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課 程 設 計 (論文)
題 目: 直筒型件拉深模具設計
課 程:冷沖壓模具設計
院(部):職工大學
專 業(yè):機電一體化〔模具方向〕
班 級:09模具雙高(2)
學生姓名:葉呈祥
學 號:20
設計日期:2011-09-08—2011-09-26
2、 指導老師:馮曉杰 方莉
目錄
課程設計任務書
一. 沖壓件工藝分析--------------------------------------------------------------------03
二.工藝方案及模具結構類型
1. 工藝方案分析------------------------------------------------------------------------03
2. 主要參數(shù)計算---------------------------------------------------------------
3、-----------03
三.確定排樣圖和裁板方案
1. 裁板方案--------------------------------------------------------------------------------05
2. 排樣設計--------------------------------------------------------------------------------05
四. 計算工序沖壓力、壓力中心以及初選壓力機
1. 落料力的計算--------------------------------------------------------
4、------------------06
2 卸料力和頂件力的計算----------------------------------------------------06
3 壓邊力的計算-------------------------------------------------06
4 拉深力的計算-------------------------------------------------07
5、 壓力中心的計算-----------------------------------------------08
6 壓力機的選擇---------------
5、----------------------------------08
五. 工件零件刃口尺寸的計算--------------------------------------09
六.工件零件結構尺寸和公差的確定--------------------------------09
1 整體落料凹模板的厚度H的確定:-------------------------------09
2 凹模板長度L的計算-------------------------------------------10
3 其他零件結構尺寸-------------------------------
6、--------------10
4 選沖壓模具標準模架和標準零件---------------------------------10
七、 校核沖壓設備基本參數(shù)----------------------------------------12
1 模具閉合高度校核-----------------------------------------------12
2 沖裁所需總壓力校核---------------------------------------------12
八、模具總裝配圖------------------------------------------
7、------12
九. 致謝--------------------------------------------------12
十. 參考文獻-----------------------------------------------------------------------13
一、沖壓件工藝分析
該沖壓件為直筒形拉深件,需要經(jīng)過落料、拉深二道工序沖壓而成,如圖1-1所示。
圖1-1 零件圖 材料25CrMnSi 厚度1mm
沖壓材料為25CrMnSi是沖裁類板鋼,屬合金結構鋼,具有較好的可拉深性能,成型性能較好。
二、工藝方案及模具結構類
8、型
1、工藝方案分析
該工件包括落料、拉深兩個基本工序,可有以下三種工藝方案:
方案一:先落料,首次拉深一,再次拉深。采用單工序模生產(chǎn)。
方案二:落料+拉深復合,后拉深二。采用復合模+單工序模生產(chǎn)。
方案三:先落料,后二次復合拉深。采用單工序模+復合模生產(chǎn)。
