20xx0404071_吴坤_汽车电机外壳冲压工艺及模具设计

20xx0404071_吴坤_汽车电机外壳冲压工艺及模具设计内容摘要：

件的筒壁将严重变薄危险断面容易破裂。 间隙取值较大时，拉深件筒壁的锥度较大，尺寸精度低。 因此，拉深模的设计须选取合适的凸、凹模间隙。 凸、凹模间隙可由表 33 查取。 表 33 拉深凸、凹间 隙 总拉深次数 3 4 各次拉深的凸、凹模间隙／ mm 1 2 3 2 3 4 1～ 1～ 由表 33 可查取第一、二次拉深的凸、凹模间隙为： ＝ =； 第三次拉深的凸、凹模间隙为为： Z3 ==； 第四次拉深的凸、凹模间隙为为： Z4 =1～ =2~； 对于电机 外壳这种以内形尺寸为主的拉深件应当以凸模为基准，先确定凸模的工作尺寸，然后通过增大凹模尺寸保证凸、凹间隙。 在计算拉深凸、凹模的工作尺寸时，首先在表 34 中查取拉深凸、凹模的制造公差。 表 34 拉深凸、凹模制造公差 材料厚度 t /mm 拉深件直径 d/mm 20 20~100 d p d p ~  由表 34 可查取： d = p = 拉深对于首次和中间各次拉深，半成品的尺寸无需严格要求，凸、凹模的尺寸可按下式来计算： Dpi =（ Di Z） 0p （ ） Ddi =D di0 （ ） 可以计算出： D1d =255  ； D2d = 199  ； D3d =161  ； D 1p = ； D 2p = ； D3p = ； 济南大学毕业设计 17 末次拉深的凸、凹模的工作尺寸由下式计算： D 4d =（ dmin + +Z） d0 （ ） D 4p =（ dmin + ） 0P （ ） 可以计算出： D 4d =  ； D 4p = 式中： Ddi — 拉深凹模的基本尺寸， mm； Dpi — 拉深凸模的基本尺寸 ， mm； dmin — 拉深件内径的最小极限尺寸， mm； Di — 首次和中间各次拉深半成品外径的基本尺寸， mm；  — 工件的制造公差，此处取 （ mm）； d 、 p — 凹、凸模的制造公差， mm； Z— 拉深模间隙， mm； 落料、拉深复合模主要零部件的设计 落料凹模 （ 1）、 刃壁形 式 此套模具选用 直筒形刃口 ，其优点是刃口的强度较高，修磨后刃口尺寸不变，加工精度较高。 刃口高度 h=40mm。 （ 2）、凹模的外形尺寸 由 中计算可知刃口尺寸 Dd =  ；凹模外形尺寸还应保证有足够的强度与刚度，凹模壁厚尺寸 b 可由经验公式计算得到： b=（ ~2） Ha =~ 由经验取 b=60mm； 所以圆形凹模的直径为： d=+2 60 =； （ 3）、凹模的厚度 凹模的厚度根据冲裁力大小，为保证模具的强度及冲压的顺利完成，凹模的厚度必须大于制件的高度，取 Ha =150mm。 （ 4）、凹模的固定形式 本套模具中的 落料凹模 为圆形 ，采用 2 个 A10 的销钉定位， 4 个 M12 的内六角济南大学毕业设计 18 螺栓紧固，在钻销钉孔、螺钉孔时要注意孔之间的间距、孔与模具刃口之间的间距不能小于相应的标准，否则会降低模具寿命。 拉深凸模 （ 1）、由 中的计算可知凸模的圆角 为 r1p m； （ 2）、工件在拉深时，由于空气压力的作用或者润滑油的粘性等因素，使工件很容易粘附在凸模上，为使工件不至于紧贴在凸模上，凸模上应设有通气孔。 通气孔可在表 35 中选取。 表 35 拉深凸模通气孔尺寸（ mm） 凸模直径 DP 50 100~50 100 出气孔直径 d 5 8 由上表可查出通气孔的直径为 d=8mm； （ 3）、 凸模的固定形式 利用 2个 A10 的销钉定位和 4个 M10 的螺钉固定。 （ 4）、凸模的高度 根据凸模的固定形式及其他零件的配合情况，取凸模的厚度 :H凸 =200mm； 凸模高度的校核公式为： Lmax 270总Fd2 =2140mm （ ） 因为 H 凸  Lmax ，所以凸模的高度为合适的。 凸模的凸缘直径设计为： d=440mm。 压边圈设计 （ 1）压边圈的内孔： TY dD   = YD 压料圈内径（ mm） YD 拉深凸模外径（ mm） 以你取压边圈内孔为。 （ 2）压边圈的厚度 根据零件的厚度，及相关零件的结构取 h=20mm。 （ 3）、采用压边装置 是为了防止凸缘处起皱，但是若压边力过大则会增大拉深阻济南大学毕业设计 19 力，容易导致拉裂。 压边装置可分为刚性和弹性压边装置两种，此处选用弹簧支撑的弹性压边。 