数控专业毕业设计说明书湖南-12型手扶拖拉机油箱落料模设计

数控专业毕业设计说明书湖南-12型手扶拖拉机油箱落料模设计内容摘要：

差表 517《冷冲压工艺及模具设计》 盒形件坯料形状和尺寸的初步确定方法与盒形件的 rg /H,B/H 两个 尺寸参数有关，因为这两个参数对圆角部分的材料向直角边转移的时候影响极大。 油箱体属于多次拉伸件，根据油箱零件尺寸，其坯料按照多次拉伸的高矩形件计算。 这种零件可以看成是由宽度 B，长度 LB 的槽型所组成。 坯料的外形由两种：一种是椭圆形的坯料，另一种是长圆形的坯料。 因为长圆形的坯料落料模比椭圆形的坯料落料模容易制造，所 以选用长圆形的坯料尺寸进行计算： LZ =D+(LB) r rrB g ggZ L BLHBBD 2 ))]((2[)2(   R= D 为边长为 B 的高正方形件坯料直径 当 rg =r 时 )()( 2 ggg HrrHBBD  当 rg r 时 ggg rrrrHrHBBD (4)()( 2  16 LBLzBz 油箱零件图可知： r=20, rg =42,H=90mm,L=378mm 当 B=240mm 时得： LZ =528mm BZ =396mm R=198mm 当 B=250mm 时得： LZ = BZ =406mm R=203mm ┇ ┇ ┇ 当 B=250mm 时得： LZ =539mm BZ =513mm R= 由于油箱的是不规则的，按照规则盒形体坯料展开计算公式，并不能计 算出精确的尺寸，只能初步确定。 实际生产加工中需要经过多次试模后才能得出坯料的尺寸并定型。 经过在车间多次试验模具测试，最终定出坯料的基本尺寸为： LZ =550mm BZ =476mm R=238mm 确定排样方案 确定排样，裁板方案 17 用面积的百分比来衡量排样的合理性指标。 同时属于工艺肥料的搭边对冲压工艺也有狠打的作用。 冲裁件在板料或调料上的布置方式，称为冲裁件的排样，简称排样，排 样的目的在于减少材料的消耗，降低零件成本，提高生产率，延长模具寿命。 对冲裁件来说，一般材料占零件总成本 60%以上，可见材料利用率是一个重要的经济指标。 所谓材料利用率是指冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比，是具体衡量排样合理性的指标。 排样时，工件之间以及工件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。 搭边的作用主要是补偿定位误差，保证冲出合格的零件。 搭边还可以保证条料有一定刚度，利于送料。 搭边值需要合理确定。 搭边值过大，则材料利用率降低，增加零件成本，浪费材料。 搭边值过小，在冲裁中会将材料拉断，使零件产生毛刺，严 重时会将拉断的材料挤入凸模与凹模间隙之中，损坏模具刃口。 降低模具寿命。 搭边值的大小与下列因素有关： (1)材料的力学性能 硬材料的搭边值可小一些。 软材料、脆性材料的搭边值要大一些。 (2)零件的形状与尺寸 冲裁件的尺寸大小或有尖凸的复杂形状，搭边值要取大一些。 (3)材料厚度 材料越厚所取的搭边值相应大些 通常，搭边的 作用是为了补送料的定位误差，防止由于条料的宽度误差，送料时的步距误差以及送料歪斜误差等原因而冲出残缺的废品，从而确保冲件的切口表面质量，冲制出合格的工件。 同时，搭边还使条 料保持一定的刚度，保证条料的顺利进行，提高了生产率。 搭边值的大小要合适选取。 根据此零件的尺寸查表 ，《冷冲压模具设计》取 搭边值为 a= 进距方向 a1 = 于是有： 进距 1aBS z  =476+= 条料宽度 aLl z 2 =550+2*= mm 18 板料规格拟用 2800mmΧ 4300mm 热轧钢板（表 ，《冷冲压模具设计》）。 