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本科毕业设计 中期进展情况检查表 学生姓名 雷呈瑜 班级 机制 032 指导教师 李保国 王保国 论文（设计）题目 汽车转向液压油箱模具设计 目前已完成任务 1. 制定毕业设计计划 。 2. 查找相关文献 。 3. 完成毕业论文开题报告 。 4. 完成油箱下壳 拉深 模具设计 。 5. 完成油箱下壳冲孔模具设计 。 是否符合任务书要求进度：符合 尚需完成的任务 1. 继续对论文材料进行组织和整理 。 2. 按照论文提纲，有步骤有计划的开展论文工作，存在问题要及时与老师 及工程师 沟通 。 3. 对已完成的论文内容进行检 查审核，力求把问题降到最少 。 4. 到规定的时间完成论文初稿 。 5. 根据指导老师的指导意见和全部材料完成论文 。 能否按期完成论文（设计）：能 存在问题和解决办法 存 在 问 题 由于实验设备以及生产设备条件的限制，设计出来的模具无法加工出来。无法确定模具的耐磨情况。 拟 采 取 的 办 法 根据存在的问题，前往工厂现场考察学习；向工厂内的工程师请教解决的方法。 指导教师签 字 日期 年 月 日 教学院长（主任）意 见 负责人签字： 年 月 日 毕业设计 任务书 题目名称 汽车转向液压油箱模具设计 学生姓名 雷呈瑜 所学专业 机械 设计 制造及其自动化 班级 032 班 指导教师 李保国 王保国 所学专业 机电一体化 机械 设计 制造 职称 教 授 工程师 完成期限 2007 年 1 月 20 日 至 2007 年 6 月 15 日 一、 论文（设计）主要内容及主要技术指标 要求设计出能生产出汽车转向液压油箱的模具 。 （ 1）能够拉深成型油箱上下壳。 （ 2）能够完成油箱下壳冲孔。 （ 3）能够完成油箱上壳冲孔翻边。 （ 4）能够完 成修边切边。 （ 5） 成型过程中保证精度要求 。 二、 毕业论文（设计）的基本要求 文）一份：有 400 字左右的中英文摘要，正文后有 15 篇左右的参考文献，正文中要引用 5 篇以上文献，并注明文献出处。 论文字数在 6000 字以上 。 000 汉字的与本课题有关的外文翻译资料 。 0000 字以上 。 求：有 或手绘图） 。 三、毕业论文（设计）进度安排 1. 2007 年 1 月 8 日 20 日，下达毕业设计任务书；寒假期间完成外文资料翻译和开题报告。 2. 2007 年 3 月 5 11 日（第 1 周），指导教师审核开题报告和设计方案。 3. 2007 年 4 月 2 日 6 日（第 5）， 模具 设计 及 图 。 4. 2007 年 5 月 8（第 10 周），毕业设计中期检查。 5. 2007 年 5 月 14 3 日（第 11）， 整理、撰写毕业设计（论文）。 6. 2007 年 6 月 4（第 14 周）上交毕业论文，指导、评阅教师审查评阅论文，毕业设计答辩资格审查，学生修改整理论文。 7. 2007 年 6 月 11（第 15 周），毕业设计（论文）答辩。 毕业论文（设计）开题报告 题目名称 汽车转向液压油箱模具设计 学生姓名 专业 机械设计制造及其自动化 班级 一、 选题的目的意义 模具是生产应用中极为广泛的基础工艺装备。利用模具进行生产的产品所表现出来精度高 、一致性好、效率高、消耗低等一系列优点，是其他加工方法不能比的。模具生产技术的高低，已经成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志。 现代模具行业是技术、资金密集型的行业。现代模具是高技术背景下的工艺密集型工业 , 是高技术人才密集型行业。它作为重要的生产装备行业在为各行各 业服务的同时，也直接为高新技术产业服务。由于模具生产要采用一系列高新技术，如 技术、计算机网络技术、激光技术、逆向工程和并行工程、快速成形技术及敏捷制造技术、高速加工及超精加工、微细加工、复合加工、表面处理技术等等，因此，模具工业已成为高新技术产业的一个重要组成部分。 