1、飛機油箱加油注口沖壓工藝及模具設計飛機油箱加油注口沖壓工藝及模具設計摘摘 要要隨著現代工業的迅猛發展，沖壓技術得到越來越廣泛的應用。本文針對飛機油箱加油注口沖壓模具的模具設計方案，其中包括落料、拉深復合模，二次拉深模，拉深沖孔模。首先對產品進行了詳細的工藝分析，確定了合理的工藝方案；其次，按照沖壓零件的形成原理、基本模具結構與運動過程及其設計原理，對模具的主要工作部分進行了工藝計算，并且按照標準選擇了一些相關的零件；然后對工作零件和壓力機規格均進行了必要的校核計算；最后，繪制出模具的裝配圖和部分零件圖。本文介紹的模具實例結構簡單實用，使用方便可靠，可確保模具工作運行可靠和沖壓件大批量生產的要求

2、，對類似工件的大批量生產具有一定的參考作用。【關鍵詞】沖壓模具、設計、拉深AbstractAlong with the modern industry swift and violent development, cutting mold technology obtains the more and more widespread application. This design was aims at t aircraft fuel tanks fueling nozzle place to carry on cutting mold design, including Blanking,

3、 drawing compound mold, the second drawing mold, drawing Piercing mold. First, carrying on the detailed craft analysis to the product, the reasonable craft plan has determined ; Next, according to the blanking components formation principle, the basic mold structure and the removing process and the

4、principle of design, has carried on the process design to main effective parts, and has chosen some related components according to the standard; later has carried on the essential examination computation to the work components and the press specification; Finally, draws up the mold the assembly dra

5、wing and the partial detail drawings. The structure of the introduced example mold in this article is simple practical, easy to operate reliable, may guarantee the mold work movement to be reliable and the pressing part mass production request, has the certain reference function to the similar work

6、piece mass production.【Key words】Stamping mold, design, drawing目 錄1 1 前言前言12 2 飛機油箱加油注口的工藝設計飛機油箱加油注口的工藝設計23 3 零件沖壓工藝方案的確定零件沖壓工藝方案的確定33.1 沖壓工藝方案的計算33.2 確定工序的合并與工序順序43.3 計算拉深次數及各次拉深直徑63.4 選取各次半成品底部圓角半徑74 主要工藝參數的計算主要工藝參數的計算84.1 確定排樣方案84.2 計算各工序壓力，選用壓力機9落料拉深工序9二次拉深工序10拉出小階梯和沖孔工序115 模具的計算和設計模具的計算和設計115.1

7、 落料拉深復合模的選取115.2 二次拉深模的選取165.3 拉深沖孔復合模的選取195.4 水平切邊模的選取226 沖壓工藝卡沖壓工藝卡23總結與體會總結與體會25致謝詞致謝詞26參考文獻參考文獻27本設計來自：我要畢業設計網本設計來自：我要畢業設計網在畢業設計網注冊后聯系客服均可獲贈您要求的畢業設計資料客服客服 QQ：8191040 說明：本軟件/論文系有償閱讀、使用，完整 CAD 圖紙或源代碼請聯系客服購買*全國最全畢業設計，詳細目錄請加 QQ8191040 索取模具畢業設計（注塑模，沖壓模） ，計算機畢業設計（ASP, ASP.NET, C#, Delphi, JAVA, JSP, P

8、B, VC,VB,VFP 等）機械畢業設計，電子信息類畢業設計，土木路橋畢業設計等等7 萬余篇本科碩士論文，工商管理畢業論文 漢語言文學畢業論文 國際貿易學畢業論文 經濟管理畢業論文 會計學論文 教育類畢業論文等1 1 前言前言在現代工業生產中，沖壓模具是生產各種產品的重要工藝裝備，它以其特有的形狀通過一定的方式使原材料成形。沖壓工藝廣泛應用于機械、汽車、家電、輕工、五金制品等行業。模具工業的快速發展，不斷對模具的設計和制造提出了更高的要求，其設計是否合理對沖壓件的表面質量、尺寸精度、生產率以及經濟效益等影響很大。因此，研究沖壓模具的設計，提高沖壓模具的各項技術指標，對沖壓模具設計和沖壓技術發

