汽车转向液压油箱模具设计说明书范本.docx

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汽车转向液压油箱模具设计说明书范本

河南科技学院

_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：

所在院系：

所学专业：

机械设计制造及其自动化

导师姓名：

完成时间：

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,是其它加工方法不能比的。

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

本文由闰土服务机械外文文献翻译成品淘宝店整理

MoldDesignofAutomobileHydraulicFluidTank

Abstract

Moldisthebasedprocessequipmentwhichwidelyused

intheproduction.Comparedtheadvantagesofmoldsuchashighprecision,consistency,highefficiency,lowcostareincomparablewithotherprocessingmethod.Asacountry,thelevelofthemoldmanufacturingtechniqueisthesignofthemanufacturingtechniqueofthecountry.

Thisdesign

isAutomobile

Hydraulic

FluidTank

Mold

Design,

itincludingfive

parts,the

under-partof

the

gasoline

tank

deepdrawing

mold,the

under-partof

the

gasoline

tank

punchingmold,the

topgasoline

tank

drawing

mold,

thetopgasolinetank

extrudingtool

and

therestrictingdies.Therestrictingdiesareincommonforthetwopartsofthegasolinetank.

Keywords:

Mold,Drawing,Punching,Flanging

1绪论

2设计要求及模具材料选择

3油箱下壳拉深模具设计

3.1拉深工艺方案的确定

3.2毛坯尺寸的计算

3.2.1拉深方法的确定

3.2.2确定修边余量

3.2.3计算毛坯直径

3.2.4确定拉深系数及拉深次数

3.3计算各部分工艺力

3.3.1

错误!

未定义书签错误!

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拉深力的计算

3.3.2压边力的计算错误!

未定义书签

3.3.3压力机的公称压力的计算错误!

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3.4凸凹模主要工作部分尺寸的计算错误!

未定义书签

3.4.1凸凹模的间隙错误!

未定义书签

3.4.2拉深模具的圆角半径错误!

未定义书签

3.4.3凸凹模的尺寸及公差错误!

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3.4.4凸模通气孔直径的确定错误!

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3.5模具结构及主要零部件设计错误!

未定义书签

3.5.1压边圈设计错误!

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3.5.2弹簧的选择错误!

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3.5.3定位板设计错误!

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3.5.4模架的选用错误!

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3.6冲压设备的选择错误!

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3.7模具结构图错误!

未定义书签

4油箱下壳冲孔模具设计错误!

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4.1冲压力的计算及冲压设备的选用错误!

未定义书签

4.1.1冲裁力的计算错误!

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4.1.2推件力的计算错误!

未定义书签

4.1.3卸料力的计算错误!

未定义书签

4.1.4冲压设备的选用错误!

未定义书签

4.2确定模具的压力中心错误!

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4.3计算凸凹模刃口尺寸错误!

未定义书签

4.4模具总装置及主要零部件设计

4.4.1卸料橡胶的设计

4.4.2模具结构设计

4.5冲压模具结构图

5切边与修整模具设计

5.1切边力与整形力的计算及冲压设备的选用

5.1.1切边力的计算

5.1.2整形力的计算

5.1.3卸料力的计算

5.1.4冲压设备的选用

5.2计算凸凹模工作部分尺寸

5.3模具结构设计

5.4整形切边模具结构图

6上壳拉深模具设计

6.1毛坯尺寸计算

6.1.1毛坯直径计算

6.1.2确定修边余量

6.1.3确定拉深次数

6.2各部分工艺力的计算及设备的选用...

6.2.1拉深力的计算

6.2.2压边力的计算

6.2.3

错误!

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设备的选用

6.3主要工作部分尺寸计算

6.4模具结构及主要零部件设计

7上壳翻边成形模具设计

7.1各部分工艺力的计算及设备的选用

7.1.1翻边力的计算

7.1.2切边力的计算

7.1.3卸料力的计算

7.1.4设备的选用

7.2主要工作部分尺寸计算

7.2.1压力中心的确定

7.2.2冲孔翻边模尺寸计算

7.3模具结构及主要零部件设计

8结束语

谢词

参考文献

附录1工件上壳

错误!

未定义书签错误!