方案一模具結構簡單,但需三道工序三副模具,成本高而生產(chǎn)效率低,難以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二需二副模具,工件的精度及生產(chǎn)效率都較高,工件精度也能滿足要。方案三也只需要二副模具,制造難度大,成本也大。。通過對上述三種方案的分析比較,該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。
2、 主要工藝參數(shù)的計算
(1)計算毛坯直徑D
由于板料厚度
9、為1mm,故按工件厚度中性層計算毛胚直徑。
D=
=
(2)確定修邊余量
該H=30.5mm, d=31.5mm, 則H/d=30.5 / 31.5≈0.97 根據(jù)《沖壓工藝與模具設計》第三版表4.2.1可知無凸緣零件切邊余量△h=2.5。
由此可知拉深高度H= h+△h=31+2.5=33.5MM
(3)確定拉深次數(shù)
按毛坯相對厚度t/D×100=1/67.23和工件相對高度H/d=33.5/31.5≈1.06。查《沖壓工藝與模具設計》第二版表4.2.6可得n=2,初步確定需要兩次拉成,同
10、時需增加一次整形工序。
(4)計算各次拉深直徑
由于該工件需要兩次拉深,查《沖壓工藝與模具設計》第二版表4.2.6可得,首次拉深系數(shù)m和二次拉深系數(shù)m:
m=0.53 m=0.76
初步計算各次拉深直徑為:
d= mD=0.5367.2335.63mm
d=md=0.7635.6327.08 mm<32.5mm
調(diào)好拉深系數(shù)后,重新計算各次拉深的圓筒直徑即可得半成品直徑。
根據(jù)零件實際所需拉深系數(shù)應調(diào)整為m1=0.62 m2=0.76
d= mD=0.62×67.23=41.68mm
d=md=0.76×41.6
11、8=31.68mm
(5)選取凸凹模的圓角半徑
考慮到實際采用的拉深系數(shù)均接近其極限值,故首次拉深凹模圓角半徑r應取大些,根據(jù)《壓工藝與模具設計》表4-7知:
r=8t=81=8 mm
由《沖壓工藝與模具設計》式4.6.2即:
r=(0.6—0.8) r和r=(0.7—1.0)r
計算各次拉深凹模與凸模的圓角半徑,分別為:
r=8 mm r=7 mm
r=6 mm r=5 mm
(6)計算各次工序件的高度
根據(jù)《沖壓工藝與模具設計》式(4-39)計算各次拉深高度如下:
H=
12、
={(67.23-27.68-2-8×7)/4×7}+7+1/2
=20.75mm
H=
={(67.23-21.68-2-8×5)/4×5}+5+1/2
=33.50mm
三、確定排樣圖和裁板方案
1、 制件的毛坯為簡單的圓形件,而且尺寸比較小,考慮到操作方便,宜采用單排。 于t=1mm,查《現(xiàn)代沖壓技術手冊》表2-4軋制薄鋼板擬選用規(guī)格為:
的板料
13、。
2、 排樣設計(如圖2-1)
圖2-1
查《沖壓工藝與模具設計》表2-10,確定搭邊值
兩工件間的橫搭邊a=2.0mm;兩工件間的縱搭邊a=1.0mm;
步距S=d+a=32.5+1.5=34mm; 條料寬度B=(D+2a+)=71.43
四、計算工序沖壓力、壓力中心以及初選壓力機
1、落料力的計算
F=1.3Ltτ
式中L—沖裁輪廓的總長度;t—板料厚度;τ--板料的抗拉強度
查《現(xiàn)代沖壓技術手冊》表2-18可知:τ=600MPa 。故:
F=1.367.23×0.8600=164.66KN
2、 卸料力和頂件力的計算
14、 =KF
=K F
式中K為卸料力系數(shù),K為頂件力系數(shù)
查《現(xiàn)代沖壓技術手冊》表3-12知:K=0.050;K =0.06
故: =KF
=0.05164.66
=8.23KN
=K F
=0.06164.66
=9.88KN
3、壓邊力的計算
采用壓邊的目的是為力防止變形區(qū)板料在拉深過程中的起皺,拉深時壓扁力必須適當,壓邊力過大會引起拉伸力的增加,甚至造成制件拉裂,壓邊力過小則會造成制件直壁或凸緣部分
15、起皺,所以是否采用壓邊裝置主要取決于毛坯或拉深系數(shù)m和相對厚度t/D100
由于t/D100=1/67.23100
≈1.49
首次拉深系數(shù)=0.62
故:查《現(xiàn)代沖壓技術手冊》表5-70知,兩次拉深均需要采用壓邊裝置。
壓邊力:
=
式中A為初始有效面積;為單位壓邊力(MPa)
查《現(xiàn)代沖壓技術手冊》表4-4可知:=3MPa
=
=
=
=2.81 KN
=
=
=
=1.44 KN
16、
4、拉深力的計算
首次拉深時拉深力=
二次拉深時拉深力=
式中:為首次拉深與二次拉深時工件的直徑;
為材料抗拉強度(MPa);
為修正系數(shù)。
查《現(xiàn)代沖壓技術手冊》表4-1可知:=0.65;=0.5
首次拉深力:=
=
=51.04 KN
