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拉深模课程设计说明书
冲压模具课程设计
课题名称:
无凸缘圆筒形件拉深模设计
青岛理工大学
学院:
机械工程学院
专业班级:
材料成型与控制工程091班
姓名:
学号:
指导老师:
日期:
2012.12.25-2013.01.05
目录
一前言………………………………………………………………3
二设计任务书及零件图………………………………………………4
三对拉深件进行工艺分析……………………………………………5
四工艺方案的分析和确定……………………………………………6
五主要工艺参数的计算………………………………………………7
六模具主要零件尺寸的确定…………………………………………11
七压力机的选择………………………………………………………14
八模具闭合高度的校核………………………………………………15
九设计小节……………………………………………………………17
十参考文献……………………………………………………………18
第一章前言
模具工业是国民经济的基础工业,受到政府和企业界的高度重视,发达国家有“模具工业是进入富裕社会的源动力”之说,可见其重视的程度。
当今,“模具就是经济效益”的观念,已被越来越多的人所接受。
模具技术水平在很大程度上决定于人才的整体水平,而模具技术水平的高低,又决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力,因此模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。
我们这次课程设计的任务是设计一套无凸缘圆筒形工件拉深模,即老师给出零件及生产要求与精度要求,在老师的指导下设计出一套符合要求的拉深模。
由于是初次设计,经验不足,因此在设计过程中难免走了不少弯路,犯了不少错误,但是这些这些都将成为我们以后设计的宝贵经验。
虽已经多次计算、修改,但仍可能还存在有疏漏和不当之处,敬请批评、指出。
第二章设计任务书及零件图
制件如图1所示,材料为10钢板,料厚为1mm,大批量生产。
工件图如下所示:
图1
要求
根据所设计工件的尺寸、形状、批量等原始数据和要求,每人独立设计、绘制完成一套冲压模具。
包括;
(1)模具装配图1张(按1:
1比例,或适当比例);
(2)模具工作零件图2-3张(按1:
1比例,或适当比例);
(3)设计说明书一份;
第三章对拉深件进行工艺分析
此工件为无凸缘圆筒形工件,要求内形尺寸,没有厚度不变的要
求。
此工件的形状满足拉深的工艺要求,可用拉深工序加工。
根据制件的材料、厚度、形状及尺寸,在进行冲压工艺设计和模具设计时,应特别注意以下几点:
1该制件为圆形拉深件,因此在设计时,毛坯尺寸的计算是一个重点。
2制件不大,可能需要经过多次拉深。
如果需要经过多次拉深,则拉深工序的确定以及拉深工序件尺寸的计算是正确进行工艺和模具设计的关键。
3冲裁间隙、拉深凸凹模间隙以及每道拉深工序的高度的确定,应符合制件的要求。
4各工序凸凹模动作行程的确定应保证各工序运动稳妥、连贯。
第四章工艺方案的分析和确定
根据该零件的形状特征,该产品属于拉深件,只需要进行拉深一道工序。
根据拉深工序基本工序,可以对它作不同的选择,即得出工艺方案,具体可排出以下方案:
选择圆形毛坯,直接拉深成型。
方案中,形位精度相对较底,但是模具结构较简单,制造周期较短,生产成本不高,对精度要求不太高,中小批量生产比较合适,对于模具的磨损修复也比较容易。
根据现有条件和技术水平,产量及经济方面考虑,此方案比较适合。
第五章主要工艺参数的
计算拉深工序间尺寸:
为了计算拉深工序间尺寸必须先确定拉深次数从而确定计算方法。
