拉深冲孔模具设计

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本设计根据工件的尺寸及相关技术要求,设计采用对角导柱模架式复合模, 其设计和制造无特殊要求,一律按 GB/T 2851.1~2851.7-1990、GB/T 2852.1~ 2852.4-1990、JB/T 8085-1990 和 JB/T 7643~7653 选用标准模架和标准件,并 符合相应的技术要求。复合模零件不允许有裂纹,工作表面不允许有划痕、机械 损伤、锈蚀等表面缺陷。经热处理后的零件硬度应均匀,不允许有软点和脱碳区, 并清除氧化物等。
(4)拉深力的近似计算 F拉 = KLts b = 1´3.14´ 90 ´ 0.5´ 450KN = 63.6KN
F拉 ———拉伸力(N) ;
L——— 横截面周边长度(mm) ; t——— 料厚(mm);
s b ———材料强度极限(MPa),查表 s b =450MPa
(5)压边力
K———修正系数,查表 4­1,K=1
p(D 2 4
-
d 2) =
64.4%
l0 - B0
采用横裁:裁板条数: n1
=
A B
=
1800 94
= 19条余1mm
每条个数: n2
=
l1
- 1.5 h
=
900 -1.5 91.5
=
6 余 5 mm
每板总个数 n总 = n1n2 = 114个
板料利用率 h
=
n总
p(D 2 4
-
d 2) =
64.4%