二次拉深力:=
=
=29.84 KN
故總拉深力:=+
=51.04+29.84
=80.88KN
綜
17、上所述:
=+ +++++
=266.46KN
5壓力中心的計算
圖3-1
由于是圓形工件,如圖4所示,所以工件的壓力中心應為圓心即o(16.25,16.25)
6、壓力機的選擇
由于該制件為大批量小型制件,且精度要求不高,因此選用開始可傾壓力機,它具有工作臺面三面敞開,操作方便,成本低廉的有點。根據(jù)總壓力選擇壓力機,前面已經(jīng)算得壓力機的公稱壓力為266.46 KN,查《現(xiàn)代沖壓技術手冊》表5-10提供的壓力機公稱壓力中可選取壓力機的型號為:JC23-35
五、工件零件刃口尺寸的計算
刃口尺寸按凹模實際尺寸配作,用配作
18、法,因此凸?;境叽缗c凹模尺寸相同,保證單邊間隙(mm)
圖4-1
查《現(xiàn)代沖壓技術手冊》表5-64可知:
拉深模的單邊間隙為:Z==0.035 mm
式中x為補償刃口磨損量系數(shù)。查《現(xiàn)代沖壓技術手冊》表2.3.1可知:x=0.75
取落料的尺寸公差IT11,則公差為=0.18mm
所以落料凹模的尺寸為:
=(67.23-0.750.18)
=67.1mm
六、工件零件結構尺寸和公差的確定
1、整體落料凹模板的厚度H的確定:
19、 H=KB
式中k為考慮板料厚度的影響系數(shù)
B為沖裁件的最大外形尺寸,查《沖壓工藝與模具設計》表2.8.1可知:k=0.22
H= KB
=0.22×67.23
=14.79mm
2、凹模板長度L的計算
L=D+2C
查《沖壓工藝與模具設計》表2-17可知:C取28—36mm,根據(jù)要求C值可取30mm
故: L=D+2C
=32.5+230
=62.5mm
故確定
20、凹模板外形尺寸為:(mm)。凸模板尺寸按配作法計算。
3、 其他零件結構尺寸(見表1-1-1)
4、 選沖壓模具標準模架和標準零件
依據(jù)凸、凹模周界尺寸,初選設備額定參數(shù),選用滑動導向中間導柱式模架的導向方式,其相關參數(shù)為
凹模周界L:80
凹模周界B:63
閉合高度(參考)|最?。?10
閉合高度(參考)|最大:130
a上模座 數(shù)量1 規(guī)格:80×63×25
b下模座 數(shù)量1 規(guī)格:80×63×30
c導柱 數(shù)量1 規(guī)格:18 ×100
21、
d導套 數(shù)量1 規(guī)格:18×65×23
聯(lián)接螺釘選用:螺釘GB 70--1985 M8內(nèi)六角圓柱頭螺釘,螺釘長度依據(jù)聯(lián)接件厚度而定。依據(jù)卸料力、推料力、壓邊力,以及模具預留給彈簧自由高度尺寸,選用標準〔GB/T1358--1993〕系列的標準彈簧。
工件公差IT11 Z=0.090mm Z=0.070mm
沖壓工序
工件尺寸
計算公式
凹模尺寸
凸模尺寸
第一次拉深
22、
D=(D-0.75)
D=( D- Z)
凸凹模取IT10 Z=2.2t
第二次拉深
D=(D-0.75)
D=( D- Z)
凸凹模取IT7 Z=2.2t
表1-1-1
八、 校核沖壓設備基本參數(shù)
1模具閉合高度校核
H=H+H+H+H+H-18
=25+30+65+120+20-18
=242
23、mm
J23-35開式壓力機的閉合高度為280mm,可調(diào)量為38mm,模具安裝時可用墊塊調(diào)整配制。
2沖裁所需總壓力校核
前面計算出P=266.46KN,沖壓機的公稱壓力為350KN,P<P,滿足生產(chǎn)要求。
八、模具總裝配圖(用A0紙畫出,見附件)
九、致謝
在即將走上工作崗位的時候,有這樣一次設計、有這樣的一個總結,很高興,很興奮,也很感激。雖然它還不是很成熟,但已散發(fā)著淡淡的香氣。感謝默默付出的老師們!關心支持我的同學、朋友們!
畢業(yè)設計的完成,我要感謝我的指導老師們的大力支持。是他們的耐心指正和教導才使我的畢業(yè)設計逐漸趨于完善。更重要的是他們給了我自己解決問題的方
24、法,鼓勵我提出針對性的有用的問題,從細微之處一點一滴的指導我們。通過這次實踐,我更進一步熟悉模具的設計,鍛煉了工程設計實踐能力,培養(yǎng)自己獨立設計能力。
即將走向工作崗位,在今后的工作中,我將繼續(xù)加強理論的學習,再接再厲,將所學的知識付諸實踐,總結經(jīng)驗,不斷進步!
在此感謝,馮曉潔、方莉等老師在設計過程給我的幫助和鼓勵,謝謝!
十.參考文獻
【1】.成虹 沖壓工藝與模具設計 高等教育出版社 ,(第二版)
【2】.郭成,儲家佑 模具制造技術 中國標準出版社
【3】.黃鎮(zhèn)昌 互換性與測量技術 華南理工大學出版社,
【4】.金大鷹 機械制圖<機械類專業(yè)>. 機械工業(yè)出版社,(第二版)
【5】.王戟 金屬材料及熱處理. 中國勞動社會保障出版社,
專心---專注---專業(yè)