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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中期進(jìn)展情況檢查表
學(xué)生姓名
雷呈瑜
班級(jí)
機(jī)制032
指導(dǎo)教師
李保國(guó) 王保國(guó)
論文（設(shè)計(jì)）題目
汽車轉(zhuǎn)向液壓油箱模具設(shè)計(jì)
目前已完成任務(wù)
1. 制定畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)劃。
2. 查找相關(guān)文獻(xiàn)。
3. 完成畢業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告。
4. 完成油箱下殼拉深模具設(shè)計(jì)。
5. 完成油箱下殼沖孔模具設(shè)計(jì)。
是否符合任務(wù)書(shū)要求進(jìn)度：符合
尚需完成的任務(wù)
1. 繼續(xù)對(duì)論文材料進(jìn)行組織和整理。
2. 按照論文提綱，有步驟有計(jì)劃的開(kāi)展論文工作，存在問(wèn)題要及時(shí)與老師及工程師溝通。
3. 對(duì)已完成的論文內(nèi)容進(jìn)行檢查審核，力求把問(wèn)題降到最少。
4. 到規(guī)定的時(shí)間完成論文初稿。
5. 根據(jù)指導(dǎo)老師的指導(dǎo)意見(jiàn)和全部材料完成論文。
能否按期完成論文（設(shè)計(jì)）：能
存在問(wèn)題和解決辦法
存
在
問(wèn)
題
由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及生產(chǎn)設(shè)備條件的限制，設(shè)計(jì)出來(lái)的模具無(wú)法加工出來(lái)。無(wú)法確定模具的耐磨情況。
擬
采
取
的
辦
法
根據(jù)存在的問(wèn)題，前往工廠現(xiàn)場(chǎng)考察學(xué)習(xí)；向工廠內(nèi)的工程師請(qǐng)教解決的方法。
指導(dǎo)教師簽 字
日期
年 月 日
教學(xué)院長(zhǎng)（主任）意 見(jiàn)
負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日
河南科技學(xué)院
2007屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)
論文題目：汽車轉(zhuǎn)向液壓油箱模具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名： 雷呈瑜
所在院系： 機(jī)電學(xué)院
所學(xué)專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
導(dǎo)師姓名： 李保國(guó) 王保國(guó)
完成時(shí)間：2007年 6月 1 5 日
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告
題目名稱 汽車轉(zhuǎn)向液壓油箱模具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
雷呈瑜
專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班級(jí)
032
一、 選題的目的意義
模具是生產(chǎn)應(yīng)用中極為廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備。利用模具進(jìn)行生產(chǎn)的產(chǎn)品所表現(xiàn)出來(lái)精度高、一致性好、效率高、消耗低等一系列優(yōu)點(diǎn)，是其他加工方法不能比的。模具生產(chǎn)技術(shù)的高低，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志。
現(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)、資金密集型的行業(yè)?，F(xiàn)代模具是高技術(shù)背景下的工藝密集型工業(yè),?是高技術(shù)人才密集型行業(yè)。它作為重要的生產(chǎn)裝備行業(yè)在為各行各業(yè)服務(wù)的同時(shí)，也直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)服務(wù)。由于模具生產(chǎn)要采用一系列高新技術(shù)，如CAD/CAE/CAM/CAPP等技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、激光技術(shù)、逆向工程和并行工程、快速成形技術(shù)及敏捷制造技術(shù)、高速加工及超精加工、微細(xì)加工、復(fù)合加工、表面處理技術(shù)等等，因此，模具工業(yè)已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要組成部分。?
二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
（一）國(guó)內(nèi)模具發(fā)展現(xiàn)狀
模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，在我國(guó)，模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。中國(guó)雖然很早就開(kāi)始制造模具和使用模具，但長(zhǎng)期未形成產(chǎn)業(yè)。直到20世紀(jì)80年代后期，中國(guó)模具工業(yè)才駛?cè)氚l(fā)展的快車道。近年，不僅國(guó)有模具企業(yè)有了很大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（個(gè)體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當(dāng)迅速。
雖然中國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，但與需求相比，顯然供不應(yīng)求，其主要缺口集中于精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具領(lǐng)域。由于在模具精度、壽命、制造周期及生產(chǎn)能力等方面，中國(guó)與國(guó)際平均水平和發(fā)達(dá)國(guó)家仍有較大差距，因此，每年需要大量進(jìn)口模具。
近年，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加大，主要表現(xiàn)在，大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命、中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加；“三資”及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來(lái)看，以珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海。
（二）國(guó)外模具發(fā)展現(xiàn)狀
??國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的模具廠大體分為獨(dú)立的模具廠和隸屬于一些大的集團(tuán)公司的模具廠，一般規(guī)模都不大，但專業(yè)化程度高，技術(shù)水平高，生產(chǎn)效率極高。
國(guó)外模具企業(yè)對(duì)人員素質(zhì)要求較高，技術(shù)人員一專多能，一般能獨(dú)立完成從工藝到工裝的設(shè)計(jì)；操作人員具備多種操作技能；營(yíng)銷人員對(duì)模具的了解和掌握很深。國(guó)內(nèi)模具企業(yè)分工較細(xì)，缺乏綜合素質(zhì)較高的人員。??
國(guó)外模具企業(yè)CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，逆向工程、快速原型制造鑄造模具使用也比較多。國(guó)內(nèi)模具企業(yè)中一些骨干廠家在這方面和國(guó)外差距已經(jīng)不大，有些已經(jīng)達(dá)到國(guó)外水平，但一些中小型模具企業(yè)與國(guó)外的差距還是很大。不過(guò)在模具材料方面，隨著國(guó)外技術(shù)的引進(jìn)和中國(guó)自身研發(fā)能力的提高，差距在逐漸縮小。??
