完整版)材料成型及控制工程說明書摩托車油畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、優(yōu)秀論文審核通過未經(jīng)允許切勿外傳題目：摩托車油箱注油口沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 學(xué) 院（系）：材料科學(xué)與工程學(xué)院年級(jí)、專業(yè):2002級(jí)材料成型及控制工程姓名：王麗杭指導(dǎo)教師:杳五牛教授完成時(shí)間:2006年6月1日目錄摘要 32零件的工藝性分析 43零 件 沖 壓 工 藝 方 案 的 確定 53.1沖 壓 工 藝 方 案 的 計(jì)3.2 確定工藝方3.3按凸緣筒形件的7拉深73.4沖裁排樣方式的設(shè)計(jì)及計(jì)算Q算8Azw4第一副模具（落料、拉深、沖孔復(fù)合模）的設(shè)計(jì)與計(jì)算 算 94.1各工序壓力的計(jì)算,.Q算94.2壓力機(jī)的初步選a n定104.3模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇與計(jì)算A A算114.4 模 具工作部

2、分刃口尺寸和公差的計(jì)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 沖孔凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 算 144.5落料、拉深凸、凹模高度的確案54算4算用件置件4算5算5.用5.2用56 落 料 凹 模 外 形 尺 寸 的 設(shè) 計(jì) 與 粗 略 計(jì)1 57 模 具 其 他 零 件 的 設(shè) 計(jì) 與 計(jì)154.7.1 模 架 的 選154.7.2 定 位 零 164.7.3 卸 料 與 推 （ 頂 ） 件 裝164.7.4 固 定 與 連 接 零168 模 具 壓 力 中 心 的 設(shè) 計(jì) 與 計(jì)1 6第二副模具（翻邊模）的設(shè)計(jì)與計(jì)1 61 各 工 序 壓 力

3、 的 計(jì) 算 與 壓 力 機(jī) 的 初 步 選 1 6壓力機(jī)的初步選 173 翻 邊 凸 、 凹 模 刃 口 尺 寸 和 公 差 的 計(jì)算184 模 具 結(jié) 構(gòu) 類 型 及 形 式 的 選 擇 與 設(shè)計(jì)1 95 .5 壓 力 中 心 的 計(jì)算 195.6 沖 模 閉 合 高 度 的 計(jì)195 . 7 模 座 的 選用 196 第 三 副 模 具 （ 垂 直 切 邊 模 ） 的 設(shè) 計(jì) 與 計(jì)算2 06 . 1 各 工 序 壓 力 的 計(jì) 算 與 壓 力 機(jī) 的 初 步 選用2 06.2 切 邊 凸 凹 模 刃 口 尺 寸 和 公差 21 6 . 3 模 具 結(jié) 構(gòu) 類 型 及 形 式 的 選 擇

4、 與 設(shè)計(jì)2 26.3 壓 力 中 心 的 計(jì)算 226.4 沖 模 閉 合 高 度 的 計(jì)622模座的選用22心得與體會(huì) 23致謝 詞 24參考文 獻(xiàn) 24摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是完成 摩托車油箱注油口沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 。采用 落料、拉深、沖孔、翻邊、切邊工藝。設(shè)計(jì)中分析了工件的沖壓工藝性，計(jì) 算了毛坯排樣、沖壓力、刃口尺寸計(jì)算等。進(jìn)行了模具總體結(jié)構(gòu)、主要零部 件的設(shè)計(jì)，繪制了落料、拉深、沖孔復(fù)合模和翻邊、切邊的單工序模具裝配 圖和零部件圖。關(guān)鍵詞: 沖壓工藝 沖壓模具設(shè)計(jì) 裝配圖Abstract:The main program for this graduation design is to

5、 finish press process and the design of motorcycle tank pouring orifice. The press process ofblanking ， drawing, perforating, flaring,trimming are adopted. In this paper, the process suitability of part is analysed. The process parameters, such as blank layout and press force are calculated. Thegene

