制造工艺培训课件

1、题 目： 水泵叶轮模具制造工艺院 （部）： 机电工程学院专 业： 材机械设计制造及其自动化班 级： 13机本（2）班姓 名： 刘炳文学 号： 指导教师： 张雯娟完成日期：三明学院毕业设计说明书目 录摘 要IIIABSTRACTIV第一章 前 言11.1选题背景11.2 课题相关调研11.2.1 本课题及相关领域的国内外现状及发展11.2.2 模具技术的发展现状2第二章 工艺分析计算32.1 零件及其冲压工艺性分析32.2 确定工艺方案42.3主要工艺参数计算72.3.1 落料尺寸72.3.2拉深道次及各道次尺寸9第三章 模具设计143.1 落料、拉深复合模143.1.1模具结构143.1.2 模具工件部分尺寸及公差计算153.2修边冲孔模173.2.1模具结构183.2.2 模具工件部分尺寸及公差计算183.3 切槽模213.3.1模具结构213.3.2 模具工件部分尺寸及公差计算223.4 翻边模233.4.1模具结构233.4.2 模具工件部分尺寸及公差计算24第四章 结 论27参考文献28谢 辞2933摘 要水泵叶轮是微型汽车上发动机冷却系统中离心式水泵的重要零件。本文分析了水泵

2、叶轮零件的结构特点, 计算了该叶轮的展开尺寸, 确定了该工件的冲压成形工艺及各工序尺寸, 对全套模具的总体结构设计进行了比较详细的论述，并在此基础上确定了叶轮冲压模具零件的具体结构和尺寸，在生产合格零件的基础上尽量提高生产效率，降低生产成本。主要介绍了叶轮零件冲压成形应包括的基本工序方案，工艺参数计算，模具制造工艺过程、尺寸等。 关键词：水泵叶轮; 冲压; 工序; 模具制造工艺The Pressing Process Analysis and Die Design of Pump ImpellerABSTRACTTCentrifugal pump impeller is an important part of the engine cooling system pump automobile. This paper analyses the structure characteristics of pump impeller parts, the impeller expanded size was calculated to determine the stamping formi

3、ng process of the workpiece and the process dimensions, overall structure design of the mould were discussed in detail. Based on the specific structure and size of the impeller of stamping die was determined, based on the production of qualified parts to improve production efficiency and reduce production cost. This paper mainly introduced the stamping forming process of impeller parts basic plan should include the calculation of process parameters and mold manufacturing process, size etc. 。Key

4、words: pump impeller; stamping; process; mold manufacturing process第一章 前 言1.1选题背景在现代汽车工业中，微型汽车上发动机冷却系统离心式水泵内叶轮由铸铁等金属或工程塑料制成，采用向后弯曲的半圆弧、双圆弧或多圆弧形叶片，其叶型与水流方向一致，泵水效率较高。塑料叶轮容易实现小型化和轻量化，且耐腐蚀性能好，有越来越多的汽车发动机水泵使用了塑料叶轮。但塑料叶轮容易开裂或叶轮磨损后从泵轴上松脱，使冷却液循环速度变慢，容易引起发动机温度过高的故障。损坏的叶轮在旋转时还可能撞击水泵壳体，造成壳体碎裂。铸铁制成的水泵叶轮机械强度较高，但其质量较大。因此一种能综合现在采用材料优点而又避其缺点的产品就应时而生了。现代工业生产中，模具是重要的工艺装备之一。随着科学技术的发展，工业产品的品种和数量不断增加，产品的改型换代加快，对产品的质量和外观不断提出新的要求，对模具质量的要求也越来越高。模具设计与制造水平的高低，直接影响着国民经济的发展。世界上工业发达的国家，其模具工业发展迅速，模具总产值超过了机床工业的总产值，其发展速度也超过了机床

5、、汽车、电子等工业，是国民经济的基础工业之一。模具技术，特别是制造精密、复杂、大型长寿命模具的技术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。目前，我国的模具行业生产厂家有数千个，职工有50万人，每年能生产百万套模具。模具制造技术从过去只能制造简单模具已发展到可以制造大型、精密、复杂、长寿命的模具，但总体上还存在着制造的模具品种少、精度差、寿命短、生产周期长的弊端，很多精密、复杂、大型模具因为国内制造困难，不得不从国外进口。1.2 课题相关调研水箱在汽车的冷却、散热中有着重要的作用。因为汽车的冷却系统是用来为发动机散热的，一般常见的发动机过热问题。发动机是由冷却液的循环来实现的，强制冷却液循环的部件是水泵，它由曲轴皮带带动水泵叶轮推动冷却液在整个系统内循环。为了保证冷却效果，汽车冷却系统一般由以下几部分组成：散热器、节温器、水泵、缸体水道、缸盖水道、风扇等组成。据资料显示：导致汽车抛锚的故障中，冷却系统故障位居第一。由此可见，汽车冷却系统保养对汽车安全运行起着重要的作用。叶轮用于微型汽车上发动机冷却系统的离心式水泵内，工件时以1500-3000r/min左右的速度旋转，使冷却水在冷

