计成的所需的压边装置的托杆与选用的压力机上的托杆位置不符而采用的过渡装置。由内孔导向。

12、（9）托杆的设计图4-13 托杆托杆主要是传力装置的，为了装模方便而设计了凸台，长度按设计的模具结构决定。=10+25+35=70mm。（10）压边圈的设计图4-14 压边圈压边圈是用来防止板料起皱的，根据结构，当模具下行到下死点时，压边圈不应被压死，模具上行时压边圈应被限位，且导向面还要与凸模部分有接触。（11）支撑架的设计支撑架是固定限位螺钉，使条料以一定的距离被送进。因此，此支撑架还要有一定的刚度，保证挠度很小到可忽略不记。长度的计算为L=119+239.5+20-170=208.5mm。图4-15 支撑架（12）限位螺钉的设计图4-16 限位螺钉4.模具中定位和导向零件的设计准则（1）

13、导柱导套的配合：导套与上模座的配合为60H7/r6的过盈配合，即60H7（0+0.030）/r6（+0.041+0.060）和65H7（0+0.030）/r6（+0.041+0.060）。导柱与下模座的配合为45R7/r6的过盈配合，即45R7（-0.050-0.025）/r6（+0.041+0.028）和50R7（-0.050-0.025）/r6（+0.041+0.028）。导柱导套的配合为45H7/h6的间隙配合，即45H7（0+0.025）/h6（-0.0130）和50H7（0+0.025）/h6（-0.0130）。(2)销钉和销钉孔的配合：销钉和销钉孔的配合一律采用H7/r6的过盈配合

14、，本模具中用了两种销钉10、12，它们的配合公差分别为10H7（0+0.015）/ r6（+0.019+0.028），12 H7（0+0.018）/r6（+0.023+0.034）。5.零件尺寸、精度和表面粗糙度要求（1）零件的尺寸、精度和表面粗糙度等除应符合有关零件标准的技术要求外，还须符合下列规定：（2）零件未注公差尺寸的极限偏差按GB1804-79规定的IT14级，孔尺寸为H14，轴尺寸h14，长度尺寸为JS14。（3）零件未注眀倒角尺寸（刃口除外）均应倒角，倒角尺寸视零件大小而定，一般为0.5×45°2×45°，倒圆角尺寸为R0.51mm。（4）

15、各种模座未注明圆角尺寸为R3R5mm。（5）加工后的零件表面，不允许有影响使用的微小砂眼、缩孔、裂纹和机械损伤等其它缺陷。（6）经热处理后的零件，硬度应均匀，不允许有裂纹、软点和脱碳区，并清除氧化皮脏物和油污。（7）表面渗碳淬火的零件，其要求渗碳层为成品加工后的渗碳厚度。（8）钢制零件的非工作表面及非配合表面应进行表面发黑处理。（9）所有模座、凹模块、模块、垫板及单凸模固定板和单凸模垫板的两平面的平行度公差应符合表10-67规定。（10）矩形，圆形凹模块，矩形、圆形模板的直角面垂直度公差应符合表10-68。（11）各种模柄（包括带柄上模座）的圆跳动公差应按表10-69。（12）上、下模座的导柱

16、、导套安装孔的轴心线应与基准面垂直，其垂直度公差按如下规定：安装滑动导柱或导套的模座为100：0.01mm。安装滚动导柱或导套的模座为100：0.005mm。（13）各种模座（包括通用模座），在保证平行度要求下，其上、下二表面的表面粗糙度允许最高为1.6。（14）导柱的导入端孔允许有扩大的锥度，孔直径55mm在3mm长度内为0.02mm，孔直径>55mm在5mm长度内为0.04mm。（15）导柱和导套的压入端圆角与圆柱面交接处的R=0.2mm的小圆角应在精磨后用油石修出。（16）滑动和滚动的可卸导柱与导套的锥度配合面，其吻合长度和吻合面积均应在80%以上。6.模架技术要求（1）组成模架的

17、各零件的材料、尺寸、精度、表面光洁度和热处理等均须符合各零件的标准要求和本技术条件规定。（2）装入模架的每对导柱和导套装配前须经选择配合，其配合要求应符合表10-70规定。（3）装配后的模架，其上模座沿导柱上、下移动应平稳和无滞住现象。（4）装配后的模架，其导柱固定端端面应低于下模座底面有0.51mm。（5）模架的各零件工作表面不允许有影响使用的划痕，浮绣，凹痕、毛刺、飞边和微小砂眼和缩孔等缺陷。（6）在保证使用质量的情况下，允许用新工艺方法（如环氧树脂，低熔点合金等）固定导套。7.对导柱、导套的要求及加工为保证导柱、导套的导向精度，除要求其配合部分尺寸精度外，还应保证配合表面间的配合精度，还

18、应保证配合表面间的同心度，即导柱两配合表面以及导套内外表面间的同心度。导柱第一次装夹磨出表面保证同心度。导套先在内圆磨床上以外圆定位磨内孔，在固定在心轴上以外圆定位磨外圆，以保证内外表面间的同心度。8.对上、下模座的要求及加工技术要求：（1）上、下两平面应保持平行，平行度偏差不应超过规定的数值。（2）安装导柱、导套的孔位置应一致而且要求孔与底面垂直。上、下模座通常用铸铁或铸钢作为毛坯，经过铣削加工后，在平面磨床上磨削上、下两平面，以保持其平行度。为保证安装导柱、导套的孔垂直底面，应磨好上、下平面后再加工孔。孔可在坐标镗床铣床或在专门的双轴镗孔机上进行。9.模具标准件的选用本模具所用的标准件有销钉、螺钉、导柱、导套。螺钉为圆柱头螺钉由表10-24 摘自GB70-76。其型号有M12×100,4个M12×35-Q 4个M16×100 4个M12×70 4个为普通粗牙螺纹，材料为35钢，热处理硬度 HRC2838表面氧化的圆柱头螺钉。由表10-27（摘自GB119-76）选圆注销，其型号有：12n6×50 4个 12n8×80 2个材料为3