拉伸件模具设计
分类号 单位代码 10642 密 级 公 开 学 号
课程设计
论文题目:筒型拉伸件的设计
姓 名:
学 号:
专 业:机械工程
班 级:4班
中 国 重 庆
二〇一五年五月
目录
前言 .................................................................................................................................................. 2
一.冲压件工艺分析 ....................................................................................................................... 2
1.工艺方案的分析 ................................................................................................................ 3
2.主要工艺参数计算 ............................................................................................................ 3
三.计算工序冲压力,压力中心以及初选压力机 ....................................................................... 5
1.落料力的计算 .................................................................................................................... 5
2.计算卸料力和顶件力 ........................................................................................................ 6
3.计算拉深力 ........................................................................................................................ 6
4.计算压边力 ........................................................................................................................ 6
四.磨具零件主要工作部分尺寸计算 ........................................................................................... 6
1.落料刃口尺寸计算 ............................................................................................................ 6
2.拉深凸凹模工作尺寸计算 ................................................................................................ 7
1.装配图 ................................................................................................................................ 8
2.卸料装备的选择 ................................................................................................................ 9
3.压力机的选择 .................................................................................................................... 9
4.总结 .................................................................................................................................... 9
前言
冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件(俗称冲压或冲压件)的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工,且主要采用板料来加工成所需零件,所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一,隶属于材料成型工程术。
冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素,只有它们相互结合才能得出冲压件。 与机械加工及塑性加工的其它方法相比,冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。
一.冲压件工艺分析
1.材料:该冲裁件的材料是79NiMo4,具有较好的可拉深性能。
2.零件结构:该制件为圆筒形拉深件,故对毛坯计算重要。
3.单边间隙:拉深凸凹模及拉深高度的确定应符合制件要求。
4.工序运动:凹凸模的设计应保证各工序间动作稳定。
5.尺寸精度:零件图上已标注公差,公差为IT11级。
差公差表可得工件基本尺寸公差为:
0.16 φ32.500.16 310二.工艺方案及磨具结构类型
1.工艺方案的分析
该工件包括落料、拉深两个基本工序,可有以下工艺方案执行:
方案一:先落料,首次拉深,再次拉深。采用单工序模生产。
