微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì)

1、本設(shè)計(jì)是獨(dú)立自主完成并順利通過答辯，只可用于學(xué)習(xí)交流，不可用于商業(yè)活動(dòng)。另外：有需要電子檔的同學(xué)可以加我3103064563，我存有該設(shè)計(jì)的全部電子檔，旨在互相幫助，共同進(jìn)步，共同探討新的研究方案，維護(hù)社會(huì)主義文明，建設(shè)社會(huì)主義和諧社會(huì)。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文題目論文題目 微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 姓 名 00000000 學(xué) 號(hào) 000000000 微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 1 頁 共 30 頁院 系 工學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師 000000000 職 稱 教授 中國中國合肥合肥二二o一五年一五年 六六 月月目目 錄錄摘

2、 要.31. 緒 論.41.1 課題前沿 .41.2 模具發(fā)展及其作用.42. 工藝分析計(jì)算.52.1 零件及其沖壓工藝性分析.52.1.1 材料分析.52.1.2 結(jié)構(gòu)分析.62.2 工藝方案的確定.62.3 零件工藝計(jì)算.72.3.1 計(jì)算毛坯尺寸.7微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 2 頁 共 30 頁2.3.2 壓邊圈使用的判斷.82.3.3 零件拉深.82.3.4 排樣計(jì)算.123. 模具設(shè)計(jì).133.1 落料、拉深復(fù)合模.133.1.1 壓力機(jī)的選擇.133.1.2 模具工作部分尺寸的確定 .143.1.3 模具確定.153.1.4 模具結(jié)構(gòu)圖.163.2 拉深復(fù)合.1

3、73.2.1 壓力機(jī)的選擇.173.2.2 模具工作部分尺寸的確定 .173.2.3 模具確定.183.2.4 模具結(jié)構(gòu)圖.183.3 修邊沖孔模 .193.3.1 壓力機(jī)的選擇.193.3.2 模具工件部分尺寸的確定 .203.3.3 模具確定.213.3.4 模具結(jié)構(gòu)圖.213.4 切槽模.223.4.1 壓力機(jī)的選擇.223.4.2 模具工件部分尺寸的確定 .233.4.3 模具確定.233.4.4 模具結(jié)構(gòu)圖.243.5 翻邊模.253.5.1 壓力機(jī)的選擇.263.5.2 模具工件部分尺寸的確定 .263.5.3 模具的確定.263.5.4 模具結(jié)構(gòu)圖.27結(jié) 論.28致 謝.28參

4、考文獻(xiàn).29微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 3 頁 共 30 頁微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 4 頁 共 30 頁微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)作者：000000 指導(dǎo)老師：0000000 工學(xué)院 機(jī)制（3）班 摘要： 微型汽車水泵葉輪是微型汽車水泵構(gòu)成的重要零部件，其作用是實(shí)現(xiàn)了微型汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的冷卻循環(huán)作用。本篇論文根據(jù)微型汽車水泵葉輪的零件圖分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，計(jì)算其尺寸參數(shù)，從而進(jìn)行制造加工。考慮水泵葉輪零件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、生產(chǎn)批量較大，決定使用模具沖壓成形加工方法。本文結(jié)合大學(xué)所學(xué)的機(jī)械制圖、機(jī)械制造工藝、公差

5、測量、沖壓模具等知識(shí)設(shè)計(jì)模具。本文首先通過進(jìn)行工藝分析、確定工藝方案、計(jì)算工藝尺寸，最后設(shè)計(jì)模具，包括模具零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)以及模具圖的繪制。本篇論文所涉及的模具包括落料拉深復(fù)合模、修邊沖孔復(fù)合模、翻邊模、切槽模。本篇論文細(xì)致而全面的分析了一個(gè)零件從工藝分析到生產(chǎn)加工的過程與方法。關(guān)鍵詞： 水泵葉輪；工藝分析；模具 1.1. 緒論緒論1.11.1 課題前沿課題前沿 隨著時(shí)代和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車成為這個(gè)時(shí)代最受歡迎的產(chǎn)品。發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車的心臟，不斷地被研究和發(fā)明。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)包括很多很多系統(tǒng)與部件，水泵即是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的重要組成部分。水泵其結(jié)構(gòu)包括水泵殼體、皮帶輪、軸承、水封裝置和水泵葉輪

