[数控模具设计]阶梯型钢制零件的冲压工艺分析及模具设计精编

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Theairoutletvalvecoverstherammingcraftandthemolddesign
Abstract
Thedeepdrawingisapressingprocess.Itcanmakeasheetblankintoauncorkpiecewithdie.Aprocesswithdeepdrawingcanmanufactureworkpieceinmanyshapes.Andthetapperedworkpiecewhichincludesbroadprotrudingedgeworkpiecesandnarrowprotrudingedgeworkpiecesisthemostusual.
3.2.4确定工件的制造工序步骤
初步确定工序顺序为:落料拉伸(半圆)——拉伸(阶梯)——修边——冲孔——扩口。
若以基本工序为工艺方案,则生产率低,工件累计误差打,且设计多套模具成本较高。考虑到生产批量为大批量,同时拟采用的冲压设备为中小型压力机,应尽量将工序合且,但又不能把模具弄得太复杂。从模具结构上分析,整形、拉伸和镦内角能够复合,大、小阶梯同时整形才能保证同轴度要求。小阶梯落料拉伸能否壹次拉伸成形需在后面进行工艺计算验证。此时工艺方案可暂定为:落料拉伸——拉伸整形——冲孔——扩口。
(8)计算以后各次的拉深高度
3.2必要的工序计算
3.2.1
因为在设计过程中毛坯件的尺寸确定是由二次拉深后的工件确定的,而二次拉深后的工件仍需要切去1.5的多余边,所以由下面计算出的毛坯尺寸已经包括修边余量,故不需要修边余量的确定。
3.2.2
板料在拉深过程中,材料没有增减,只有发生属性变化。在变形过程中,材料时以壹定的规律转移的,所以毛坯的形状必须负荷金属在变形时的流动规律,其形状壹般和拉深件周边形状相似。所以,对于旋转体来说,毛坯的形状无疑以壹块圆板,只要求出它的直径。拉深前后,拉深件及其毛坯的重量不变,材料厚度虽有变化,但其平均值和毛坯原始厚度非常接近,则其面积基本不变。可按公式计算
结论38
参考文献38
致谢39
1
壹:冲压的特点和应用
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,从而获得所需零件的壹种压力加工方法。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,先进的冲压工艺就难以实现。
Keywords:deepdrawing;formingprocess;restrictioncrack
摘要I
AbstractII
1绪论1
2拉深件的工艺性分析3
2.1分析工件的冲压工艺性3
2.2.1工件形状3
2.2 08F材料的化学成分和机械性能4
3拉深工序计算5
3.1阶梯形筒形件的拉深工序计算原则5
4.2.2计算落料拉深复合工序压力15
4.2.3初选压力机17
4.2.4校核压力机的电动机功率18
4.3二次拉深工序压力计算20
4.3.1计算二次拉深工序压力20
4.3.2初选压力机21
4.3.3校核压力机的电动机功率22
4.4扩口力计算23
4.4.1计算扩口工序压力23
4.2初选压力机24
4.3.3校核压力机的电动机功率25
=4879.36mm2
D= = =78.83mm2
3.2
(1)判断半圆部分是否能够壹次拉伸成形
毛坯相对厚度为(t/D) 100=1 100/78=1.282
拉深系数为m=50/78.8=0.634
拉深相对高度为H/d=(26-1)/48=0.363
查表得工件第壹次拉深的最小拉伸系数为m1=0.55
查表得工件第壹次拉深的最大相对高度为h1/d1=0.84~0.60
关键词:拉深;成型工艺;拉裂
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3.1.1阶梯形件拉深工序计算程序5
3.2必要的工序计算5
3.2.1修边余量δ的确定5
3.2.2毛坯尺寸计算5
3.2.3判断阶梯筒形部分的拉深次数7
3.2.4确定工件的制造工序步骤8
3.2.5画出拉深工序图9
4工序压力计算和压力机的选择11
4.1压力机的选择原则11
4.2落料拉深工序压力计算11
4.2.1排样图的设计11
先判定是否能壹次拉深成,否则要经多次拉深。根据计算查表大概确定要多次拉深,先拉深小直径后大直径的。
2扩口
(2)制件材料塑性较好,对拉伸、成形比较合适。制件尺寸精度、同轴度要求高。内表面要求光亮平整。且圆角R1、R2较小。需要增加整形工序。为保证孔尺寸29mm及同轴度要求,扩口需放在整形之后,以防整形时孔变形。
Thecoefficientofthedeepdrawingisimportantwhenyouhavetobesurewhetheritcanmakeitinonetime.Thecoefficientliesonthelimitofthedeformationdegreeeverydeepdrawingprocessallows.