图2
工件底部圆角半径r=8mm,大于拉深凸模圆角半径r凸=4~6mm(见表4-3,首次拉深凹模的圆角半径r凹=6t=6mm,而r凸=(0.6~1)r凹=4~6mm,r>r凸),满足首次拉深对角圆角半径的要求。
1毛坯尺寸的确定
零件的相对高度H/d=(29.5-0.5)/(72.7+0.35+1)=0.4,而拉深高度20mm‹H≤50mm,根据资料可知,修边余量δ=2㎜,毛坯直径按等面积法计算:
(1)圆筒部分面积为:
A1=πd(h+δ)
式中
d为圆筒部分的中径。
(2)圆角球台部分的表面积为:
A2=2(πdo/2+2r/π)rπ/2
式中
do为底部平板部分的直径;
r为工件中线在圆角处的圆角半径。
(3)底部表面积为:
A3=π/4do²
工件的表面积A为A1、A2、A3部之和,
即
A=πd(h+δ)+2(πdo/2+2r/π)rπ/2+π/4do²
=π/4D²
则D=
其中
d=74mm,H=31mm,r=8.5mm,代入上式
求出D=115.94mm
取D为116mm
2确定是否用压边圈
用式(4-33)判断拉深时是否需要压边。
因0.045(1—m)=0.045*(1—0.64)=0.0162,而毛坯的相对厚度t/D=0.0086﹤0.0162,固需要压边圈。
3确定拉深次数
拉伸系数m总=d/D=0.633
当毛坯相对厚度t/D=0.0086时,
采用查表法,得
m₁=0.54
因为m总>m₁,所以一次拉深就可完成。
4压边力、拉深力的计算
1)由表4-15确定压边力的计算公式为:
FQ=π/4〔D²—(d1+2r凹)²〕
式中
r凹=r凸=8mm,D=116mm,d1=74mm,
由表4-16查的p=2.7MPa
把各已知数据代入上式,得压边力为FQ=11350N
2)用式(4-35)计算拉深力
F=πdtбbk₁
已知m=0.64,查表4-18,得бb=440Mb,k₁=0.75
代入上式得
F=0.75×3.14×74×440×1
=76700N
5模具压力中心的确定
由于该制件的毛坯及各工序件均为轴对称图形,而且只有一个工位,因此压力中心必定与制件的几何中心重合。
第六章模具主要零件尺寸的确定
1拉深模的间隙
由表4-12查得拉深模的单边间隙为:
Z/2=1.1t=1.1mm
则拉深模的间隙Z=2.2mm。
2拉深模的圆角半径
凹模的圆角半径r凹按表4-13选取,
R凹=8t=8mm。
凸模的圆角半径r凸等于工件的内圆角半径,即:
r凸=r=8mm。
3凸、凹模工作部分的尺寸和公差
1)由于工件要求内形尺寸,则以凸模为设计基准。
凸模尺寸的计算见式(4-26)。
dp=(dmin+0.4
)
将模具公差按IT10级选取,则
=0.12mm。
已知dmin=72.7mm,
=0.7mm,
=0.12代入上式,
则凸模尺寸为dp=72.98
mm。
2)间隙取在凹模上,则凹模的尺寸按式(4-27)计算,即:
d=(dmin+0.4
+Z)
已知dmin=72.7mm,
=0.7mm,Z=2.2mm,
=0.12mm代入上
则凹模的尺寸为d=75.18
mm。
4确定凸模的通气孔
由表4-14查得,凸模的通气孔直径为6.5mm。
5磨柄的选择
按JB/T7646.1-1994选择压入式Φ50
70,材料Q235-A·F。
6卸料装置
根据模具结构选用弹性卸料装置,其中弹性元件选用橡胶橡胶的尺寸计算如下:
(1)根据工作行程S计算橡胶的自由高度,如下
H=(3.5~4)S=3.6·33=120mm;
(2)根据自由高度H计算橡胶的装配高度,如下
H2=(0.85~0.9)H=0.9·120=108mm;
(3)在装配时,根据模具空间大小确定橡胶的断面面积;
(4)计算橡胶的高度H与直径D之比
=0.8,