6、却系统中不断地循环流动。为保证足够的强度和刚度，叶轮采用厚度为2mm的Al脱氧镇静钢冷轧板。1.2.1 本课题及相关领域的国内外现状及发展模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业，工业发达国家称之为“工业之母”。模具成型具有效率高，质量好，节省原材料，降低产品成本等优点。采用模具制造产品零件已成为当今工业的重要工艺手段。模具在机械，电子，轻工，纺织，航空，航天等工业领域里，已成为使用最广泛的工业化生产的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60%-80%产品零件，组件和部件的加工生产。“模具就是产品质量”，“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所认识和接受。在中国，人们已经认识到模具在制造业中的重要基础地位，认识更新换代的速度，新产品的开发能力，进而决定企业的应变能力和市场竞争能力。目前，模具设计与制造水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。1.2.2 模具技术的发展现状 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅猛发展，冷冲技术及模具不断革新和发展，中国模具工业和技术的主要发展方向包括： 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平； 在模具设计制造中广泛应用C

7、AD/CAE/CAM技术；为了加快产品的更新换代，必须缩短工装的设计和制造周期，从而开展了模具的计算机辅助设计和辅助制造的研究，采用该技术，模具设计和制造效率一般可提高23倍，模具生产周期可缩短1/22/3.目前，已达到CAD/CAM一体化，模具图纸只是作为检验模具之用. 大力发展快速制造成形和快速制造模具技术； 在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术； 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率； 发展优质模具材料和先进的表面处理技术； 逐步推广高速铣削在模具加工的应用；第二章 工艺分析计算2.1 零件及其冲压工艺性分析叶轮用于微型汽车上发动机冷却系统的离心式水泵内，工件时以1500-3000r/min左右的速度旋转，使冷却水在冷却系统中不断地循环流动。为保证足够的强度和刚度，叶轮采用厚度为2mm的钢板。叶轮材料为钢08Al。该材料按拉深质量分为三级：ZP（用于拉深最复杂零件），HF（用于拉深很复杂零件）和F（用于拉深复杂零件）。由于形状比较复杂，特别是中间的拉深成形难度大，叶轮零件采用ZF级的材料，表面质量也为较高的级。表2-1列出08Al力学性能。表2-1 0

8、8Al力学性能()不小于260300200440.66图2-1叶轮零件示意图 为减轻震动，减小噪声，叶轮零件的加工精度有一定的要求。除了7个叶轮形状和尺寸应一致外，叶轮中部与固定轴配合部位的要求也较高。由于靠冲压加工难以达到直径和以及高度尺寸的要求，实际生产中采用了冲压成形后再切削加工的办法（需进行切削加工的表面标有粗糙度，图2-1）。冲压成形后要留有足够的机加余量，因此孔和的冲压尺寸取为和。直径为一般要求的自由尺寸，冲压成形的直径精度的偏差大于拉深直径的极限偏差。但高度尺寸精度高于附表中的尺寸偏差，需由整形保证。初步分析可以知道叶轮零件的冲压成形需要多道工序。首先，零件中部是有凸缘的圆筒拉深件，有两个阶梯，筒底还要冲的孔；其次，零件外圈为翻边后形成的7个“竖立”叶片，围绕中心均匀分布。另外，叶片翻边前还要修边、切槽、由于拉深圆角半径比较小（0.51），加上对叶片底面有跳动度的要求，因此还需要整形。对拉深工序，在叶片展开前，按料厚中心线计算有4.531.4，并且叶片展开后凸缘将更宽，所以属于宽凸缘拉深。另外，零件拉深度大（如最小价梯直径的相对高度h/d=20.5/13.5=1.52，远

9、大于一般带凸缘筒形件第一次拉深许可的最大相对拉深高度），所以拉深成形比较困难，要多次拉深。对于冲裁及翻边工序，考虑到零件总体尺寸不大，而且叶片“竖直”后各叶片之间的空间狭小，结构紧凑，另外拉深后零件的底部还要冲的孔，所以模具结构设计与模具制造有一定难度，要特别注意模具的强度和刚度。综上所述，叶轮由平板毛坯冲压成形应包括的基本工序有：冲裁（落料、冲孔、修边与切槽）、拉深（多次拉深）、翻边（将外圈叶片翻成竖直）等。由于是多工序、多套模具成形，还要特别注意各工序间的定位。2.2 确定工艺方案由于叶轮冲压成形需多道次完成，因此制定合理的成形工艺方案十分重要。考虑到生产批量大，应在生产合格零件的基础上尽量提高生产率效率，降低生产成本。要提高生产效率，应该尽量复合能复合的工序。但复合程度太高，模具结构复杂，安装、调试困难，模具成本提高，同时可能降低模具强度，缩短模具寿命。根据叶轮零件实际情况，可能复合的工序有：落料与第一次拉深；最后一次拉深和整形；修边、切槽；切槽；冲孔；修边、冲孔；切槽、冲孔。根据叶轮零件形状，可以确定成形顺序是先拉深中间的阶梯圆筒形，然后成形外圈叶片。这样能保持已成形部位尺寸的稳定，同时模具结构也相对简单。修边、切槽、冲孔在中间阶梯拉深成形后以及叶片翻边前进行。为保证7个叶片分度均匀，修边和切槽不要逐个叶片地冲裁。因此叶轮的冲压成形主要有以下

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