摩托车油箱固定盘成形模具设计.docx

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摩托车油箱固定盘成形模具设计

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

Themotorcyclefueltank

fixesthedishtotakeshapediedesign

ZhangHongju

Guideteacher:

LeiGaili

（ThemechanicalandelectricalengineeringdepartmentoftheArtsandScienceofBaojiUniversityBaoJi.Shanxi721007）

【Abstract】Stampingismainlyusedinsheetplateforming,whichcanbeusednotonlyinmetalforming,butalsoinnon-metalforming.Instampingforming,undertheactionofdies,theinnerforcedeformingtheplateoccursintheplate.Whentheinnerforcereachesacertaindegree,thecorrespondingplasticdeformationoccursintheblankorinsomeregionoftheblank.Thereforethepartwithcertainshape,sizeandcharacteristicisproduced.Stampingiscarriedoutbydiesandpress,andhasahighproductivity.Mechanizationandactualizationforstampingcanberealizedconvenientlyowingtoitseasyoperation.Becausethestampingpartisproducedbydies,itcanbeusedtoproducethecomplexpartthatmaybemanufacturedwithdifficultybyotherprocesses.Thestampingpartcanbeusedgenerallywithoutfurthermachining.Usually,stampingprocesscanbedonewithoutheating.Therefore,notonlydoesitsavematerialbutalsoenergy.Moreover,thestampingparthasthecharacteristicsoflightweightandhighrigidity.

Thistextmainlyintroducedthemotorcyclefueltankfixthedishhurtlestheprocessofpressthediedesign,throughthecraftanalytical,craftcalculation,makingsureshoulddesignthecraftprocessandbluntmoldstructureform.Carriedontheanalyticalelucidationtothediedesignrespectivelyatthesametime,thewholeprocessadoptionAutoCADsoftwaredrawstheplanarofthedieassemblediagramandindividualsparepartsdiagram.

【Keyword】Fixthedish;Falltoanticipatetopulldeeply;Pulltwotimesdeeply;Pressuremachine

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）

1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。

（2）零件的形状及尺寸公差等级要求Ø53高度处

部分是带凸缘的圆筒形零件，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。

2零件的分析

根据毛坯各部分的应力与应变状态，将零件分为五个区域：

Ⅰ——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。

Ⅱ——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。

Ⅲ——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。

Ⅳ——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。

Ⅴ——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。

3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、Ø30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。

4零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

/d>1.4既Ø110/Ø53=2.01>1.4，所以它属于宽凸缘筒形件，毛坯尺寸计算见下。

料厚大于1

，下面均按中线尺寸计算。

4.1.1确定修边余量

由《冷冲模设计》表6-3知：

当

/d=Ø110/Ø53=2.01时取修边余量

d=3

.

故实际凸缘直径：

=（Ø110+2×3）=116

4.1.2初算毛坯直径

初算毛坯的直径：

4-1

由图2得尺寸：

；

；

；

；

㎜,

代入上式公式4-1计算得：

D=138.2

4.1.3排样设计与计算

（1）排样方法的选择

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：

①提高材料的利用率；②工人操作方便、安全、劳动强度小；③模具结构简单、寿命高；④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

.

（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

条料宽度：

（4）材料利用率的计算

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

4.2拉深系数和拉深次数