且0.5≦0.8≦1.5,满足要求。
7销、钉的选择
1)定位销的选择
定位销尺寸选用M10。
2)螺钉的选择
为使凸凹模固定板安装在上模架和凹模安装在下模架上时不影响模具在压力机上的安装,应采用内六角圆柱头螺钉,其中固定螺钉选用M10,卸料螺钉选用M12,其,长度应根据强度和所需连接高度选择,参考标准。
第七章压力机的选择
由于该制件是一件小型制件,且精度要求不高,因此选用开式可倾压力机。
它具有工作台面三面敞开,操作方便,成本低廉的优点。
同时,选用拉深压力机还应该对拉深功进行校核,否则会出现压力机在力的大小满足要求,但是功率有可能过载,飞轮转速降低,从而引起电动机转速降低过大,损坏电动机。
因此精确确定压力机压力应该根据压力机说明书中给出的允许工作负荷曲线,并校核功率。
但是在一般条件下,可以根据生产车间的实际情况,在现有压力机中选取
选择压力机公称压力时,应该使拉深力在压力机的许用公称压力范围内,而不是简单的根据拉深力去选择压力机。
拉深时,欲使压力机的精度高保持良好的工作状态,最好在公称压力的80%以下使用F公称>=F总/80%=70440N。
同时压力机的工作行程需要考虑工件成形和方便取件,因此,工作行程S≧2.5h=2.5·31.5mm=78mm
综上所述根据《冲压模具简明设计手册》表13.9,确定选择JA21-35压力机。
第八章模具闭合高度的校核
上模座高度35mm,
垫板厚度8mm,
次垫板厚度14mm,
模具凸模高30mm,
下模座高度40mm,
压边圈高度20mm,
凸模固定板高度20mm,
自由高度25mm,
则模具闭合高度H=(35+8+14+30+20+20+40+25)mm=192mm。
小于压力机的最大封闭高度,符合要求。
无凸缘圆筒形件的拉深模
1-打杆2-挡环3-模柄5、15-螺钉4-上模座6-垫板7-中垫板8-凹模9-打板13、21-销钉10-压边圈11-凸模12-凸模固定板14-下模板15、18-托板16-橡胶板17-螺柱19-螺母20-卸料螺钉
第九章设计小结
通过本次毕业设计,使我清楚了自己这三年来收获了什么、收获了多少,从而给自己一个全新的、正确的定位,为以后更好的学习指明了方向,更为以后的工作奠定了基础。
总体上来说在开始的设计时,感觉一切都是那么陌生和生疏,根本就无从下手。
这与我觉得所学的知识都掌握得很好形成了一个鲜明的对比。
无奈之下,只有把借来的资料全部翻看了一遍,这样才对设计的切入点有了一个准确的定位。
在毛坯尺寸计算时,把数据代入公式的时候,没有弄清公式中字母所代表的含义和具体意义,就自以为是的把数据代了里面,结果后面设计了很大的一部分的内容偶然发现所写的数据不对,再回头重新计算,前面的内容全都是一纸空文,而后面的内容又要重新设计。
完成此次设计使我明白,设计一样东西并不是单一的依靠一门学科,某种东西,它可能需要多方面的东西,是通过各个方面的知识积累以及动手实践做出来,而绝非凭空想出来的,它是实实在在不掺一点水儿的,只有自己掌握了各方面的知识才能更好的去制造去设计,使我更加明白不论做什么都要认真,一点一滴去积累,踏踏实实去做才能慢慢走向成功。
第十章参考文献
1、曹立文王东丁海娟郭世清编《新编实用冲压模设计手册》人民邮电出版社2008.10
2、张修正编《用冲压模结构设计手册》化学工业出版社2009.12
3、刘朝福《冲压模具设计师速查手册》化学工业出版社2011.3
4、李文超马立杰袁进《UG冲压模设计与制造》化学工业出版社2008.4
5、姜奎华《冲压模工艺与模具设计》机械工业出版社1998.5(2008.7冲印)
6、胡敬佩《冲压工识图》化工工业出版社2009
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- 拉深模 课程设计 说明书