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1、油箱罩冲压件毕业设计说明书设计题目：油箱罩冲压模具设计油箱罩冲压件简图：如下图材料：08钢料厚：t=1.0mm生产批量：大批量一.冲压件的工艺性分析冲裁的工艺性分析冲裁件的结构由于此成型件为带凸缘的圆筒形件，故冲裁的结构仅为简单的、对称的圆形件。冲裁件的精度和表面粗糙度此冲裁只有一道工序，即为落料，因此落料的精度应低于IT12级，由于此落料件的基本尺寸为111mm，查冲裁件直线尺寸能达到的公差等级表，确定其公差等级为IT11，查一般冲裁件剪断面的表面粗糙度表得，此冲裁件的断面，其表面粗糙度=3.2m。冲裁件的材料此冲裁件的材料为08钢，满足其产品使用性能的技术要求、耐油等一系列性能指标，同时也
2、满足冲裁工艺对材料的基本要求。拉深的工艺性分析拉深件的行装要简单此冲压件沿对称轴的拉深件在圆周方向上的变化是均匀的，且没有急剧的轮廓变化，模具加工也容易，其工艺性良好。拉深件的圆角半径要合适拉深件的正拉深的底与侧壁间的圆角半径为=4mm，且3t，反拉深的底与侧壁间的圆角半径=3mm，且满足=3t，拉深件的凸缘与侧壁间的圆角半径=3mm，也满足条件2t，因此，拉深件的圆角半径合适。拉深件的精度一般情况下，拉深件的尺寸精度应在IT13级以上不宜高于IT11级，故此拉深件的尺寸精度取IT12级。拉深件的材料此拉深件的材料为08钢，具有较好的塑性和屈服比，屈服比值越小，一次拉深允许的极限变形程度越大，
3、拉伸的性能就越好。二.确定成型工艺方案计算毛坯尺寸根据常见旋转体拉深件毛坯直径的计算公式得 D=工序安排 冲裁落料落料件的基本尺寸=111mm正拉深拉深系数m=/=331110.30毛坯相对厚度t/100=1/1111000.9凸缘相对直径/d=74.6/342.2查表得 第一次极限拉深系数=0.42由于m，故一次不能拉成型。设 凸缘相对直径/=74.6/=1.3,查带凸缘筒形件首次拉深系数表得 =0.53验算所取是否合适=/=0.53111mm59mm查表得，首次拉深允许的最大相对高度h/d=0.500.60，取h/d=0.60先确定首次拉深的圆角半径与=0.8=0.86mm=(0.71.0
4、) 0.865mm则 首次拉深的高度为=0.2533.4mm因此 首次拉深工序件的相对高度/=33.4/590.57h/d=0.60故而 达到允许的h/d的上限，可以拉成。计算再拉深工序件的直径查表得，各次极限拉深系数=0.76,=0.79,=0.82则 =0.7659mm45mm=0.7845mm35mm=0.8235mm29mm由于d=33mm，则 四次即可拉成。而d=33mm，故 需要调整各次的拉深系数=0.78,=0.82,=0.86则 =0.7859mm46mm=0.8246mm38mm=0.8638mm33mm确定各次拉深的圆角半径：=5mm，=4mm=4mm，=3mm=4mm，=
5、3mm计算各次工序件的高度：=0.2540.6mm=0.2544.4mm=0.2554mm列表如下：拉深次数n(次)凸缘直径d(mm)筒体直径(mm)高度h(mm)圆角半径(mm)(mm)174.65933.465274.64640.654374.63844.443474.6335443反拉深拉深系数m=57/74.60.76毛坯相对厚度t/D=1/111100=0.9查表得第一次极限拉深系数=0.75由于m，故 只需一次即可拉成型。成型工序落料第一次正拉深第二次正拉深第三次正拉深第四次正拉深反拉深三. 冲裁落料与第一次拉深复合模的设计工艺计算冲裁方式的选择由于被冲材料为钢板，且料厚为1mm，
