毕业设计说明书汽车风扇传动带盘的冲压工艺与模具设计

毕业设计说明书汽车风扇传动带盘的冲压工艺与模具设计内容摘要：

图如图 ： 图 汽车风扇传动带盘零件图 汽车风扇传动带盘零件工艺 汽车风扇传动带盘的形状简单、对称、排样废料少。 所以可以在 满足质量的前提下，把零件设计成少废料、无废料的排样形状。 外形没有尖角，各直线或曲线的连接处，也有适当的圆角转接，从而便于模具加工。 同时由 于零件的成形材料较薄、形状复杂特殊 , 因此成形比较困难 , 需要多个工序。 而且由于风扇转动带盘零件的拉深深度较大 ,不能一次拉伸成形，故需要多次拉伸。 然后进行折边、胀形、挤压的成形工序。 盘形件的尺寸精度和表面粗糙度 图 2— 1所示的汽车风扇传动带盘的冲压件，材料为 08F 钢板，料厚 ，3 4 176。 R 6R 4R 31 4 0 177。 0 . 0 769177。 0.079 7 177。 0 . 0 5济南大学毕业设计 参考文献 4 其未注公差尺寸精度等级为 IT12，取△ =，属于一般冲裁模、拉伸、成形模具就能够 达到的公差等级，不需采用整修等特殊加工方式，因此，利用普通冲裁、拉伸、成形方式即可达到图样要求。 零件的生产批量 该冲压件的月生产批量为 1000 件，属于中低等批量的生产类型，因此不考虑多排、或一模多件的方案 (该方案较适宜大批量生产，约几十万件以上 )；也不考虑采用简易冲裁模常用的单、直排方案，根据成批生产的特点，再结合该冲压的形状特点，以直排、一模一件排样方案为宜。 材料的利用率 在绘制排样图的过程中，应注意提高冲压原材料的利用率。 但提高原材料的利用率，不能以大幅提高冲裁模结构的复杂程度为代价。 如果单纯为了提 高原材料的利用率而采用三排或三排以上、一模多件的冲载方案，虽然确实有助于提高原材料的利用率，但模具制造成本却随之大幅提高，其结果往往得不偿失 [5] 零件的排样 排样的合理与否，不但影响到材料的经济利用率，而且影响到模具结构、生产率、制件质量、生产操作方便与安全等。 同时，在冲压零件的成本中，材料费用占 60%以上，因此，材料的经济利用是一个重要问题。 确定搭边值 搭边值要合理确定，从节省材料出发，搭边值愈小愈好，但搭边值小于一定数值后，对模具寿命和剪切表面质量不利。 在搭边值过小时，作用在凸模侧表面上的 法向应力沿着落料毛坯周长的分布将不均匀 [6]。 表 2— 1 凸缘筒形件拉深修边余量δ /mm 济南大学毕业设计 参考文献 5 由上表查得：取最小搭 边值：δ =6mm 表 2— 2 搭边 a 与 1a 的值 [7] 由上表查得：搭边 a 和 1a 的数值：工件间 a=， 侧面 a1= 确定条料毛坯尺寸的计算 为了计算方便，先按分析图中所示尺寸， 工件的展开尺寸为盘形， 根据弯曲毛坯展开长度计算方法求出中性层母线的各段长度并将计算数据 ，则冲压件展开直径为 [7]： 凸缘 直径 凸缘的相对直径 = ～ 2 2～ =25 25～ 50 50～ 100 100～ 150 150～ 200 200～ 250 250 6 5 4 3 济南大学毕业设计 参考文献 6 (21) mm176 )(212  条料宽度： B=（ L+2a+b0） =(252+2 +)= (22) 送料步距： A=L+a1=252+1=253 (23) B— 条料宽度， mm； L— 冲裁件与送料方向的最大尺寸， mm； a— 冲裁件与条料侧边之间的搭边， mm； 条料的利用率 冲裁单件材料的利用率： %781772084 %100%100 20   BhnAbhnA (24) 画出排样图 该工件排样根据落料工序设计，考虑操作 方便及模具结构简单，故采用单排排样设计，根据以上资料画出排样图。 排样图如图 22所示： 图 2— 2排样图 255.22 5 3济南大学毕业设计 参考文献 7 画出零件成形步骤图 成形流程如图 23 所示： 图 2— 3成形流程图 方案种类 根据制作工艺分析，其七 个基本工序 ：落料、一次拉深、二次拉深、三次拉伸、翻边，张形、成形。 据其先后顺序组合，可得到以下三种方案： 方案一： 落料 — 三次拉深 — 翻边 胀形 成形，完全 采用单工序模生产。 方案二： 落料拉伸复合模 — 两次拉深 — 翻边 胀形 成形进生产，部分 采用 复合模。 方案三： 落料、三次拉深 — 胀形 翻边 成形， 采用单工序模生产。 方案的分析 方案一 ： 模具结构简单，制造方便，但需要 七 道工序， 七 副模具，成本相对较高，生产效率低， 而且由于频繁更换名模具造成重复定位误差增大 使工件精度质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需要。 