设计: 郑显明
4 模具总体设计
根据确定的工艺方案和零件的形状特点,精度要求,所选设备的主要技术参 数,模具制造条件及安全生产等选定其冲模的类型和结构形式。下面讨论第一次 工序所用的复合模的设计要点。
4.1 模具结构形式的确定
4.1.1 采用的结构形式
拉深模结构采用带弹性卸料板的正装式结构,弹压卸料装置的基本零件包括 卸料板、弹性元件(弹簧或橡胶)、卸料螺钉等。弹压卸料装置卸料力小,但他 既起卸料作用又起压料作用,所得零件质量较好,平直度较高。
3.2 计算拉深件的工序尺寸
•毛坯的展开尺寸
工件外形较为复杂,所以利用表面积相等原理计算毛坯直径。板料厚度
<1mm,按外形尺寸计算。查表可取修边余量为d =2mm。
工件表面积:
A1= p 4
d12 =
p 4
´ 322
=
803.84mm 2
任何形状的母线绕轴线旋转一周所得到的旋转体面积,等于该母线的长度与其形
老师:身体健康
2绪论
模具行业在汽车、拖拉机、飞机、工程机械、日用五金等制造行业起着极为 重要的作用。采用模具生产毛坯或成型零件,是材料成型的重要方式之一。我国 模具行业总产值以每年 10%的速度增长。
拉深是主要的冲压工序之一,应用很广,用拉深工艺可以制成筒形、阶梯型、 球型、锥形、抛物线型、盒型和其他不规则形状的薄壁零件,如果与其他成型工 艺配合,还可以制造形状更加复杂的零件,因此在汽车、拖拉机、电器、仪表、 电子、轻工等工业生产中占有非常重要的地位。
= (60 + 0.4 ´ 0.74 + 2´ 0.525)0+0.09
(1)冲孔力计算 按公式
F冲 = 1.3Ltt = 1.3´p ´18´ 0.5´ 360KN = 13.2KN
(2)卸料力
式中 F冲 ——— 冲孔力(N)
L ——— 孔外轮廓周长(mm) t ——— 材料厚度(mm), t=0.5mm。 t ——— 材料的抗剪强度(MPa)查表 A1 可得=78MPa
4.1.2 模具工作过程分析
本模具是冲制喇叭罩的拉深、落料、冲孔、整形模。 该模具的工作过程如下:成形推板 7 在弹顶器(未画出)、顶杆 2 的作用下, 处于最上位置,托住坯料。上模部分下降,利用凸凹模 11 和成形推板 7 进行拉 深和压形。上模继续下降,推动成型推板 7 下降,此时由落料凹模 8、凸凹模 11 进行落料,然后冲底孔。当成型推板 7 与固定板 4 接触时则进行整形。在成型推 板内装有 6 根顶杆 9,开模时可随工件抬起,便于取件。 该模具配用对角导柱滑动导向模架。
1前言
“人生天地间,若白驹过隙,忽然而已。”…………庄子 转眼间,人生最美好的时光——大学生活即将结束,每当回忆起,就会莫名 的平添几分感伤,但更多的好是欣喜:学校不是我们永远的避风港,我要勇敢地 走出校门,去融入社会,学习更多的知识,迎接新的挑战。 回顾四年大学的学习,真的让人怀念。很庆幸自己读的是我很喜欢的专业, 通过四年的学习,基本掌握了机械从设计到制造这一大体的流程,基本达到了学 习的目的。在大学学习阶段即将借宿的末尾,我们迎来了能够对大学四年起到巩 固和总结的毕业设计,我尽了最大的努力争取做好这次毕业设计,为我的大学学 习画上一个圆满的句号。 这次设计大概花了两个月的时间,由于模具这门课程是大四上学期开的,当 时面临着巨大的找工作压力,所以对模具的只是一知半解,更别谈设计了,面对 这样的问题,我做到了一切从实际出发,去图书馆,互联网上查阅了大量模具资 料,从模具的最基本知识开始学习,果然不到半个月的时间我基本掌握了有关模 具的设计和制造的知识,头脑中有了一个大体的轮廓,于是开始着手于毕业设计 的开工。在设计过程中也遇到了很多棘手的问题,我又开始查阅新的资料,实行 各个击破,有的问题是在找不到答案,于是打电话找段武茂老师寻求帮助,段老 师的耐心解答对我有很大的帮助,再次表示衷心的感谢。 通过这次的毕业设计,基本达到了学习的目的,即巩固了以前学过的知识, 又学到了很多新的东西,让我受益匪浅,受用终生。 在这毕业之际,我要感谢我的母校和工学院的老师们,是你们教给我心的科 学知识和许多做人的道理,让我在学习中成长。 祝:母校:繁荣昌盛
零件上销钉孔的配合长度一般不小于销钉直径的 1.5 倍。固定板、凹模、垫 板、卸料板的形状和位置公差按 GB/T 1182-1996 等的规定。复合模各零件的几 何形状、尺寸精度、表面粗糙度等应符合设计图样要求。零件图中未标注公差尺 寸的极限偏差按 GB/T 1804 的规定。零件图中未注的形状和位置公差按 GB/T 1184-1996 的规定。
4.3 拉深凸凹模圆角半径的计算
•凹模圆角半径 rd 一般来说,大的 rd 可以降低拉深系数,还可以提
高拉深件的质量,所以 rd 应尽可能取大些。但 rd 过大拉深时板料将过早的失去压 边,有可能出现拉深后期起皱。故凹模圆角半径的合理值应当不小于 4t(t 为板 料厚度),考虑实际情况,拉深凹模圆角半径取 rd =6mm。
3.1 分析零件的工艺性
工件名称:喇叭罩 生产批量:中等批量 材 料:08,厚度 t=0.5mm 工件简图:如图 2-1 所示
图 3-1 经分析,制件的形状满足拉深工艺要求,由于工件有一定的复杂性所以需 要增加整形工序。该工件带有一定得锥度,所以在拉深的过程中,有一部分毛胚 处在弹性卸料板外曾悬空状态,因而容易起皱。 零件图上的所有尺寸均未标注公差,属于自由尺寸,即在 IT12-IT18 取公 差值,按 IT14 级确定工件尺寸的公差,可查《互换性与测量技术基础》公差表。
D凹1
= (d
+
0.4D
+
2
z)
+d凹 0
= (32 + 0.4 ´ 0.62 + 2 ´ 0.525)0+0.09
= 33.2980+0.09
D凸1
=
(d
+
0.4D
)0 -d凸
=
(32
+
0.4
´
0.62)
0 - 0 . 060
=
32.2480-0.060
D凹2
= (d
+
0.4D
+
2
z
) +d 凹 0
在拉深过程中,需要依据实际情况选择恰当的润滑剂,提高产品质量和提高 模具的寿命。预防产品起皱、破裂、裂纹、表面拉毛、形状和尺寸不良等。
3 冲件工艺分析及编制冲压工艺方案
制定工艺时首先应仔细阅读零件图,了解零件的结构和技术要求,并进行工
艺分析。制定正确的工艺方案,是对零件的质量的有力保证,而且能使模具发挥 最大的经济效益。
4.2 拉深凸凹模间隙的计算
拉深间隙时指单边间隙,即 Z = (da - dt ) 。间隙过小会增加摩擦力使拉深件 2
容易拉裂,且易插伤制件表面,降低模具寿命。间隙过大则对坯料的校直作用小, 影响制件的尺寸精度。因此,确定间隙的原则是,既要考虑板料厚度的公差,又 要考虑拉深件口部增厚的现象,根据拉深时是否采用压边装置,经工艺计算一次 就能拉成型,故间隙为:Z=1.05t=1.05´ 0.5mm=0.525mm。
YB32­63 型四柱万能压力机,其主要技术参数为: 公称压力:630KN 滑行行程:400mm 活动横梁至工作台最大距离:600mm 工作台尺寸:460mm´ 700mm 顶出力 95KN 顶出活塞最大行程:150mm
④确定排样、裁板方案
这里毛坯直径 D=90 不算太小考虑到操作方便,采用单排。 由搭边值 a=1.5,b=2 得:进距 h=D+a=90+1.5=91.5mm
F卸 = K卸F冲 = 0.07 ´13.2KN = 924N
K卸 ———卸料力因数,其值有表 2­15 查得 K卸 =0.07
(3)推件力
F推 = nK推F冲 = 1´ 0.065´13.2KN = 858N
K推 ——— 推件力因数,其值由表 2­15 查得 K推 =0.065; n———卡在凹模内的工件数目,取 n=1。
-
d
2 0
)
=
p 4
´ (70.52
-
702 )
= 110.29mm2
A6
=
p 4
(d
2 6
-
d
2 5
)
=
p 4
´
(85.42
-
83.42 )
=
265.02mm2
A
=
å
Ai
=
p 4
D02
=
6297.64mm2
Þ 毛坯直径D0 = 90mm
‚计算各部分工艺力(以下公式和数据均来自《冲模设计应用实例》)
心绕该轴线旋转所得周长的乘积。∴
A2
=
2p
´17.2 ´
32
+ 4
60
=
2484.37mm 2
A3
=
p 4
(d
2 4
-
d
wenku.baidu.com
2 3
)
=
p 4
´
(70.52
-
602 )
=
1075.65mm 2
A4
=
p 4
(d
2 5
-
d
2 4
)
=
p 4
´
(83.42
-
70.52 )
=
1558.47mm2
A5
=
p 4
(d
2 4
‚凸模圆角半径 rp
rp 对拉深变形的影响,不像 rd 那样影响拉深全
过程,但 rp 过大或过小同样对防止起皱和拉裂及降低极限拉深系数不利。故 rp 的
合理值应不小于(2~3)t.只有变形程度较小时,才允许取 rp =2t。
设计制件可一次拉成的拉伸模,rp 应取与制件底部圆角相等数值,如果拉深
件零件图所标注的圆角半径小于 rp 的合理值,拉伸模 rp 仍需要取合理值。待拉深
l0 - B0
根据废料的多少决定采用横裁。
3.3 编写冲压工艺过程卡片
厂 车间 零件草图
表 3.3­1 冷冲压工艺卡片 冷冲压工艺卡片
材料排样
工序 0 1
2 3
工序说明
加工草图
剪床下料