6、符合固定卸料的要求，因此选择固定卸料方式，其优点是手工送料时人手不易进入危险区，因此比较安全，固定卸料式的模具结构比较简单。落料总压力的计算冲裁轮廓总长度L=D=3.14111mm=348.54mm板料厚度t=1.0mm查表得 08钢的抗剪强度=255355MPa，取=300MPa故 冲裁力F=1.3Lt=1.3348.541300N=135930.6N136kN查表得 卸料力、顶件力系数K=0.07，K=0.14故 卸料力F= KF=0.07136kN9.5kN 顶件力F= KF=0.14136kN19kN则 总冲压力F= F+ F+ F=136kN+9.5kN+19kN=164.5kN第一
7、次正拉深总拉深力与压边力的计算首次拉深后的直径=59mm查表得 08钢的强度极限=380MPa查表得 拉深力修正系数K=0.75则 拉伸力F=tK=3.145913800.75N=52799.1N52.8kN凹模圆角半径=5mm查表得 单位压边力p=2.7MPa故 F=N=16023.42N16kN排样排样图如下图所示：工件横向最大尺寸D=111mm横搭边a=2.0mm，纵搭边a=1.5mm查表得 条料宽度公差=0.6mm查表得 条料与导料板的单面间隙C=0.2mm故 条料宽度B=mm=mm导料板的导料尺寸B=B+ C=116.4mm+0.2mm=116.6mm步距s= D+a=111mm+1
8、.5mm=112.5mm故 一个步距的材料利用率=73.9%刃口尺寸的计算落料刃口尺寸的计算查公差表得 工件公差数值=220=0.22mm即D=mm则 工件允许最大尺寸D=111mm查表得 补偿刃口磨损量系数X=0.75(IT11级)查表得 合理冲裁间隙Z=0.100mm，Z=0.140mm按四六分配原则处理得 凸模尺寸下偏差=0.4(Z-Z)=0.016mm 凹模尺寸上偏差=0.6(Z-Z)=0.024mm故 落料凹模刃口设计尺寸D=(D-X)=(111-0.750.22)mm110.835mm落料凸模刃口设计尺寸D=( D- Z)=(110.835-0.100)mm=110.735mm第一
9、次拉深凸凹模刃口尺寸的计算由于此拉深件标注的事内形尺寸，则直计算拉深凸模刃口尺寸即可，凹模刃口尺寸以凸模刃口尺寸配做。拉深件内形尺寸d=58mm查公差表得 拉深件公差=0.30mm故 拉深凸模刃口尺寸d=(d+0.4)=(58+0.40.30)mm=58.12mm查表得 首次拉深的拉深间隙Z=1.4t=1.4mm则 拉深凹模刃口尺寸d=(d+2Z)=(58.12+21.4)mm=60.92mm查表得 拉深凸模的出气孔尺寸为6.5mm。凹模板厚度的计算查表得 凹模刃口周边长度修正系数K=1.25凹模材料修正系数K=1.3故 凹模板厚度H= KK=1.31.25mm38.8mm取凹模板厚度H=45
10、mm。模具整体设计一套冲压模具由各种零件组成，按其功用可以分为工艺零件和辅助工艺零件。工艺零件包括工作零件、定位零件、压料和卸料出件零件；辅助构件包括导向零件、固定零件、标准紧固件及其他零件。工作零件是指直接对毛坯进行加工(或分离或成形)的零件，如凸模、凹模、凸凹模等。定位零件是指确定冲压加工中条料或坯料处于正确位置的零件，横向定位装置如导料板、导料销等，纵向定位装置如挡料销、导正销等。压料和卸料零件是指使工件与废料得以出模，使之能保证顺利实现正常冲压的零件，如卸料板、压料板等。导向零件是指保证或提高模具凸、凹模部分正确的相对位置及精度的零件，如导柱、导套等。固定零件是指承装模具零件或将模具紧