由于越靠近拉深底部压边力越大，对拉深的不利影响越大，所以要选取合适的弹簧。 由拉深凸模与凹模的工作配合配合关系可知，弹簧负载状态下的变形量为Hs =140mm；弹簧自由长度为 H0 =250mm； 因为压边力为： F压 =，所以满足此试验力要求 的弹簧直径为 ： d=15mm；综上选用弹 簧的规格为： GB208980 YA 6 50 2502 凸凹模的设计 （ 1）、 圆角半径： 在 中计算可得 筒形件首次拉深的圆角半径： r1d ＝ 16mm； （ 2）、凸凹模的壁厚 凸凹模的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚决定制件的质量，由 计算可得： 落料凸模的刃口尺寸为： D p =（ Dd Zmin ） =（ D minmax Z ） 0p （ ） = Dp 为 凸凹模的外径尺寸； 由 计算可得：第一次拉深凹模的刃口尺寸为 D 1d =255  D 1d 为 凸凹模的内径尺寸； 从强度的角度考虑，凸凹模的壁厚有最小值限制，凸凹模的最小壁厚受冲模结构的影响。 对于正装复合模，由于凸凹模装于上模，内孔不会积聚废料，胀力小，壁厚可小些。 最小壁厚可在表 36中查取。 表 35 凸凹模的最小壁厚 料后 t 最小壁厚 a 最小直径 D 21 21 25 b= Dp D1d =185mm，符合强度要求。 （ 3）、根据前面确定的凹模厚度 Ha ，在保证凸凹模的强度要求下，取凸凹模厚济南大学毕业设计 20 度为 200mm。 卸料板的设计 （ 1）、卸料板的外形尺寸 卸料装置可以分为刚性卸料板和弹性卸料板两种，刚性卸料板常用于较硬、较厚且精度不高的冲裁件。 弹性卸料板有敞开的工作空间，操作方便，生产效率较高。 在冲压过程中，弹性卸料板先接触毛坯，有预压作用，冲压后也可使冲压件平稳卸料。 此处采用弹性卸料板。 弹性卸料 板与凸凹模外径的单边间隙为（ ～ ） t = ～ Dp = D= Dp + 2 = 442 mm （ 2）、卸料板的技术要求 卸料螺钉采用常用的卸料螺钉结构形式，此处选用 3 个 M8 90 螺钉完成固定。 卸料板材料选用 45 钢，不用热处理。 （ 3）、弹簧的选取 由 计算可得 卸料力的大小： F 卸 = kN ；初步选用 4 个弹簧，则每个弹簧的承受载荷为 F 预 卸F KN；所选取饿弹簧的工作极限载荷 Fj  F预 ； 弹簧的自由长度为 300mm； 综上，选取的弹簧规格 为 GB208980 YA 4 30 150。 凸凹模固定板的设计 （ 1）、凸凹模固定板的外形 尺寸 一般情况下与落料凹模的外径尺寸相同。 （ 2）、凸凹模固定板的厚度： 根据经验公式 H1 =（ ～ ） Ha 计算， 可以取 H1 =180mm。 垫板的设计 凸模支承端面对模座单 位压力为： F 拉 = AFp 拉 （ ） 式中： F— 拉深力 (kN)，在此 F 为 172320N； A — 凸 模 支 承 端 面 面 积 (mm 2 ) ， 在 此 为 2。 济南大学毕业设计 21 因此 51 04 450 44 40 pMPa 因为铸铁 HT250 的许用压应力为 90~140Mpa，因此此副模具不用加垫板。 但是为了满足模具的安装需要，根据模具的实际要求选择合适的垫板。 推件装置的设计 （ 1）、推件块的设计： 推件块的外径尺寸 d d1 ，此处设计 d=250mm；中间钻 M12 的螺孔； （ 2）、推杆的长度： chhH  21 （ ） 式中： 1h — 推出状态下，推杆在上模座内的长度，（ mm）； 2h — 压力机结构尺寸，（ mm）； 3h — 考虑各种误差而附加的常数，取 10~15mm。 所以： 15250140 H =405（ mm） 定位零件的设计 （ 1）、冲模的定位装置用以保证材料的正确送进及在冲模中的正确位置，在此使用条料，保证条料送进导向 的零件为导料螺钉，此处选用的导料螺钉规格为： GB11986 M12 120 （ 2）、挡料销用于限定条料的送进距离，抵住条料的搭边或工件轮廓，起定位作用，此处选用圆形固定挡料销。 冲模闭合高度的确定 冲模闭合高度 模H 是指滑块在下死点即模具在最低的工作位置时，上模座的上平面至下模座的下平面之间的距离（不含模柄高度）。 冲模的闭合高度必须与压力机的闭合高度相适应。 压力机的闭合高度是指滑块在下死点位置时，滑块下平面至工作 台（不含垫板厚度）的距离。 即： H模 =212mm+H2 +H3。