落料,拉深,冲底 略

切边

检验
设备 型号名称
YB32­63 型压力机 YB32­63 型压力机

处文签日

数件字期
后再用整形方法使圆角半径达到图样要求。用经验公式 rp =(0.7~1.0) rd =4mm.
注:在实际设计工作中,拉深凹模圆角半径应取比计算值略小的数值,这样便于在试模 调整时逐渐加大,直到拉出合格的制件为止。
4.4 各工序凸凹模工作部分尺寸的设计计算
•拉深制件(拉深件内形尺寸 F700+0.74 )
[ ] { Q = p 4
D02
-(d1
+
2r凹1)2
q
=
p 4
90 2
-
êëé70.5
+(6
+
0.5 2
2
)úûù
}´ 3N
= 7370.6N
ƒ冲压设备的选择
在实际生产中,为了防止设备的超载,可按
F压 ³(1.6 ­1.8)F总 » 154.77KN 来估算压力机的公称压力 F压 。参照有关资料选用
条料宽度 B=D+2b=90+4=94mm
板料宽度拟选用 0.5´ 600´ 1800
采用纵裁:裁板条数: n1
=
B0 B
=
900 94
= 6条余4mm
每条个数: n2
=
l0
- 1.5 h
=
1800 -1.5 91.5
= 19余6mm
每板总个数 n总 = n1n2 = 114个
板料利用率 h
=
n总
复合模各零件的材料和热处理硬度应优先按《实用模具设计与制造手册》中 表 22.2-3、表 22.2-4 选用,允许采用性能高于表 22.2-3、表 22.2-4 规定的其 他钢种。零件图中普通螺纹的基本尺寸应符合 GB/T 196 的规定,选用的极限与 配合应符合 GB/T 197 的规定。零件图上未注明的尺寸,除刃口处所有锐边均应 倒角或倒圆。视零件大小,倒角尺寸为 0.5×45º~2×45º,倒圆尺寸为 R0.5~ 1mm.经磁性吸力磨削后的刚件应退磁。
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