由于毛坯面积和纵裁的领用率相同，送料方便考虑，我们可以采用横裁。 裁板条数 n1 = =5 条余 38mm 每条个数 n2 =（ ） /=9 个余 每版总个数 n=n1 *n2 =5*9=45 材料利用率 采用条料冲裁多个零件的材料利用率，可按下式计算： η —— 材料利用率； F0 —— 单只冲裁件的实际面积， mm2； n—— 该条料上所能冲制出的冲裁 件个数； L—— 条料（带料或板料）的长度 ,mm； B—— 条料（带料或板料）的宽度 ,mm。 η值越大，说明废料越少，材料利用率越高。 依据（ P203，《冷冲压工艺与模具设计实用手则》） η =(π 2R +74BZ )n/2800*4300 η ≈ 79% 其排样如图 所示： 0 0 0100FnLB5504 761.21 .0排样图 19 落料过程 （ 1） 落料力 平刃凸模落料里的计算公式： P=kLtσ b 依据（ P175, 《冷冲压工艺与模具设计实用手则》） 式中 P 冲裁 力（ N） L 冲件的周边长度（ mm） t 板料厚度（ mm） σ b – 材料的抗拉强度 （ MPa） k – 修正系数。 它与冲裁间隙，冲件形状，冲裁速度，板料厚度，润滑情况等多种因数有关。 其影响范围的最小值和最大值在（ ~） P 的范围内，一般 K 取为 或 . 在实际应用中，抗冲剪强度 τ 的值一般取材料抗拉强度 σ b 的 ～。 为便于估算，通常取抗冲剪强度等于该材料的抗拉强度 σ b的 80%。 即 τ = b 因此，该冲裁件的落料力的计算公式为 LF =**(2π R+74*2)t*σ b = (2χ 238+148)χ 324 ≈ 830256N (2)卸料力 冲裁结束后，由于材料的弹性变形及摩擦的存在，将使带孔部分的板料紧箍在凸模上，而冲落部分的材料紧卡在凹模里。 为了继续下一步的冲裁工作，必须将箍在凸模上的板料卸下，将卡在凹模里的材 料推出， 所以，从凸模上卸下紧箍着的板料这个过程叫卸料，所需的力叫卸料力 FX FX =K1 *F 式中 F冲裁力（ N） K1 卸料力系数，查表 FX =33210N 20 （ 3） 顶件力 将卡在凹模中的板料逆着冲裁方向顶出时叫顶件，所需力叫顶件力。 顶件力用 FD 表示 FD =K3 *F 式中 K3 顶件力系数，查表 FD =49815N 推件力、顶件力、卸料力系数表 冲压设备的选择 为了安全起见，防止设备的超载，对于冲裁工序，压力机的公称压力P 应大于或等于冲裁是的总压力的 ～ 倍。 即： P≥ (～ )Fmax Fmax = LF +FX +FD 取 P= P= 913281=1187KN 所以选用 吨位 1600KN 以上的压力机，考虑拉伸行程的比较打，选定压力机还应参考压力机说明书所给出的许可工作负荷曲线。 参照书《冷冲压模具设计与制造技术》表 25 可选取公称压力 1600KN 的开式压力机，该压力机与模具设计的有关参数为下表： 21 名称 量值 公称压力（ 10KN） 160 发生公称压力时滑块离下极点距离 /mm 12 固定行程 /mm 160 滑块行程 调节行程 /mm 20 标准行程 次数（不小于） /(次 /min) 40 固定台和可倾 /mm 450 最大闭合高度 活动台位置 最低 /mm 最高 /mm 闭合高度调节量 /mm 130 滑块中心到机身的距离 /mm 480 工作台尺寸 左右 /mm 1400 前后 /mm 900 工作台孔尺寸 左右 /mm 700 前后 /mm 400 直径 /mm 530 立柱间距离 (不小于 )/mm 700 模柄孔尺寸 Ф 70Ⅹ 80 工作台板厚 /mm 130 确定压力中心 模具 的 压力中心，就是冲裁合力的作用点。 