故而不选此方案。 济南大学毕业设计 参考文献 8 方案 二：由于采用落料拉伸复合模和两次拉伸复合模式模具数量由原先的 七副模具减少五副模具，降低了生产成本、且减少了因重复定位造成得误差，提高了生产效率和产品得质量，故选用此 方案。 方案 三： 由于级进模具对工件的定位要求比较高，模具的制造成本也相应的增加，故不选用此方案。 工艺 方案的确定 通过以上的方案分析，可以看出：在一定的生产批量条件下，选用方案二：本套模具采用 的两种 复合模 ，是比较合理的。 确定了工艺方案以后，就可以进行该方案的模具结构形式的确定、各工序冲压力的计算和冲压设备的选用。 济南大学毕业设计 参考文献 9 第三章 零件的基本工序分析 汽车风扇传动带盘是一个普通的盘形零件的拉伸、翻边、胀形、成形零件， 其精度、各处圆角半径均符合拉伸工艺要求。 该零件形状 并不复杂，但由于属于薄板成形，且拉伸深度比较大，一次拉伸不可能拉伸到零件的实际高度，因此需要计算采用几次拉伸才能拉伸到零件的深度要求。 落料工序 从条料上冲下所需形状的圆形毛胚，其直径为 D=252mm，以便以后工序进行。 拉伸工序 该零件属于带凸缘筒形零件的拉伸，由于凸缘有小凸缘和大凸缘之分，dt/d 的凸缘件称小凸缘件， dt/d 的凸缘件成为宽凸缘件，如图 所示： （ a）小凸缘件 （ b）大凸缘件 图 两种带凸缘筒形件 d tdd td济南大学毕业设计 参考文献 10 判断窄、宽凸缘 判断 dt/d 是否大于 Dt/d=148/97= （ 31） 此圆筒件拉伸属于宽凸缘件拉伸。 宽凸缘件的拉伸一般是第一次拉伸就把凸缘拉伸到尺寸，为了避免在以后的拉伸过程中，凸缘受拉变形，通常第一次拉伸时就把拉入凹模的材料比所需筒部材料的面积达 3%5%。 而在以后的拉伸中，图缘直径保持不变，仅仅，减小筒部直径。 拉伸次数的确定 第一次拉伸：计算工件 的 dt/d,h/d,t/D 100%和总拉伸次数 m1 相对凸缘尺尺寸： df/d1=148/= （ 32） 相对对高度： h/d=60/= (33) 相对厚度： t/D 100%=(34) 拉伸系数： m=145/252= （ 35） 第二次拉伸：计算工件的 dt/d,h/d,t/D 100%和总拉伸次数 m2 相对凸缘尺寸 dt/d2=148/122= (36) 相对高度： h/d=75/122= (37) 相对厚度： 100%= （ 38） 拉伸系数： d2/d1=122/= (39) 第三次拉伸：计算工件的 dt/d,h/d,t/D 100%和总拉伸次数 m3 相对凸缘尺寸 dt/d3=148/97= (310) 相对高度 h/d=108/97= (311) 相对厚度 100%= 7 （ 312） 拉伸系数： d3/d2=/97/118= (313) 表 3— 1凸缘筒形件第一次拉深时拉深系数 凸缘的相对直径 ddf 毛坯相对厚度 100Dt ～ ～ ～ ～ 〉 ～ ～ ～ ～ ～ 济南大学毕业设计 参考文献 11 119 0 .0 9 59 1 .5 hhdd   dh dhddf dh～ ～ ～ 表 3— 2 凸缘筒形件第一次拉深时极限相 对高度 mm[10] 由上面两个表格 ,可以查得 : 第一次拉深： m 第二次拉深： 75..02 m 第三次拉伸： m 与前面的计算相比较 : 第一次拉深 (314) ： 凸缘的相对直径 毛坯的相对厚度（ dt ） 100 ～ ～ ～ ～  ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ . ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ mm 济南大学毕业设计 参考文献 12 1 dhdh  mm 总第一次拉深 ： (314) (315) 综上所述三次拉伸都可以 一次拉深成功 翻边工序 利用模具把材料上孔的或圆弧毛胚外缘翻成树边的冲压加工方法，翻边有外缘翻边和内缘翻边两种，在本零件的加工中用到的是外缘翻边。 外凸缘翻边的极限变形程度主要受材料变形区失稳起皱的限制。 假如在相同翻边高度的情况下，曲率半径 越小， 和 越大，变形区的切向应力和切向应变的绝对值越大；相反当 趋向于无穷大时， 和 为零，此时变形区的切向应力和切向应变值为零，翻边变成弯曲。 表 4— 4外缘翻边允许的极限变形程度 [12] 外凸缘翻边的变形程度用翻边系数 表示：。