6、等零件。發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)由皮帶輪帶著水泵葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，葉輪由均勻分布的“豎片”通過旋轉(zhuǎn)將冷卻液帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，從而在冷卻液在離心力的作用下從水管流出，葉輪則在中心出現(xiàn)壓力降，從而使水箱中的冷卻液又經(jīng)水管被吸入葉輪中，從而實(shí)現(xiàn)冷卻液的循環(huán)，即冷卻循環(huán)系統(tǒng)。水泵的優(yōu)劣直接關(guān)系到汽車發(fā)電機(jī)的性能。不斷優(yōu)化水泵結(jié)構(gòu)和水力參數(shù)可以提升發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率和能力。葉輪作為水泵核心零件，其結(jié)構(gòu)和水利參數(shù)直接影響水泵性能。我們須通過不斷地優(yōu)化水泵葉輪從而得到結(jié)構(gòu)合理、實(shí)力參數(shù)好的水泵。1.21.2 模具發(fā)展及其作用模具發(fā)展及其作用微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 5 頁 共 30 頁模具早在二百多萬年前就進(jìn)入人類生

7、活。在時(shí)間的推移下，模具不斷的被人類改革和優(yōu)化?，F(xiàn)在，模具已在工業(yè)發(fā)展中占有極其重要的地位，它標(biāo)志著一個(gè)國家工業(yè)水平的發(fā)達(dá)程度。模具已被應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，包括汽車、船舶、電子、航天航空等等。模具也因?yàn)槿祟愋枨蟊徊粩嗟拈_發(fā)和分類，包括沖壓模、鍛模、塑料模、壓鑄模以及一些特殊模具等等。在如今工業(yè)盛世下，模具擁有非常廣闊的發(fā)展前景。隨著時(shí)代和技術(shù)的發(fā)展，未來的模具將向著數(shù)字化、信息化、高精度、巨型化和自動(dòng)化方向發(fā)展。利用模具加工制造出來的產(chǎn)品高精度、高復(fù)雜性和高效率等特點(diǎn)。利用模具可以進(jìn)行同種零件的大批量生產(chǎn)，縮短了時(shí)間周期，提升了生產(chǎn)效率以及減少了材料的浪費(fèi)。 2.2. 工藝分析與計(jì)算工藝分析與

8、計(jì)算2.1.2.1. 零件工藝分析零件工藝分析圖 2-1工件為圖 2-1 所示的微型汽車水泵葉輪零件，材料 08AlZF，大批量生產(chǎn)。微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 6 頁 共 30 頁葉輪選用厚度為 2mm 的鋼板。對其進(jìn)行工藝性分析：2.1.1 材料分析零件材料 08AlZF 為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，屬于深沖級(jí)。08AlZF 具有良好的力學(xué)性能，塑性性能好，屈服強(qiáng)度較小，表面質(zhì)量較高，其拉深成形能力較好。力學(xué)性能如表 2-1： 表 2-12.1.2 結(jié)構(gòu)分析 根據(jù)圖 2-1：首先，根據(jù)零件分析需要有沖孔，落料以及拉深工序。其次，葉輪零件外圈有 7 個(gè)直立的葉片，其形狀和大小相同、分

9、布均勻，因此需要有修邊,翻邊,切槽工序。最后，拉伸圓角半徑只有 0.5-1mm，所以還需要進(jìn)行整形。2.22.2 工藝方案的確定工藝方案的確定零件包括落料、沖孔、拉深、切槽、修邊、翻邊和整形工序，可以有以下五種工藝方案：方案一：落料拉深、整形修邊切槽沖孔翻邊。方案二：落料、拉深拉深、整形修邊、切槽、沖孔翻邊。方案三：落料、拉深拉深、整形切槽、沖孔修邊翻邊。方案四：落料、拉深拉深、整形切槽修邊、沖孔翻邊。方案五：落料、拉深拉深、整形修邊、沖孔切槽翻邊。微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 7 頁 共 30 頁方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要多道工序模具，生產(chǎn)效率較低。方案二將修邊、切槽、沖孔三