11、固在压力机上并与它发生直接联系的零件，如模柄、上下模座、凸凹模固定板等。标准紧固件是指模具零件之间相互连接的零件，如螺钉、销钉等。模具类型的选择由冲压工序可知，此成型件的正拉深工序不能一次拉成，且拉深次数较多，因此先选用落料与第一次正拉深复合模，再分别用三个正拉深的单工序模和一个反拉深的单工序模即可。落料、第一次正拉深复合模组成如图所示：定位方式的选择因为落料、第一次正拉深复合模具采用的是条料送料，控制条料的横向送进方向采用导料板，无侧压装置；控制条料的纵向送进步距采用挡料销定位。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定的余量，可以靠操作工目测来定。卸料、出件方式的选择因为工件厚度1mm，相对较薄
12、，卸料力也较小，故落料、第一次正拉深复合模可采用固定卸料板卸料；也采用了顶杆顶料。导向方式的选择由于对角导柱模架的导向精度高于中间导柱模架和后侧导柱模架，且对角导柱模架所能承受的冲压力比较大，能够良好的装配，因此选择对角导柱模架作为导向。主要零部件设计模具的主要零件的结构设计，就是确定工作零件、定位零件、卸料和出料零件、导向零件以及连接与固定零件的结构形式和固定方法。成型零件的设计凸凹模凸凹模的结构形式及其固定方法结构形式：凸缘式凸凹模固定方法：台肩固定，其与固定板的配合部分按H7/m6制造，最大直径的作用是形成台肩，以便固定，保证工作时不被拉出。凸凹模长度的计算凸凹模长度尺寸应根据模具的具体
13、结构，并考虑修磨、固定板与卸料板的安全距离、装配等的需要来确定。采用固定卸料板和导料板时，其凸凹模长度按下式计算： L=h+h+h+h式中：L：凸凹模长度(mm)；h：凸凹模固定板厚度(mm)；h：卸料板厚度(mm)；h：导料板厚度(mm)；h：增加长度。它包括凸凹模的修磨量、凸凹模进入凹模的深度（0.5-1mm）、凸凹模固定板与卸料板之间的安全距离等，一般取8-20mm。凸凹模中的凸模长度L= h+ h+ h+h =25+20+12+8=65mm落料凹模凹模类型很多，凹模的外形有圆形和板形；结构有整体式和镶拼式；刃口也有平刃和斜刃。凹模外形的结构及其固定方法结构形式：矩形凹模板固定方式：通过
14、6个M12的螺钉和2个销钉与下模座板和凸模固定板固定。凹模刃口形式刃口形式：整体式凹模，阶梯形直壁凹模。凹模板的外形尺寸根据标准模架查的，凹模板外形尺寸：250mm250mm45mm拉深凸模凸模的结构形式及其固定方法结构形式：凸缘式凸模，需要钻一通气孔，以防当工件脱离凸模时在凸模端头与工件底之间的空间形成真空，增加额外的卸件力，严重时会将工件底部抽瘪。固定方法：台肩固定，其与固定板的配合部分按H7/m6制造，最大直径的作用是形成台肩，以便固定，保证工作时不被拉出。凸模长度的计算凸模长度L= h+h+h =25+10.6+33.4=69mm式中：L：凸模长度(mm)；h：凸模固定板厚度(mm)；
15、h：压边圈厚度(mm)；h：增加长度。第一次拉深深度。定位零件的设计导料板本副模具采用的是导料板导向。导料板是对条料或带料的侧向进行导向，以免送偏的定位零件。导料板一般设在条料两侧，其结构有两种：一种是标准结构，它与卸料板（或导料板）分开制造；另一种是与卸料板制成整体的结构。为了使条料顺利通过，两导料板间距离应等于条料宽度加上一个间隙值。本模具导料板的结构为与卸料板分开制造。外形尺寸：3106712mm承料板使用承料板为了使送料方便。外形尺寸：250604mm挡料销本模具选用的是固定挡料销。挡料销起定位作用，用它挡住搭边或冲件轮廓，以限定条了送进步距。由于标准结构的挡料销的结构简单，制造容易，