三、主要研究?jī)?nèi)容
我所研究的內(nèi)容是設(shè)計(jì)一套或幾套模具，通過(guò)沖壓、拉伸、剪切以及翻邊等，加工出油箱的上殼和下殼。
四、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的研究方法或技術(shù)路線
（1）在工廠實(shí)地考察研究；
（2）確定零件的加工工藝路線；
（3）根據(jù)零件的加工路線設(shè)計(jì)模具；
（4）借鑒國(guó)內(nèi)外學(xué)者的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)；
（5）設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)；
（6）討論研究，確定方案；
（7）具體操作。
五、主要參考文獻(xiàn)與資料
[1]劉潔. 現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005
[2]鄧明. 實(shí)用模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006
[3]趙昌盛. 實(shí)用模具材料應(yīng)用手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005
[4]許發(fā)樾. 實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)（第二版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005
[5]郝濱海. 沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004
[6]張玉庭. 熱處理技師手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005
[7]趙震，彭穎虹. KBE在沖壓工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].模具技術(shù)，2001（4）
[8]劉靖巖. 冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2006
[9]羅曉嘩，趙從容.模具的液壓成行工藝[J].液體傳動(dòng)與控制，2004（3）
[10]薛啟翔. 沖壓模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006
[11]歐陽(yáng)波儀. 現(xiàn)代冷沖模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006
[12]李德群.金屬成型工藝和設(shè)備研究的新成果[J].中國(guó)機(jī)械工程，2002（6）
[13]李建軍. 模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及模具CAD[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005
[14]王洪俊，范海雁. 汽車沖壓件成行新工藝[J].汽車工藝與材料，2005（8）
[15]韋龍. 大型精密冷沖模具的設(shè)計(jì)與制造[J].汽車工藝與材料，2005（2）
五、 指導(dǎo)教師審批意見(jiàn)
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
題目名稱 汽車轉(zhuǎn)向液壓油箱模具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
雷呈瑜
所學(xué)專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班級(jí)
032班
指導(dǎo)教師
李保國(guó)
王保國(guó)
所學(xué)專業(yè)
機(jī)電一體化
機(jī)械設(shè)計(jì)制造
職稱
教 授
工程師
完成期限
2007年1月20日 至 2007年6月15日
一、論文（設(shè)計(jì)）主要內(nèi)容及主要技術(shù)指標(biāo)
1.主要內(nèi)容
要求設(shè)計(jì)出能生產(chǎn)汽車轉(zhuǎn)向液壓油箱的模具。
2.技術(shù)指標(biāo)
（1）能夠拉深成型油箱上下殼。
（2）能夠完成油箱下殼沖孔。
（3）能夠完成油箱上殼沖孔翻邊。
（4）能夠完成修邊切邊。
（5）成型過(guò)程中保證精度要求。
二、 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要求
1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）一份：有400字左右的中英文摘要，正文后有15篇左右的參考文獻(xiàn)，正文中要引用5篇以上文獻(xiàn)，并注明文獻(xiàn)出處。論文字?jǐn)?shù)在6000字以上。
2.有不少于2000漢字的與本課題有關(guān)的外文翻譯資料。
3.畢業(yè)設(shè)計(jì)總字?jǐn)?shù)在10000字以上。
4.模具裝配圖一套（要求：有CAD圖或手繪圖）。
三、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度安排
1. 2007年1月8日-1月20日，下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)；寒假期間完成外文資料翻譯和開(kāi)題報(bào)告。
2. 2007年3月5-3月11日（第1周），指導(dǎo)教師審核開(kāi)題報(bào)告和設(shè)計(jì)方案。
3. 2007年4月2日-5月6日（第5-9周），模具設(shè)計(jì)及CAD制圖。
4. 2007年5月8-13日（第10周），畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查。
5. 2007年5月14-6月3日（第11-13周），整理、撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。
6. 2007年6月4-11日（第14周）上交畢業(yè)論文，指導(dǎo)、評(píng)閱教師審查評(píng)閱論文，畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯資格審查，學(xué)生修改整理論文。
7. 2007年6月11-17日（第15周），畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯。
Sheet and Plate Bending
Bending is a method of producing shapes by stressing metal beyond its yield strength, but not past its ultimate tensile strength. The forces applied during bending are in opposite directions, just as in the cutting of sheet metal. Bending forces , however, are spread farther apart, resulting in plastic distortion of metal without failure.
The bending process appears to be simple; yet, in reality, it is a rather complex process involving a number of technical factor. Included are characteristics of the work piece material flow and required to from the bend, and the type if equipment used.
In the large, varied field of sheet metal and plate fabricating, several types of bending machines are used. Press brakes predominate in shops that process heavy-gage materials, because they are well suited to such applications and also because they are adaptable to other metalworking operations, such as punching, piercing, blanking, notching, perforating, embossing, shearing, and drawing.
Light-gage metal typically is formed with specialized bending machines, which are also described as leaf, pan, or box brakes; as wing folders; and as swivel bender. Equipment of this type is often manually operated.
The principal kinds of equipment used to bend sheet metal and plate can be grouped into the following categories:
1. Mechanical press brakes-elongated presses with numerous tooling options. Work is performed by means of energy released from a motor-driven flywheel. These machines normally have a 3” or 4” stroke length.
2. Hydraulic press brakes—stretched C-frame presses that are likewise compatible with a wide range and diversity of tooling. High-pressure oil in hydraulic cylinders supplies the force, which is directed downward in most models. The stroking length usually exceeds 6”.
3. Hydraulic-mechanical press brakes—presses with drives that combine hydraulic and mechanical principles. In operation, oil forces a piston to move arms that push the ram toward the bed.
4. Pneumatic press brakes—low—tonnage bending machines that are available with suitable tooling options.
5. Bending brakes—powered or manual brakes commonly used for bending ligh-gage sheet metal.
6. Special equipment—custom-built bender and panel formers designed for spwcific firming applications.
Bend allowance
Bend allowance is the dimensional amount added to a part through elongation during the bending process. It is used as a key factor in determining the initial blank size.
The length of the neutral axis or bend allowance is the length of the blank. Since the length of the neutral axis depends upon its position within the bend area, and this position is dictated by the material type and thickness and the radius and degree of bend, it is impossible to use one formula for all conditions. However, for simplicity, a reasonable approximation with sufficient accuracy for practical usage when air bending is given by the following equation:
or
where:
L=bend allowance (arc length of the neutral axis) in. or mm
A=bend angle, deg
R=inside radius of part, in. or mm
t=metal thichness, in. or mm
k=constant, neutral-axis location
Theoretically, the neutral axis follows a parabolic arc in the bend region; therefore, the k factor is an average value that is sufficiently accurate for practical applications. A value of 0.5 for k places the neutral axis exactly in the center of the metal. This figure is often used for some thicknesses. One manufacturer specifies k according to sheet thichness and inside radius of the bend; when R is less than 2t, k=0.33; when R is 2t or more, k=0.50.
Types of bending
The basic types of bending applicable to sheet metal forming are straight bending, flange bending and contour bending.
Straight bending During the forming of a straight bend the inner grains are compressed and the outer grains are elongated in the bend zone. Tensile strain builds up in the outer grains and increases with the decreasing bend radius. Therefore, the minimum bend radius is an important quantity in straight bending since it determines the limit of bending beyond which splitting occurs.
Flange Bending Flange bend forming consists of forming shrink and stretch flange as illustrated. This type of bending is normally produced on a hydrostatic or rubber-par press at room temperature for materials such as aluminum and light-gage steel.