10、道工序復(fù)合，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造安裝難度大。方案三和方案四和方案五主要區(qū)別在于修邊、沖孔、切槽三道工序的不同復(fù)合。切槽、沖孔復(fù)合不利于模具設(shè)計(jì)。故采用修邊、沖孔復(fù)合。方案四與方案五區(qū)別在于先切槽后修邊、沖孔與先修邊、沖孔后切槽。先切槽不利于修邊模具的設(shè)計(jì)，故先修邊后切槽。綜合所述，選擇方案五。2.3.2.3. 零件工藝計(jì)算零件工藝計(jì)算2.3.1. 計(jì)算毛坯尺寸 a.確定凸緣尺寸由于葉輪零件有翻邊，所以需先將葉輪零件展開。由于彎曲曲率半徑較大，可將曲線近似直線展開，計(jì)算可得 d 凸=76mm。確定修邊余量： d 凸d=7625.8=29.5 由文獻(xiàn) 1 表 7-5 取 =2.2。因此：實(shí)際凸緣尺寸

11、 d 凸=76+2*2.280mm b.確定毛坯尺寸根據(jù)上述計(jì)算可確定葉輪拉深尺寸如圖 2-2.微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 8 頁 共 30 頁圖 2-2由文獻(xiàn) 2 表 4-7 確定計(jì)算公式 D= .其中 h1=16， h2=4.5, d1=13.5, d2=25.8, d3=80. 得 D87.2.3.2 壓邊圈使用判斷板料相對厚度(td)100=(2/87)100=2.292.0.參考文獻(xiàn) 1 表 7-1，零件拉深不采用壓邊圈。2.3.3 零件拉深 觀察零件可知：葉輪零件為帶凸緣的階梯型拉深件，因此需要進(jìn)行多次拉深。根據(jù)葉輪零件形狀，可先拉深成直徑 25.8 的帶凸緣的圓

12、筒形件，然后再拉深成直徑 13.5 的階梯。在拉深直徑 13.5 的階梯可以按照筒形件的拉深方法計(jì)算。2.3.3.1、拉深成直徑 25.8 的凸緣件 a判斷能否一次拉深 參考文獻(xiàn) 2 可知 利用 h1/d1 來表示首次拉深可變形的最大拉深高度 當(dāng) d 凸/d1 =80/25.8=3.1， (t/D)100=(2/87)100=2.29根據(jù)文獻(xiàn) 2 表 4-20.可得出 h1/d1=0.180.22 由于不知道拉深高度，所以可以先通過拉深半徑然后在算出拉深高度。參考文獻(xiàn) 3 P146 葉輪零件拉深凸緣圓筒底部拉深圓角半徑 rt ，其中 t 為板料厚度，當(dāng) r=R=2mm 求出拉深高度： h=13

13、.2即 hd=13.225.8=0.510.22 因此零件不能一次拉深出來。 b.計(jì)算拉深次數(shù) 查文獻(xiàn) 2 表 4-21 確定第一次拉深系數(shù)為=0.40. 則 =D =0.487=34.8mm 查文獻(xiàn) 2 表 4-15 確定第二次拉深系數(shù)為=0.730.75. 取微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 9 頁 共 30 頁=0.73. 則 = D =0.7334.8=25.4mm25.8mm取第二次拉深直徑為 25.8mm，則第二次拉深系數(shù)為： =25.834.8=0.74 由上述計(jì)算可知需要拉深 2 次。 c.確定各工序的圓角半徑 由 D-=87-34.8=52.2mm =34.8-2

14、5.8=9mm查文獻(xiàn) 2 表 4-43 可得出： =9mm ， =4mm 。由 =（0.61），可取=6mm ， =4mm 。d.確定各次拉深高度 計(jì)算第一次拉深高度： = = 14.4mm 計(jì)算第二次拉深高度：=15.6mm2.3.3.2、拉深出直徑 13.5 a.判斷能否一次拉出假設(shè)能一次拉出，則拉深系數(shù) m=13.525.8=0.52 。有文獻(xiàn) 2 表 4-15 可查出第三次拉深系數(shù)=0.760.78. 因而可知m.即假設(shè)不成立。故不能一次拉出。 b.計(jì)算拉深次數(shù)根據(jù)文獻(xiàn) 2 表 4-15 查出各拉深系數(shù)分別=0.760.78 ，微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 10 頁 共

15、 30 頁=0.780.80 ，=0.800.82 ?？汕蟪雒看卫詈笾睆椒謩e為： =25.8=0.7625.8=19.6mm=19.6=0.7819.6=15.3mm=15.3=0.8215.3=12.6mm13.5mm 。故需要三次拉深。 e.確定各工序拉深直徑綜合考慮零件經(jīng)過多次拉深，多次變形，所以將第五次拉深系數(shù)調(diào)整增加第五次拉深系數(shù)值。故各級(jí)拉深系數(shù)分別為：=0.76 ，=0.79 ，=0.87 。即各工序拉深直徑為：=25.8=0.7625.8=19.6mm=19.6=0.7919.6=15.5mm=15.5=0.8715.5=13.5mm f.計(jì)算各次拉深高度第三次拉深高度： =

