摩托车油箱固定盘成形模具设计VIP

摩托车油箱固定盘成形模具设计摘 要 ：金属冲压成型工艺主要用于加工板制零件，它不仅可用于加工金属，有时也可用于加工非金属。在冲压成型时，板料在模具的作用下，其内部产生使之变形的内力，当内力的作用达到一定程度时，板料毛坯或毛坯的某个部分便会产生相应的塑性变形，从而获得具有一定的形状、尺寸和性能的零件。冲压生产靠模具与设备完成其加工过程，生产率高，操作简便，易于实现机械化和自动化，可以获得其他加工方法所不能或难以制造的，形状复杂的零件。冲压产品一般不需要再经过机械加工便可使用，冲压过程一般也无需加热毛坯。所以冲压生产不但节约金属材料，而且节约能源，冲压产品一般还具有重量轻和刚性好的特点。本文主要介绍了摩托车油箱固定盘的冲压模具设计的过程，经工艺分析、工艺计算，确定了该设计工艺流程及冲模结构形式。同时对所设计的模具分别进行了分析说明，整个过程采用 AutoCAD 软件绘制模具的二维装配图和零件图。关键词 ：固定盘；落料拉深；二次拉深；压力机2The motorcycle fuel tankfixes the dish to take shape die designZhang HongjuGuide teacher: Lei Gaili(The mechanical and electrical engineering department of the Arts and Science of Baoji University BaoJi. Shanxi 721007)【Abstract】Stamping is mainly used in sheet plate forming, which can be used not only in metal forming, but also in non-metal forming .In stamping forming, under the action of dies, the inner force deforming the plate occurs in the plate. When the inner force reaches a certain degree, the corresponding plastic deformation occurs in the blank or in some region of the blank. Therefore the part with certain shape, size and characteristic is produced. Stamping is carried out by dies and press, and has a high productivity. Mechanization and actualization for stamping can be realized conveniently owing to its easy operation. Because the stamping part is produced by dies, it can be used to produce the complex part that may be manufactured with difficulty by other processes .The stamping part can be used generally without further machining. Usually, stamping process can be done without heating. Therefore, not only does it save material but also energy. Moreover, the stamping part has the characteristics of light weight and high rigidity.This text mainly introduced the motorcycle fuel tank fix the dish hurtles the process of press the die design, through the craft analytical, craft calculation, making sure should design the craft process and blunt mold structure form. Carried on the analytical elucidation to the die design respectively at the same time, the whole process adoption AutoCAD software draws the planar of the die assemble diagram and individual spare parts diagram.