二、国内外研究现状 （一）国内模具发展现状 模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到 20 世纪 80 年代后期，中国模具工业才驶 入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。 虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。 近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“ 三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海。 （二）国外模具发展现状 国外发达国家的模具厂大体分为独立的模具厂和隶属于一些大的集团公司的模具厂，一般规模都不大，但专业化程度高，技术水平高，生产效率极高。 国外模具企业对人员素质要求较高，技术人员一专多能，一般能独立完成从工艺到工装的设计；操作人员具备多种操作技能；营销人员对模具的了解和掌握很 深。国内模具企业分工较细，缺乏综合素质较高的人员。 国外模具企业 术的应用比较广泛，逆向工程、快速原型制造铸造模具使用也比较多。国内模具企业中一些骨干厂家在这方面和国外差距已经不大，有些已经达到国外水平，但一些中小型模具企业与国外的差距还是很大。不过在模具材料方面，随着国外技术的引进和中国自身研发能力的提高，差距在逐渐缩小。 三、主要研究内容 我所研究的内容是设计一套或几套模具，通过冲压、拉伸、剪切以及翻边等，加工出油箱的上壳和下壳。 四、毕业论文（设计）的研究方 法或技术路线 （ 1）在工厂实地考察研究； （ 2）确定零件的加工工艺路线； （ 3）根据零件的加工路线设计模具； （ 4）借鉴国内外学者的设计经验； （ 5）设计模具结构； （ 6）讨论研究，确定方案； （ 7）具体操作。 五、主要参考文献与资料 1刘洁 . 现代模具设计 M学工业出版社， 2005 2邓明 . 实用模具设计简明手册 M械工业出版社， 2006 3赵昌盛 . 实用模具材料应用手册 M械工业出版社， 2005 4许发樾 . 实用模具设计与制造手册（第二版） M：机械工业出版社， 2005 5郝滨海 . 冲压模具简明设计手册 M学工业出版社， 2004 6张玉庭 . 热处理技师手册 M械工业出版社， 2005 7赵震，彭颖虹 . 冲压工艺设计中的应用 J2001（ 4） 8刘靖岩 . 冷冲压工艺与模具设计 M国轻工业出版社， 2006 9罗晓哗，赵从容 J2004（ 3） 10薛启翔 . 冲压模具设计结构图册 M学工业出版社， 2006 11欧阳波仪 . 现代冷冲模具设计基础实例 M学工业出版社， 2006 12李德群 J2002（ 6） 13李建军 . 模具设计基础及模具 械工业出版社， 2005 14王洪俊，范海雁 . 汽车冲压件成行新工艺 J2005（ 8） 15韦龙 . 大型精密冷冲模具的设计与制造 J， 2005（ 2） 五、 指导教师审批意见 年 月 日 1 河南科技学院 2007 届本科毕业设计 论文题目： 汽车转向液压油箱模具设计 学生姓名： 雷呈瑜 所在院系： 机电学院 所学专业： 机械设计制造及其自动化 导师姓名： 刘法治 史光星 完成时间： 2007 年 6 月 1 5 日 2 摘 要 模具是生产应用中极为广泛的基础工艺装备。利用模具进行生产所表现出来的产品精度高 、一致性好、 效率 高、 消耗低等一系列优点，是其他加工方法不能比的。模具生产技术的高低，已经成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志。