16、 = 16.7mm 第四次拉深高度： = = 19.7mm 第五次拉深高度即為零件需求高度，所以 =20.5mm 。2.3.3.3、確定拉深工藝過程零件的拉深過程如圖 2-3 所示：微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 11 頁 共 30 頁圖 2-3微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 12 頁 共 30 頁第 1 工序?yàn)槁淞侠?，將直徑?87mm 的毛坯拉成凸緣直徑 80mm 孔徑34.8mm 的凸緣件。第 2 工序?yàn)槎卫?，將直?34.8mm 拉成直徑 25.8mm。第 3 至第五工序?yàn)槎啻卫?，將直?25.8mm 逐次拉成直徑 13.5mm 的階梯圓筒形件。拉深

17、過程中將拉深圓角半徑修整減小以至達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。2.3.4 排樣計(jì)算零件毛坯為圓形件，零件排樣相對簡單，因而零件可以采用單直排排樣方式。參考文獻(xiàn) 2 表 2-11 查得工件間搭邊值為=2mm，沿邊搭邊值為 a=2.5mm。若模具采用無測壓沖裁的方式，則條料間零件的步距為 89mm，查參考文獻(xiàn) 2 表2-13 和表 2-15 可知：c=0.5mm，=0.8mm。則條料寬度為：=mm采用長寬厚 1000mm15002mm 的鋼板規(guī)格，則 ：裁成寬 92.5mm，長 1000mm 的條料，則每個(gè)條料可以裁出零件數(shù)為：=1611=176裁成寬 92.5mm，長 1500mm 的條料，則每個(gè)條料可以裁出零件數(shù)

18、為：=1016=160比較上述兩種方法，可采用第一種沖裁方法。零件的排樣圖如圖 2-4 所示。 微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 30 頁3.3. 模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)葉輪零件最終形成是通過模具來實(shí)現(xiàn)的，模具的尺寸、結(jié)構(gòu)等將直接影響葉輪零件是否合格，因此模具的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。葉輪零件從毛坯至成形需要通過各類模具加工，包括落料拉深復(fù)合模、切槽模、修邊沖孔模、翻邊模。此節(jié)根據(jù)第二章的內(nèi)容設(shè)計(jì)各類模具，包括其結(jié)構(gòu)、尺寸參數(shù)以及圖形。3.13.1 落料拉深復(fù)合模落料拉深復(fù)合模落料拉深復(fù)合模是葉輪零件生產(chǎn)制造的第一道工序，它將葉輪毛坯件加工成帶凸緣的階梯形圓筒件，便于后續(xù)拉深、沖孔、

19、翻邊等工序的進(jìn)行。3.1.1 壓力機(jī)選擇 計(jì)算零件落料力和零件拉深力以及零件壓邊力。 a落料力：=KLt=1.32403.14872170KN根據(jù)表 2-1，取=240MPab拉深力： =3.1436.823000.7553.7KN參考表 2-1，選用=300MPa，參考文獻(xiàn) 3 表 5-23，選用 K=0.75.c壓邊力： = P=8.3KNd. 最大沖壓力：參考文獻(xiàn) 2 P33 190KN綜合上述計(jì)算可知：，故按照落料力的大小選擇壓力機(jī)型號(hào)，即 J23-25.3.1.2 模具工作部分尺寸的確定a.拉深模的間隙微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 14 頁 共 30 頁 參考文獻(xiàn) 4

20、 表 7-19 得： 1.2t=2.4mm1.1t=2.2mm 1.05t=2.1mm所以，零件的每次拉深間隙分別為： 。 b.拉深凸模、凹模的尺寸與公差根據(jù)圖 2-3，第一次拉深內(nèi)徑為 32.8mm 取公差等級(jí) IT14，參考文獻(xiàn) 2 表 2-34，制造公差 =0.620mm，即拉深尺寸為 。參考文獻(xiàn) 2 表 4-47，拉深凸凹模尺寸計(jì)算公式為：凹模：=凸模：=式中：c=1.2t=2.4mm 參考文獻(xiàn) 2 表 4-48，=0.11mm ，=0.07mm故：= c.落料凸模、凹模的尺寸與公差根據(jù)文獻(xiàn) 3 表 3-7 可知，刃口間隙參考文獻(xiàn) 3 表 3-18 可知，凸模和凹模的零件制造公差分別為

