一、零件工艺分析。
工件为图1所示的拉深件,材料为08al-hf,材料厚度0.88mm,生产批量未注明,默认为大批量。
工艺分析内容如下:
1、材料分析:该拉深件的材料为08al-hf,是优质碳素结构钢,具有较好的拉伸性能。
2、零件结构:该制件为圆筒形拉深件,故对毛坯的计算要精确。
3、单边间隙、拉深凸凹模及拉深高度的的确定应符合高度。
4、凸凹模的设计应保证各工序间动作稳定。
5、尺寸精度:零件图上所有未注公差的尺寸,为了降低冲压成本,获得最佳的技术效果,在不影响拉深件使用的要求的前提下,应可能采用经济精度,在未注明的情况下,冲裁件的经济公差等级一般取12~13级,通常取it12级。
查公差表可得工件的基本尺寸公差为:
二、工艺方案及模具结构类型。
1、工艺方案分析。
该工件包括落料、拉深两个基本工序,可有以下2种工艺方案:
方案一:先落料,首次拉深。采用单工序模生产。
方案二:落料+拉深复合。采用复合模加单工序模生产。
方案三:先落料,后两次复合拉深。采用单工序模加复合模生产。
方案四:落料+拉深+再次拉深。采用复合模生产。
方案一模具结构简单,单需要三道工序三副模具,成本高而生产效率低,难以满足大批量生产要求。方案二只需两副模具,工件的精度及生产效率都较高,工件精度也能满足要求,操作方便,成本较低。方案三也只需两副模具,制造难度大,成本也大。
方案四只需一副模具,生产效率高,操作方便,工件精度也能满足要求,但模具成本价高。通过对上述四种方案的分析比较,该工件选方案二生产为佳。
三、主要工艺参数计算。
t=0.8,下面均按中线计算。
1)确定修边余量h1
该h=26-0.4=25.6mm d=74-0.
8=73.2mm。则工件的相对高度h/d=25.
6/73.2=0.35。
根据相对高度查表得修边余量h1=2mm。
2)计算毛坯直径d
查得无凸缘圆筒形拉深工件的毛坯尺寸计算公式为。
取凸模rd/t=5,则rd=4mm,r=4mm
将d=73.2mm,h=25.6mm,h=h+h1=27.6mm,r=4mm代入上式,则可以求得毛坯的直径为。
d=113.70mm
3)确定拉深次数n
工件的总拉深系数m总=d/d=73.2/113.70=0.6438。毛坯的相对厚度t/d=0.8/113.70=0.007036。
判断拉深时是否需要压边。0.045*(1-m)=0.
045*(1-0.64)=0.0162,而用t/d=0.
007<0.45*(1-m)=0.0162,故需加压边圈。
由相对厚度可以从表中查得首次拉深极限拉深系数m1=0.54。
因m总>m1,故工件只需一次拉深。
四、确定工艺方案。
本工件首先要落料,制成直径d=113.7mm的圆片,然后以d=113.7mm的圆板料为毛坯进行拉深,拉深为内径73.
2mm、内圆角r为4mm的无凸缘圆筒,最后按h=26mm进行修边。
1)模具类型的选择。
由冲压工艺性分析可知,采用落料模和拉深模。
2)定位方式的选择。
落料时模具采用的是条料,控制条料的送进方向采用导料销有测压装置。控制条料的送进步距采用活动挡料销来定距。拉深采用固定板定位。
3)卸料、出件方式的选择。
落料采用弹性卸料,拉深自动卸料。
4)导向方式的选择。
落料为方便安装调整,同时为送料的方便,故采用后侧导柱模架。
五、进行压力中心计算。
1、计算压边力、拉深力。
1)确定压边力的计算公式为。
fq=π/4q
式中rd=rp=4mm,d=113.7mm,d1=73.2mm,查表可得p=2.0mpa。
把已知数据带入上式,得压力为。
fq=π/4**2=9950n
2)计算拉深力。
f=k1πd1tδb
已知m=0.64,查表得k1=0.75,08al-hf钢的强度极限δb=325mpa。
将k1=0.75,d1=73.2mm,t=0.8mm,δb=325mpa代入上式,即。
f=0.75*π*73.2*0.8*325=44843n
3)压力机的公称压力为。
f压≥1.4*(f+fq)=1.4*(44843+9950)=76708n
故压力机的公称压力要大于80kn。
2、模具工作部分尺寸的计算。
1)拉深模的间隙。查表可得拉深模的单边间隙为。
z/2=1.1t=0.88mm
则拉深模的间隙z=1.76mm
2)拉深模的圆角半径。凹模的圆角半径rd取rd=4mm,凸模的圆角半径rp等于工件的圆角半径,即rp=r=4mm。
3)凹凸模工作部分的尺寸和公差。由于工件要求外形尺寸,则以凹模为设计基准。凹模的尺寸计算为。
凸模的尺寸计算为。
差表4-23,可得,,取,d=74mm,z=1.76mm将数据带入上式,可求得mm
4)确定凸模的通气孔,查表可得凸模的通气孔直径为6.5mm。
六、模具的总体设计。
模具的**图。
拉深模具在单动力压力机上拉深,压边圈采用平面式的,坯料用压边圈的凹槽定位,凹槽深度小于1mm,以便压料,压边力用弹性元件,模具采用倒装结构,出件时卸料板顶出。
由于此拉深模为非标准形式,需要计算模具闭合高度。其中各模座的尺寸需按国标取值。模具的闭合高度为。
h模=h上模+h压+h固+h下模座+25mm
式中25mm是模具闭合时,压边圈与固定板之间的距离。
取h上模=(30+8+14+30)mm=82mm,取h压=20mm,h固=20mm,h下模座=40mm,则模具的闭合高度为:
h模=82+20+20+40+25=187mm
七、冲裁坯料排样。
因该冲裁件结构简单,形状对称,是大批量生产,所以采用单排导正销级进模。t=0.8mm,查表得工作间a=1.0mm,侧面a1=1.2mm
a=d+a=114.7mm
有侧压装置如图所示。
计算条料宽度:
b=(+2a+δ)
116.6mm
故b圆整后为117mm
搭边值为2mm
所以,导料板间距为a=b+b0=117+5=122mm
排样图如下。
一个进距内的材料利用率为。
八、小结。这次的大作业我做的是第14题—— 一个拉深模具的设计,做了这个大做作业才知道,我学的东西其实很少,而且还有很多都没掌握。做这个大作业我花了很长得时间,做着做着就要去查表,在查表上花的时间很长,还有的表查还不到。
在这次作业中也遇到了一些其他的问题,给我的材料是08al-hf,在确定拉深次数时,查拉深极限表时,有两组数据,一组是厚度0.6mm到0.8mm,一组是0.
8mm到1.0mm,我的材料厚度是0.8mm,我想0.
8mm应该可以从任意一组里取,但从两组数中算出的结果不一致,我不知道该怎么办。我cad画图也比较慢,画出来的图也不是很细致,以后我会更加努力,学好cad。
在此,谢谢老师对我们的教导。
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