本文为汽车转向液压油箱模具设计 ，主要内容包括油箱下壳拉深模具设计 、 下壳冲孔模具设计 、 上壳拉深成形模具设计 、 上壳冲孔翻边模具设计及切边修整模具设计，共计 5套模具，其中切边修整模具为上下壳共用的一组模具。 关键词 ： 模具， 拉深，冲孔，翻边 3 is in of as As a of is of of it of of in of 4 目录 1 绪论 . 1 2 设计要求及模具材料选择 . 6 3 油箱下壳拉深模具设计 . 7 深工艺方案的确定 . 7 坯尺寸的计算 . 7 深方法的确定 . 7 定修边余量 . 7 算毛坯直径 . 7 定拉深系数及拉深次数 . 8 算各部分工艺力 . 8 深力的计算 . 8 边力的计算 . 8 力机的公称压力的计算 . 9 凹模主要工作部分尺寸的计算 . 9 凹模的间隙 . 9 深模具的圆角半径 . 9 凹模的尺寸及公差 . 9 模通气孔直径的确定 . 10 具结构及主要零部件设计 . 10 边圈设计 . 10 簧的选择 . 11 位板设计 . 11 架的选用 . 11 压设备的选择 . 12 具结构图 . 12 4 油箱下壳冲孔模具设计 . 13 压力的计算及冲 压设备的选用 . 13 裁力的计算 . 13 件力的计算 . 13 料力的计算 . 14 压设备的选用 . 14 定模具的压力中心 . 14 算凸凹模刃口尺寸 . 14 具总装置及主要零部件设计 . 15 料橡胶的设计 . 15 具结构设计 . 16 压模具结构图 . 16 5 切边与修整模具设计 . 17 边力与整形力的计算及冲压设备的选用 . 17 边力的计算 . 17 形力的计算 . 17 5 料力的计算 . 17 压设备的选用 . 17 算凸凹模工作部分尺寸 . 17 具结构设计 . 18 形切边模具 结构图 . 19 6 上壳拉深模具设计 . 20 坯尺寸计算 . 20 坯直径计算 . 20 定修边余量 . 20 定拉深次数 . 20 部分工艺力的计算及设备的选用 . 20 深力的计算 . 20 边力的计算 . 20 备的选用 . 21 要工作部分尺寸计算 . 21 具结构及主要零部件设计 . 22 7 上壳翻边成形模具设计 . 24 部分工艺力的计算及设备的选用 . 24 边力的计算 . 24 边力的计算 . 24 料力的计算 . 24 备的选用 . 24 要工作部分尺寸计算 . 24 力中心 的确定 . 24 孔翻边模尺寸计算 . 24 具结构及主要零部件设计 . 25 8 结束语 . 26 谢词 . 26 参考文献 . 27 附录 1 工件上壳 . 28 附录 2 工件下壳 . 29 6 1 绪论 人类在劳动中学会了制造工具和使用工具， 人们正是利用工具创造了巨大的精神文明和物质财富，生产工具的发展和不断改进代表着人类社会的进步，而模具是人类社会发展到一定程度所产生的一种先进的生产工具，人们用它制造了成千上万种生活用品和生产用品。在近代工业中模具工业已经成为工业发展的基础。国民经济中一些 重大的工业部门， 如机械、电子、 冶金、交通、建筑、轻工、食品等行业都大量地使用着各种各样的模具。 用模具成型制品与采用机床分步加工 成 制品的方法相比具有以下优点。 （ 1） 用模具成型 生产效率高。 （ 2）用模具成型的制品质量高。 （ 3）用模具成型的制品原材料的利用率高。 （ 4） 用模具成型的制品比用别的方法获得的制品成本更低，经济效益更好。 （ 5）用模具成型操作简单。 综 上所述，模具已成为当代工业生产中的重要手段， 特别适用于各类产品的制造和生产，传统的用机械加工等方法自由成型的零件，很多都逐渐改成了使用模具成型，如 自由锻改成了模锻、切削成型零件改成了压铸成型零件等，可以认为模具成型是成型工业发展的一个方向。 2 设计要求 及模具材料选择 工件图见附录。 设计 出的模具 要求能够满足以下条件： （ 1）能够拉深成型油箱上下壳。 （ 2）能够完成油箱下壳冲孔。 （ 3）能够完成油箱上壳冲孔翻边。 （ 4）能够完成修边切边。 （ 5） 成型过程中保证精度要求 。 