柴油机空气滤清器首次拉深工艺分析及模具设计说明书

1、摘要本次柴油机空气滤清器首次拉深工艺分析及模具设计为用模具生产无凸缘筒件，柴油机空气滤清器的制造过程经过工艺分析后，可知包括落料、拉深、二次拉深、三次拉深、切边等工序。经过方案分析后把落料和首次拉深用复合模完成，而其他不出图但进行了相关的尺寸计算，重点在复合模上，解决落料和拉深的计算问题同时对相关的模具的零件给以详细的设计。生成装配工程图和相关的零件刚才图。关键词：模具，落料，拉深，装配图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目录摘要IABSTRACTII1绪论11.1 引言11.2 冲压的定义11.3冲压工序分类21.4冲压工艺的特点应用22.工艺分析32.1材料分析32.2 结构形状分析32.3圆角半径分析32.4拉深件的尺寸精度分析33.拉深工序设计43.1设计工艺方案43.2工艺方案特点的比较43.3确定工艺方案54.拉深件工艺参数的计算64.1 确定修边余量64.2 计算毛坯直径D64.3 判断是否采用

5、压边圈64.4 确定拉深系数64.4.1先判断能否一次拉出64.4.2用推算法确定拉深次数64.4.3 确定各次拉深半成品尺寸74.5 画出工序图85. 落料拉深复合模工艺参数的计算95.1 落料凸、凹模刃口尺寸计算95.2 拉深凸、凹模尺寸计算95.2.1首次拉深95.2.2第2次拉深105.2.3末次拉深105.3落料排样设计115.4画出零件的排样图126.工序冲压力的计算及冲压设备的选择136.1落料力的计算136.2 卸料力、推件力、顶件力、总冲压力的计算136.2.1卸料力136.2.2推件力136.2.3顶件力146.2.4总冲压力146.3 拉深力的计算146.4压边

6、力的计算156.5压力中心的计算156.6冲压设备的选用157.模具零部件结构的选用与设计167.1 工作零件的设计167.1.1落料凹模设计167.1.2拉深凸模设计177.1.3凸凹模设计177.2定位零件选用与设计187.2.1挡料销的选用187.2.2导料板的设计197.3导向零件及标注模架的选用197.3.1导柱与导套的选用197.3.2标准模架的选用207.4卸料、压料及出件零件的选用和设计207.4.1卸料装置的选用和设计207.4.2压边装置的选用和设计217.4.3顶杆的设计217.4.4压边橡胶的设计217.4.5推件块的设计237.4.6打杆的设计237.5支承零件的设计

7、237.5.1模柄的设计237.5.2凸凹模固定板的设计247.6紧固零件及其他零件的选用247.6.1螺钉的选用247.6.2销钉的选用248.装配图258.1主视图258.2俯视图25结论26参考文献27致谢28本资料来自 举哥设计工作室，此文档为说明书的部分内容，如需要本资料的全部内容请淘宝网搜索店铺 举哥设计工作室，在店铺内搜索相关课题名称的关键词以下为全部文件列表的截图，包含图纸和说明书1绪论1.1 引言当代社会的不少领域，工业产品已经相对过剩。于是，人们不断更新的消费需求。已经转移，消费者不仅需要产品内在质量优秀。而且讲求外观雅致。这就是推动制造业不断发展的无穷动力。以冲压方法为主

8、制造的零件，比较有代表性且与人们日常生活密切相关的有汽车覆盖件、搪瓷与不锈钢器皿、各种家用电器的外壳（罩）等，它们带来了产品层出不穷的外观变化。不仅如此，冲压方法也能制造不少产品内部的某些零件，甚至是关键零件，如链轮、轮毂、汽车大梁、支架等。同时，在制件尺寸大小、制件复杂程度等方面，冲压方法都有非常大的适应范围。冲压件与塑料件结合起来，适应的范围就更宽。据文献介绍，冲压方法的增值率达原材料的312倍，具有明显的综合技术经济优势。所以，冲压工艺得到了最广泛的应用，几乎遍及国民经济各部门。从模具角度来看，模具是现代制造业不可缺少的工艺装备，发达国家的模具总产值早已超过了工作母机（机床）的总产值，其