Parts requiring very little handwork are produced if the flange height and free-form-radius requirements are not severe. However, forming metals with low modulus of elasticity to yield strength ratios, such as magnesium and titanium, may result in undesirable buckling and springback. Also, splitting may result during stretch-flange forming as a function of material elongation. Elevated temperatures utilized during the bending operation enhance part formability and definition by increasing the material ductility and lowering the yield strength, providing less spring back and buckling.
Contour Bending Single-contour bending is performed on a three-roll bender or by using special feeding devices with a conventional press brake. Higher production rates are attained using a three-roll bending machine. Contour radii are generally quite large; forming limits are not a factor. However, springback is a factor because of the residual-stress buildup in the part; therefore, overforming is necessary to produce a part within tolerance.
Stretch Bending Stretch bending is probably the most sophisticated bending method and requires expensive tooling and machines. Furthermore, stretch bending requires lengths of material beyond the desired shape to permit gripping and pulling. The material is stretched longitudinally, past its elastic limit by pulling both ends and then wrapping around the bending form. This method is used primarily for bending irregular shapes; it is generally not used for high production.
From Modern Manufacturing Process by D. L. Goetsch
薄板與板材的彎曲
彎曲是一種通過(guò)給金屬施加超出其屈服強(qiáng)度但不超過(guò)其極限抗拉強(qiáng)度的壓力來(lái)引起變形的方法。在彎曲過(guò)程中施加的力與金屬薄板的切割一樣，方向相反。但是，彎曲方向遠(yuǎn)處展開(kāi)，引起在謹(jǐn)慎古的塑性扭曲而不會(huì)破壞。
彎曲過(guò)程似乎簡(jiǎn)單，但事實(shí)上，它是一種包含很多技術(shù)因素的相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程。包含的因素有工件材料的特性、各變形階段材料的流動(dòng)和反應(yīng)、工具設(shè)計(jì)對(duì)于成形彎曲所需要力的影響以及使用設(shè)備的類型。
金屬薄板與板材的加工領(lǐng)域范圍大、變化大，使用了幾類彎板機(jī)。壓彎?rùn)C(jī)在加工大厚度板材的車間占優(yōu)勢(shì)，不僅因?yàn)樗鼈兒瓦m合這樣用，還業(yè)務(wù)它們適合于其他金屬加工工序，如沖孔、落料、開(kāi)缺口、穿孔、壓花、剪邊和拉延。
小厚度板材典型的成型方式是事業(yè)專用彎板機(jī)，也被稱為薄板機(jī)、盤子或盒子壓彎?rùn)C(jī)；稱為彎邊機(jī)以及轉(zhuǎn)盤彎折機(jī)。這種類型的設(shè)備常常由手工操作。
用于薄板與板材彎曲的機(jī)器主要類型可分為以下幾類：
1. 機(jī)械壓彎?rùn)C(jī)——能選擇多種工藝裝置的延長(zhǎng)了的壓力機(jī)。由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的飛輪釋放的能量來(lái)作功。這些機(jī)器通常具有3＂至4＂的行程長(zhǎng)度。
2. 液壓式壓彎?rùn)C(jī)——拉伸的C形架彎折機(jī)，也可兼容廣泛的、多樣的工藝裝置。液壓油缸里的高壓油提供力，在大多數(shù)模型中力是向下的。行程長(zhǎng)度通常超過(guò)6＂。
3. 液壓-機(jī)械式彎板機(jī)——將液壓與機(jī)械原理字和起來(lái)驅(qū)動(dòng)的壓力機(jī)。運(yùn)行時(shí)，油液迫使活塞移動(dòng)工作臂。工作臂推動(dòng)推桿移向床身。
4. 氣動(dòng)壓彎?rùn)C(jī)——小噸位的彎板機(jī)，有適合的工藝裝置選項(xiàng)。
5. 壓彎?rùn)C(jī)——?jiǎng)恿蛉肆簭潤(rùn)C(jī)，通常用于彎曲小厚度金屬薄板。
6. 專用設(shè)備——定制的折彎?rùn)C(jī)以及為特殊成型用所設(shè)計(jì)的面板成形機(jī)。
彎曲公差
彎曲公差是在彎曲過(guò)程中通過(guò)延長(zhǎng)使部件尺寸增加的量。在確定毛坯的初始尺寸時(shí)，它被作為一個(gè)關(guān)鍵因素。
中心軸的長(zhǎng)度或者彎曲公差的長(zhǎng)度即為毛坯的長(zhǎng)度。既然中心軸的長(zhǎng)度取決于其所在彎曲區(qū)域內(nèi)的位置，這一位置由材料的類型和厚度以及彎曲的半徑和程度來(lái)確定，就不可能把一個(gè)公式用于所有情況。但是，為了簡(jiǎn)化，在氣動(dòng)彎曲時(shí)實(shí)際使用的具有足夠精度的合理近似值由下面的方程給出：
L=A/3602π（R+kt）
或
L=0.017453A（R+kt）
其中：
L=彎曲公差（中性軸的弧長(zhǎng)）英寸或毫米
A=彎曲角，度數(shù)
R=部件內(nèi)徑，英寸或毫米
t=金屬厚度，英寸或毫米
k=常數(shù)，中心軸位置
理論上講，中心軸在彎曲區(qū)呈拋物線狀的弧形；因此，k因子是對(duì)于實(shí)際應(yīng)用來(lái)講足夠精確的一個(gè)平均值。K值為0.5時(shí)，中性軸精確地位于金屬的中心。該數(shù)常用于一定厚度的金屬。一個(gè)制造廠按照薄板的厚度和彎曲內(nèi)徑來(lái)規(guī)定k值；當(dāng)R小于2t時(shí)，k=0.33；當(dāng)R等于或大于2t時(shí)，k=0.50。
彎曲的類型
使用于金屬薄板成形的基本的彎曲類型有直線彎曲、凸緣彎曲和成形彎曲。
直線彎曲 在直線彎曲件的成形過(guò)程中，在彎曲區(qū)的內(nèi)側(cè)晶粒受到壓縮而外側(cè)晶粒受到拉伸。拉伸應(yīng)變?cè)谕鈧?cè)經(jīng)理產(chǎn)生并隨彎曲半徑的減小而增大。因此，最小彎曲半徑是直線彎曲中很重要的量，因?yàn)樗_定了彎曲極限，超過(guò)就會(huì)發(fā)生撕裂。