冲压的现代工业生产中,尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工
业部门越来越多地采用冲压加工方法加工产品零部件,如汽车,农机,仪器,电子,航空,航天,家电及轻工等行业。在这些工业部门中,冲压件所占的比重都相当的大,少则60%上,多则90%之上。因此能够说,如果生产中不广泛采用冲压工艺,许多工业部门要提高生产效率和产品质量,降低生产成本,快速进行产品更新换代等都是难以实现的。
5模具结构设计26
5.1落料拉深工序模具设计26
5.1.1落料拉伸复合模选用原则26
5.1.2模具工作部分尺寸和公差计算26
5.1.3模具其他零件的结构尺寸计算28
5.2二次拉深工序模具设计32
5.2.1模具结构形式选择32
5.2.2模具工作部分尺寸和公差计算33
5.2.3模具其他零件的结构尺寸设计33
a4=
= =484.36mm2
a5=d4 h=42 3.14 2=263.89mm2
a6= =2168.94mm2
a7=(18.33/2)2 =263.89mm2
A=a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7
=933.05+384.38+380.92+484.36+263.89+2189.94+263.89
5.冲压壹般没有切屑碎料生成,材料的消耗较小,且不需要其他加热设备,因而是壹种省料,节能的加工方法,冲压件的成本较低。
可是,冲压加工所使用的模具壹般具有专用性,有时壹个复杂零件需要数套模具才能加工成形,且模具制造的精度高,技术要求高,是技术密集形产品。所以,只有在冲压件生产批量较大的情况下,冲压加工的优点才能充分表现,从而获得较好的经济效益。
把如图3.1所示工件中性层的面积分成7部分
图3.1
图A=a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7厚度t=1mm
a1= d1h1=3.14 5.5 54=933.05mm2
a2=
= 384.38mm2
a3=(d2/2)2 -(d3/2)2 =(51/2)2 3.14-(46/2)2 3.14=380.92mm2
查表得工件第二次拉深的最大相对高度为h2/d2=1.60 1.32
因为m>m2,H/d<h2/d2,故该阶梯部分能壹次拉出。
同理,小阶梯以及锥形部分是在半圆基础上拉深的,故其各系数满足俩次拉深的要求。
由之上分析能够把二次拉深时工件分成上下俩部分见待,上部分大阶梯,下部分在第壹次拉成的半圆基础上继续拉深。
2拉深件的工艺性分析
2.1分析工件的冲压工艺性
图2.1
工件图
2.2.1工件形状
如图2.1所示,该工件形状简单对称,为轴对称拉深件,在圆周方向上的变形是均匀的,模具加工也比较容易。
(1)从工件形状见,属于阶梯形拉深件。阶梯形件的拉深和圆筒形件的拉深基本相同,其主要考虑的问题是阶梯件是否能够壹次拉成。
1拉深阶梯筒形和锥形部分。
2.冲压时由模具保证了冲压件的尺寸和形状精度,且壹般不破坏冲压材料的表面质量,而模具的寿命壹般较长,所以冲压件的质量稳定,互换性好,具有“壹模壹样”的特征。
3.冲压可加工出尺寸范围较大,形状较复杂的零件,如小到钟表的秒针,大到汽车纵梁,覆盖件等,加上冲压时材料的冷变形硬
4.化效应,冲压件的硬度和刚度均较高。
二:冲压现状和发展方向
目前,我国冲压技术和先进工业发达国家相比仍相当落后,主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面和工业发达国家尚有相当大的差距,导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面和先进工业发达国家的模具相比差距相当大。
随着工业产品质量的不断提高,冲压产品生产正呈现多品种、少批量,复杂、大型、精密,更新换代速度快的变化特点,冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化,随着计算机技术和制造技术的迅速发展,冲压模具设计和制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计(CAD)、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)技术转变。
因为m>m1,H/d<h1/d1,故工件能壹次拉出。
(2)确定阶梯筒形部分能否壹次拉出
同上面拉深半圆的计算方法
毛坯相对厚度为(t/D) 100=1 100/78.8=1.363
拉深系数为m=55/68.8=0.799
拉深相对高度为H/d=7.5/55=0.136
查表得工件第二次拉深的最小拉伸系数为m2=0.75
(数控模具设计)阶梯型钢制零件的冲压工艺分析及模具设计
摘要
拉深是利用模具使平板毛坯变成为开口的空心零件的冲压方法,用拉深工艺能够制成筒形、阶梯形、锥形、抛物面形、盒形和其他不规则形状的薄壁零件,其中又以筒形件简单和多见,而有凸缘筒形件又分为宽凸缘和窄凸缘件。
在拉深工艺设计时,必须知道冲压件能否壹次拉出,这就引出了拉深系数的概念。拉伸系数决定于每次拉深时允许的极限变形程度。在多次拉深中,对于宽凸缘拉深件,则应在第壹次拉深时,就拉成;零件所要求的凸缘直径,而在以后各次拉深中,凸缘直径保持不变。为了保证以后拉深时凸缘不变形,宽凸缘拉深件首次拉入凹模的材料应比零件最后拉深部分实际所需材料多3%~5%,这些多余材料在以后各次拉深中,逐渐将减少部分材料挤回到凸缘部分,使凸缘增厚,从而避免拉裂。
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和机械加工及塑性加工的其他方法相比,冲压加工无论在技术方面仍是经济
方面都具有许多独特的优点。主要表现如下:
1.冲压加工的生产率高,且操作方便,易于实现机械化和自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工,普遍压力机的行程次数为每分钟几十次,高速压力机每分钟可达数百次甚至千次之上,而且每次冲压行程就可能得到壹个冲件。
2.208F材料的化学成分和机械性能
工件的材料为08F,属于优质碳素结构钢,优质沸腾钢,强度、硬度低,冷变形塑性很好,可深冲压加工,焊接性好。成分偏析倾向大,时效敏感性大,故冷加工时应采用消除应力热处理或水韧处理,防止冷加工断裂。
08F的主要机械性能如下:
抗拉强度(兆帕)280-390
屈服强度(兆帕)180
抗剪强度 (兆帕)220-310
延伸率δ32%
3拉深工序计算
3.1阶梯形筒形件的拉深工序计算原则
3.1.1阶梯形件拉深工序计算程序
(1)选定修边余量δ
(2)计算毛坯直径D
(3)判断是否壹次拉深成形
(4)根据各工序确定必要的拉深工序
(5)初步画出工序图
(6)确定各工序的圆角半径
(7)计算第壹次拉深高度且校核是否安全
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