方案二:先落料,后两次复合拉深。采用单工序模+复合膜生产。
方案三:先落料+拉深复合,后再拉深,采用复合膜+单工序模生产。
方案一磨具结构简单,单需要三道工序三幅磨具,成本高以及效率低。方案二只
需两幅磨具,但制造难度大,成本也大。而方案三只需两幅磨具,工件的精度以及生产效率较高,操作方便,成本较低,从而该冲压生产采用方案三比较好。
2.主要工艺参数计算
(1)确定修边余量
h=31-1-5=25mm d=32.5-1=31.5mm 则h/d=25/31.5=0.79
查表6-5得出修边余量2mm
从而拉深高度H=H+h=33mm
(2)计算毛坯直径D
由于板厚等于1mm,则有:
Dd124d2h6.28rd18r2
20.52431.5256.28520.585266
(3)确定拉深次数
按毛坯相对厚度t/D=1/66100%1.5%,从表6-8查出各次拉深系数: m10.65 m20.80 m30.84 m40.87 m50.90
d31.50.48,由于m总 即m总D66
次拉深才能达到所需尺寸。
(4)估算拉深次数
用推算法辅以查表发进行计算: m1,故该工件需要多
d1m1D0.6566mm42.9mm
d2m2d10.842.9mm31.5mm(调整为0.7) 可知该零件需要拉深2次即可。
(5)选取凸凹模的圆角半径
考虑到实际采用的拉深系数均接近其极限值,故首次拉深凹模圆角半径
应取大些查表6-14和根据公式6-15:
rd18t818mm rd2(0.6~0.8)rd(n1)7.2mm
rp1(0.7~1.0)rd5.6mm rp2dn1dn2t3.29mm 2
从而分别为:rd18mm rp15.6mm
rd27.2mm rp25mm
(6)计算各次拉深高度
d10d12r142.928.426.1
d20d22r231.52521.5 带入数据:
66226.1228.426.188.42
h110mm 442.9
66221.522521.5852
h223mm 431.5
H1108.40.518.9mm
H12350.528.5mm
(7)绘制工序图
三.计算工序冲压力,压力中心以及初选压
力机
1.落料力的计算
查表451MPa
F落料1.3Dt1.3661451121.5kN
2.计算卸料力和顶件力
查表得出Kx0.04 Kd0.06
F卸料KxF落料0.04121.54.86KN F顶件KdF落料0.06121.57.29KN
3.计算拉深力
查表可得出b569MPa,K10.72
F1d1tbk13.1442.915690.7255.2KN
4.计算压边力
查表可得出q3.0MPa
FQD42d2rdq2664242.92839.52KN 2
故总冲压工序力为:198.37KN
四.磨具零件主要工作部分尺寸计算
1.落料刃口尺寸计算
对于落料部分未标注尺寸公差按IT14级,差公差数值,落料尺寸为6600.1mm 查表得冲裁刃口双面间隙为 Z min =0.1mm , Z max =0.14mm 。
因为冲裁件是圆形,所以凸、凹模的制造精度可分别按 IT6 、 IT7 级,查标准公差值表得p0.025mm,d0.04mm,可有:
pd0.0240.040.065mm
ZmanZmin0.140.10.04mm
由于pdZmanZmin,所以采用凸模与凹模配合加工法,由t=1.0mm, Δ=0.1mm,可确定磨损系数为x =0.75。凹模刃口尺寸为:
AdAx0d660.750.100.0465.9300.04
凸模刃口尺寸dp按凹模实际尺寸配制,其双面间隙为0.1 ~ 0.14mm 。为保证
具刃口尺寸有较长的使用寿命,即保证刃口尺寸磨损后还能冲出合格的冲件来,制造时按最小间隙 Z min =0.1mm。
2.拉深凸凹模工作尺寸计算
对于拉深部分,工件未注尺寸公差,也按IT11级计,则拉深件尺寸为32.500.87, 凸、凹模的制造公差可采用 IT10 级精度,查标准公差数值表,得db0.14mm 拉深凸模和凹模的单边间隙查表取C1.1t,求得凸模和凹模的工作尺寸分别为:
DdD0.75
0d0660.750.8765.35000.14mm DpD0.752Cp660.750.8721.1163.15pmm
五.落料、拉深复合模具装配图
1.装配图
1-打杆 2-挡环 3-模柄 4、21-销钉5、14-螺钉 6-上模板 7-垫板8-中垫板9-凹模10-打板 11-压边圈 12-凸模13-凸模固定板 15-下模板 16-托板18-橡胶板 19-螺母20-下模座
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说明:拉伸模具在单动拉力机上拉伸,压边圈采用平面式的,坯料用压边圈的凹模定 位,凹槽深度小于0.8㎜,以便压料,压边力用弹性元件控制,模具采用倒装结构,卸料 使用卸料螺钉顶出。
2.卸料装备的选择
卸料装置一般分为固定卸料装置和弹压卸料装置两种形式。在固定卸料装置中,卸料 板和导料板是做成一体或者分开两种。分开的主要方式是从凸模上卸下条料。适用于冲压 材料较厚、冲裁力较大的模具。悬臂式固定卸料装置哦,适用于成型后制件的冲孔模。钩 形固定卸料装置,适用于简单的弯曲和拉伸件的冲孔模。固定卸料装置,用螺钉和小丁固 定在下模板上。固定卸料装置能承受较大的卸料力,卸料安全可靠。笃定卸料版与凸模的 双面间隙一般去0.4~2毫米之间。刚性卸料版的厚度取决于卸料力的大小及模具的尺寸 的大小,一般取5~25毫米。
3.压力机的选择
设备工作行程需要考虑工件成形和方便取件,因此,工件行程为:
s2.5h2.523.659mm
根据《模具设计与制造》附录选取闭式单点压力机(J31-80)。
4.总结
在自己的努力和指导老师的帮助之下,我们完成了毕业设计的任务,通过设计,我对 筒形件拉伸模设计过程有了更进一步的了解。设计不仅是对前面所学知识检验,而且也是 对自己能力提高。主要收获和体会如下:
第一 .学到了产品设计的方法。 产品设计过程是创造性劳动的过程,产品的设计应按 科学程序进行,一般包括课题调研、拟定设计方案,总体设计,零部件设计、技术资料整 理、产品试制、改进设计等过程,一个产品须经过多次改进,才能完善和成熟。 第二. 提高了综合专业的能力。 以前课程设计所接触的课程知识比较窄。 这次设计 是把模具每个零件设计出来,需要比较全面的知识。
第三.提高了收集资料和查阅手册能力。收集资料是做课业设计的前期准备工作,只有广泛收集有用的资料才能设计出较好的产 。