6、ral construction of mold andmain parts are designed. The compound die of blanking ，drawing,perforating and the simple press tool of flaring,trimming anddetail drawings of main parts are drawn.Keywords: Press process Press tool design assemblydiagram 1 前言隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展， 沖壓技術(shù)應(yīng)用應(yīng)用范圍越來越廣泛， 在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)各部門中， 幾乎都有沖壓加工

7、生產(chǎn)， 它不僅與整個(gè)機(jī)械行業(yè)密切相 關(guān)，而且與人們的生活緊密相連。沖壓工藝與沖壓設(shè)備正在不斷地發(fā)展， 特別是精密沖壓。 高速?zèng)_ 壓、多工位自動(dòng)沖壓以及液壓成形、 超塑性沖壓等各種沖壓工藝的迅 速發(fā)展，把沖壓的技術(shù)水平提高到了一個(gè)新高度。 新型模具材料的采 用和鋼結(jié)合金、硬質(zhì)合金模具的推廣， 模具各種表面處理技術(shù)的發(fā)展， 沖壓設(shè)備和模具結(jié)構(gòu)的改善及精度的提高， 顯著地延長(zhǎng)了模具的壽命 和擴(kuò)大了沖壓加工的工藝范圍。由于沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、 質(zhì)量穩(wěn)定、 成本低以及可加工復(fù) 雜形狀工件等一系列優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械、汽車、輕工、國(guó)防、電機(jī)電器、 家用電器， 以及日常生活用品等行業(yè)應(yīng)用非常廣泛， 占有十分重要

8、的 地位。隨著工業(yè)產(chǎn)品的不斷發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高， 沖壓模 具作為個(gè)部門的重要基礎(chǔ)工藝裝備將起到越來越大的作用。2 工件的沖壓工藝分析本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的沖壓件是摩托車油箱注油口沖壓件的生產(chǎn)過程 的設(shè)計(jì)。該工件是一個(gè)帶凸緣的筒形件，在53mm勺內(nèi)孔中，用來注油要求有較高的光潔度和相對(duì)的位置精度。 除了要保證它的公差外還 要保證它的高度及其孔內(nèi)的圓角半徑 R5mm。從以上對(duì)摩托車油箱注油口的形狀分析當(dāng)中不難看出，它需要經(jīng)過落料，拉深，沖預(yù)制孔，翻邊，修邊等沖壓工序，但它需要幾次拉 深，沖預(yù)制孔、翻邊尺寸如何計(jì)算以及沖側(cè)孔應(yīng)該采用哪種方式和如 何布置等成為本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)的模具精度

9、并不需要 很高，達(dá)到IT10-IT9均可滿足要求。工件圖見圖 2-1。村料：0235料厚=大世角寶產(chǎn)圖2-1摩托車油箱注油口工件圖3零件沖壓工藝方案的確定3.1 工件孔沖制的方案此件雖然是一般帶凸緣拉深件，但加工底部53mn?L可以有多種方案:方案一：拉深后再車去底部方案二:拉深后再?zèng)_去底部方案三:拉深后沖預(yù)制孔再翻邊a落料、拉深復(fù)合，再?zèng)_孔、翻邊復(fù)合b落料、拉深、沖孔復(fù)合，再翻邊在上述三種加工方案中，采用第一種方案， 工件的質(zhì)量較高，但 生產(chǎn)率低，而且費(fèi)料。在工件底部要求不高的情況下，不適宜采用。 第二種方案需要增加整形工序， 而且質(zhì)量不易保證。 采用第三種方案 中， a 方案沖孔、翻邊復(fù)合