凸緣彎曲 凸緣彎曲成形由收縮凸緣成形和拉伸凸緣成形組成。這種類型的彎曲通常在室溫下在液壓或膠墊壓力機(jī)上加工，如鋁和小厚度鋼等材料。
如果凸緣的高度和自由成形半徑要求不高，用它來(lái)制造部件需要很少的手工工作。但是，對(duì)于具有較低彈性模量去強(qiáng)度比的成形金屬，如鎂和鈦，可能產(chǎn)生不良的翹曲和回彈。而且，由于材料的延長(zhǎng)作用，在拉身凸緣成形過(guò)程中可能引起撕裂。在彎曲工序中，利用提高溫度，通過(guò)增加材料的延展性及降低屈服強(qiáng)度來(lái)增強(qiáng)部件的可成形性和邊界成形，減少回彈和翹。
成形彎曲 單向成形彎曲是在一個(gè)三錕式壓力機(jī)或使用專用進(jìn)給設(shè)備與傳統(tǒng)的壓彎?rùn)C(jī)。使用三錕式壓力機(jī)可獲得較高的生產(chǎn)效率。彎曲半徑一般較大；成形限制不是一個(gè)要素。然而，回彈是一個(gè)要素，因?yàn)樵诓考?nèi)積聚了殘余應(yīng)力；因此，有必要過(guò)量成形以制造一個(gè)在公差反內(nèi)的部件。
拉伸彎曲 拉伸彎曲可能是最復(fù)雜的彎曲方法，而且需要最昂貴的工藝裝置和機(jī)器。而且，拉社彎曲需要材料的長(zhǎng)度超過(guò)所許形狀，好用來(lái)夾緊和拉拽。通過(guò)拉兩端以及纏繞彎曲成形模，材料被縱向拉伸超過(guò)其彈性極限。這種方法主要用于不規(guī)則形狀的彎曲；一般不用于大量生產(chǎn)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
題目名稱 汽車轉(zhuǎn)向液壓油箱模具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
雷呈瑜
所學(xué)專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班級(jí)
032班
指導(dǎo)教師
李保國(guó)
王保國(guó)
所學(xué)專業(yè)
機(jī)電一體化
機(jī)械設(shè)計(jì)制造
職稱
教 授
工程師
完成期限
2007年1月20日 至 2007年6月15日
一、論文（設(shè)計(jì)）主要內(nèi)容及主要技術(shù)指標(biāo)
1.主要內(nèi)容
要求設(shè)計(jì)出能生產(chǎn)出汽車轉(zhuǎn)向液壓油箱的模具。
2.技術(shù)指標(biāo)
（1）能夠拉深成型油箱上下殼。
（2）能夠完成油箱下殼沖孔。
（3）能夠完成油箱上殼沖孔翻邊。
（4）能夠完成修邊切邊。
（5）成型過(guò)程中保證精度要求。
二、 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要求
1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）一份：有400字左右的中英文摘要，正文后有15篇左右的參考文獻(xiàn)，正文中要引用5篇以上文獻(xiàn)，并注明文獻(xiàn)出處。論文字?jǐn)?shù)在6000字以上。
2.有不少于2000漢字的與本課題有關(guān)的外文翻譯資料。
3.畢業(yè)設(shè)計(jì)總字?jǐn)?shù)在10000字以上。
4.模具裝配圖一套（要求：有CAD圖或手繪圖）。
三、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度安排
1. 2007年1月8日-1月20日，下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)；寒假期間完成外文資料翻譯和開(kāi)題報(bào)告。
2. 2007年3月5-3月11日（第1周），指導(dǎo)教師審核開(kāi)題報(bào)告和設(shè)計(jì)方案。
3. 2007年4月2日-5月6日（第5-9周），模具設(shè)計(jì)及CAD制圖。
4. 2007年5月8-13日（第10周），畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查。
5. 2007年5月14-6月3日（第11-13周），整理、撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。
6. 2007年6月4-11日（第14周）上交畢業(yè)論文，指導(dǎo)、評(píng)閱教師審查評(píng)閱論文，畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯資格審查，學(xué)生修改整理論文。
7. 2007年6月11-17日（第15周），畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯。
河南科技學(xué)院
2007屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)
論文題目：汽車轉(zhuǎn)向液壓油箱模具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名： 雷呈瑜
所在院系： 機(jī)電學(xué)院
所學(xué)專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
導(dǎo)師姓名： 劉法治 史光星
完成時(shí)間：2007年 6月 1 5 日
摘 要
模具是生產(chǎn)應(yīng)用中極為廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備。利用模具進(jìn)行生產(chǎn)所表現(xiàn)出來(lái)的產(chǎn)品精度高、一致性好、效率高、消耗低等一系列優(yōu)點(diǎn)，是其他加工方法不能比的。模具生產(chǎn)技術(shù)的高低，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志。本文為汽車轉(zhuǎn)向液壓油箱模具設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括油箱下殼拉深模具設(shè)計(jì)、下殼沖孔模具設(shè)計(jì)、上殼拉深成形模具設(shè)計(jì)、上殼沖孔翻邊模具設(shè)計(jì)及切邊修整模具設(shè)計(jì)，共計(jì)5套模具，其中切邊修整模具為上下殼共用的一組模具。
關(guān)鍵詞： 模具，拉深，沖孔，翻邊
Mold Design of Automobile Hydraulic Fluid Tank
Abstract
Mold is the based process equipment which widely used in the production. Compared the advantages of mold such as high precision, consistency, high efficiency, low cost are incomparable with other processing method. As a country, the level of the mold manufacturing technique is the sign of the manufacturing technique of the country. This design is Automobile Hydraulic Fluid Tank Mold Design, it including five parts, the under-part of the gasoline tank deep drawing mold, the under-part of the gasoline tank punching mold, the top gasoline tank drawing mold, the top gasoline tank extruding tool and the restricting dies. The restricting dies are in common for the two parts of the gasoline tank.