9、展是十分必要的。本設計以飛機油箱加油注口為例，闡述了設計的思路和計算過程。本次畢業設計是在我學完基礎理論課、技術基礎課和專業的基礎后，進行的一個對理論知識的總檢驗。其目的是：1）綜合運用所學的專業理論知識及生產實際知識，進行一次冷沖壓模具設計工作的實際訓練，從而培養和提高自己獨立工作的能力。2）鞏固與擴充：“冷沖壓模具設計”等課程所學的內容，掌握冷沖壓模具設計的方法和步驟。3）掌握冷沖壓模具設計的基本技能，如計算、繪圖、查閱資料和手冊，熟悉標準和規范等。4）培養自己理論聯系實際的能力，為以后工作打下基礎。2 2 飛機油箱加油注口的工藝設計飛機油箱加油注口的工藝設計制定工藝時首先仔細了解零件的使

10、用條件和技術要求，并進行工藝分析。該零件是飛機油箱加油注口，其零件圖如下：材料：08 鋼，料厚 1.0mm飛機油箱加油注口采用 1.0mm 厚的 08 鋼板沖成，其尺寸無精度等級要求，取為 IT14 級。根據該零件的技術要求，對其進行沖壓工藝性分析，可知：該零件形狀屬于旋轉體，是一般無凸緣圓筒件，且 h/d 很合適，拉深工藝性好。只是圓角半徑適中，尺寸精度偏高些，高于沖壓手冊表 4-1 所列尺寸偏差，這可在末次拉深時采取較高的模具制造精度和較小的模具間隙，并安排整形工序來達到要求。該零件底部 20 的成形可有兩種方法：一種可以采用先拉深后，再沖底孔；另一種是先沖底孔再拉深。這兩種方法中，第二種

11、方法采用的沖底孔后再經再次拉深后，零件的底孔孔徑容易變化，不易保證零件要求，所以采用第一種方法是比較合理的。3 3 零件沖壓工藝方案的確定零件沖壓工藝方案的確定3.1 沖壓工藝方案的計算計算毛坯尺寸按料厚中心線計算，料厚 t=1.0 mm 材料：08 鋼計算毛坯直徑：由于此圖形比較特殊，無可以參考的毛坯直徑計算公式，故利用解析法可以計算得：解：先算直線長度和圓弧長度（查沖壓手冊表4-9，表4-10）P191修邊余量 查沖壓手冊表4-4 P182 ， ， 取16060dhmm8 . 3 mml8 .401 查表沖壓手冊4-10 得 80mmL396. 11由公式mmRLRL866.115 . 8

12、396. 11801mml866.112mmll866.1123 mml34mml5 . 55mml276再算出直線重心和圓弧重心至軸線的距離mmx5 .4421881因為mmRxxRx9925. 58080sin1805 . 8sin180sin180mmx9925.419925. 58442mmx0075.339925. 58313mmx5 .304mmRx23. 22mmx23.2923. 2275mmx5 .136 mmlmmlmmlmmlmmlmml275 . 53866.11866.118 .40654321mmxmmxmmxmmxmmxmmx5 .1323.295 .300075

13、.339925.415 .44654321得233.3322mmlx由沖壓設計資料【1】P191mmDlxxxlxlxlLXDn16303.16333.332288)ln.(88332211再確定是否用壓邊圈 毛坯相對厚度613. 01001631100Dt查沖壓設計資料【1】P310表4-80可知：第一次采用壓邊圈，以后可不用壓邊圈。3.2 確定工序的合并與工序順序（1） 工件分析：通過觀察發現，此產品類是階梯形件，故擬采用階梯形件的拉深方法，但由于這類零件的多樣性及復雜性，不能用統一的方法來確定工序次數和工藝過程。通過計算看是否能一次拉出這個類階梯件，我得出結論如下： my 為階梯形工件的

14、假象拉深系數，my 與圓筒形件的第一次拉深系數極限值比較，若 mym1,可以一次拉出，否則多次拉深。 沖壓設計資料【1】P216 式4-9 D-毛坯直徑121121hhDdhhmy 415. 015 .145 .45163895 .145 .45ym613. 01001631Dt查沖壓設計資料【1】P201表4-150.53-0.551m ，故一次不能拉成ym1m（2） 方案分析沖壓該零件所需要的基本工序為：落料，首次直筒部分，再次拉深直筒部分，拉出小階梯部分，沖孔，切邊。針對以上工序，在此擬訂以下方案，以從中找出最佳方案進行設計：方案一：落料和首次直筒部分復合，其余按基本工序；方案二：落料和