冷作模具材料选用时，可按下列步骤考虑： （ 1） 按模具的大小考虑； （ 2） 按模具形状和受力情况考虑； （ 3） 按模具的使用性能考虑； （ 4）按模具的工作量考虑 ； （ 5） 按模具的用途 考虑。 汽车转向液压油箱由 08素结构钢 制造。综合考虑各种因素，查热处理技术数据手册 及模具设计手册 ，常用冷作模具钢的选用参考 为 ： 7 冲裁模： 轻载冲裁模（厚度 2大批量生产零件 选用 孔翻边 模： 冲孔 翻边模大批量生产用 度要求7深模 : 轻载拉深模、成 形 浅拉深 模 9度要求 60 重载拉深模 、 大批量成 型拉深模 硬度要求 60 考虑各种因素， 本设计 模具材料均选 符合各种性能要求，较为合适。 3 油箱下壳拉深模具设计 深工艺方案的确定 本工件材料为 08料力学性能好，故本工件首先要落料，制成直径为300圆片，拉深成成品， 然后进行冲孔， 最后进行修边修整 1。 坯尺寸的计算 深方法的确定 工件厚度 t =2t 1按板厚中径尺寸计算 ,工件为筒形件，即按筒形件计算 2。 凸缘直径 d t =197径 d =193 d t/d =19793该工件凸缘为窄凸缘，可按无凸缘筒形件进行计算。 定修边余量 由 表 可知： h/d=7593表可得，取修边余量 h=3 算毛坯直径 图 1 工件图 8 查手册，由公式 D= 211221 （ 1） 其中， 79mm,93mm,7mm,r=6mm,5 则毛坯直径为： D= 211221 = 22 =301（ 取 D=300 定拉深系数及拉深次数 工件的总拉深系数 ： m=Dd=坯相对厚度： 10000件相对高度： d h +h =193=表得 ,首次拉深极限系数为： m 故拉深次数为： n=1 算各部分工艺力 深力的计算 查表，由公式 P= （ 2） 其中， 10 修正系数，查表取 拉深力为： P=193 2 410 300（ 边力的计算 由式 t D (1 (3) 可知 , D (1300 (t=2需要有压边圈。 由公式 F= (4) 其中 ,S 为压边圈下毛坯的投影面积。 9 Q 为单位压边力，查表取 q= 则 压边力为： F=（ D/2） 2 q =150 150 3 =21（ 力机的公称压力的计算 压力机的 公称压力为： F 压 =（ F+P） =（ 21+300） =449（ 故压力机的公称压力应该大于 449 凹模主要工作部分尺寸的计算 凹模的间隙 查表，选取拉深模单边间隙为： z=2 拉深模具的圆角半径 由公式可知， t=8 26mm rt=r=6 凸凹模的尺寸及公差 由公式可知， () a0(5) t(6) 查 表可知，a=t=凹模长轴为： 195a0=195 凸模长轴为： t= 凹模短轴为： (155a0=155 凸模短轴为： t= 由公式可知，凹模高度为： h=中，取系数 k=凹模高度为： h=1959 h=40L B=35030010 凹模厚度为： c=(2)h=60 80 c=80模结构如图 2。 图 2 凹模 模通气孔直径的确定 查表取凸模通气孔直径为 凸模结构如图 3。 图 3 凸模 具结构及主要零部件设计 边圈设计 采用弹性压边圈，压边圈与凸模、定位板需要保留一定的间隙，查表取间 11 隙为 2 即 d=29892B=350L=35055 压边圈如图 4。 图 4 压边圈 簧的选择 弹簧按国家标准选择，根据压边力及凸模行程，选外径 D=40料直径 d=6由高度 10闭合高度 5取 装配高度 H=95 位板设计 定位板的高度 h，查表取 h=5 间隙 查表取 = 则定位板直径为 d=301L=400B=350 定位板上固定选用 螺钉。 如下图 5。 架的选用 由于此拉深模为非标准形式，需要计算闭合高度。其中，各模板的尺寸需取国标。 上模座 L B H=40040050模座 L B H=4004006012 凸模固定板 L B H=40040032模的自由高度 簧闭合高度 +压边圈高度 +25=75+25+25=125（ 其中 25闭合时固定板和压边圈之间的距 离。 