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题目:摩托车油箱注油口冲压工艺及学院(系:年级、专业:姓名:学号:指导教师:完成时间: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(164.7.4固定与连接零件(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(24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、刃关键词::冲压工艺冲压模具设计装配图关键词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件是一个带凸缘的筒形件,在φ53mm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φ53mm孔可以有多种方案: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φ53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:K=1-D2(H-0.43r-0.72t=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=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确定修边余量δ值:ddt=54108=21.40查表5-12得δ=3.0mm所以拉深件实际凸缘直径:dF=dt+2δ=108+2×3.0=114mm计算毛坯直径:当r=R时毛坯直径d0=dRdhdF44.342−+=55444.3115441142××−××+=119mmddF=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。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Φ119mm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%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=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=0.07×170015.5=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+2r2×2.5=∏/4[1192-(54+2×52]×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=5×0.055×40003.6=11000.99N式中:K2=0.063,由《冲压手册》表2-37查得。N=5,同时卡在凹模里的废料片数。(设凹模直筒口径高度h=4㎜,n=h/t=4/0.5=8综上计算所知,因为选用的是弹性卸料结构,所以总压力F总为各力的总和,其中包括卸料力.故F总=P1+P2+P4+F冲+F推件=170015.5+11901+19752.6+40003.6+11000.99=242673.69N≈243KN在考虑各因素后,取一安全系数0.7左右,所以必须选用250KN的公称压力机.则根据所需总压力初选公称压力为250KN的开式压力机。(参看《冲压手册》相关章节543页。压力机的主要技术参数如下表4-1所示表4-1压力机的主要技术参数4.3模具类型及结构形式的选择与计算本次设计第一副模具采用落料、拉深、冲孔的复合模结构。本次设计的冲压件可一次拉深到所要求的高度,原则上属于浅拉深凸缘形件,落料、拉深、冲孔复合模采用典型结构,即落料、冲孔采用正装式,拉深采用倒装式。下模座的压边圈兼作压边和顶件装置,另设刚性推件装置。该结构的优点是操作方便,出件畅通无阻,生产率高。适合于拉深深度不太大,材料较薄的情况。在上模部分,为了不让工件底部变形,使其不让刚性接触,采用了连接推杆装置来推动推件块来推出工件。对于此工序,由于拉深深度为11㎜,不算太大,材料厚度为1㎜较薄,因此采用弹性卸料较合适。另外在下模座下部设有气垫装置,它驱动托杆向上运动,使压边圈兼做顶件公称压力滑块行程/㎜行程次数/min-1最大闭合高度/㎜25080100250封高度调节量㎜工作台模柄孔尺寸前后㎜左右㎜直径㎜深度㎜703605605070采用这些结构的特点主要是结构紧凑,布局合理且制造使用都简单方便,唯一的不足是,拉深件有可能留在刚性卸料板内不易出件,有时还需要工人用手工去把它拿出,带来了操作的不便,但是只要托杆长度设计合理,气垫压力足够,就能克服这点不足。另外考虑到装模和操作方便,模具采用后侧布置导柱的模架。第一副模具(落料、拉深、冲孔复合模装配简图如图4-1所示图4-1落料、拉深、冲孔复合模装配简图4.4模具工作部分刃口尺寸和公差的计算4.4.1落料凸、凹模的刃口尺寸圆形凸模和凹模可采用分开加工。落料前的毛坯未注公差尺寸的极限偏差,故取落料件的尺寸公差为㎜Ф119087−.0D凹=(D-x△+δ凹=(119-0.5×(-0.87035.00+=119.44035.00+式中:x=0.5,由《冲压手册》表2-30查得,δ凹=+0.035,由《冲压手册》表2-28查得。D凸=(D-x△-2Cmin-凸δ=(119-0.5×(-0.87-2×0.070025.0−=119.370025.0−式中:Cmin=0.07,由《冲压手册》表2-25查得,表