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附录2工件下壳

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,能够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08AL碳素结构钢制造。

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＞,常见冷作模具钢的选用参考为:

冲裁模：

[轻载冲裁模（厚度2mm）,大批量生产零件]选用Cr12

冲孔翻边模:

[冲孔翻边模大批量生产用]Cr12MoV（Cr4WMo2V）

硬度要求HRC57-60

拉深模:

[轻载拉深模、成形浅拉深模]9Mn2V;Cr12。

硬度要求60-62HRC[重载拉深模、大批量成型拉深模]

Cr12;Cr12MoV,硬度要求60-62HRC

故考虑各种因素,本设计模具材料均选Cr12,能符合各种性能要求,较为合适。

3油箱下壳拉深模具设计

3.1拉深工艺方案的确定

本工件材料为08AL,材料力学性能好，故本工件首先要落料，制成直径为300mm勺圆片，拉深成成品，然后进行冲孔，最后进行修边修整[1]。

3.2毛坯尺寸勺计算

3.2.1拉深方法勺确定

工件厚度t=2mm,t>1mm,故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dt=197mm中径d=193mm贝S

dt/d=197mm/193mm=1.02<1.1〜1.4

即该工件凸缘为窄凸缘,可按无凸缘筒形件进行计算。

3.2.2确定修边余量

由表可知:

h/d=75mm/193mm=0.39

查表可得,取修边余量h=3mm。

323计算毛坯直径

查手册，由公式

D=.d124d2h16.28rd18r2

（1）

其中,di=179mm,d=193mm,h=67mm,r=6mm,h=75mm

则毛坯直径为：

D=.di24d206.28rdi8r2

=..19724193676.28179862

=301（mm）

取D=300mm

3.2.4确定拉深系数及拉深次数

工件的总拉深系数:

m=d==0.65

D300mm

毛坯相对厚度：

100-=100盘巴=0.67

D300mm

工件相对高度：

=75mm3mm=0.404

d193mm

查表得，首次拉深极限系数为:

m1=0.53〜0.55m

故拉深次数为:

n=1

3.3计算各部分工艺力

3.3.1拉深力的计算

查表,由公式

P=ndt（Tbki

（2）

其中，cb为材料的抗拉强度取410MP$

k1为修正系数,查表取0.6

则拉深力为:

P=ndtcbki

=3..6

=300（KN）

3.3.2压边力的计算

（1-m）

t=2mm

F=Sq

由式tD0.045

（3）

可知,D0.045（1-m）=3000.045（1-0.95）=4.725故需要有压边圈。

由公式

（4）

其中,S为压边圈下毛坯的投影面积。

Q为单位压边力,查表取q=3N.mm2。

则压边力为:

F=Sq

=3.14（D/2）2q=3.

=21（KN）

3.3.3压力机的公称压力的计算

压力机的公称压力为:

F压

=1.4（F+P）=1.4（21+300）=449（KN）故压力机的公称压力应该大于449KN。

3.4凸凹模主要工作部分尺寸的计算

3.4.1凸凹模的间隙

查表,选取拉深模单边间隙为:

z=1.1t=1.12mm=2.2mm

3.4.2拉深模具的圆角半径

由公式可知,ra=8t=82mm=16mm

rt=r=6mm

3.4.3凸凹模的尺寸及公差

由公式可知,

Da=（D-0.75）0a

（5）

t=（D-0.7-2z）0t

查表可知，a=0.12,t=0.08

则凹模长轴为：

aa=（195-0）oa=195o0.12（mm）

凸模长轴为：

at=（195-0-4.4）0t=190.6oo.o8（mm）

凹模短轴为:

ba=（155-0）o=155oQ12（mm）

凸模短轴为:

bt=（155-0-4.4）01=150.6°oo8（mm）

由公式可知，凹模高度为：

h=kd

其中，取系数k=0.2

则凹模高度为：

h=kd=0.2195mm=39mm

取h=40mm,LB=350mm300mm

凹模厚度为:

c=（1.5〜2）h=60〜80mm

取c=80mm凹模结构如图2。

图2凹模

344凸模通气孔直径的确定

查表取凸模通气孔直径为dd=8mm

图3凸模

3.5模具结构及主要零部件设计

3.5.1压边圈设计

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,查表取间隙为2mm

即d=298mm,d=192mm,B=350mm,L=350mm=15mm,h=25mm

压边圈如图4。

3.5.2弹簧的选择

弹簧按国家标准选择，根据压边力及凸模行程，选外径

D=40mm材料直径d=6mm自由高度Hb=110mm闭合高度Hi=75mm取

装配高度H=95mm

3.5.3定位板设计

定位板的高度h,查表取h=5mm

间隙卩查表取卩=0.5mm

则定位板直径为d=301mm,L=400mm,B=350mm

定位板上固定选用M6型螺钉。

如下图5。

3.5.4模架的选用

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LBH=400mm400mm50mm

下模座LBH=400mm400mm60mm

凸模固定板LBH=400mm400mm32mm

凸模的自由高度H=弹簧闭合高度+压边圈高度+25=75+25+25=125（mm）

其中25mm为闭合时固定板和压边圈之间的距离。

模具的闭合高度为:

H二上模座+凸模固定板+凸模自由高度+2mm+H凹+下模座=309mm

3.6冲压设备的选择

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>2.5h工牛=2.575mm=188mr查表选用JD21-

100型压力机。

3.7模具结构图

模具结构图如下图6所示。

其中卸料螺钉d=20mm,h=180mm

下模座与凹模间固定螺钉选用M1Q

定位板与凹模固定螺钉为M&

图6油箱下壳拉深模具结构图

1.模柄2.上模座3.凸模固定板4.弹簧5.压边圈

6.固定板7.凹模8.下模座9.卸料螺钉10.凸模

4油箱下壳冲孔模具设计

4.1冲压力的计算及冲压设备的选用4.1.1冲裁力的计算

由于两孔的大小相同，因此冲裁力相等。

F1=Lt（Tb

其中，Tb为材料的抗拉强度取380MPa,L为冲裁件的周长

。

则冲裁力为：

F1=Lttb=3.1416mm2mm380MPa=38KN

故F=2Fi=76（KN）

4.1.2推件力的计算

由式F推=nK推F

（8）

选凹模刃口形状如7图，取h=6mm则n二h/t=3个，查表取K推

=0.05

贝S推件力为：

F推二nK推F=30.0576KN=11.4KN

图7凹模刃口形状

4.1.3卸料力的计算

由式F卸=K卸F

（9）

查表取K卸二0.05,则,F卸二K卸F=0.0576KN=3.8KN

故选择冲床的总冲压力为:

F总=F+F卸+F推

=76+3.8+11.4=91.2（KN）

4.1.4冲压设备的选用

选用开式双柱可倾压力机J23-10型压力机。

4.2确定模具的压力中心

画出工件形状，把冲裁周边分成基本线段，并选定坐标系X0Y,

L1=nD=3.1416mm=50.24mm

L2=Li=50.24mm

即压力中心为图8虚线坐标中心。

图8压力中心

4.3计算凸凹模刃口尺寸

查表可知，Zmin=0.22,ZmaF0.26,凸凹模的制造公差

校核：

Zma灯Zmin=0.26-0.22=0.04,Sa+St=0.02+0.02=0.04

满足Zmax-Zmin>5a+St的条件，能够采用凸凹模分开加工的方法进行加工⑸。

dt=（d+X

凸模刃口尺寸

（10）

凹模刃口尺寸：

da=（dt+Zmin）。

查表得:

X=0.75,已知=0.1

则,dt=（d+X）0t=（16+0.750.1）°o.°2=16.0750°.o2（mm）

da=（dt+Zmin）0日=（16.075+0.22）0002=16.295o0.02（mm）

冲孔凸模要在外面装推件块，因此设计成直柱的形状。

凹模的厚度取h=25mm,壁厚取c=40mm,凹模直径

D=180mm,d=140m凸凹模结构如图9,图10,

016.075-0,02

图9冲孔凸模

4.4模具总装置及主要零部件设计441卸料橡胶的设计

橡胶的自由高度为:

H自由=（3.5〜4）S工作

（12）

取修模量为5mm,S工作=t+1mm+修模量=2mm+1mm+5mm=8mm

故橡胶的自由高度取28mm〜30mm,橡胶的装配高度取

H=25mm4.4.2模具结构设计

上模座：

LBH=200mm200mm45mm

下模座：

LBH=200mm200mm50mm

模架的闭合高度：

170mm〜210mm

垫板厚度:

10mm凸模固定板厚度：

18mm

卸料板厚度:

20mm模具高度:

H=45+10+18+25+10+75+2+25+50=260（mm）

凸模的自由长度：

L=25mm+20mm+75mm+2mm+1mm+5mm=128mm其中，凸模进入凹模的深度为1mm凸模的修磨量为5mm

d21q2

3800

ma>=95I=95:

=394（mm）

.3800・3800

LLmax,故满足弯曲强度要求。

4.5冲压模具结构图

模具结构如下图11

图11下壳冲孔模具结构图

1.螺栓2.下模座3.凹模4.定位板5.卸料板6.橡胶7.凸模固

定板

8.上模座9.螺栓10.模柄11.卸料螺钉12.垫板13.凸模14.圆

柱销

5切边与修整模具设计

5.1切边力与整形力的计算及冲压设备的选用5.1.1切边力的计算

由式⑺可知,

F=Lt（Tb=n[1.5（a+b）ab]t（Tb

其中a,b为椭圆的半轴，a=98.5mm,b=77.5mm,L为冲裁件的

周长。

则,F=Lt（Tb=n[1.5（a+b）ab]tob=422（KN）

5.1.2整形力的计算

由式P=Fp

（13）

其中,F为整形面积,p为单位压力，查表取p=100MPa

贝卩P=Fp=L1mm100MPa=55.7KN

5.1.3卸料力的计算

查表取系数K卸=0.05

由式可知,F卸二K卸P=0.0555.7KN=2.78KN

5.1.4冲压设备的选用

根据各工艺力的计算，F总=F+P+F卸=480.48（KN）,选用JD21-

100型压力机。

5.2计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

at1=190.60o.08mm,bi=150.60Q08mm,r1=1mm,r2=6mm

查表取Zmin=0.22,Zmax=0.26,凸凹模的制造公差

=0.02,t=0.02

校核：

Zma疋Zmin=0.26-0.22=0.04,Sa+St=0.02+0.02=0.04

满足Zma対ZminSa+St的条件，能够采用凸凹模分开加工的方法进行加工。

取X=0.75。

由式（10）（11）可知,

at2=（197+0.750）0t=19700.02（mm）bt2=（157+0.750）0t=15700.02（mm）

a0.02

aa2=（at2+Zmin）0=197.220（mm）

ba2=（bt2+Zmin）0a=157.2200.02（mm）

凹模圆角ra=1mm

取凹模高度h=25mm凹模厚度c=40mm

凸凹模结构如图12,图13。

5.3模具结构设计

卸料板厚度：

20mm

上模座：

LBH=200mm200mm45mm

下模座：

LBH=200mm200mm60mm

凸模固定板厚度：

18mm

凸模自由长度：

L=25mm+25mm=50mm

螺钉选用M10。

压边圈与下壳拉深模具上的压边圈相同。

其它标准件按国家标准选用。

197-0.02

图12凸模结构图

图13凹模结构图

5.4整形切边模具结构图

如图14

图14整形切边模具结构图

1.模柄2.上模座3.凸模固定板4.弹簧

5.定位板6.凹模7.下模座8.卸料螺钉9.凸模

6上壳拉深模具设计

6.1毛坯尺寸计算

6.1.1毛坯直径计算

由式

（1）可知,

D二4d206.28rd18r2

=18824192226.2811888

=230（mm）

6.1.2确定修边余量

毛坯的修边余量为：

卫二空巴=0.13

d192mm

查表取h=2mm

6.1.3确定拉深次数

工件的拉深系数:

m=—=192mm=0.83D230mm

毛坯的相对厚度：

丄100二二如100=0.87

D230mm

毛坯的相对高度：

hh=25mm2mm=0.14

D230mm

查表得首次拉深极限为：

m1=0.53~0.55m,因此拉深次数为

n=1。

6.2各部分工艺力的计算及设备的选用

6.2.1拉深力的计算

由公式

（2）

F=ndt（Tbk1

其中，cb为材料的抗拉强度取380MPak1为修正系数，查表取0.4

则拉深力为：

F=ndtcbk1

=3..4

=183（KN）

6.2.2压边力的计算

由式tD0.045（1-m）

t=2mm

可知,D0.045（1-m）=2300.045（1-0.87）=1.345

故不需要有压边圈。

6.2.3设备的选用

设备工作行程需要考虑工件成形和方便取件。

查表选用

JD21-100型压力机。

6.3主要工作部分尺寸计算

查表可知,拉深模单边间隙Z=1.1t=2.2mm

取凹模圆角为：

ra=6

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