15、首次直筒部分復合，再次拉深直筒部分，然后拉出小階梯部分和沖孔復合，其余按基本工序；方案三：落料，首次直筒部分和沖孔復合，其余按基本工序；方案四：采用帶料連續拉深或在多工位自動壓力機上沖壓。方案一，落料和首次直筒部分復合，其余按基本工序：此種方案其工序復合程度低，生產效率低，雖然單工序模結構簡單，制造費高，但是不適合大規模生產。方案二：落料和首次直筒部分復合，再次拉深直筒部分，然后拉出小階梯部分和沖孔復合，其余按基本工序：此種方案其工序復合程度高，生產效率高，適合大規模生產，雖然模具結構復雜，制造費用教高，但是大規模生產中合理。方案三：落料，首次直筒部分和沖孔復合，其余按基本工序：此種方案其缺點

16、是沖底孔后再經再次拉深后，零件的底孔孔徑容易變化，不易保證零件要求。方案四：采用帶料連續拉深或在多工位自動壓力機上沖壓：此種方案雖然采用帶料連續拉深或在多工位自動壓力機上沖壓，可以獲得高的生產，操作也安全，但需要專用壓力機或自動送料裝置，而且模具結構復雜，制作周期長，成本高，投資大，經濟利益不高。綜上分析，最終確定采用第二種方案進行設計和計算。本次設計不做切邊單工序模的設計.（3） 分析各工序的模具結構第一副模具：該副模具完成的主要任務為落料和第一次深拉深并為后續工序作好準備。該副模具所完成的工序內容相對比較多 ，模具結構也相對比較復雜，也是本次設計的一個重點和難點，其計算工作量也是相對較大的

17、。第二副模具：該副模具完成的任務為拉深，一個變形程度較大的拉深，同時也為后續工序作好準備。該副模具的工序內容雖為一個單工序的拉深模，但是其拉深量比一般的拉深量大很多，這成為本設計的一大難點。第三副模具：該副模具完成的任務是階梯拉深和沖孔。該副模具雖為整形模具所完成的工序內容相對比較多，因此其模具的結構復雜，零件加工要求較高,這成為本次設計的一個重點和難點。總之，在這三副模具中，拉深為本次設計的重點。其主要鍛煉了對深拉深工藝的理解和運用。3.3 計算拉深次數及各次拉深直徑由于形狀較特殊，故不能用統一的工藝方案和工藝過程來計算拉深次數，計劃先用由大階梯到小階梯拉出上面直筒部分，下面的小臺階高度很小

18、，完全可以拉出，所以可以先單獨計算上面直筒部分需要幾次拉出。查冷沖模設計P169表6-6得因為則，,613. 01001631Dt78. 076. 0,55. 035 . 021mm取 即 55. 01m78. 02mmmdmdmmDmd2 .709078. 09065.8916355. 012211由于 所以拉深 2 次即可mmd882 .702調整各次拉深系數，使得各次拉深系數均大于表 6-6 查得的相應極限拉深系數。綜上，則 83. 065. 021mm mmdmmd88106213.4 選取各次半成品底部圓角半徑 根據和=（0.6-1）的關系，取各次的（即半成品底部的圓凹rtdD)(8

19、 . 0凸r凹r凸r角半徑）分別為： =10mm =8mm凸1r凹1r凸2r凹2r所以通過兩次拉深，基本可以使工件尺寸符合圖的要求。3.5 計算各次拉深高度 由沖壓手冊表4-19 P204 mmrddrddDh59.4043. 416.36)1032. 0106(1061043. 0)10665.250(25. 0)32. 0(43. 0)(25. 011111121mmrddrddDh02.5754. 348.53)832. 088(88843. 0)8892.301(25. 0)32. 0(43. 0)(25. 0222222223.6 按寬凸緣零件的拉深方法拉出臺階我們在已經成功拉出直筒