21、：根據(jù)上述可得，故選用凸模與凹模相結(jié)合的加工。凹模尺寸： =參考文獻(xiàn) 3 表 3-19，取 x=0.5，對于葉輪零件沒有標(biāo)注的公差尺寸可按照 IT14 的公差等級(jí)標(biāo)注，即查文獻(xiàn) 2表 2-34，對于直徑 87 的毛坯可取 =0.870mm，故毛坯落料尺寸為：微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 15 頁 共 30 頁凹模尺寸=（=凸模尺寸：=參考文獻(xiàn) 2 表 2-2，查初始雙面間隙 z=2c：=2=0.246mm =2=0.360mm故：=0.123mm =0.180mm，=mm參考文獻(xiàn) 6 公式 5-4 知：取 C=3545.故 凹模寬度：=86.32+2（3545）=156.321

22、77.32mm凹模長度： L= 156.32177.32mm凹模厚度： H= 其中取，F(xiàn)=190KN故： H=47.5mm3.1.3 模具的確定根據(jù)上述計(jì)算，參考文獻(xiàn) 5 選取模具如下：模架：160160凹模周界：160mm閉合高度：210250mm上模座：160mm160mm45mm下模座：160mm160mm55mm導(dǎo)柱：28mm200mm導(dǎo)套：28mm110mm43mm凹模板厚：47.5mm模柄：40mm60mm模具閉合高度：218mm微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 16 頁 共 30 頁根據(jù)壓力機(jī) J23-25 知：由于-5+10故模具的閉合高度滿足。3.1.4 模具結(jié)構(gòu)

23、圖葉輪零件落料、拉深復(fù)合模如圖 3-1。其結(jié)構(gòu)包括落料凸模、落料凹模、拉深凹模、拉深凸模、導(dǎo)柱、打桿、上模座、下模座、導(dǎo)套、模柄、擋料銷等零件。1內(nèi)六角螺釘6擋料銷11導(dǎo)套16螺母2頂桿7支架12上模座17模柄3內(nèi)六角螺釘8壓邊圈13圓柱銷18固定板4下模座9凹模14凸凹模19推件塊5六角螺釘10卸料板15內(nèi)六角螺釘20凸模微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 17 頁 共 30 頁3.23.2 拉深模拉深模葉輪零件在經(jīng)過落料拉深后初步形成帶凸緣的圓筒形件，須后續(xù)進(jìn)行拉深，從而形成帶凸緣的階梯形圓筒形件。葉輪零件在此部分需要進(jìn)過四次拉深，拉深過程同時(shí)將葉輪零件進(jìn)行整形。此部分以第二次拉

24、深為例。3.2.1 壓力機(jī)的選擇計(jì)算零件的拉深力 P 和壓邊力 Q，參考文獻(xiàn) 4 表 4-40 和表 4-46.知：拉深力： P= ，其中： =25.8mm參考文獻(xiàn) 4 表 4-42 得：=0.90，根據(jù)表 2-1，知=330-450MPa。故： P=3.1425.82（330-450）0.9=48.1265.62KN。壓邊力： Q= q 參考文獻(xiàn) 4 表 4-47，q=3MPa根據(jù)上述計(jì)算得： Q= 3=7.77KN選擇壓力機(jī)型號(hào) J23-25.3.2.2 模具工作部分尺寸確定凸、凹模尺寸的確定：參考文獻(xiàn) 4 表 7-19 得： 1.2t=2.4m1.1t=2.2m 1.05t=2.1mm所

25、以，零件的每次拉深間隙分別為： 。參考文獻(xiàn) 2 表 4-47，拉深凸凹模尺寸計(jì)算公式為：凹模：=凸模：=式中：c=1.2t=2.4mm 參考文獻(xiàn) 2 表 4-48，=0.11mm ，=0.07mm故：=微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 18 頁 共 30 頁3.2.3 模具的確定根據(jù)上述計(jì)算，參考文獻(xiàn) 5 選取模具如下：模架：160160凹模周界：160mm閉合高度：210250mm上模座：160mm160mm45mm下模座：160mm160mm55mm導(dǎo)柱：28mm200mm導(dǎo)套：28mm110mm43mm模柄：40mm60mm模具閉合高度：218mm根據(jù)壓力機(jī) J23-25 知