模具的闭合高度为： H=上模座 +凸模固定板 +凸模自由高度 +2 凹 +下模座 =309 5 定位板 压设备的选择 设备工作行程需要考虑工件成形和方便取件 。 因此工作行程 S件 =7588表 选用 具结构图 模具结构图如下图 6所示。 其中卸料螺钉 d=20h=180 下模座与凹模间固定螺钉选用 定位板与凹模固定螺钉为 13 图 6 油箱 下壳拉深模具结构图 4 油箱下壳 冲孔 模具设计 压力的计算 及冲压设备的选用 裁力的计算 由于两孔的大小相同，所以冲裁力相等。 由式 （ 7） 其中， 80L 为冲裁件的周长 4。 则冲裁力为： 1623808 F=26（ 件力的计算 由式 F 推 = F （ 8） 选凹模刃口 形状 如 7图，取 h=6 n=h/t=3 个，查表取 K 推 =推件力为： F 推 = F=3 76 14 图 7 凹模刃口形状 料力的计算 由式 F 卸 =K 卸 F （ 9） 查表取 K 卸 =， F 卸 =K 卸 F=76选择冲床的总冲压力为： F 总 =F+F 卸 +F 推 =76+ 压设备的选用 选用开式双柱可倾压力机 压力机。 定模具的压力中心 画出工件形状，把冲裁周边分成基本线段，并选定坐标系 图， D=162=1=， 2， 5 则 1 2211 =2 1 2211 =压力中心为 图 8 虚线坐标中心。 图 8 压力中心 算凸凹模刃口尺寸 查表 可知， 凹模的制造公差a=t=核： 2=a+t=足 a+t 的条件，可以采用凸凹模分开加工的方法进行加工 5。 凸模刃口尺寸 ： d+X ） 0t（ 10） 凹模刃口尺寸 ： a0（ 11） 查表得： X=知 =， d+X ） 0t=（ 16+ a0=（ 冲孔凸模要在外面装推件块，因此设计成直柱的形状。 15 凹模的厚度取 h=25厚取 c=40模直径 D=180d=140，图 10， 图 9 冲孔凸模 图 10 凹模结构图 具总装置及主要零部件设计 料橡胶的设计 橡胶的自由高度为： H 自由 =（ 4） S 工作 （ 12） 取修模量为 5 S 工作 =t+1模量 =2橡胶的自由高度取 2830胶的装配高度取 H=25 16 具结构设计 上模座： L B H=20020045模座： L B H=20020050架的闭合高度： 170210板厚度： 10模固定板厚度： 18料板厚度： 20具高度： H=45+10+18+25+10+75+2+25+50=260（ 凸模的自由 长度： L=250528中，凸模进入凹模的深度为 1模的修磨量为 5 538002d =953800162 =394（ L 满足弯曲强度要求。 压 模具结构图 模具结构如下图 11。 图 11 下壳冲孔模具结构图 板 17 5 切边与修整模具设计 边力与整形力的计算 及冲压设备的选用 边力的计算 由式 （ 7）可知， F=（ a+b） 中 a， b 为椭圆 的半 轴， a=b=L 为冲裁件的周长。 则 ， F=（ a+b） 22（ 形力的计算 由式 P= （ 13） 其中， F 为整形面积， p 为单位压力，查表取 p=100 则 P= 1100 卸料力的计算 查表取系数 K 卸 =式可知， F 卸 =K 卸 P= 冲压设备的选用 根据各工艺力的计算， F 总 =F+P+F 卸 =， 选用 算凸凹模工作部分尺寸 整形凸模尺寸与拉深凸模尺寸相同，即 mm， 查表取 凹模的制造公差a=t=核： 2=a+t=足 a+t 的条件，可以采用凸凹模分开加工的方法进行加工。取 X= 由式（ 10）（ 11）可知， 197+0） 0t= 157+0） 0t= a0= a0= 18 凹模圆角 凹模 高度 h=25模厚度 c=40 凸凹模结构如图 12，图 13。 具结构设计 卸料板厚度： 20模座： L B H=20020045模座： L B H=20020060模固定板厚度： 18模自由长度： L=2550钉选用 压边圈与下壳拉深模具上的压边圈相同。 