【正文】 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題 目： 摩托車 油箱注油口的沖壓 工藝及模具設(shè)計(jì) 院 （部）： 材料科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè)： 材料成 型 及控制工程 班 級： 成型 062 班 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2021 年 6 月 7 日 II 摘 要 本論文設(shè)計(jì)內(nèi)容是完成摩托車油箱注油口沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)。 首先根據(jù)零件圖紙對零件加工工藝過程進(jìn)行分析，然后根據(jù)工藝過程對毛胚直徑進(jìn)行計(jì)算 及所需設(shè)備進(jìn)行考察，結(jié)合參考資料器中的技術(shù)及設(shè)備進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。 通過對零件圖的尺寸和形狀分析，確定了零件的沖壓工藝：落料、拉深、沖孔復(fù)合，然后翻邊，最后進(jìn)行切邊。設(shè)計(jì)中分析了工件的沖壓工藝性，對毛坯排樣、沖壓力、刃口尺寸等進(jìn)行了計(jì)算，并且對模具相對應(yīng)的凸模和凹模進(jìn)行了強(qiáng)度校核，以及模具總體結(jié)構(gòu)、主要零部件的選擇與設(shè)計(jì)，繪制了落料、拉深、沖孔復(fù)合模和翻邊、切邊的單工序模具裝配圖和模具的主要零件圖 。 關(guān)鍵詞 ： 摩托車油箱注油口；沖壓工藝 ；沖壓模具設(shè)計(jì)；裝配圖 III Press Process And the Design of Motorcycle Tank Pouring Orific ABSTRACT The main program for this design is to finish press process and the design of motorcycle tank pouring orifice. First carries on the analysis according to the ponents blueprint to the ponents processing technological process, then carries on the putation according to the technological process to the wool embryo diameter and needs the equipment to carry on the inspection, the union reference technology and the equipment carries on the mold design. Passing to size and shape of the spare parts diagram analysis, assurance spare parts of blunt press a craft: Falling to anticipate, pulling deep, blunting bore pound, then turning over a side, carrying on slicing a side at the end. The press process of blanking， drawing, perforating, flaring, trimming are adopted. In this paper, the process suitability of part is analysed. The process parameters, such as blank layout and press force are calculated. The general construction of mold and main parts are designed. The pound die of blanking, drawing, perforating and the simple press tool of flaring, trimming and detail drawings of main parts are drawn. Key Words: Motorcycle tank pouring orifice。 Press process。 Press tool design。 assembly diagram 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 1 前 言 課題的 特點(diǎn)及 研究意義 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，沖壓技術(shù)應(yīng)用范圍越來越廣泛，在國民經(jīng)濟(jì)各部門中，幾乎都有沖壓加工生產(chǎn)，它不僅與整個(gè)機(jī)械行業(yè)密切相關(guān)，而且與人們的生活緊密相連。 以沖壓方法為主制造的零件，比較有代表性且與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的有汽車覆蓋件，搪瓷與不銹鋼器皿，各種家用電器的外殼等，不僅如此，沖壓方法也能制造產(chǎn)品內(nèi)部的部件，如鏈輪，輪轂，汽車大梁，支架等。同時(shí)在制件尺寸大小和制件復(fù)雜程度等方面，沖壓方法都有非常大的適應(yīng)范圍。 從模具角度看，模具是現(xiàn)代制造業(yè)中不可或缺的工藝裝備，發(fā)達(dá)國家的模具總產(chǎn)值早已超過了工作機(jī)床的總 產(chǎn)值，沖壓工藝與沖壓設(shè)備正在不斷地發(fā)展，特別是精密沖壓。