Keywords：Mold, Drawing, Punching, Flanging
目錄
1 緒論 1
2 設(shè)計(jì)要求及模具材料選擇 1
3 油箱下殼拉深模具設(shè)計(jì) 2
3.1 拉深工藝方案的確定 2
3.2 毛坯尺寸的計(jì)算 2
3.2.1 拉深方法的確定 2
3.2.2 確定修邊余量 2
3.2.3 計(jì)算毛坯直徑 2
3.2.4 確定拉深系數(shù)及拉深次數(shù) 3
3.3 計(jì)算各部分工藝力 3
3.3.1 拉深力的計(jì)算 3
3.3.2 壓邊力的計(jì)算 3
3.3.3 壓力機(jī)的公稱壓力的計(jì)算 4
3.4 凸凹模主要工作部分尺寸的計(jì)算 4
3.4.1 凸凹模的間隙 4
3.4.2 拉深模具的圓角半徑 4
3.4.3 凸凹模的尺寸及公差 4
3.4.4 凸模通氣孔直徑的確定 5
3.5 模具結(jié)構(gòu)及主要零部件設(shè)計(jì) 5
3.5.1 壓邊圈設(shè)計(jì) 5
3.5.2 彈簧的選擇 6
3.5.3 定位板設(shè)計(jì) 6
3.5.4 模架的選用 6
3.6 沖壓設(shè)備的選擇 7
3.7 模具結(jié)構(gòu)圖 7
4 油箱下殼沖孔模具設(shè)計(jì) 8
4.1 沖壓力的計(jì)算及沖壓設(shè)備的選用 8
4.1.1 沖裁力的計(jì)算 8
4.1.2 推件力的計(jì)算 8
4.1.3 卸料力的計(jì)算 9
4.1.4 沖壓設(shè)備的選用 9
4.2 確定模具的壓力中心 9
4.3 計(jì)算凸凹模刃口尺寸 9
4.4 模具總裝置及主要零部件設(shè)計(jì) 10
4.4.1 卸料橡膠的設(shè)計(jì) 10
4.4.2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10
4.5 沖壓模具結(jié)構(gòu)圖 11
5 切邊與修整模具設(shè)計(jì) 12
5.1 切邊力與整形力的計(jì)算及沖壓設(shè)備的選用 12
5.1.1 切邊力的計(jì)算 12
5.1.2 整形力的計(jì)算 12
5.1.3 卸料力的計(jì)算 12
5.1.4 沖壓設(shè)備的選用 12
5.2 計(jì)算凸凹模工作部分尺寸 12
5.3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13
5.4 整形切邊模具結(jié)構(gòu)圖 14
6 上殼拉深模具設(shè)計(jì) 15
6.1 毛坯尺寸計(jì)算 15
6.1.1 毛坯直徑計(jì)算 15
6.1.2 確定修邊余量 15
6.1.3 確定拉深次數(shù) 15
6.2 各部分工藝力的計(jì)算及設(shè)備的選用 15
6.2.1 拉深力的計(jì)算 15
6.2.2 壓邊力的計(jì)算 15
6.2.3 設(shè)備的選用 16
6.3 主要工作部分尺寸計(jì)算 16
6.4 模具結(jié)構(gòu)及主要零部件設(shè)計(jì) 17
7上殼翻邊成形模具設(shè)計(jì) 19
7.1 各部分工藝力的計(jì)算及設(shè)備的選用 19
7.1.1 翻邊力的計(jì)算 19
7.1.2 切邊力的計(jì)算 19
7.1.3 卸料力的計(jì)算 19
7.1.4 設(shè)備的選用 19
7.2 主要工作部分尺寸計(jì)算 19
7.2.1 壓力中心的確定 19
7.2.2 沖孔翻邊模尺寸計(jì)算 19
7.3 模具結(jié)構(gòu)及主要零部件設(shè)計(jì) 20
8 結(jié)束語(yǔ) 21
謝詞 21
參考文獻(xiàn) 22
附錄1 工件上殼 23
附錄2 工件下殼 24
1 緒論
人類在勞動(dòng)中學(xué)會(huì)了制造工具和使用工具，人們正是利用工具創(chuàng)造了巨大的精神文明和物質(zhì)財(cái)富，生產(chǎn)工具的發(fā)展和不斷改進(jìn)代表著人類社會(huì)的進(jìn)步，而模具是人類社會(huì)發(fā)展到一定程度所產(chǎn)生的一種先進(jìn)的生產(chǎn)工具，人們用它制造了成千上萬(wàn)種生活用品和生產(chǎn)用品。在近代工業(yè)中模具工業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。國(guó)民經(jīng)濟(jì)中一些重大的工業(yè)部門，如機(jī)械、電子、冶金、交通、建筑、輕工、食品等行業(yè)都大量地使用著各種各樣的模具。
用模具成型制品與采用機(jī)床分步加工成制品的方法相比具有以下優(yōu)點(diǎn)。
（1）用模具成型生產(chǎn)效率高。
（2）用模具成型的制品質(zhì)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別的方法獲得的制品成本更低，經(jīng)濟(jì)效益更好。
（5）用模具成型操作簡(jiǎn)單。
綜上所述，模具已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要手段，特別適用于各類產(chǎn)品的制造和生產(chǎn)，傳統(tǒng)的用機(jī)械加工等方法自由成型的零件，很多都逐漸改成了使用模具成型，如自由鍛改成了模鍛、切削成型零件改成了壓鑄成型零件等，可以認(rèn)為模具成型是成型工業(yè)發(fā)展的一個(gè)方向。
2 設(shè)計(jì)要求及模具材料選擇
工件圖見(jiàn)附錄。
設(shè)計(jì)出的模具要求能夠滿足以下條件：
（1）能夠拉深成型油箱上下殼。
（2）能夠完成油箱下殼沖孔。
（3）能夠完成油箱上殼沖孔翻邊。
（4）能夠完成修邊切邊。
（5）成型過(guò)程中保證精度要求。
冷作模具材料選用時(shí)，可按下列步驟考慮：
（1）按模具的大小考慮；
（2）按模具形狀和受力情況考慮；
（3）按模具的使用性能考慮；
（4）按模具的工作量考慮；
（5）按模具的用途考慮。
汽車轉(zhuǎn)向液壓油箱由08AL碳素結(jié)構(gòu)鋼制造。綜合考慮各種因素，查《熱處理技術(shù)數(shù)據(jù)手冊(cè)》及《模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》，常用冷作模具鋼的選用參考為：
沖裁模：[輕載沖裁模（厚度2mm），大批量生產(chǎn)零件]選用Cr12
沖孔翻邊模：[沖孔翻邊模大批量生產(chǎn)用] Cr12MoV (Cr4WMo2V)硬度要求HRC 57-60
拉深模: [輕載拉深模、成形淺拉深模] 9Mn2V ;Cr12。硬度要求 60-62 HRC [重載拉深模、大批量成型拉深模] Cr12；Cr12MoV ,硬度要求60-62 HRC
故考慮各種因素，本設(shè)計(jì)模具材料均選Cr12，能符合各種性能要求，較為合適。