26、：由于-5+10故模具的閉合高度滿足。3.2.4 模具結(jié)構(gòu)圖葉輪零件修邊、沖孔復(fù)合模如圖 3-2。其結(jié)構(gòu)包括拉深凸模、拉深凹模、導(dǎo)柱、打桿、上模座、下模座、導(dǎo)套、模柄、推件塊等零件。微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 19 頁 共 30 頁1下模座4凸模7上模座10內(nèi)六角螺釘2頂桿5凹模8推件塊12導(dǎo)套3壓邊圈6固定板9模柄13導(dǎo)柱3.33.3 修邊、沖孔復(fù)合模修邊、沖孔復(fù)合模修邊、沖孔復(fù)合模是將前道工序加工零件進(jìn)行修邊和沖孔的模具。修邊凹模和修邊凸模完成葉輪零件的修邊工序，沖孔凸模和沖孔凹模完成葉輪零件6.5mm 的沖孔工序。3.3.1 壓力機(jī)選擇沖壓力計(jì)算修邊力： =1.3Lt

27、其中 L=3.1476mm，根據(jù)表 2-1 知： =330450MPa，故：=1.33.14762（330450）=205280KN沖孔力： =1.3Lt 其中 L=3.146.5mm，故：=1.33.146.52（330450）=1824KN微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 20 頁 共 30 頁卸料力： = 參考文獻(xiàn) 3 表 3-17=0.04，故： =0.04（205280）=8.211.2KN沖孔卸料力：=0.04（1824）=720960N由： 232316KN，故： 壓力機(jī)選 J23-40。3.3.2 模具工作部分尺寸確定 a沖孔凸模、凹模的尺寸及公差沖孔凸模尺寸：=沖

28、孔凹模尺寸：=參考文獻(xiàn) 2 表 2-2，查初始雙面間隙 z=2c：=2=0.246mm =2=0.360mm根據(jù)文獻(xiàn) 3 表 3-18，可知：參考文獻(xiàn) 3 表 3-13，查得： =0.06根據(jù)文獻(xiàn) 3 表 3-7 沖裁間隙可知，所以可以采用凸模和凹模相結(jié)合的加工方式。參考文獻(xiàn) 3 表 3-19，取 x=0.5，故：=（=mm= =mm參考文獻(xiàn) 6 公式 5-4 知：選用 C=4.275.70mm.可知 凹模零件的寬度：=6.78+2（4.275.70）=15.3218.18mm凹模零件的長度： L= 15.3218.18mm凹模厚度： H= 其中取 K=0.42，b=6.78故： H=0.42

29、6.78=2.85mm微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 21 頁 共 30 頁 b修邊凹模的尺寸確定參考文獻(xiàn) 6 公式 5-4 知：取 C=3848mm，故凹模寬度：76+2（3848）=148172mm凹模長度：L=76+2（3848）=148172mm凹模厚度： H= 其中取，F(xiàn)=190KN故： H=1.31.37=47.5mm3.3.3 模具的確定 根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果，參考文獻(xiàn) 5 選取模具如下：模架：160160凹模周界：160mm閉合高度：210250mm上模座：160mm160mm45mm下模座：160mm160mm55mm導(dǎo)柱：28mm200mm導(dǎo)套：28mm110

30、mm43mm凹模板厚：47.5mm模柄：50mm70mm模具閉合高度：241mm根據(jù)壓力機(jī) J23-40 知：由于-5+10故模具的閉合高度滿足。3.3.4 模具結(jié)構(gòu)圖葉輪零件修邊、沖孔復(fù)合模如圖 3-5。其結(jié)構(gòu)包括修邊凸模、修邊凹模、沖孔凹模、沖孔凸模、導(dǎo)柱、打桿、上模座、下模座、導(dǎo)套、模柄、推件塊等微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 22 頁 共 30 頁零件。圖 3-31下模座6上模座11打件板16推件塊2沖孔凹模7圓柱銷12內(nèi)六角螺釘17導(dǎo)柱3修邊凹模8模柄13推桿18修邊凸模4凸模固定板9六角螺母14導(dǎo)套19圓柱銷5墊板10打桿15沖孔凸模20內(nèi)六角螺釘3.43.4 切槽模