16、广泛用于冲制中、小型冲裁件的挡料定距。卸料装置(卸料板)的设计本模具选用固定卸料板卸料，固定卸料板的卸料力大，卸料可靠。由于落料后就是拉深，故平直度要求不很高，可以采用固定卸料板。外形尺寸：25025020mm推件、顶件装置的设计顶件装置一般是弹性的。其基本组成有顶杆、顶件块和装在下模座底下的弹出器，弹顶器可以做成通用的，其弹性元件是弹簧和橡胶。这种结构的顶件力容易调节，工作可靠，冲件平直度较高。本副模具采用的是比较简单的顶出装置，直接用顶杆顶出。它的工作原理是：顶杆直接推压料圈，再由压料圈推出工件。模架及其它零件的选用模架选用标准模架，由于冲裁力比较大，故选用对角导柱模架，导柱分布在矩形凹模
17、的对角线方向上，此模架既可以横向送料又可以纵向送料。为了避免上、下模的方向错装，两导柱直径制成一大一小。导柱与导套导柱和导套均选用标准的，为了加工方便和容易装配，选用滑动导向结构，即选用A型导柱和导套。模柄选用压入式模柄，装配后模柄轴线与上模座的垂直度避旋入式模柄好，固定段与上模座孔采用H7/m6过渡配合，并加骑缝螺钉止转动。模柄直径通过压力机来选取。固定板凸模固定板和凸凹模固定板的外形与尺寸通常和凹模板相同，厚度为凹模厚度的0.8-1倍。外形尺寸：25025025mm垫板在凸凹模固定板与上模座间加一块淬硬的垫板，可避免硬度较低的模座因局部受凸凹模较大的冲击压力而出现凹陷，致使凸凹模松动。垫板
18、的平面形状与尺寸与固定板相同，其厚度一般取6-10mm。外形尺寸：25025010mm销钉与螺钉上模座板与垫板与凸凹模固定板采用6个M12的内六角螺钉和2个12的圆柱销钉固定，下模座板与凸模固定板与凹模板采用6个M12的内六角螺钉和2个12的圆柱销钉固定，固定卸料板与导料板与凹模板采用6个M12的内六角螺钉和4个10的圆柱销钉固定，导料板与承料板采用4个M6的开槽螺钉固定。冲压设备的选定及其校核压力机的选择虽然此模具是复合模，但是此模具是先落料再拉深的，故计算压力机的公称压力应取力大的，即取冲裁总力。压力机的公称压力应大于或等于冲裁时的总压力的1.11.3倍即 P(1.11.3)F取P1.3F
19、=1.3164.5kN=213.85kN因此 冲裁与第一次正拉深的压力机型号为J23-25，开式双柱可倾式压力机。其主要参数如下：公称压力：250kN滑块行程：65mm滑块行程次数：55次/min最大闭合高度：270mm闭合高度调节量：55mm滑块中心线至床身距离：200mm立柱距离：270mm工作台尺寸：370mm(前后)560mm(左右)工作台孔尺寸：200mm(前后)290mm(左右)260mm(直径)垫板尺寸：50mm(厚度)模柄孔尺寸：40mm(直径)60mm(深度)床身最大可倾角：30最大闭合高度的校核由模具装配图即设计可以知道，此模具的闭合高度为245mm，而压力机的最大闭合高度
20、为270mm，最小闭合高度为215mm，因此最大闭合高度合适。模具成型零部件加工工艺凸凹模的加工工艺工序号工序名称工序内容1备料将毛坯锻成圆柱体，尺寸为130mm100mm2热处理退火3粗车外圆粗车使尺寸达到127mm、122mm、113mm4精车外圆精车使尺寸达到125mm、120.4mm、111.4mm5铣端面使凸凹模的高度达到98.8mm6钻孔使凸凹模的内孔达到55mm7镗孔使凸凹模的内孔达到59.6mm8倒圆角使内孔的圆角成R59磨削加工使外圆、端面和内圆达到要求的尺寸10热处理淬火56-60HRC11检验凸模的加工工艺工序号工序名称工序内容1备料将毛坯锻成圆柱体，尺寸为70mm75m