3 油箱下殼拉深模具設(shè)計(jì)
3.1 拉深工藝方案的確定
本工件材料為08AL，材料力學(xué)性能好，故本工件首先要落料，制成直徑為300mm的圓片，拉深成成品，然后進(jìn)行沖孔，最后進(jìn)行修邊修整[1]。
3.2 毛坯尺寸的計(jì)算
3.2.1 拉深方法的確定
工件厚度t =2mm，t >1mm,故按板厚中徑尺寸計(jì)算,工件為筒形件，即按筒形件計(jì)算[2]。
凸緣直徑d t =197mm,中徑d =193mm。則
d t/d =197mm/193mm=1.02<1.1～1.4
即該工件凸緣為窄凸緣，可按無(wú)凸緣筒形件進(jìn)行計(jì)算。
3.2.2 確定修邊余量
由表可知：h/d=75mm/193mm=0.39
查表可得，取修邊余量h=3mm。
3.2.3 計(jì)算毛坯直徑
圖1 工件圖
查手冊(cè)，由公式
D= （1）
其中，d1=179mm,d2=193mm,h1=67mm,r=6mm,h2=75mm
則毛坯直徑為： D=
=
=301（mm）
取D=300 mm。
3.2.4 確定拉深系數(shù)及拉深次數(shù)
工件的總拉深系數(shù)：m= ==0.65
毛坯相對(duì)厚度： 100 =100=0.67
工件相對(duì)高度： ==0.404
查表得,首次拉深極限系數(shù)為：m1=0.53～0.55m
故拉深次數(shù)為：n=1
3.3 計(jì)算各部分工藝力
3.3.1 拉深力的計(jì)算
查表，由公式
P=πdtσbk1 （2）
其中，σb為材料的抗拉強(qiáng)度取410MPa[3]
k1 為修正系數(shù)，查表取0.6
則拉深力為：
P=πdtσbk1
=3.1419324100.6
=300（KN）
3.3.2 壓邊力的計(jì)算
由式 tD0.045(1-m) (3)
可知, D0.045(1-m)=3000.045(1-0.95)=4.725t=2mm
故需要有壓邊圈。
由公式 F=Sq (4)
其中,S為壓邊圈下毛坯的投影面積。
Q為單位壓邊力，查表取q=3N.mm2。
則壓邊力為：
F=Sq
=3.14（D/2）2q
=3.141501503
=21（KN）
3.3.3 壓力機(jī)的公稱壓力的計(jì)算
壓力機(jī)的公稱壓力為： F壓 =1.4（F+P）=1.4（21+300）=449（KN）
故壓力機(jī)的公稱壓力應(yīng)該大于449KN。
3.4 凸凹模主要工作部分尺寸的計(jì)算
3.4.1 凸凹模的間隙
查表，選取拉深模單邊間隙為： z=1.1t=1.12mm=2.2mm
3.4.2 拉深模具的圓角半徑
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) (5)
Dt=(D-0.7-2z) (6)
查表可知，=0.12, =0.08
則凹模長(zhǎng)軸為：aa=(195-0)=195（mm）
凸模長(zhǎng)軸為： at=(195-0-4.4)=190.6（mm）
凹模短軸為：ba= (155-0)=155（mm）
凸模短軸為：bt=(155-0-4.4)=150.6（mm）
由公式可知，凹模高度為：h=kd
其中，取系數(shù)k=0.2
則凹模高度為：h=kd=0.2195mm=39mm
取h=40mm，LB=350mm300mm
凹模厚度為：c=(1.5～2)h=60～80mm
取c=80mm 凹模結(jié)構(gòu)如圖2。
圖2 凹模
3.4.4 凸模通氣孔直徑的確定
查表取凸模通氣孔直徑為dd=8mm。
凸模結(jié)構(gòu)如圖3。
圖3 凸模
3.5 模具結(jié)構(gòu)及主要零部件設(shè)計(jì)
3.5.1 壓邊圈設(shè)計(jì)
采用彈性壓邊圈，壓邊圈與凸模、定位板需要保留一定的間隙，查表取間隙為2mm。
即d=298mm，d1=192mm，B=350mm，L=350mm，h1=15mm，h2=25mm。
壓邊圈如圖4。
圖4 壓邊圈
3.5.2 彈簧的選擇
彈簧按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選擇，根據(jù)壓邊力及凸模行程，選外徑D=40mm，材料直徑d=6mm，自由高度H0=110mm，閉合高度H1=75mm，取裝配高度H=95mm。
3.5.3 定位板設(shè)計(jì)
定位板的高度h，查表取h=5mm。
間隙μ查表取μ=0.5mm。
則定位板直徑為d=301mm，L=400mm，B=350mm。
定位板上固定選用M6型螺釘。
如下圖5。
3.5.4 模架的選用
由于此拉深模為非標(biāo)準(zhǔn)形式，需要計(jì)算閉合高度。其中，各模板的尺寸需取國(guó)標(biāo)。
上模座LBH=400mm400mm50mm
下模座LBH=400mm400mm60mm
凸模固定板LBH=400mm400mm32mm
凸模的自由高度Ht=彈簧閉合高度+壓邊圈高度+25=75+25+25=125（mm）
其中25mm為閉合時(shí)固定板和壓邊圈之間的距離。
模具的閉合高度為：
H=上模座+凸模固定板+凸模自由高度+2mm+H凹+下模座=309mm
圖5 定位板
3.6 沖壓設(shè)備的選擇
設(shè)備工作行程需要考慮工件成形和方便取件。
因此工作行程S≥2.5h工件=2.575mm=188mm，查表選用JD21-100型壓力機(jī)。
3.7 模具結(jié)構(gòu)圖
模具結(jié)構(gòu)圖如下圖6所示。
其中卸料螺釘d=20mm，h=180mm。
下模座與凹模間固定螺釘選用M10。
定位板與凹模固定螺釘為M6。
圖6 油箱下殼拉深模具結(jié)構(gòu)圖
1.模柄 2.上模座 3.凸模固定板 4.彈簧 5.壓邊圈
6.固定板 7.凹模 8.下模座 9.卸料螺釘 10.凸模
4 油箱下殼沖孔模具設(shè)計(jì)
4.1 沖壓力的計(jì)算及沖壓設(shè)備的選用
4.1.1 沖裁力的計(jì)算
由于兩孔的大小相同，所以沖裁力相等。
由式 F1=Ltσb （7）
其中，σb為材料的抗拉強(qiáng)度取380MPa，L為沖裁件的周長(zhǎng)[4]。
則沖裁力為：F1=Ltσb=3.1416mm2mm380MPa=38KN
故F=2F1=76（KN）
4.1.2 推件力的計(jì)算
由式 F推=nK推F （8）
選凹模刃口形狀如7圖，取h=6mm，則n=h/t=3個(gè)，查表取K推=0.05
則推件力為： F推=nK推F=30.0576KN=11.4KN
圖7 凹模刃口形狀
4.1.3 卸料力的計(jì)算
由式 F卸=K卸F （9）
查表取K卸=0.05，則，F(xiàn)卸=K卸F=0.0576KN=3.8KN
故選擇沖床的總沖壓力為：F總=F+F卸+F推=76+3.8+11.4=91.2（KN）
4.1.4 沖壓設(shè)備的選用