【Keyword】 Fix the dish; Fall to anticipate to pull deeply; Pull two times deeply; Pressure machine3目 录1、固定盘工艺分析（4）2、零件的分析（5）3、工艺方案的选择（6）4、零件及模具的工艺计算（7）4.1 零件毛坯尺寸的计算（7）4.2 拉深系数和拉深次数的计算（9）4.3 拉深工序尺寸的确定和拉深凸、凹模的圆角半径确定（9）4.4 拉深模的间隙确定（14）4.5 冲压力的计算（15）4.6 模具工作部分尺寸的计算及其制造公差的确定（22）4.7 模具主要零部件的结构与尺寸的选择和确定（25）5、冲压模具的装配与试模（32）6、冷冲压成形模具常用材料（34）7、结束语（36）参考文献 （37）致谢 （38）41 固定盘工艺分析摩托车油箱固定盘是有凸缘的冲压件，用于固定油箱，所以作用力较大。（1）从材料方面 采用的材料是 08F 钢，塑性较好，对拉深、成型都比较适合。零件的料厚 2 ,对该零件的尺寸来说，成型也没有什么困难。m（2）零件的形状及尺寸公差等级要求 53 高度处 部分是带凸03.2缘的圆筒形零件，可以用拉深得到。圆角 R4,相当于 R=2t,根据拉深中凸凹模设计要求，可以直接拉深出来；零件形状较复杂，要经过翻边角的控制和圆角尺寸的控制，中间孔采用机械加工的方法进行成型，因此一次成型较难，必须多次成型。综上所述，该零件可用冲压方法生产。需要用落料，拉深，翻边，整形四道工序完成。此次设计我选择了前两道工序，落料拉深和二次拉深。52 零件的分析根据毛坯各部分的应力与应变状态，将零件分为五个区域：筒底部分 这一部分材料受平面拉深，由于凸模圆角处摩擦的制约，筒底材料的应力与应变均不大，拉深前后的厚度变化甚微，一般只有 1%3，可忽略不计 。凸模圆角部分 这是过渡区，它承受径向应力和切向应力的作用，同时，在厚度方向由于凸模的压力和弯曲作用而受压应力的作用。在这个区的筒壁与底部转角处稍上的地方，拉深开始时，它处于凸、凹模间，需要转移的材料较少，受变形的程度小，冷作硬化程度低，而又不受凸模圆角出优异的摩擦作用，但需要传递拉深力的界面计又较小，所以往往在该处成为整个拉深件强度最薄弱的地方。通常称此断面为“危险断面 ”。如果拉深的变形程度很大。则拉深件可能在此处断裂，或由于在该处的变薄严重而使零件报废。筒壁部分 此处将凸模的拉深力传递到凸缘，由于此处是平面应变状态，且厚向应力为零。因此其切向应力等于轴向拉应力的一半。凹模圆角 这也是一个过渡区，材料的变形比较复杂，除有凸缘部分相同的特点，即在径向受拉应力和切向受压应力作用外，还由于承受凹模圆角的压力和弯曲作用而产生压应力。而变形的情况是：经过凹模时，材料受到弯曲和拉直的作用而被拉长和变薄，切向也有少量的压缩变形。凸缘部分 拉深变形的主要区域。如前所述，该处的材料径向受拉应力的作用，切向受压应力的作用。由于零件主要由直壁，圆角锥面组成，形状复杂，因此在确定拉伸成形工艺时存在以下难点：凸凹面拉深成型时，材料受双向拉应力作用易使材料变薄，圆角处变薄破裂。凸缘的拉深要控制好压边力，压边力过小易起皱，压边力过大凸缘易拉裂，所以在拉伸时要控制好。63 工艺方案的选择经工艺分析认为，该零件可以采用以下两种方案成型：（1）采用两套模具：落料模、拉深模；（2）采用四套模具：落料拉深、二次拉深、翻边模、整圆角模。第一种方案用落料、拉深得到，可节省两套模具，但材料消耗较多， 批量大时不合理，虽然紧凑但控制难，模具制造成本较高。第二种方案省料，虽然工序增加两道，但可以用复合工序来解决，由于批量较大，采用复合工序可以缩短生产周期，提高劳动生产率。虽步骤较多，但成型容易，降低了模具成本。由于零件材料、厚度和翻边拉深深度的限制、30 孔采用机械加工，这些更降低了模具复杂性。