9、中为冲压工艺服务的冲模约占模具总量的40%。而冲模在很多范围内涵盖了其他模具（冷锻模、塑料模、压铸模、粉末冶金模等）的共同内容，掌握冲模技术后，不难触类旁通。模具在产品制造过程中占据重要地位。模具设计水平的高低，在很大程度上决定了生产率的高低。有效的模具设计可以降低资源调整次数和调整时间，为生产计划与调度提供更大的优化空间，以达到提高生产效率的目的。模具设计是工装系统的重要组成部分，它影响着产品生产的效率和质量。可见，学习掌握冲压工艺与模具设计知识具有非常重要的意义。1.2 冲压的定义冲压是利用冲模在冲压设备上对板料施加压力（或拉力），使其产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸、和性能的制件的

10、加工方法。冲压加工的对象一般为金属板料（或带料）、薄壁管、薄型材等，半后方向的变形一般不侧重考虑，因此也称为板料冲压，且通常是在室温状态下进行（不用加热，显然处于再结晶温度以下),故也称为冷冲压。锻造和冲压合称为锻压，锻造加工的对象一般为金属棒料（或锭料），必须考虑长、宽、高3个方向的变形，且通常是在结晶温度以上进行，故常称为热锻。基于通常要施加一定的压力才能完成加工的共性，锻造、冲压与轧制、挤压、拉拔等总称为金属压力加工；金属压力加工迫使加工对象发生塑性变形，即改变了尺寸、形状，有改善了性能，故还称为塑性加工。轧制、拉拔、挤压等方法是将钢锭加工成棒料、板料、管材、型材、线材等制品，但通常不制

11、成零件，称为一次塑性加工；锻压加工则是在一次塑性加工的基础上，将棒料、板料、管材、线材等制成具有特定用途的制件（或零件），可称为二次塑性加工。20世纪后期有流行将塑性加工称为塑性成形。冲模、冲压设备和板料是构成冲压加工的3个基本要素。所谓冲模就是加压将金属或非金属板料或型材分离、成型或接合而得到制件的工艺装备。没有设计和制造水平均很先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。1.3冲压工序分类为适应制件形状、尺寸、内外在质量、批量的不同，冲压工序的种类有很多。冲压工艺的基本工序可以分为分离工序与成形工序两大类。分离工序的共同目的是将坯料/工序件/半成品沿一定的轮廓相互分离；成形工序的共同目的是在材料

12、不产生破坏的前提下使坯料/工序件/半成品发生塑性变形，成为所需制件。分离工序包括落料、冲孔、切断、修边、剖切、切口等。成形工序包括弯曲、辊弯、卷弯、辊形、拉弯、扭曲、拉深、翻边、缩口、胀形、扩口、整形、旋压等。1.4冲压工艺的特点应用从技术先进性方面看，冲压工艺可以得到形状复杂、用其他加工方法难以加工的制件（如薄壳类件），且能够把强度好、刚度大、重量轻等相互矛盾的特点融为一体（如液压膨胀制造的带轮）。制件的精度有模具保证，互换性好，品质稳定。从经济合理方面看，通过合理设计、优化排样，冲压工也可以获得很高的材料利用率；既不像切削加工那样把金属切成碎屑时消耗大量的能量，也不想锻造那样需耗能对坯料加

13、热；冲压加工操作比较简单，从而对操作工要求低，有条件时易实现自动化。一般的冲压工艺，生产效率为几件/分至几十件/分，自动化生产可达千件/分以上。冲压工艺存在的不足之处有，对于批量较小的制件，模具费用使得成本明显增高，所以一般要有经济批量；同时，模具需要一个生产准备周期。冲压工艺尤其是冲裁存在颇为恼人的噪音和振动，劳动保护措施不到位时，换存在安全隐患。总体上看，冲压是一种制件质量较好、生产效率高、成本低，其他加工方法无法替代的加工工艺，在机械、车辆、电机、仪器仪表、农机、轻工、日用品、航空航天、电子、通信、船舶、铁道、兵器等制造业中获得了十分广泛的应用。2.工艺分析2.1材料分析本次设计所采用的

14、材料为08钢。选择拉深材料时，首先应满足拉深件的使用要求。由于该件不属于易损工件，对材料的耐磨度要求不高，还应满足冲压工艺对材料的要求，保证冲压过程顺利完成，即材料应具有良好的塑性和表面质量，以及板料厚度公差应符合规定，08钢为一种优质碳素结构钢，该结构钢已退火，而退火的目的是消除钢的内应力，以细化组织均匀化学成分降低硬度提高塑性，而且其抗剪和抗拉强度均不高，所以综合其所有的力学的性能，08钢具有良好的拉深性能，适合深拉深。2.2 结构形状分析（1）（2）2.3圆角半径分析（1）凸缘圆角半径。制件凸缘圆角半径即为拉深凹模圆角半径r凹。必须满足r凹>2t，为了使拉深顺利进行，一般取r凹=（