選用開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)J23-10型壓力機(jī)。
4.2 確定模具的壓力中心
畫(huà)出工件形狀，把沖裁周邊分成基本線段，并選定坐標(biāo)系X0Y，如圖，
L1=πD=3.1416mm=50.24mm
L2=L1=50.24mm
X1=-28，Y1=0，X2=32，Y2=15
則X0==2
Y0==7.5
即壓力中心為圖8虛線坐標(biāo)中心。
圖8 壓力中心
4.3 計(jì)算凸凹模刃口尺寸
查表可知，Zmin=0.22，Zmax=0.26，凸凹模的制造公差=0.02，=0.02
校核：Zmax-Zmin=0.26-0.22=0.04，δa+δt=0.02+0.02=0.04
滿足Zmax-Zmin≥δa+δt的條件，可以采用凸凹模分開(kāi)加工的方法進(jìn)行加工[5]。
凸模刃口尺寸： dt=（d+X） （10）
凹模刃口尺寸： da=（dt+Zmin） （11）
查表得：X=0.75，已知=0.1
則，dt=（d+X） =（16+0.750.1）=16.075（mm）
da=（dt+Zmin）=（16.075+0.22）=16.295（mm）
沖孔凸模要在外面裝推件塊，因此設(shè)計(jì)成直柱的形狀。
凹模的厚度取h=25mm，壁厚取c=40mm，凹模直徑D=180mm，d=140mm凸凹模結(jié)構(gòu)如圖9，圖10，
圖9 沖孔凸模
圖10 凹模結(jié)構(gòu)圖
4.4 模具總裝置及主要零部件設(shè)計(jì)
4.4.1 卸料橡膠的設(shè)計(jì)
橡膠的自由高度為：H自由=（3.5～4）S工作 （12）
取修模量為5mm， S工作=t+1mm+修模量=2mm+1mm+5mm=8mm
故橡膠的自由高度取28mm～30mm，橡膠的裝配高度取H=25mm。
4.4.2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
上模座：LBH=200mm200mm45mm
下模座：LBH=200mm200mm50mm
模架的閉合高度：170mm～210mm
墊板厚度：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）
凸模的自由長(zhǎng)度：L=25mm+20mm+75mm+2mm+1mm+5mm=128mm
其中，凸模進(jìn)入凹模的深度為1mm，凸模的修磨量為5mm。
Lmax=95=95=394（mm）
LLmax，故滿足彎曲強(qiáng)度要求。
4.5 沖壓模具結(jié)構(gòu)圖
模具結(jié)構(gòu)如下圖11。
圖11 下殼沖孔模具結(jié)構(gòu)圖
1.螺栓 2.下模座 3.凹模 4.定位板 5.卸料板 6.橡膠 7.凸模固定板
8.上模座 9.螺栓 10.模柄 11.卸料螺釘 12.墊板 13.凸模 14.圓柱銷
5 切邊與修整模具設(shè)計(jì)
5.1 切邊力與整形力的計(jì)算及沖壓設(shè)備的選用
5.1.1 切邊力的計(jì)算
由式（7）可知，
F=Ltσb =π[1.5（a+b）]tσb
其中a，b為橢圓的半軸，a=98.5mm，b=77.5mm，L為沖裁件的周長(zhǎng)。
則，F(xiàn)=Ltσb =π[1.5（a+b）]tσb=422（KN）
5.1.2 整形力的計(jì)算
由式 P=Fp （13）
其中，F(xiàn)為整形面積，p為單位壓力，查表取p=100MPa。
則P=Fp=L1mm100MPa=55.7KN
5.1.3 卸料力的計(jì)算
查表取系數(shù)K卸=0.05
由式可知，F(xiàn)卸=K卸P=0.0555.7KN=2.78KN
5.1.4 沖壓設(shè)備的選用
根據(jù)各工藝力的計(jì)算，F(xiàn)總=F+P+F卸=480.48（KN），選用JD21-100型壓力機(jī)。
5.2 計(jì)算凸凹模工作部分尺寸
整形凸模尺寸與拉深凸模尺寸相同，即at1=190.6mm，bt1=150.6mm，r1=1mm，r2=6mm。
查表取Zmin=0.22，Zmax=0.26，凸凹模的制造公差=0.02，=0.02
校核：Zmax-Zmin=0.26-0.22=0.04，δa+δt=0.02+0.02=0.04
滿足Zmax-Zminδa+δt的條件，可以采用凸凹模分開(kāi)加工的方法進(jìn)行加工。取X=0.75。
由式（10）（11）可知，
at2=（197+0.750）=197（mm）
bt2=（157+0.750）=157（mm）
aa2=（at2+Zmin）=197.22（mm）
ba2=（bt2+Zmin）=157.22（mm）
凹模圓角ra=1mm
取凹模高度h=25mm，凹模厚度c=40mm。
凸凹模結(jié)構(gòu)如圖12，圖13。
5.3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
卸料板厚度：20mm
上模座：LBH=200mm200mm45mm
下模座：LBH=200mm200mm60mm
凸模固定板厚度：18mm
凸模自由長(zhǎng)度：L=25mm+25mm=50mm
螺釘選用M10。
壓邊圈與下殼拉深模具上的壓邊圈相同。
其他標(biāo)準(zhǔn)件按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選用。
圖12 凸模結(jié)構(gòu)圖
圖13 凹模結(jié)構(gòu)圖
5.4 整形切邊模具結(jié)構(gòu)圖
如圖14。
圖14 整形切邊模具結(jié)構(gòu)圖
1.模柄 2.上模座 3.凸模固定板 4.彈簧
5.定位板 6.凹模 7.下模座 8.卸料螺釘 9.凸模
6 上殼拉深模具設(shè)計(jì)
6.1 毛坯尺寸計(jì)算
6.1.1 毛坯直徑計(jì)算
由式（1）可知，
D=
=
=230（mm）
6.1.2 確定修邊余量
毛坯的修邊余量為：==0.13
查表取h=2mm
6.1.3 確定拉深次數(shù)
工件的拉深系數(shù)：m===0.83
毛坯的相對(duì)厚度：==0.87
毛坯的相對(duì)高度：==0.14
查表得首次拉深極限為：m1=0.53～0.55m，所以拉深次數(shù)為n=1。
6.2 各部分工藝力的計(jì)算及設(shè)備的選用
6.2.1 拉深力的計(jì)算
由公式（2）
F=πdtσbk1
其中，σb為材料的抗拉強(qiáng)度取380MPa
k1 為修正系數(shù)，查表取0.4
則拉深力為：
F=πdtσbk1
=3.1419223800.4
=183（KN）
6.2.2 壓邊力的計(jì)算
由式 tD0.045(1-m)
可知, D0.045(1-m)=2300.045(1-0.87)=1.345t=2mm
故不需要有壓邊圈。
6.2.3 設(shè)備的選用
設(shè)備工作行程需要考慮工件成形和方便取件。查表選用JD21-100型壓力機(jī)。