通过以上的零件工艺分析，决定采用落料拉深模，二次拉深模，翻边模，整形模四套模具。74 零件及模具的工艺计算4.1 零件毛坯尺寸的计算固定盘虽然有翻边，但它先是由凸缘拉深经翻边而来的，由于零件的/d1.4 既 110/53=2.011.4，所以它属于宽凸缘筒形件，毛坯尺寸计算见下。td料厚大于 1 ，下面均按中线尺寸计算。m4.1.1 确定修边余量 d由冷冲模设计表 6-3 知：当 /d =110/53=2.01 时取修边余量 d=3 .td m故实际凸缘直径：=（110+2 3）=116t m4.1.2 初算毛坯直径初算毛坯的直径：4-123422121)(4drdrhdD由图 2 得尺寸：； ； ； ；md451d52 m653m1604,03rHh .21r代入上式公式 4-1 计算得：D=138.24.1.3 排样设计与计算（1）排样方法的选择8鉴于此种零件落料属于冲裁范围，因此排样应遵循以下原则：提高材料的利用率；工人操作方便、安全、劳动强度小；模具结构简单、寿命高；排样应保证冲裁件的外观和形状。遵循以上原则，采用有废料排样。（2）搭边值的确定搭边用于补偿条料的裁剪误差、送料步距误差及补偿条料与导料板之间有间隙所造成的送料歪斜误差，使凸凹模刃口双边受力，提高模具的使用寿命。由于零件是圆形件，查冷冲模设计表 3-10 得搭边值 a=1.5 .m（3）送料步距与条料宽度的计算在选定排样方法与确定搭边值之后，就要计算送料步距与条料宽度，这样才能画出排样图。送料步距：A=D+a=138.2+1.5 m1407.39条料宽度：01010 42.)2.8()2( aDB m（4）材料利用率的计算%3.751420.8.3%141022 BAS由于条料宽度和送料步距的确定就可以确定裁板材的方法。考虑工件进程和材料的利用率，因此对板材应进行横裁。（5）排样图图 394.2 拉深系数和拉深次数的计算在拉深工艺设计时，必须知道冲压件是否能一次拉出，还是需要几道工序才能拉出。正确解决这个问题直接关系到拉深工作的经济性和拉深件的质量。拉深次数决定每次拉深时材料允许的极限变形程度，拉深系数 m 就是衡量拉深变形程度的一个重要工艺参数，对前面的分析知此工件是宽凸缘件，从变形区的应力状态和变形特点看，凸缘零件与圆筒形件是相同的，它与圆筒形件成型过程的差别在于凸缘件拉深时不要求把全部毛坯拉入凹模，只相当于圆筒形件拉深的一个中间状态，当毛坯外径等于凸缘直径 时拉深过程就结束。在以后df各次拉深时，凸缘直径保持不变，仅改变筒体的形状和尺寸。4.2.1 计算工件的 Dtdht/,/相对凸缘尺寸：dt/d=116/55=2.11相对高度：h/d=30/55=0.54相对厚度：t/D=（2/138.2）100%=1.45%总拉深系数：m=55/138.2=0.404.2.2 判断能否一次拉成查附录表 1 查得： 40.1m查冷冲压工艺及模具设计表 4-15，得：第一次拉深的 小于 h/d=0.543./1dh所以本工件不能一次拉成。又根据冷冲模成型工艺及模具设计中图 4-33，由工件的 /d 和 h/d 决fd定的点，位于左边曲线的上侧，同样得出本工件不能一次拉成的结论。因该工件小，料薄，故采用逐步减小筒部直径，增加筒部高度的多次拉深方法。4.3 拉深工序尺寸的确定和拉深凸、凹模的圆角半径确定4.3.1 确定首次拉深的工序尺寸选取 、 :因为确定宽凸缘筒形件的首次拉深系数 时，需要先确定一1md 1m10个 值，所以用逼近法以表格的形式列出有关数据进行比较来选取 与 。1/dt 1md经比较选取 7.52,4.011dm表 1假定值 1/dNt第一次拉深直径 Nt/1实际拉深系数 Ddn/1极限拉深系数查表可得拉深系数相差值 1m1.2 116/1.2=96.67 0.73 0.53 0.231.3 116/1.3=89.23 0.68 0.51 0.171.4 116/1.4=82.9 0.63 0.49 0.141.5 116/1.5=77.3 0.59 0.49 0.11.8 116/1.8=64.4 0.48 0.46 0.022 116/2=58 0.47 0.46 0.012.2 116/2.2=53 0.40 0.40 04.3.2 拉深凹模和凸模的圆角半径确定（1）凹模圆角半径：凹模圆角半径拉深时，平面凸缘区材料经过凹模圆角流入凸、凹模间隙。如果凹模圆角半经过小，则材料流入凸、凹模间隙时的阻力和拉深力会太大，将使拉深件表面产生划痕或危险断面破裂；如果凹模圆角半经过大，材料在流经