21、m2热处理退火3粗车外圆粗车使凸模尺寸达到60mm4精车外圆精车使凸模尺寸达到58mm5铣端面使凸模的高度达到69mm6钳工划线划对称中心线、通气孔线7钻孔加工通气孔为6.5mm8倒圆角使凸模圆角为R69热处理淬火56-60HRC10检验凹模的加工工艺工序号工序名称工序内容1备料将毛坯铸成长方体，尺寸为260mm260mm50mm2热处理退火3粗铣平面使凹模尺寸达到252mm252mm46mm4精铣平面使凹模尺寸达到250.4mm250.4mm45mm5磨平面使上下平面达到要求的表面质量6钳工划线划对称中心线、螺钉、销钉、挡料销孔线7铣凹模孔使其尺寸为100mm8镗阶梯孔使其尺寸为110.6m
22、m、116.6mm9磨阶梯孔使其达到要求的尺寸111mm、117mm10电火花加工销钉孔和螺纹孔11攻丝加工螺纹12热处理淬火58-62HRC13检验模具总装配图根据复合模装配要点，以凸、凹模作为装配基准件，先将装有凸、凹模的固定板用螺栓和销钉安装、固定在指定模座的相应位置上；在按凸、凹模的内形装配、调整落料凸模固定板的相对位置，使落料凸、凹模间的间隙趋于均匀，用螺栓固定；然后再以凸、凹模的外形为基准，装配、调试落料凹模相对凸、凹模的位置，调整间隙，用螺栓固定。四.反拉深最终成型的设计工艺计算拉深力与压边力的计算首次拉深直径d=57mm08钢材料的抗拉强度=380MPa查表得 拉深力修正系数K
23、=0.50故 拉深力F=tK=3.145713800.5N=34006.2N34kN凹模圆角半径=3mm查表得 单位压边力p=2.7MPa故 压边力F=N=3383.06N3.4kN刃口尺寸的计算由于此次拉深标注的事外形尺寸，则计算拉深凹模刃口尺寸即可，凸模刃口尺寸一凹模刃口尺寸配做。拉深件的外形尺寸D=58mm查公差表得 拉深公差=0.30mm故 反拉深凹模刃口尺寸D=(D-0.75)=(58-0.750.30)mm=57.775mm查表得 首次拉深的拉深间隙Z=1.4t=1.4mm反拉深凸模刃口尺寸D=( D-2Z)=(57.775-21.4)mm=54.975mm模具整体设计模具类型的选
24、择反拉深模的组成如下图：定位方式的选择此模具是通过中间的定位柱(凸模)定位的。出件方式的选择此模具采用了顶杆顶料。导向方式的选择后导柱模架所能承受的冲压力比较小，此模具选择后导柱模架作为导向。主要零部件设计成型零件的设计凸模凸模的结构形式及其固定方法结构形式：凸缘式凸模固定方法：台肩固定，其与固定板的配合部分按H7/m6制造，最大直径的作用是形成台肩，以便固定，保证工作时不被拉出。凸模长度的计算凸模长度尺寸应根据模具的具体结构，并考虑修磨、固定板的安全距离、装配等的需要来确定。凸模长度L= h+ h =20+53=73mm式中：L：凸模长度(mm)；h：凸模固定板厚度(mm)；h：增加长度。凹
25、模凹模外形的结构及其固定方法结构形式：矩形凹模板固定方式：通过4个M12的螺钉和2个销钉与下模座板和定位柱固定板固定。凹模刃口形式刃口形式：整体式凹模，阶梯形直壁凹模。凹模板的外形尺寸根据标准模架查的，凹模板外形尺寸：160mm160mm35mm定位零件的设计(定位柱)让其已经拉深成型的一部分套在定位柱上定位，外形尺寸：32mm94mm推件、顶件装置的设计本副模具采用的是比较简单的顶出装置，直接用顶杆顶出。它的工作原理是：顶杆直接推压料圈，再由压料圈推出工件。模架及其它零件的选用模架选用标准模架，由于冲裁力比较小，故选用后导柱模架，导柱分布在矩形凹模的后侧。导柱与导套导柱和导套均选用标准的，为