31、切槽模葉輪零件有 7 個(gè)分布均勻的翻邊后形成的“豎片”，因此需要對毛坯件進(jìn)行切槽。切槽模的作用是對零件進(jìn)行切槽工作，它包括七個(gè)大小相同分布均勻的切槽凸凹模。3.4.1 壓力機(jī)的選擇微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 23 頁 共 30 頁沖壓力計(jì)算沖裁力： =1.3Lt 其中 L=3.1476mm，根據(jù)表 2-1 知： =330450MPa，故：=1.33.14762（330450）=205280KN壓邊力： =（0.30.5）（205280）=61.5140KN頂出力：=（0.10.2）（205280）=20.556KN卸料力：=（0.10.15）（205280）=20.542KN

32、故：選用壓力機(jī)型號(hào)為 J23-40。3.4.2 模具工作部分尺寸的確定參考文獻(xiàn) 6 公式 5-4 知：選用 C=3848mm，故凹模零件的寬度：76+2（3848）=148172mm凹模零件的長度：L=76+2（3848）=148172mm凹模厚度： H= 其中取，F(xiàn)=190KN故： H=1.31.37=47.5mm3.4.3 模具的確定根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果，參考文獻(xiàn) 5 選取模具如下：模架：160160凹模周界：160mm閉合高度：210250mm上模座：160mm160mm45mm下模座：160mm160mm55mm微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 24 頁 共 30 頁導(dǎo)柱：

33、28mm200mm導(dǎo)套：28mm110mm43mm凹模板厚：47.5mm模柄：50mm70mm模具閉合高度：241mm根據(jù)壓力機(jī) J23-40 知：由于-5+10故模具的閉合高度滿足。3.4.4 模具結(jié)構(gòu)圖葉輪零件切槽模如圖 3-6 所示。切槽模結(jié)構(gòu)包括切槽凸模、切槽凹模、定位塊、上模座、下模座、模柄、導(dǎo)套、卸料板、圓柱銷等零件。微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 25 頁 共 30 頁1圓柱銷6上模座11內(nèi)六角螺釘16內(nèi)六角螺釘2凹模7內(nèi)六角螺釘12導(dǎo)套17下模座3定位塊8圓柱銷13橡膠18 4凸模 9模柄14卸料版19 5凸模固定板10墊板15導(dǎo)柱203.53.5 翻邊模翻邊模葉

34、輪零件有 7 個(gè)大小相同分布均勻的“豎片”，因此需要進(jìn)行翻邊。翻邊模在零件經(jīng)過切槽模切槽后將工件固定在模具上，然后將零件葉片翻折形成“豎片”。3.5.1 壓力機(jī)的選擇翻邊力：參考文獻(xiàn) 4 表 5-22，外緣翻邊的翻邊力：F1.25Ltk，根據(jù)表 2-1：=330450MPa，取=450MPa 。L 為彎曲線長度，L （61.2-23.8）=18.7mmm。k 系數(shù)近似為 0.20.3，取 k=0.25故 F1.2518.724500.25=5259N彎曲力：參考文獻(xiàn) 4 表 3-26，彎曲力：P=0.6根據(jù)表 2-1：=330450MPa，取=330MPa b 為彎曲件的寬度，根據(jù)圖 2-1，

35、取 b=15.1mm C 為系數(shù)，取 1-1.3r 為凸模圓角半徑，取 r=1mm故：P=0.6沖裁力：=1.3Lt 其中 L=3.1476mm，微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 26 頁 共 30 頁根據(jù)表 2-1 知： =330450MPa，故：故=1.33.14762（330450）=205280KN綜合上述計(jì)算，故選取壓力機(jī)型號(hào)為 J23-40。3.5.2 模具工作部分尺寸確定 a凹模板尺寸的計(jì)算參考文獻(xiàn) 6 公式 5-4 知：取 C=4.275.70mm，故凹模板寬度：6.78+2（4.275.70）=15.3218.18mm凹模板長度：L= 6.78+2（4.275.7