15、48）t。对于r凹<0.5mm的制件，应增加整形工序。（2）底部圆角半径。制件底部圆角半径即为拉深凸模圆角半径r凸。应取r凸t，一般取r凸>3t。如果r凸<t，则应增加整形工序。每整形一次，r凸可减小一半。 (3)盒形件侧壁间圆角半径。盒形件4个侧壁的圆角半径应取r3t。否则应增加修正工序。为了减少拉深次数并简化拉深件的坯料形状，应尽可能使盒形件的高度H7r。本次拉深为无凸缘筒形件t=1mm，r=7mm能够满足底部圆角半径要求 。2.4拉深件的尺寸精度分析查冲压工艺与模具设计表4.29和表4.30知，此拉深件直径和高度的尺寸精度不高，无需增加整形工序即可达到所需尺寸精度。综上

16、所述，可判定该制件可以用拉深加工成形。3.拉深工序设计拉深件工序设计是拉深工艺过程设计的主要内容。同一个拉深，可以选择的工艺方案可能有几种，每种工艺方案往往都有几种不同的基本工序组成。进行工序设计时，除了应对拉深件进行认真的工艺性分析外，还应考虑到压力机吨位和类型、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，使选定的工艺方案能适应实际生产条件和模具加工水平，并且操作安全。拉深工序安排的一般规则如下：多道工序的拉深成形，实质上是坯料按一定顺序，逐步接近并最终成为制件的过程。每一道工序只完成一定的加工任务，工序设计时，务必使先行工序不妨碍后续工序的完成。每到拉伸工序的最大变形程度不能超

17、过其极限值。已成型部分和待成形部分之间，一般不应再发生材料的转移。在大批量生产中，若凸凹模的壁厚强度允许，应采用落料拉深复合工艺。除底部孔有可能与落料拉深复合冲出外，凸缘部分及侧壁部分的孔、槽，均需在拉深工序完成后再冲出，修边工序一般安排在最后，并常与冲孔复合进行。当拉深件的尺寸精度要求高或带有小的圆角半径时，应增加整形工序。复杂形状的制件，一般按先内后外的顺序（先拉深内部形状，后拉深外部性状）进行。多次拉深中，加工硬化严重的材料，必须安排中间退火。3.1设计工艺方案通过上述分析，本次设计的拉深可有下列几种工艺方案。方案1 落料、首次拉深复合反拉深修边方案2 落料首次拉深第2次拉深第3次拉深修

18、边方案3 落料、首次拉深复合第2次拉深第3次拉深修边3.2工艺方案特点的比较方案 1：落料、首次拉深复合工序的模具较复杂，模具刃磨困难，且压力机吨位要求较大，但第2次反拉深模具结构简单。由于反拉深时，坯料内外表面互相翻转，前一步工序留在制件外表面的擦伤、印痕等表面缺陷转到了内表面，故制件的外表面质量好。该方案工序少，生产效率交给，适用于大批量生产的情况。方案 2：模具结构简单，压力机吨位可较小，但工序多，生产周期长，生产效率低，适用于生产批量不大的情况。方案 3:同方案1一样，落料、首次拉深复合工序的模具结构复杂，模具刃磨困难，且压力机吨位要求较大，但生产效率比方案2高，适用于生产批量较大的情

19、况。3.3确定工艺方案通过上述分析，选择方案3，即落料、首次拉深复合，第2次拉深，第3次拉深最后修边。4.拉深件工艺参数的计算4.1 确定修边余量零件厚t=1mm，该计算全部采用中线计算。查冲压工艺与模具设计表4.13得： 取4.2 计算毛坯直径D该计算全部采用中线计算由冲压工艺与模具设计中式4-15得： 4.3 判断是否采用压边圈零件的相对厚度t/D×100%=1/251.6×100%=0.397%，选用=0.55,=0.75。查工艺与模具设冲压计表4-7可知 0.3971.5，0.6，0.8属于必须用压边圈的范围。所以采用压边圈。4.4 确定拉深系数4.4.1先判断能否