20、部分的基礎上，開始計算看看能否像我們計劃的那樣一次拉出我們希望的小臺階：1、 確定一次是否拉出臺階 ；23. 06014604660dh47. 16088dd凸613. 0Dt查沖壓設計資料【1】P208，表4-20第一次拉深，最大相對高度為：0.45-0.53，取，11dh23. 045. 011dhdh故一次可以拉出來2、 計算拉深系數： 查模具技術問答P139 表 3-19，再根據凸緣的相對直徑 ，推出5 . 146. 160881dd51. 01m確定 mmd603mmh144660351. 03m4 4 主要工藝參數的計算主要工藝參數的計算4.1 確定排樣方案這里毛坯直徑為 163m

21、m由沖壓手冊表 217 查得搭邊數值： a = 1.5mm , = 1.5mm1a進距 s = D + = 163 + 1.5 = 164.5mm1a條料寬度 b = D +2a =163 + 3 =166mm板料規格擬選用 19001800采用縱裁：裁板條數 B / b 900 / 166 5 條余 70mm1n每條個數 8 個 余 153.5mm2n5 .1645 . 11800 每板總個數 510=50 個n總12n n材料利用率： = n總A/ab - n總 一個條料內沖裁的零件總數 A沖裁件的面積 b條料或帶料的寬度 a條料的長度板的利用率 100 63.40/p>

22、3414. 35022采用橫裁；條數： 10 余 140mm1nLb1661800每條個數 5 個余 76mm2n1B-as5 .1645 . 1900每板個數 = = 105= 50 個n總12n n板的利用率 100 63.40總180090020163414. 35022可見，兩種裁板方案的利用率一樣，這里選用縱裁。圖 4-1 排樣圖4.2 計算各工序壓力，選用壓力機4.2.1 落料拉深工序 1.3Dt 1.3 3.14 163 1255 169668.33NF落料式中： 取 255 MPa ,由表 87 查得落料時卸料力為： 0.04 169668.33=6786.7332NF卸K卸F

23、落 = 0.04 0.05 取 0.04 由表 2-37 查得K卸拉深力按表 485 所推薦的公式計算： t F拉深1db1k =3.14 1061 3240.67 72552.9072N 324 MPa 由表 87 查得b 0.67 由表 4 85 查得1k壓邊力用表 48 所推薦的公式計算 F壓邊221124DdrP凹 5 . 21587626569414. 3 20985.0125N式中 P = 2.5P/MPa,由 483 查得這一工序的最大總壓力，在離下死點 68.4mm，稍后些就達到 + + 197439.7490NF總F落F卸F壓邊在考慮各因素后，取一安全系數 0.5 左右 F=

24、 /0.5=197439.7490/0.5=394879.498N400KN總F精確確定壓力機壓力參考壓力機說明書中所給出的允許工作負荷曲線。但根據沖壓車間小型工段現有壓力機有 160KN ,250KN, 400KN , 630KN , 800KN ,1000KN ，故選用 400KN。根據壓力可選開式雙柱可傾壓力機，型號為 J23-4064.2.2 二次拉深工序拉深力 F t = 3.14 88 1 2db2k3240.63=56402.4384N 324 MPa 由表 87 查得b 0.63 由表 4 86 查得1k A P =p=824.25N壓邊F222212414. 3凹rdd式中

25、P =2.5P/MPa總壓力 F+=57226.6884N總F壓邊F在考慮各因素后，取一安全系數 0.5 左右 F= /0.5=57226.6884/0.5=114453.3768N114KN總F精確確定壓力機壓力參考壓力機說明書中所給出的允許工作負荷曲線。但根據沖壓車間小型工段現有壓力機有 160KN ,250KN, 400KN , 630KN , 800KN ,1000KN。選用 250KN 壓力機根據壓力可選開式雙柱可傾壓力機，型號為 J23-2564.2.3 拉出小階梯和沖孔工序拉深力 F t = 3.14 60 1 3241.1 =67145.76N3db3k 324 MPa 由表

