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油箱注油口冲压工艺与模具设计

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油箱注油口冲压工艺与模具设计 摘要:本文以油箱注油口为例,简要介绍了整个冲压模具设计的 过程,包括冲压工艺分析及相关计算、模具结构设计、压力机选用、 模架选用等内容。 关键词:冲压工艺 结构 模具 1 引言 冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形 状工件等一系列优点,在机械、汽车、轻工、国防、电机电器、家 用电器,以及日常生活用品等行业应用非常广泛,占有十分重要的 地位。随着工业产品的不断发展和生产技术水*的不断提高,冲压 模具作为个部门的重要基础工艺装备将起到越来越大的作用。本文 以摩托车油箱注油口为例,简要介绍下模具的设计思路和过程。该 工件是一个带凸缘的筒形件,在φ 53mm 的内孔中,用来注油要求有 较高的光洁度和相对的位置精度。除了要保证它的公差外还要保证 高度及其圆角半径 r5mm。工件图见图 1。 从以上对该工件的形状分析当中不难看出,它需要经过落料,拉 深,冲预制孔,翻边,修边等冲压工序,但它需要几次拉深,冲预 制孔、翻边尺寸如何计算以及冲侧孔应该采用哪种方式和如何布置 等成为本次设计的重点和难点。本次设计的模具精度并不需要很 高,达到 it10-it9 均可满足要求。 2 工艺方案的确定及相关计算 经过分析该工件采用落料、拉深、冲孔复合,再翻边最后切边的 工艺方案最合理。 2.1 计算毛坯尺寸 在计算毛坯尺寸前,需要先确定翻边前的半成品的形状和尺寸。 孔φ 53mm 的高度太大,不能用翻边的办法全部都制造出来,而是一 部分要靠拉深形成的。翻边高度具体计算如下:将直径 d=54mm,翻 边圆角半径 r=5mm,板料厚度 t=1.0mm 带入翻边系数公式得: 则预 制孔径 d=0.16×54=8.6,查得翻边系数 =0.51(采用*底凸模冲制 底孔),即计算翻边系数大于表中查得的翻遍系数,说明不能一次 翻边而成。取极限翻边系数 k0max=0.52。翻边极限高度 hmax==16.95mm,取翻边高度为 h=15mm,冲预制孔径:d=k0max× d=0.52×54=28.08 取冲预制孔为 d=28mm。冲孔、翻边前半成品如 图 2 所示。 2.2 按凸缘筒形件的拉深 2.3 冲裁排样方式的设计及计算 3 模具类型及结构形式的选择 3.1 落料、拉深、冲孔复合模 首先进行各工序压力的计算,包括落料力、卸料力、拉伸力、压 边力、冲预制孔力和推件力。该模具采用弹性卸料总压力等于上述 之和约等于 243kn,在考虑各因素后,取一安全系数 0.7 左右,所 以必须选用 250kn 的公称压力机.则根据所需总压力初选公称压力 为 250kn 的开式压力机。 根据落*寄5闹芙绯叽纾椤冻逖故植帷废喙刈柿希蔽 安装方便,故采用后侧导柱式模架.由于本次落*寄5闹芙绯叽 长度在 200mm 左右,按资料中的 lxb 选用则上模座为 200×200× 50mm,下模座为 200×200×50mm 的规格,其他结构的尺寸值不变。 此时,再反过来校核所初步选用的压力为 250kn 的公称压力。工作 台尺寸:左右为 560mm,前后 360mm。工作台的闭合高度为 250mm, 显然可以放下该模座,且最大闭合高度也满足要求,因此所选压力 机符合要求。 本设计第一副模具采用落料、拉深、冲孔的复合模结构。本次设 计的冲压件可一次拉深到所要求的高度,原则上属于浅拉深凸缘形 件,落料、拉深、冲孔复合模采用典型结构,即落料、冲孔采用正 装式,拉深采用倒装式。下模座的压边圈兼作压边和顶件装置,另 设刚性推件装置。该结构的优点是操作方便,出件畅通无阻,生产 率高。适合于拉深深度不太大,材料较薄的情况。在上模部分,为 了不让工件底部变形,使其不让刚性接触,采用了连接推杆装置来 推动推件块来推出工件。对于此工序,由于拉深深度为 11mm,不算 太大,材料厚度为 1mm 较薄,因此采用弹性卸料较合适。 另外在下模座下部设有气垫装置,它驱动托杆向上运动,使压边 圈兼做顶件和压边的作用,且在上模上设有刚性推件装置,并在下 模上设有刚性卸*遄爸茫捎谜庑┙峁沟奶氐阒饕墙峁菇舸眨 布局合理且制造使用都简单方便,唯一的不足是,拉深件有可能留 在刚性卸*迥诓灰壮黾惺被剐枰と擞檬止とグ阉贸觯 来了操作的不便,但是只要托杆长度设计合理,气垫压力足够,就 能克服这点不足。另外考虑到装模和操作方便,模具采用后侧布置 导柱的模架。第一副模具(落料、拉深、冲孔复合模)装配简图如 图 3 所示. 3.2 翻边模 本副模具主要目的是为了翻边工序,翻边高度为 11mm. 翻边所 需求的精度比较高,故在本次翻边模具的设计中,翻边模的精度为 中等精度要求。在本副翻边模的设计中,翻边凹模设计在上模座上。 预先拉深后的带凸缘筒形件也放在上模座上,然后利用固定板固 定,而固定板利用内六角螺钉和圆柱销钉将其连接与紧固在上模座 上。卸料时,上模采推件块推件的方式将坯料从翻边凹模中推出。 翻边凸模安放在下模座上,采用式嵌入式固定在下模座上。卸料时 采用压边圈与限位螺钉的方式进行卸料,压边圈同时还可以起压边 得作用,他是气垫压力通过托杆把力传到压边圈上进行压边的,该 模根据凹模支架的尺寸来选用后侧导柱式模架如图 4。 3.3 垂直切边模 第三副模具设计的主要目的是为了得到外形尺 70 -0.74 ㎜的尺 寸精度而进行切边,切边力 108.5kn,废料刀(两把)切断废料所 需力 5.46kn,总需力约 114kn,选用开式压力机公称压力为 160kn, 其模柄规格直径 30mm,高度 50mm。由于切下的废料是环状的则采 用废料切刀分段切断废料,使环绕在凸模上的废料脱落卸下减少了 卸*宓氖褂谩U庋鼓>呓峁辜虻ィ僮饕仔校矢叩扔 点,如图 5。 4 结束语 该产品受成都洛带红光金属制品厂委托设计,由于制订的工艺方 案对注油口的成形进行了较完整的分析,同时较好地考虑了工序复 合的可能,从而使其冲压工艺得到了优化,生产效



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