其他标准件按国家标准选用。 图 12 凸模结构图 19 图 13 凹模结构 图 形切边模具结构图 如图 14。 图 14 整形切边模具结构图 20 6 上壳拉深模具设计 坯尺寸计算 坯直径计算 由式（ 1）可知， D= 211221 = =230（ 定修边余量 毛坯的修边余量为：dh=表取 h=2 确定拉深次数 工件的拉深系数： m=Dd=坯的相对厚度： 1001002302 坯的相对高度：=25 =表得首次拉深极限为： m，所以拉深次数为 n=1。 部分工艺力 的计算及设备的选用 深力的计算 由公式 （ 2） F=其中， 80修正系数，查表取 拉深力为： F= =192 2 380 183（ 边力的计算 由式 t D (1 21 可知 , D (1230 (t=2不需要有压边圈。 备的选用 设备工作行程需要考虑工件成形和方便取件 。查表 选用 要工作部分尺寸计算 查表可知，拉深模单边间隙 Z= 取凹模圆角为： 3t=6合理 。 取凸模圆角为： 式（ 5）（ 6）可知， () a0t查表可知，a=t=凹模长轴为： 195a0=195 188a0=188 凸模长轴为： t= t= 凹模短轴为： (155a0=155 (148a0=148 凸模短轴为： t= t= 取凹模高度 h=355凹模厚度 c=40模上滤网 定位孔 及环形孔 为非主要要求部分，故取 r=6形孔 D=模上滤网定位孔 高度 h=2凸模 上滤网定位孔及环形孔尺寸分别取 r=4=模上滤网定位孔深度 h=4 凸 模结 构 如图 15。 22 图 15 凸模结构图 凹模结构如图 16。 具结构及主要零部件设计 上模座： L B H=20020040模座： L B H=20020050模固定板厚度： 20模自由长度： L=205500模与下模座固定螺钉为 卸料板结构与下壳拉深模具的卸料板相同。 卸料板高度为： 20位板结构 下壳拉深模具的定位板相同，其内圆孔径 d=231 定位板： B L H=28024010具结构如图 17。 23 图 16 凹模结构图 图 17 上壳拉深成形模具 24 7 上壳翻边成形模具设计 部分工艺力的计算 及设备的选用 边力的计算 由式可知， F 翻 = （ 14） 其中， s 为材料的屈服强度，查表取 s=200预制孔直径，取 ，当 时 ，翻边力 F= 。 则翻边力为： F= )062(2 0 = 边力的计算 由式可知， F 切 = （ 15） 其中 L 为切件的周长， 为材料的抗剪强度，查表取 280 则切边力为： F 切 =2 8 =137（ 料力的计算 由式可知， F 卸 =K 卸 F 切 （ 16） 查表取 K 卸 =卸料力为： F 卸 =K 卸 F 切 =137 设备的选用 总冲裁力为： F 总 =F+ F 卸 + F 切 =选用 压力机。 要工作部分尺寸计算 力中心的确定 由于冲孔翻边件为圆，所以压力中心为圆心。 孔翻边模尺寸计算 查表 可知， 凹模的制造公差a=t=核： 2=a+t=足 a+t 的条件，可以采用凸凹模分开加工的方法进行加工。 查表取 X=式（ 10）（ 11）可知， d+ X） 0t= a0= 25 取凹模高度为 25010 凸凹模结构如图 18， 图 19。 图 18 凸模 图 19 凹模 具结构及主要零部件设计 上模座： L B H=20020030模座： L B H=20020035模固定板厚度： 20模自由长度： L=2055000模修模量为 10模与下模座固定螺钉为 模座与凸模固定板螺钉为 柱销直径为 d=8 模具结构如图 20。 26 图 20 上壳冲孔翻边模具 8 结束语 本套生产设备共计 5套模具， 结构简单实用， 由这 5套模具能够生产出 符合要求的工件，现与工厂内投入生产的设备相差无几，生产可靠。 谢词 经过了 两 个多月的努力，终于完成了毕业