10、將使翻邊凸模的厚度太薄，加工較麻煩， 而且可能造成強(qiáng)度不夠等缺點(diǎn)。 b 可以避免 a 中的缺點(diǎn)且生產(chǎn)率高， 而且省料。另外，按工件使用情況翻邊工序完全可以保證工件技術(shù)要 求。所以采用第三種方案中的 b 較合理。3.2 計(jì)算毛坯尺寸在計(jì)算毛坯尺寸前，需要先確定翻邊前的半成品的形狀和尺寸?？?53 的高度太大，不能用翻邊的辦法全部都制造出來，而是一部分 要靠拉深形成的。翻邊高度具體計(jì)算如下:將直徑D=54mm翻邊圓角半徑r=5mm板料厚度t=1.0mm帶入翻邊系數(shù)公式得：K=1-(H-0.43r-0.72t )=1- (26-0.43X 6-0.72 X 1)=0.16則預(yù)制孔徑 d=0.16X5

11、4=8.6從表6-5查得翻邊系數(shù)K=0.51 (采用平底凸模沖制底孔)，即計(jì)算翻 邊系數(shù)大于表中查得的翻遍系數(shù)，說明不能一次翻邊而成。取極限翻邊系數(shù) K0max=0.52翻邊極限高度.K2 F 沖=5X 0.055X 40003.6=11000.99 N式中：& = 0.063 ,由沖壓手冊(cè)表2-37查得。N = 5 , 同時(shí)卡在凹模里的廢料片數(shù)。(設(shè)凹模直筒口徑高度 = ht = 40.5 = 8)4.2 壓力機(jī)的初步選用綜上計(jì)算所知，因?yàn)檫x用的是彈性卸料結(jié)構(gòu)，所以總壓力F總為各 力的總和，其中包括卸料力 .故F總=卩勺+ P2 + P 4 +F沖+F推件= 170015.5+11901+1

12、9752.6+40003.6+11000.99= 242673.69N243 KN在考慮各因素后，取一安全系數(shù) 0.7 左右，所以必須選用 250KN 的公稱壓力機(jī).則根據(jù)所需總壓力初選公稱壓力為 250KN的開式壓力 機(jī)。（參看沖壓手冊(cè)相關(guān)章節(jié) 543頁。壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如 下表4-1所示表4-1壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)公稱壓力滑塊行程m行程次數(shù)min-1最大閉合高度m25080100250圭寸高度調(diào)節(jié)量mm工作臺(tái)模柄孔尺寸前后伽左右m直徑m深度7036056050704.3模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇與計(jì)算本次設(shè)計(jì)第一副模具采用落料、拉深、沖孔的復(fù)合模結(jié)構(gòu)。本次 設(shè)計(jì)的沖壓件可一次拉深到所要求

13、的高度，原則上屬于淺拉深凸緣形 件，落料、拉深、 沖孔復(fù)合模采用典型結(jié)構(gòu)，即落料、沖孔采用正 裝式，拉深采用倒裝式。下模座的壓邊圈兼作壓邊和頂件裝置，另設(shè)剛性推件裝置。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，出件暢通無阻，生產(chǎn)率 高。適合于拉深深度不太大，材料較薄的情況。在上模部分，為了不讓工件底部變形， 使其不讓剛性接觸，采用 了連接推桿裝置來推動(dòng)推件塊來推出工件。 對(duì)于此工序，由于拉深深 度為11伽，不算太大，材料厚度為1伽較薄，因此采用彈性卸料較 合適。另外在下模座下部設(shè)有氣墊裝置， 它驅(qū)動(dòng)托桿向上運(yùn)動(dòng)，使壓邊 圈兼做頂件和壓邊的作用，且在上模上設(shè)有剛性推件裝置，并在下模 上設(shè)有剛性卸料板裝置，采用這些