高速?zèng)_壓、多工位自動(dòng)沖壓以及液壓成形、超塑性沖壓等各種沖壓工藝的迅速發(fā)展，把沖壓的技術(shù)水平提高到了一個(gè)新高度。新型模具材料的采用和鋼結(jié)合金、硬質(zhì)合金模具的推廣，模具各種表面處理技術(shù)的發(fā)展，沖壓設(shè)備和模具結(jié)構(gòu)的改善及精度的提高，顯著地延長了模具的壽命和擴(kuò)大了沖壓加工的工藝范圍。 由于沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、成本低以及可加工復(fù)雜形狀工件等一系列優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械、汽車、輕工、國防、電機(jī)電器、家用電器，以及日常生活用品等行業(yè)應(yīng)用非常廣泛，占有十分重要的地 位。隨著工業(yè)產(chǎn)品的不斷發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高，沖壓模具作為個(gè)部門的重要基礎(chǔ)工藝裝備將起到越來越大的作用。 在摩托車制造業(yè)中，制造保險(xiǎn)杠、儀表板、油箱等的大中型模具中， 2021 年只能滿足規(guī)劃需要量的 50％左右。國內(nèi)摩托車產(chǎn)量 1997 年已超過 1000 萬輛，居世界第一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國摩托車共有 14 種排量 50 多個(gè)車型、 1000 多個(gè)型號(hào)，社會(huì)保有量超過 1000萬輛， 2021 年，我國摩托車生產(chǎn)能力將達(dá)到 2021 萬輛，市場需求約為 1100 萬輛。單輛摩托車約有零件 2021 種，共有 5000 多個(gè)，其中一半以上必須用模具生產(chǎn) 。一個(gè)型號(hào)的摩托車、共需模具近 1000 副，價(jià)值 1000 多萬元，因此，模具總需求量很大。由于所需模具大部分為中、小型模具（沖裁模、塑料模較多），因此，國內(nèi)基本能滿足需求，進(jìn)口比例不大。雖然如此，模具企業(yè)在面向摩托車行業(yè)的模具國產(chǎn)化方面仍有許多工作可做。 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 在摩托車制造業(yè)中，摩托車車身的大部分零件都是通過沖壓完成的，因此，相關(guān)的模具設(shè)計(jì)制造就需要?jiǎng)?chuàng)新改善，以提高生產(chǎn)效益。對于摩托車油箱注油口零件來說，生產(chǎn)批量大，并且零件的精度等級要求較高，對于中小型企業(yè)，還是將其進(jìn)行單工序加工，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，并且工人的 勞動(dòng)安全系數(shù)低，生產(chǎn)成本大，因此對相關(guān)的模具提出更高要求，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中對相關(guān)的模具進(jìn)行了創(chuàng)新改善，以降低生產(chǎn)成本，為企業(yè)帶來更高的生產(chǎn)效益。 模具發(fā)展行業(yè)的研究現(xiàn)狀 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。近 10 年來，中國模具工業(yè)一直以每年 15%左右的增長速度快速發(fā)展。但與發(fā)達(dá)國家相比，中國模具工業(yè)無論在技術(shù)上，還是在管理上，都存 在較大差距。特別在大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具技術(shù)上，差距尤為明顯。中國每年需要大量進(jìn)口此類模具，在模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上，中低檔模具相對過剩，市場競爭加劇價(jià)格偏低，降低了許多模具企業(yè)的效益。而中高檔模具能力不足 ， 模具的開發(fā)能力較弱，技術(shù)人才嚴(yán)重不足，科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)投入少 等一系列問題，嚴(yán)重制約了中國模具行業(yè)的發(fā)展。 由于近年市場需求的強(qiáng)大拉動(dòng)，中國模具工業(yè)高速發(fā)展，市場廣闊，產(chǎn)銷兩旺。2021 年我國模具產(chǎn)值達(dá)到 450 億元人民幣以上，約折合 50 多億美元，按模具總量排名，中國緊隨日本、美國其后 ， 位居世界第三。中國 模具 已 涵蓋了各種用于金屬和非金屬成形的特殊裝備，被分為 10 大類、 46 小類。 1996 年至 2021 年間，中國模具制造業(yè)的產(chǎn)值年平均增長 14%左右， 2021 年增長 25%左右，廣東、江蘇、浙江、山東等模具發(fā)達(dá)地區(qū)的增長在 25%以上。近兩年，我國的模具技術(shù)有了很大的提高，生產(chǎn)的模具有些已接近或達(dá)到國際水平。 2021 年模具出口 億美元，比上年增長在 %，形勢喜人。 總的來看，我國技術(shù)含量低的模具已供過于求，市場利潤空間狹小，而技術(shù)含量較高的中、高檔模具還遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，精密、復(fù)雜的沖壓模具 和塑料模具、轎車覆蓋件模具、電子接插件等電子產(chǎn)品模具等高檔模具仍有很大一部分依靠進(jìn)口。 近五年來，我國平均每年進(jìn)口模具約 億美元， 2021 年就進(jìn)口了近 億美元的模具，這還未包括隨設(shè)備和生產(chǎn)線作為附件帶進(jìn)來的模具。