20、一次拉出零件所要求的拉深系数(既总拉深系数)： 由冷冲模设计表6-8可知：=0.55 =0.75可见， =0.417=0.55由此，判断一次不能拉深出来。4.4.2用推算法确定拉深次数根据公式： 由冲压工艺与模具设计表4.2可知： 取 由上述推算可知共需3次拉伸4.4.3 确定各次拉深半成品尺寸（1）各次拉深成品直径计算：调整各次拉深系数，使各次拉深系数均大于冲压工艺与模具设计表4.2查得的相应极限拉深系数。调整后，实际选取 =0.60，=0.821，=0.847，所以各次拉深的直径确定为：d1 = 0.60×251.6mm=151mmd2 = 0.82×151mm=124

21、mmd3 = 105mm（2）各次半成品的高度计算：取各次的（即半成品底部的内圆角半径）分别为：=10mm =8.5mm=7mm则由工艺与模具设冲压计式4-16，计算各次的h：（计算式均取中线的r值） 取71.5mm 第3次拉深后筒形件高度应等于零件要求尺寸。由127.54-122.5=5.04>5，满足修边余量要求。4.5 画出工序图各次拉深的工序图如图4-1工序图图4-15. 落料拉深复合模工艺参数的计算5.1 落料凸、凹模刃口尺寸计算由上节计算得落料的外形尺寸为：由冲压工艺与模具设计表2.4可查得： 由冲压工艺与模具设计表2.7可查得： 将以上各值代入公式：校验是否成立。

22、经校验，不等式不成立。所以不能用分别加工法，要用单配加工法计算。 式中:落料凹模的基本尺寸； 落料件最大极限尺寸； 磨损系数； 冲裁件的公差。由冲压工艺与模具设计表2.4可查得： 凸模相应尺寸按凹模配作，保证双面间隙在0.1000.140之间。5.2 拉深凸、凹模尺寸计算5.2.1首次拉深 以凸模为基准式中：首次拉深筒形件的直径； 单边间隙，末次拉深或精密拉深件取小值，中间拉深时取大值； 拉深凸模制造公差； 拉深凹模制造公差。由冲压工艺与模具设计表4.11可查得：单边间隙Z=1.2t由冲压工艺与模具设计表4.12可查得： 5.2.2第2次拉深 以凸模为基准 式中：首次拉深筒形件的直径； 单边间

23、隙，末次拉深或精密拉深件取小值，中间拉深时取大值； 拉深凸模制造公差； 拉深凹模制造公差。由冲压工艺与模具设计表4.11可查得：单边间隙Z=1.1t由冲压工艺与模具设计表4.12可查得： 5.2.3末次拉深由于零件要求内形尺寸，所以以凸模尺寸为基准进行计算。 式中：拉深零件的直径； 拉深零件的直径公差值； 单边间隙，末次拉深或精密拉深件取小值，中间拉深时取大值； 拉深凸模制造公差； 拉深凹模制造公差。由冲压工艺与模具设计表4.29可查得：由冲压工艺与模具设计表4.11可查得：单边间隙Z=(1.01.05)t 5.3落料排样设计零件采用单直排排样方式，查得零件间的搭边值为1.5mm，零件与条料侧

24、边之间的搭边值为1.5mm，若模具采用无侧压装置的导料板结构，则条料上零件的步距为253.1mm，条料的宽度B用冲压工艺与模具设计式2-27进行计算： 式中：冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸； 冲裁件与条料侧边之间的搭边； 板料剪裁时的下偏差； 条料与导料板之间的间隙。由冲压工艺与模具设计表2.11可查得： 由冲压工艺与模具设计表2.11可查得： 选用钢板规格为1mm×800mm×1500mm的板料，计算裁料方式如下：裁成宽257mm，长1500mm的板料。则每张板料所出零件数为：根据冲压工艺与模具设计式2-28进行计算：式中， 条料上实际冲裁的零件数； 条料的长度； 条料的

25、宽度； 一个零件的实际面积。 5.4画出零件的排样图零件的排样图如图5-1所示：排样图图5-16.工序冲压力的计算及冲压设备的选择6.1落料力的计算平口刃模具冲裁时，其理论冲裁力（N）可按照冲压工艺与模具设计式2-1计算：式中:冲裁件受剪切周边长度（mm）；L=3.14×251.6=790.024mm 冲裁件的厚度（mm）；t=1mm 材料抗剪强度（），查冲压工艺与模具设计表1.10得：=300 6.2 卸料力、推件力、顶件力、总冲压力的计算6.2.1卸料力由冲压工艺与模具设计式2-4得：式中： 卸料力系数。查冲压工艺与模具设计表2.3得：=0.04 6.2.2推件力由冲压工艺与模具设计式2-5得：式中：梗塞在凹模内的冲件数（n=h/t)，h凹模直壁洞口的高度； 卸