14、結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要是結(jié)構(gòu)緊湊， 布局 合理且制造使用都簡(jiǎn)單方便，唯一的不足是，拉深件有可能留在剛性 卸料板內(nèi)不易出件，有時(shí)還需要工人用手工去把它拿出，帶來了操作 的不便，但是只要托桿長(zhǎng)度設(shè)計(jì)合理，氣墊壓力足夠，就能克服這點(diǎn) 不足。另外考慮到裝模和操作方便，模具采用后側(cè)布置導(dǎo)柱的模架。第一副模具（落料、拉深、沖孔復(fù)合模）裝配簡(jiǎn)圖如圖 4-1所示圖4-1落料、拉深、沖孔復(fù)合模裝配簡(jiǎn)圖4.4模具工作部分刃口尺寸和公差的計(jì)算4.4.1 落料凸、凹模的刃口尺寸圓形凸模和凹?？刹捎梅珠_加工。落料前的毛坯未注公差尺寸的極限偏差， 故取落料件的尺寸公差為 119 mm由沖壓手冊(cè)表 2-31 的公式進(jìn)行計(jì)算D 凹=

15、(D-x )+s凹=(119-0.5 X( -0.87 ) =119.44式中： x = 0. 5, 由沖壓手冊(cè)表 2-30 查得，S凹=+0.035，由沖壓手冊(cè)表 2-28查 得。D 凸=(D-XA -2Cmin)-=(119-0. 5 X( -0.87 ) -2 X 0.07)= 119.37式中： Cmin = 0.07 ，由沖壓手冊(cè)表 2-25 查得，表查得Cmax = 0.1 )S凸=-0.025 ，由沖壓手冊(cè)表2-25查得。+ = 0.035+0.025 = 0.06 V = 2 ( Cmax-Cmin) t= 2X(0.1-0.07 )=0.06 m故上述計(jì)算是合理的。落料凹模最

16、小模壁c，由沖壓手冊(cè)表2-39查得為36伽，實(shí)際 取為 36 m4.4.2 拉深凸 、凹模的刃口尺寸 拉深件按未注公差尺寸的極限偏差考慮，并標(biāo)注內(nèi)形尺寸，故拉深件的尺寸為 53 mm 由沖壓手冊(cè)表 4-75 的公式計(jì)算d 凸=(D+x )-=(53+0.4 X 0.74)=53.3式中： x = 0.4, 由沖壓手冊(cè)表 2-30 查得S凹=+0.05由沖壓手冊(cè)表4-76查得D凹=(D+x +2C) +s 凹 =(53+0.4X 0.74+2X1.05)=55.4式中：x = 0.4,由沖壓手冊(cè)表2-30查得，c由沖壓手冊(cè)表4-74取為c = (11.1)t = 1.05 m拉深凹模最小模壁 c

17、 ，由沖壓手冊(cè)表 2-39 查得為 30 m4.4.3 沖孔凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 沖孔件按未注公差尺寸的極限偏差考慮， 并標(biāo)注內(nèi)形尺寸， 故沖孔 件的尺寸為28 md 凸= (d+x ) -=(28+0.5X0.52)=28.26d 凹= (d+x +2Cmin) + S 凹=(28+0.5X0. 52+2 X0.07)=28.27式中： x = 0.5, 由沖壓手冊(cè)表 2-30 查得，Cmin = 0.07 ，由沖壓手冊(cè)表 2-25 查得，表 查得 Cmax = 0.1 )S凹=14 = 0.0214.5 落料、拉深凸凹模高度的確定L=)-=(76-0.5 X 0.74-2 X 0.07)

18、= 76.3式中： Cmin = 0.07 ，由沖壓手冊(cè)表 2-25 查得，表查得Cmax = 0.1 )S凸=-0.019 ，由沖壓手冊(cè)表2-25查得。+ = 0.018+0.012 = 0.03 V 2 (Cm ax-Cmin)= 2X(0.1-0.07 )=0.06 mm故上述計(jì)算是合理的。落料凹模模壁 c ，由沖壓手冊(cè)表 2-39 查得為 36 m.6.3 模具結(jié)構(gòu)類型及形式的選擇與設(shè)計(jì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)第三副模具設(shè)計(jì)的主要目的是為了得到外形尺 76伽的尺寸精度而進(jìn)行切邊。，由于切下的廢料是環(huán)狀的，則采用廢料 切刀分段切斷廢料， 使環(huán)繞在凸模上的廢料脫落卸下， 減少了卸料板 的使用。這樣使模