26、87 查得b 1.1 由表 4 87 查得1k沖孔力： 1.3d t 1.3 3.14 20 1 255F沖 20884.5N卸料力： 0.04 20884.5 835.38NF卸推料力： 0.055 20884.5= 1148.6475 NF推F K沖推 由 表 237 查得。K推 + + +=89.941KN總FF沖F推F推拉F在考慮各因素后，取一安全系數 0.5 左右 F= /0.5=89.941/0.5=178.882N178KN總F精確確定壓力機壓力參考壓力機說明書中所給出的允許工作負荷曲線。但根據沖壓車間小型工段現有壓力機有 160KN ,250KN, 400KN , 630KN

27、, 800KN ,1000KN。選用 250KN 壓力機根據壓力可選開式雙柱可傾壓力機，型號為 J23-2565 5 模具的計算和設計模具的計算和設計5.1 落料拉深復合模的選取（1） 模具結構型式選擇本次設計第一副模具采用落料，拉深的復合模具結構。只有當拉深件高度較高時，才有可能采用落料拉深復合模，因為淺拉深件若采用復合模，落料凸模的壁厚過薄，強度不足。本例凸凹模壁厚 b = 91mm ,能保證足夠強度，故采用復合模是合理的。本次設計的沖壓件為多次拉深成型才能達到所要求的高度及形狀。原則上屬于深拉深的無緣件，這副模具采用典型的落料拉深結構，即落料，拉深采用正裝式。為了簡化上模部分，可采用剛性

28、卸料板，但其缺點是拉深件留在剛性卸料板內，不易出件，帶來操作上的不方便，并影響生產率。這種結構也適用于拉深深度較小，材料較厚的情況。 對于上面對選擇卸料板的分析，這副模具的拉深變形量較小，達到 40mm,材料板厚為 1.0mm,所以選擇剛性卸料板.模座下的緩沖器作頂件裝置，它驅動托桿向上運動，使壓邊圈兼做頂件和壓邊的作用，且在上模上設有剛性推件裝置，并在下模上設有剛性卸料板裝置，采用這些結構的特點主要是，結構緊湊，布局合理且制造使用都簡單方便，唯一的不足是，拉深件有可能留在剛性卸料板內不易出件，有時還需要工人用手工去把它拿出，帶來了操作的不便，但是只要托桿長度設計合理，就能克服這點不足。另外考

29、慮到裝模方便，模具采用后側布置導柱，導套的模架。該結構的優點是模具結構簡單，操作方便，出件暢通無阻，生產率高。下附第一副模具裝配簡圖：圖 5-1 落料、拉深復合模（2） 模具工作部分尺寸和公差計算落料模：圓形凸模和凹模，拉深前的毛坯取未注公差尺寸的極限偏差，故取落料件的尺寸公差為000. 1163由表 223 查得，2 =0.10 ,同表可查 0.14minCmaxC， -0.03 ，由表 2 28 查得045. 0凹凸 0.045 + 0.03 0.075 0.08凹凸max2Cmin2C由表 227 的公式進行計算045. 00045. 005 .16200. 15 . 0163凹凹DD0

30、3. 003. 0min3 .1621 . 0200. 15 . 01632凸凸cDD式中， X 0.5 ，由表 2-30 查得落料凹模壁厚 C，由表 2 39 查得為 C=42 mm 拉深模： 首次拉深件按未注公差極限偏差考慮，并標注內形尺寸，故拉深件的尺寸公差為mm87. 0106由表 447 的公式進行計算 = d凸0(0.4 )d凸005. 087. 04 . 0106 = 005. 0348.106 = （106+ 0.4 0.87 + 2 1.2）凹d凹cd24 . 008. 0 08. 0748.108C 由表 474 取為 c 1.2t 1.2 1 1.2mm由表 4 76 取為，08. 0凹05. 0凸圖 5-2 拉深凸模（3） 模具其他零件的結構尺寸計算閉合高度 下模座厚 + 上模座厚 + 凸凹模高 + 凹模高-(凹模與凸模的刃面h模高度差 + 拉深件高 t) 50 +60 + 92.5 + 71.5 （1.5 + 40.59 1）232.91cm根據設備負荷情況，擬選用 J23-40 型壓力機,該型號壓力機最小閉合高度 m i nh 200mm，最大閉合高度 400 mm。m axh模具閉合高度應滿足 5 + 10m axh模hm i nh故認為是合理的。（4）模具其他零件的設計與計算1) 模架的選用： 根據落料凹模的