摩托车油箱注油口冲压工艺及模具设计说明书

题目:摩托车油箱注油口冲压工艺及模具设计学院（系）:材料科学与工程学院年级、专业:2002级材料成型及控制工程姓名:学号:指导教师:完成时间:2006年6月1日1西华大学毕业设计说明书目录摘要………………………………………………………………………………31前言………………………………………………………………………32零件的工艺性分析…………………………………………………………43零件冲压工艺方案的确定………………………………………………………53.1冲压工艺方案的计算………………………………………………………53.2确定工艺方案……………………………………………………………53.3按凸缘筒形件的拉深………………………………………………………73.4冲裁排样方式的设计及计算………………………………………84第一副模具（落料、拉深、冲孔复合模）的设计与计算：…………………94.1各工序压力的计算…………………………………………………94.2压力机的初步选定……………………………………………………………104.3模具类型及结构形式的选择与计算………………………………………114.4模具工作部分刃口尺寸和公差的计算………………………………124.4.1落料凸、凹模的刃口尺寸…………………………………………124.4.2拉深凸、凹模的刃口尺寸…………………………………………134.4.3冲孔凸、凹模刃口尺寸的计算……………………………………144.5落料、拉深凸、凹模高度的确定……………………………………………144.6落料凹模外形尺寸的设计与粗略计算……………………………………154.7模具其他零件的设计与计算………………………………………………154.7.1模架的选用………………………………………………………154.7.2定位零件…………………………………………………………164.7.3卸料与推（顶）件装置……………………………………………162西华大学毕业设计说明书4.7.4固定与连接零件…………………………………………………164.8模具压力中心的设计与计算…………………………………………………165第二副模具（翻边模）的设计与计算…………………………………165.1各工序压力的计算与压力机的初步选用……………………………………165.2压力机的初步选用……………………………………………………………175.3翻边凸、凹模刃口尺寸和公差的计算………………………………………185.4模具结构类型及形式的选择与设计…………………………………………195.5压力中心的计算……………………………………………………………195.6冲模闭合高度的计算…………………………………………………195.7模座的选用………………………………………………………………196第三副模具（垂直切边模）的设计与计算………………………………206.1各工序压力的计算与压力机的初步选用……………………………………206.2切边凸凹模刃口尺寸和公差……………………………………………216.3模具结构类型及形式的选择与设计……………………………………226.3压力中心的计算……………………………………………………………226.4冲模闭合高度的计算………………………………………………………226.5模座的选用……………………………………………………………22心得与体会………………………………………………………………………23致谢词……………………………………………………………………………24参考文献…………………………………………………………………………243西华大学毕业设计说明书摘要本次毕业设计是完成摩托车油箱注油口冲压工艺及模具设计。采用落料、拉深、冲孔、翻边、切边工艺。设计中分析了工件的冲压工艺性，计算了毛坯排样、冲压力、刃口尺寸计算等。进行了模具总体结构、主要零部件的设计，绘制了落料、拉深、冲孔复合模和翻边、切边的单工序模具装配图和零部件图。关键词:冲压工艺冲压模具设计装配图Abstract:Themainprogramforthisgraduationdesignistofinishpressprocessandthedesignofmotorcycletankpouringorifice.Thepressprocessofblanking，drawing,perforating,flaring,trimmingareadopted.Inthispaper,theprocesssuitabilityofpartisanalysed.Theprocessparameters,suchasblanklayoutandpressforcearecalculated.Thegeneralconstructionofmoldandmainpartsaredesigned.Thecompounddieofblanking，drawing,perforatingandthesimplepresstoolofflaring,trimminganddetaildrawingsofmainpartsaredrawn.Keywords:PressprocessPresstooldesignassemblydiagram1前言随着经济的发展，冲压技术应用应用范围越来越广泛，在国民经济各部门中，几乎都有冲压加工生产，它不仅与整个机械行业密切相关，而且与人们的生活紧密相连。冲压工艺与冲压设备正在不断地发展，特别是精密冲压。高速冲压、多工位自动冲压以及液压成形、超塑性冲压等各种冲压工艺的迅速发展，把冲压的技术水平提高到了一个新高度。新型模具材料的采用和钢结合金、硬质合金模具的推广，模具各种表面处理技术的发展，冲压设备和模具结构的改善及精度的提高，显著地延长了模具的寿命和扩大了冲压加工的工艺范围。