19、具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作易行，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。6.4 壓力中心的計(jì)算由于本副模具的切邊位置對(duì)稱， 因此它的壓力中心就在中心距的幾何 中心上。6.5 沖模閉合高度的計(jì)算由于估算的沖模高度為172伽，而根據(jù)總壓力所選的壓力機(jī)閉合高度為160伽220伽，因此初選壓力機(jī)符合要求6.6 模座的選用在本副模具設(shè)計(jì)中根據(jù)凹模支架的尺寸來選用后側(cè)導(dǎo)柱式模架選用模座的規(guī)格如下：上模座160X 160X 45 mm下模座160X 160X 45 m其具體的結(jié)構(gòu)尺寸如下：上模座L=160， B=160 ，t=45 L1=210A1=110，A 2=195，S=170 ，R=45,l2=80 D(h7):42下模座L=16

20、0， B=160 ，t=45 L1=210A1=110，A 2=195，S=170 ，R=45,l 2=80 d(r7):28圖形及具體的標(biāo)注尺寸見零件圖和沖壓手冊(cè)心得與體會(huì)通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)， 在理論知識(shí)的指導(dǎo)下， 結(jié)合認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn) 實(shí)習(xí)中所獲得的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)， 在老師和同學(xué)的幫助下， 認(rèn)真獨(dú)立地完成 了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在本次設(shè)計(jì)的過程中，通過自己實(shí)際的操作計(jì)算， 我對(duì)以前所學(xué)過的專業(yè)知識(shí)有了更進(jìn)一步、 更深刻的認(rèn)識(shí)， 同時(shí)也認(rèn) 識(shí)到了自己的不足之處。 到此時(shí)才深刻體會(huì)到， 以前所學(xué)的專業(yè)知識(shí) 還是有用的，而且都是模具設(shè)計(jì)與制造最基礎(chǔ)、最根本的知識(shí)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)四個(gè)月左右，從最初的領(lǐng)會(huì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

21、的要求， 到對(duì)拿到自己手上的沖壓件的沖壓性能的分析計(jì)算， 諸如對(duì)沖壓件結(jié) 構(gòu)的分析，對(duì)形狀的分析等，不斷地分析計(jì)算，對(duì)要進(jìn)行設(shè)計(jì)的沖壓 件有了一個(gè)比較全面深刻的認(rèn)識(shí)，并在此基礎(chǔ)上綜合考慮生產(chǎn)中的各 種實(shí)際因素，最后確定本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的工藝方案。 然后是對(duì)排樣方式 的計(jì)算，直到模具總裝配圖的繪制，歷時(shí)近兩個(gè)月左右。在這段時(shí)間 里，我進(jìn)行了大量的計(jì)算：從材料利用率的計(jì)算，到工序壓力的計(jì)算， 再工作部分刃口尺寸及公差的計(jì)算，到各種零件結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算以及 主要零部件強(qiáng)度剛度的核算。其間在圖書館翻閱了許多相關(guān)書籍和各 種設(shè)計(jì)資料。因此從某種意義上講，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，也培 養(yǎng)和鍛煉了一種自己查閱資料，獲取有價(jià)值信息的能力?？傊ㄟ^本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的鍛煉，使我對(duì)模具設(shè)計(jì)與模具制造的 整個(gè)過程都有了比較深刻的認(rèn)識(shí)和全面的掌握。先后幾次不同的設(shè) 計(jì)，從壓鑄模的設(shè)計(jì)，到模具制造工藝卡的設(shè)計(jì)， 再到本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 的沖壓模的設(shè)計(jì)，使我接受了一個(gè)模具專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)該有的鍛煉和 考查。我很感謝學(xué)校和各位老師給我這次鍛煉機(jī)會(huì)。 我是認(rèn)認(rèn)真真的 做完這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的，也應(yīng)該認(rèn)認(rèn)真真的