确定冲模压力中心的目的，在于确定模柄的位置。 压力机中心必须与模柄轴线重合，否则冲才是会产生偏心冲击，形成偏心载荷，使冲裁间隙产生波动，冲模刃口磨损不均，影响冲裁质量和冲模寿命，还会使冲模和设备的导向部分造成不均匀的磨损。 本次落料毛坯为中心对称的图形，所以其几何中心就是其压力中心。 4 模具整体设计 模具结构的设计 如前所述，模具设计包括模具结构形式的选择和设计，模具结构参数计算，模具图的绘制等内容。 现在对落料模设计步骤如下： 22 模具结构如 下图 所示 319? 65H7h6? 60H6h7 图 落料模 1— 卸料板， 2— 卸料橡皮， 3— 卸料螺钉， 4— 凸模 (1),5,6— 螺钉， 7— 模柄， 8—圆柱销， 9— 凸模 (2)， 10— 凸模安装板， 11， 12— 圆柱销， 13— 导柱， 14— 导套，15— 上模座， 16— 螺钉， 17— 凹模， 18— 螺钉， 19— 下模座， 20— 限位螺钉， 21—顶件板， 22— 顶件橡皮 ， 27— 凹模安装板， 26， 28— 圆柱销 当压力机的闭合高度不够时，对模具可做如下改动：将模柄 11 换成凸缘式模柄。 如果闭合高度任然不够， 可去掉固定板，将凸模直接嵌入下模座上。 该模具采用了中间导柱模架进行导向，这是为了保证均匀的冲裁间隙，提高模具 的刃口寿命，并使模具的调试简单化。 因此兼有冲裁加工的拉伸模都采用模架进行导向。 落料，拉伸成型复合模比单工序模可以提高生产效率，但模具复杂，装配难度也较大。 由于计算拉伸件的尺寸不一定准确，常需要经过调试模具修正。 因此应在拉伸件毛坯在单工序模具生产验证过后，为提高生产效率，才设计落料，拉伸成型复合模。 对于较小的拉伸件，从安全考虑，新设计拉伸模也可以取落料，拉伸，成型复合模的方案。 在变形程度许可的条件 下，可适当加大毛坯的尺寸，以提高模具的可靠性。 对于非圆形的拉伸件，新设计的模具不宜采用落料，拉伸成型复合模的方案，因为其毛坯计算的可靠性更差。 除非工件的变形程度较小，允许将毛坯的尺 23 寸加大，才能考虑设计落料，拉伸成型复合模。 模具的闭合高度 根据以上模具的结构图可知，模具的闭合高度 Hm 为： Hm =下模座厚度 +上模座厚度 +凸凹模高度 +凸凹模安装板高度 — 凸模嵌入凹模的深度 Hm =80+70+49+55+30+361=319mm 查所选设备的参数；由于本次设计的模具形状很大，压力机的最大闭合高度和最小闭合高度可以自由选择，一般模具的装模高度应满足下式要求： Hmax 5Hm ≥ Hmin +10 模具工作部分尺寸及公差的计算 有模具结构图便知，该模具工作部分尺寸及其公差计算，主要包括凸凹模刃口尺寸及公差计算。 落料凸凹模的刃口及其公差的计算： 冲裁模具刃口是尖锐锋利的，多为直 角，故冲裁模具刃口尺寸是指冲头与凹模的直径尺寸。 由于剪切面是工具的侧面与材料结束并挤光而得到的平滑面，所以裸聊间的外直径尺寸应等于凹模的内径尺寸。 模具量刃口尺寸中总有一个基准尺寸，设计和制造模具时，可分别根据工件的精度要求，决定第一件为基准件，把间隙取在另一件上。 故落料件以凹模为基准。 模具 工作部分加工时要注意经济上的合理性，精度高则制造困难，成本高。 太低则可能生产出不合格的产品。 因此，模具的精度应随工件的精度而定。 这样才会经济性好。 一般模具的精度要比工件的精度高两个等级。 对于圆形件或简单形状的冲裁件，其 凸凹模刃口的计算如下： ()ddDD     m in m。