26、了加工方便和容易装配，选用滑动导向结构，即选用A型导柱和导套。模柄选用压入式模柄，装配后模柄轴线与上模座的垂直度避旋入式模柄好，固定段与上模座孔采用H7/m6过渡配合，并加骑缝螺钉止转动。模柄直径通过压力机来选取。固定板凸模固定板和定位柱固定板的外形与尺寸通常和凹模板相同，厚度为凹模厚度的0.8-1倍。外形尺寸：160mm160mm20mm垫板在凸模固定板与上模座间加一块淬硬的垫板，可避免硬度较低的模座因局部受凸模较大的冲击压力而出现凹陷，致使凸模松动。垫板的平面形状与尺寸与固定板相同，其厚度一般取6-10mm。外形尺寸：160mm160mm8mm销钉与螺钉上模座板与垫板与凸模固定板采用4个M
27、12的内六角螺钉和2个12的圆柱销钉固定，下模座板与凸模固定板与凹模板采用4个M12的内六角螺钉和2个12的圆柱销钉固定。冲压设备的选定及其校核反拉深模的压力机的选择反拉深的总冲压力F= F+F=34kN+3.4kN=37.4kN机械压力机额定压力按下式核算F(0.70.8)F即 F=53.4kN因此 反拉深的压力机型号为J23-16，开式双柱可倾式压力机。其主要参数如下：公称压力：160kN滑块行程：55mm滑块行程次数：120次/min最大闭合高度：220mm闭合高度调节量：45mm滑块中心线至床身距离：160mm立柱距离：220mm工作台尺寸：300mm(前后)450mm(左右)工作台孔
28、尺寸：160mm(前后)240mm(左右)210mm(直径)垫板尺寸：40mm(厚度)模柄孔尺寸：40mm(直径)60mm(深度)床身最大可倾角：35最大闭合高度的校核由模具装配图即设计可以知道，此模具的闭合高度为210mm，而压力机的最大闭合高度为220mm，最小闭合高度为175mm，因此最大闭合高度合适。模具成型零部件加工工艺凸模加工工艺工序号工序名称工序内容1备料将毛坯锻成圆柱体，尺寸为70mm80mm2热处理退火3粗车外圆粗车使尺寸达到67mm、58mm4精车外圆精车使尺寸达到65mm、56.4mm5铣端面使凸凹模的高度达到76mm6钻孔使凸凹模的内孔达到30mm7镗孔使凸凹模的内孔达
29、到33.6mm8倒圆角使内孔、外壁的圆角成R39磨削加工使外圆、端面和内孔达到要求的尺寸10热处理淬火56-60HRC11检验凹模加工工艺工序号工序名称工序内容1备料将毛坯铸成长方体，尺寸为170mm170mm40mm2热处理退火3粗铣平面使凹模尺寸达到162mm162mm36mm4精铣平面使凹模尺寸达到160.4mm160.4mm35mm5磨平面使上下平面达到要求的表面质量6钳工划线划对称中心线、螺钉、销钉孔线7铣凹模孔使其尺寸为55mm8镗阶梯孔使其尺寸为57.6mm、69.6mm9磨阶梯孔使其达到要求的尺寸58mm、70mm10电火花加工销钉孔和螺纹孔11攻丝加工螺纹12热处理淬火58-
30、62HRC13检验模具总装配图根据拉深模装配要点，以凸、凹模作为装配基准件，先将装有凸、凹模的固定板用螺栓和销钉安装、固定在指定模座的相应位置上；在按凸、凹模的内形装配、调整拉深凸模固定板的相对位置，使拉深凸、凹模间的间隙趋于均匀，用螺栓固定；然后再以凸、凹模的外形为基准，装配、调试拉深凹模相对凸、凹模的位置，调整间隙，用螺栓固定。五.参考资料冲压工艺与模具设计 主编：钟毓斌 出版社：机械工业出版社冲压模具标准件选用与设计指南 主编：高军 李熹平 修大鹏等 出版社：化学工业出版社机械-电器分社简明冲压模具设计手册模具设计与制造简明手册(第二版)主编：冯炳尧 韩泰荣 蒋文森等 出版社：上海科学技术出版社冲模制造实用技能 主编：薛啟翔等 出版社：机械工业出版社机械制图 主编：成凤文 出版社：中国标准出版社机械制造基础 主编：郑广花 出版社：西安电子科技大学出版社冲压模具设计与制造 主编：徐政坤 出版社：化学工业出版社22