由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状工件等一系列优点，在机械、汽车、轻工、国防、电机电器、家用电器，以及日常生活用品等行业应用非常广泛，占有十分重要的地位。随着工业产品的不断发展和4西华大学毕业设计说明书生产技术水平的不断提高，冲压模具作为个部门的重要基础工艺装备将起到越来越大的作用。2工件的冲压工艺分析本次毕业设计的冲压件是摩托车油箱注油口冲压件的生产过程的设计。该工件是一个带凸缘的筒形件，在53mm的内孔中，用来注油要求有较高的光洁度和相对的位置精度。除了要保证它的公差外还要保证它的高度及其孔内的圆角半径R5mm。从以上对摩托车油箱注油口的形状分析当中不难看出，它需要经过落料，拉深，冲预制孔，翻边，修边等冲压工序，但它需要几次拉深，冲预制孔、翻边尺寸如何计算以及冲侧孔应该采用哪种方式和如何布置等成为本次设计的重点和难点。本次设计的模具精度并不需要很高，达到IT10-IT9均可满足要求。工件图见图2-1。图2-1摩托车油箱注油口工件图5西华大学毕业设计说明书3零件冲压工艺方案的确定3.1工件孔冲制的方案此件虽然是一般带凸缘拉深件，但加工底部53mm孔可以有多种方案：方案一：拉深后再车去底部方案二：拉深后再冲去底部方案三：拉深后冲预制孔再翻边a落料、拉深复合，再冲孔、翻边复合b落料、拉深、冲孔复合，再翻边在上述三种加工方案中，采用第一种方案，工件的质量较高，但生产率低，而且费料。在工件底部要求不高的情况下，不适宜采用。第二种方案需要增加整形工序，而且质量不易保证。采用第三种方案中，a方案冲孔、翻边复合将使翻边凸模的厚度太薄，加工较麻烦，而且可能造成强度不够等缺点。b可以避免a中的缺点且生产率高，而且省料。另外，按工件使用情况翻边工序完全可以保证工件技术要求。所以采用第三种方案中的b较合理。3.2计算毛坯尺寸在计算毛坯尺寸前，需要先确定翻边前的半成品的形状和尺寸。孔53的高度太大，不能用翻边的办法全部都制造出来，而是一部分要靠拉深形成的。翻边高度具体计算如下：将直径D=54mm，翻边圆角半径r=5mm，板料厚度t=1.0mm带入翻边系数公式得：K0=1-D2（H-0.43r-0.72t）6西华大学毕业设计说明书=1-542(26-0.43×6-0.72×1)=0.16则预制孔径d=0.16×54=8.6从表6-5查得翻边系数K0=0.51（采用平底凸模冲制底孔），即计算翻边系数大于表中查得的翻遍系数，说明不能一次翻边而成。取极限翻边系数K0max=0.52翻边极限高度hmax=2D(1-K0)+0.57(r+2t)=254(1-0.52)+0.57(5+0.5)=16.95mm取翻边高度为h=15mm冲预制孔径：d=m×D=0.52×54=28.08冲预制孔为d=28mm冲孔、翻边前半成品如图3-1所示。图3-1计算毛坯尺寸用图3.3按凸缘筒形件的拉深7西华大学毕业设计说明书确定修边余量值：ddt=54108=21.40查表5-12得=3.0mm所以拉深件实际凸缘直径：dF=dt+2=108+2×3.0=114mm计算毛坯直径：当r=R时毛坯直径d0=dRdhdF44.342=55444.3115441142=119mm确定能否一次拉深成形：由相对凸缘直径和相对毛坯厚度查表ddF=54114=2.110dt=1191×100=0.84查表5-14得【h1/d1】max=0.27～0.33而实际零件h/d=11/54=0.2【h1/d1】max=0.27～0.33查表5-13得m1=0.42而且m=d1/d0=54/119=0.450.42故此件能一次拉深摩托车油箱注油口拉深件毛坯尺寸计算如图3-2所示。8西华大学毕业设计说明书图3-2拉深件尺寸计算3.4冲裁排样方式的设计及计算工件毛坯直径119mm尺寸较大，考虑到操作方便，采用单排。查有关表得搭边值：a=1.5，a1=1.5进距：s=D+a1=119+1.5=120.5条料宽度：b=D+2a=119+2×1.5=122mm板料规格拟选用：1×1100×2900采用纵裁:裁板条数n1=B/b=1100/122=9余2mm每条个数n2=(L-a1)/s=（2900-1.5）/120.5=24余13mm每板总个数n3=n1·n2=9×24=216（个）板的利用率：η=11002900)(4/14.32162811922×100%=71.1%采用横裁:裁板条数n1=L/b=2900/122=23余94mm每条个数n2=(B-a1)/s=（1100-1.5）/120.5=9余28mm每板总个数n3=n1·n2=23×9=207（个）板的利用率：η=11002900)(4/14.32072811922×100%=68.1%9西华大学毕业设计说明书综上比较第一种排样方式的利用率高，故采用进行纵裁排样（排样图见图3-3）图3-3排样图4第一副模具（落料、拉深、冲孔复合模）的设计与计算4.1各工序压力的计算落料力P1=1.3×3.14×D×t×τb=1.3×3.14×119×1×350=170015.5N式中τb(抗剪强度)=350MPa，由《冲压手册》表8-7查得。P1(=∏Dtτb)——计算冲裁力D——毛坯直径t——冲件材料厚度卸料力P2=K1P1=0.07×170015.510西华大学毕业设计说明书=11901N式中：K1=0.07，由《冲压手册》表2-37查得。拉深力P3=3.14×d×t×σbK1=3.14×54×1×450×1.05=80117N式中：σcp=450MPa,由《冲压手册》表8-7查得。K1=10.5,由《冲压手册》表4-86查得。压边力P4=∏/4[d02-(d1+2r)2×2.5=∏/4[1192-(54+2×5)2]×2.5=19752.6N冲预制孔的力F冲=1.3∏dtτb=1.3×3.14×28×1×350=40003.6N式中：τb(抗剪强度)=350MPa，由《冲压手册》表8-7查得，d——预制孔直径推件力F推=n.K2F冲=5×0.0