中國現(xiàn)有模具企業(yè)超過 2萬家，從業(yè)人數(shù) 50 多萬人。中國的模具生產(chǎn)目前主要集中在華南和華東，大約占了全山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 國模具制造業(yè)產(chǎn)值和銷售額的三分之二，每年平均增長在 20%左右。 課題設(shè)計(jì)思路及研究內(nèi)容 由制件零件圖可以看出該零件是典型的帶凸緣圓筒型零件，根據(jù)對零件的分析，在沖裁過程中要保證筒 壁與工件底面的垂直度，并且要求零件外緣筒壁有很好的對稱度，通過對零件的結(jié)構(gòu)分析，可采用在拉深工序后先沖預(yù)知孔然后翻邊的沖壓工序則可保證以上要求。 綜合上述分析，可判定該制件可用沖裁、拉深、翻邊加工成型。 通過對摩托車油箱注油口的分析當(dāng)中可以看出 ，它需要經(jīng)過落料，拉深，沖預(yù)制孔，翻邊，修邊等沖壓工序，但它需要幾次拉深，沖預(yù)制孔、翻邊尺寸如何計(jì)算以及相對應(yīng)的模具該怎么樣設(shè)計(jì)等成為本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)的模具精度并不需要很高，達(dá)到 IT11 IT10? 均可滿足要求。 首先我 們需要知道模具在加工中的作用和設(shè)計(jì)的基本要求。模具的作用是將壓力機(jī)的作用力通過模具傳遞給金屬板料，在其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力，使板料毛坯發(fā)生變形，從而獲得滿足一定性能要求的及符合所需尺寸及形狀的制品。在生產(chǎn)實(shí)際中 ,模具的作用在于保證沖件的質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本等。為此除了采用行之有效的工藝手段、進(jìn)行正確的模具設(shè)計(jì)及選擇合理的模具結(jié)構(gòu)之外，還必須滿足以下幾個(gè)要求：①制造精度高 ②操作性能良好 ③使用壽命長 ④制造周期短 ⑤模具成本低。 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 2 工藝 方案的 分析 及制定 引言 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對摩托車油箱 注油口沖壓件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)。該工件是一個(gè)帶凸緣的筒形件，在 53mm? 的內(nèi)孔中用來注油，要求有較高的光潔度和相對的位置精度。除了要保證它的公差外還要保證它的高度及其孔內(nèi)的圓角半徑 R5mm 。零件圖如下所示： 圖 摩托車油箱注油口工件圖 沖壓件工藝分析 件的尺寸 mm76? 和 mm53? 精度較高 ，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，整個(gè)工序采用復(fù)合模很難保證，根據(jù)以往加工經(jīng)驗(yàn)應(yīng)該將翻遍模具和切邊模具獨(dú)立設(shè)計(jì)制造，以保證零件的尺寸精度。圓角 R5mm 在設(shè)計(jì)凸凹模的尺寸計(jì)算中不難保證，但由于要保證制件高度26mm ，在編制加工工藝時(shí)可采用落料、拉深、沖孔、翻遍、切邊工序，這樣零件的尺山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 寸精度在模具設(shè)計(jì)過程中就不難保證。 沖壓件的工藝方案的確定 此件雖然是一般帶凸緣拉深件，但加工底部 mm53? 孔可 以有多種方案： 方案一：拉深后再車去底部 方案二：拉深后再?zèng)_去底部 方案三：拉深后沖預(yù)制孔再翻邊 a 落料、拉深復(fù)合，再?zèng)_孔、翻邊復(fù)合 b 落料、拉深、沖孔復(fù)合，再翻邊 c 落料、拉深、沖孔、翻邊復(fù)合 在上述三種加工方案中，采用第一種方案，工件的加工質(zhì)量較高，但生產(chǎn)率低，而且費(fèi)料。在 工件底部要求不高的情況下，不適宜采用。第二種方案需要增加整形工序，而且質(zhì)量不易保證。采用第三種方案中， a 方案沖孔、翻邊復(fù)合將使翻邊凸模的厚度太薄，加工較麻煩，而且可能造成強(qiáng)度不夠等缺點(diǎn)。 b 可以避免 a 中的缺點(diǎn)且生產(chǎn)率高，而且省料。 c 可以減少零件的加工工序，并且減少成本，但是經(jīng)過對所給零件的尺寸分析，復(fù)合翻 邊時(shí)很難保證零件的厚度，并且可能導(dǎo)致零件拉傷、拉薄，不能保證零件厚度，因此不宜采用。根據(jù)工件使用情況翻邊工序完全可以保證工件技術(shù)要求。所以采用第三種方案中的 b 較合理。 制件結(jié)構(gòu)工藝性分析 由制件零件圖可以看出該零件是典型的帶凸緣圓筒型零件，根據(jù)對零件的分析，在沖裁過程中要保證筒壁與工件底面的垂直度，并且要求零件外緣筒壁有很好的對稱度，通過對零件的結(jié)構(gòu)分析，可采用在拉深工序后先沖預(yù)知孔然后翻邊的沖壓工序則可保證以上要求。 綜合上述分析，可判定該制件 可用沖裁、拉深、翻邊加工成型。 通過對摩托車油箱注油口的形狀分析當(dāng)中不難看出，它需要經(jīng)過落料，拉深，沖預(yù)制孔，翻邊，修邊等沖壓工序，但它需要幾次拉深，沖預(yù)制孔、翻邊尺寸如何計(jì)算以及相對應(yīng)的模具該怎么樣設(shè)計(jì)等成為本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)的模具精度并不需要很高，達(dá)到 IT11 IT10? 均可滿足要求。 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6