6.3 主要工作部分尺寸計(jì)算
查表可知，拉深模單邊間隙Z=1.1t=2.2mm。
取凹模圓角為：ra=6mm3t=6mm，故合理。
取凸模圓角為：rt=6mm
由式（5）（6）可知， Da =(D-0.75)
Dt=(D-0.75-2z)
查表可知，=0.12, =0.08
則凹模長(zhǎng)軸為：aa1=(195-0)=195（mm）
aa2=(188-0)=188（mm）
凸模長(zhǎng)軸為： at1=(195-0-4.4)=190.6（mm）
at2=(188-0-4.4)=183.6（mm）
凹模短軸為：ba1= (155-0)=155（mm）
ba2= (148-0)=148（mm）
凸模短軸為：bt1=(155-0-4.4)=150.6（mm）
bt2=(148-4.4)=143.6（mm）
取凹模高度h=35mm，h1=9mm，h2=25mm，凹模厚度c=40mm，凹模上濾網(wǎng)定位孔及環(huán)形孔為非主要要求部分，故取r=6mm，環(huán)形孔D=4.5mm，凹模上濾網(wǎng)定位孔高度h=2mm。凸模上濾網(wǎng)定位孔及環(huán)形孔尺寸分別取r=4mm，D=6.5mm，凸模上濾網(wǎng)定位孔深度h=4mm。
凸模結(jié)構(gòu)如圖15。
圖15 凸模結(jié)構(gòu)圖
凹模結(jié)構(gòu)如圖16。
6.4 模具結(jié)構(gòu)及主要零部件設(shè)計(jì)
上模座：LBH=200mm200mm40mm
下模座：LBH=200mm200mm50mm
凸模固定板厚度：20mm
凸模自由長(zhǎng)度：L=20mm+25mm+25mm+20mm=90mm
凹模與下模座固定螺釘為M12。
卸料板結(jié)構(gòu)與下殼拉深模具的卸料板相同。
卸料板高度為：20mm
定位板結(jié)構(gòu)下殼拉深模具的定位板相同，其內(nèi)圓孔徑d=231mm。
定位板：BLH=280mm240mm10mm
模具結(jié)構(gòu)如圖17。
圖16 凹模結(jié)構(gòu)圖
圖17 上殼拉深成形模具
1.模柄 2.上模座 3.凸模固定板 4.橡膠 5.定位板
6.凹模 7.下模座 8.卸料板 9.凸模
7上殼翻邊成形模具設(shè)計(jì)
7.1 各部分工藝力的計(jì)算及設(shè)備的選用
7.1.1 翻邊力的計(jì)算
由式可知， F翻=1.1πtσs（D-d0） （14）
其中，σs 為材料的屈服強(qiáng)度，查表取σs=200MPa
d0為預(yù)制孔直徑，取d0=0，當(dāng)d0=0時(shí)，翻邊力F=1.3F翻。
則翻邊力為：F=1.3F ==110.5（KN）
7.1.2 切邊力的計(jì)算
由式可知， F切=1.3Ltτ （15）
其中L為切件的周長(zhǎng)，τ為材料的抗剪強(qiáng)度，查表取280MPa。
則切邊力為：F切=1.3Ltτ==137（KN）
7.1.3 卸料力的計(jì)算
由式可知， F卸=K卸F切 （16）
查表取K卸=0.03
則卸料力為：F卸=K卸F切 =0.03137KN=4.1KN
7.1.4 設(shè)備的選用
總沖裁力為：F總=F+ F卸+ F切=336.6KN
故選用J23-63型壓力機(jī)。
7.2 主要工作部分尺寸計(jì)算
7.2.1 壓力中心的確定
由于沖孔翻邊件為圓，所以壓力中心為圓心。
7.2.2 沖孔翻邊模尺寸計(jì)算
查表可知，Zmin=0.22，Zmax=0.26，凸凹模的制造公差=0.02，=0.02
校核：Zmax-Zmin=0.26-0.22=0.04，δa+δt=0.02+0.02=0.04
滿足Zmax-Zminδa+δt的條件，可以采用凸凹模分開(kāi)加工的方法進(jìn)行加工。
查表取X=0.75
由式（10）（11）可知，dt=（d+X）=60（mm）
Da=（dt+Zmin）=60.22（mm）
取凹模高度為25mm，d1=80mm，d2=110mm。
凸凹模結(jié)構(gòu)如圖18，圖19。
圖18 凸模
圖19 凹模
7.3 模具結(jié)構(gòu)及主要零部件設(shè)計(jì)
上模座：LBH=200mm200mm30mm
下模座：LBH=200mm200mm35mm
凸模固定板厚度：20mm
凸模自由長(zhǎng)度：L=20mm+25mm+25mm+30mm=100mm
凸模修模量為10mm
凹模與下模座固定螺釘為M10，上模座與凸模固定板螺釘為M12，圓柱銷直徑為d=8mm。
模具結(jié)構(gòu)如圖20。
圖20 上殼沖孔翻邊模具
1.螺栓 2.下模座 3.凹模 4.凸模固定板 5.上模座
6.螺栓 7.模柄 8.墊板 9.凸模 10.定位板 11.圓柱銷
8 結(jié)束語(yǔ)
本套生產(chǎn)設(shè)備共計(jì)5套模具，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，由這5套模具能夠生產(chǎn)出符合要求的工件，現(xiàn)與工廠內(nèi)投入生產(chǎn)的設(shè)備相差無(wú)幾，生產(chǎn)可靠。
謝詞
經(jīng)過(guò)了兩個(gè)多月的努力，終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，感謝院系領(lǐng)導(dǎo)給我們創(chuàng)造良好的環(huán)境和機(jī)會(huì)，讓我們能夠?qū)⑺鶎W(xué)得的知識(shí)學(xué)以所用；更感謝指導(dǎo)老師的不倦教導(dǎo)和大力幫助，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師的認(rèn)真輔導(dǎo)和細(xì)心幫助下完成的，他知識(shí)淵博、治學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)而且有很高的責(zé)任心，認(rèn)真批閱，細(xì)心指導(dǎo)，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給我提供了很大的幫助，特別是我在設(shè)計(jì)當(dāng)中遇到困難不知道如何解決時(shí)，他給我提出了很多有建設(shè)性的意見(jiàn)。值此畢業(yè)論文完成之際，特向不辭辛苦教導(dǎo)我的老師和在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予我?guī)椭耐M同學(xué)表示衷心的感謝！
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附錄1 工件上殼
附錄2 工件下殼
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