36、0）=15.3218.18mm凹模板厚度：H=Kb，其中取 K=0.42.則： H=0.426.78=2.85m b凹模尺寸的計(jì)算參考文獻(xiàn) 6 公式 5-4 知：選用 C=3848mm，故凹模零件的寬度：76+2（3848）=148172mm凹模零件的長度：L=76+2（3848）=148172mm凹模厚度： H= 其中取，F(xiàn)=190KN故： H=1.31.37=47.5mm3.5.3 模具的確定 根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果，參考文獻(xiàn) 5 選取模具如下：模架：160160凹模周界：160mm閉合高度：210250mm上模座：160mm160mm45mm下模座：160mm160mm55mm微型汽車水泵

37、葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 27 頁 共 30 頁導(dǎo)柱：28mm200mm導(dǎo)套：28mm110mm43mm凹模板厚：47.5mm模柄：50mm70mm模具閉合高度：242mm根據(jù)壓力機(jī) J23-40 知：由于-5+10故模具的閉合高度滿足。3.5.4 模具結(jié)構(gòu)圖葉輪零件翻邊模如圖 3-？。其結(jié)構(gòu)包括翻邊凸模、翻邊凹模、墊板、導(dǎo)柱、打桿、上模座、下模座、導(dǎo)套、模柄、推件塊等零件。微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 28 頁 共 30 頁1內(nèi)六角螺母6凹模11模柄16頂尖塊2橡膠7導(dǎo)柱12內(nèi)六角螺釘17墊板3打桿8導(dǎo)套13凸模固定板18卸料螺釘 4圓柱銷 9上模座14凸模20內(nèi)六角

38、螺釘 5凹模墊塊10圓柱銷15定位塊21下模座結(jié)結(jié) 論論經(jīng)過幾個(gè)月的設(shè)計(jì)研究，設(shè)計(jì)工作已完成。本篇論文研究的是微型汽車?yán)鋮s系統(tǒng)中的水泵葉輪的加工成型。本篇論文通過對水泵葉輪的零件分析，確定工藝加工方案，最后設(shè)計(jì)模具尺寸參數(shù)，制作模具零件、裝配圖。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，將大學(xué)里所學(xué)書本上的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，鞏固了我們所學(xué)的知識(shí)，補(bǔ)充了我們知識(shí)的盲區(qū)，鍛煉了設(shè)計(jì)的能力，為以后工作打下基礎(chǔ)。致謝經(jīng)過將近 2 個(gè)月的努力，我的本科畢業(yè)論文終于完成了。在畢業(yè)論文課題設(shè)計(jì)過程中，我遇到了很多的問題和難題，但很有幸的是能夠得到老師和同學(xué)們的幫助。我很感謝我的同學(xué)和老師，尤其是我的畢業(yè)論文導(dǎo)師尹成龍老師，從年

39、初選題到論文課題的設(shè)計(jì)開始和論文設(shè)計(jì)的結(jié)束，尹老師都給予了我很多的幫助。在此，非常感謝尹老師的教導(dǎo)！大學(xué)期間做過許多課程設(shè)計(jì)，但這次畢業(yè)設(shè)計(jì)不同以往，它的難度無疑是最大的，因此這也讓我學(xué)到了很多。通過這次畢業(yè)課題設(shè)計(jì)，全面的結(jié)合了我以前學(xué)到的各類知識(shí)，更加鞏固了的所學(xué)知識(shí)，這將對我未來工作具有一個(gè)很好的作用。時(shí)間飛逝，轉(zhuǎn)眼間即將從安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)，感慨萬千！在這里我想對所微型汽車水泵葉輪沖壓工藝分析與冷沖模設(shè)計(jì) 第 29 頁 共 30 頁有教過我的老師說聲謝謝。因?yàn)槟銈兊慕虒?dǎo)，成就了現(xiàn)在的我，謝謝你們！此外，我還要感謝我的朋友同學(xué)，謝謝你們一直陪伴著我！參考文獻(xiàn)1 胡建華.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).

40、北京：北京大學(xué)出版社.2010.2 王孝培.實(shí)用沖壓技術(shù)手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2001.3 廖偉.沖模設(shè)計(jì)技法.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2012.4 郝濱海.沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2009.5 尹成龍.沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué).2011.6 胡家杰.機(jī)械類課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)選題精選.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2010.7 鄭修本.機(jī)械制造工藝學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2011.8 大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室.機(jī)械制圖.北京：高等教育出版社.2007.9 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊.北京：高等教育出版社.2012.10 吳立言，陳國棟.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社.2013.11 Pearce, R. Sheet Matal Forming, Bristol、philadelphia: Adam hilger, c1991.12 Liescu, constantin. Cold-pressing technology/constantin ili