目录。1 绪论 1
2 零件工艺性分析及方案设计 2
2.1 设计题目 2
2.2 零件工艺分析 2
2.3 工艺方案 3
3 主要设计计算 4
3.1 主要工艺参数的计算 4
3.1.1 毛坯尺寸计算 4
3.1.2 拉深次数的确定以及拉深系数 5
3.1.3 第一次拉深凸、凹模圆角半径 6
3.2计算工艺力 7
3.2.1 压边力的计算 7
3.2.2拉深力的计算 8
3.2.3 冲压设备的选择原则 8
3.2.4 选定压力机 8
3.3 拉深模结构设计 9
3.3.1 凸、凹模单边间隙值c 9
3.3.2 凸模、凹模的尺寸及公差 9
3.4 模具主要零部件设计 10
3.4.1凸、凹模外形尺寸计算 10
3.4.2 压边圈设计 12
3.4.3 凸模固定板设计 12
3.4.4 模架的选择 13
3.4.5 模柄的选择 15
3.4.6顶件装置 15
4 模具装配图 16
5 心得体会 17
6 参考文献 18
冲压式是板料经分离或成形而得到制件的加工方法,冲压利用冲压模具对板料进行加工,常温下进行的板料冲压加工称为冷冲压。本设计是对给定的产品图进行冲压模具设计。
冲压工艺与冲压设备正在不断的发展,特别是精密冲压、高速冲压、多工位自动冲压以及液压成形、超塑性冲压等各种冲压工艺的高速发展,把冲压的技术水平提高到了一个新高度。新型模具材料的采用和钢结合金、硬质合金模具的推广,模具各种表面处理技术的发展,冲压设备和模具结构的改善及精度的提高,显著的延长了模具的寿命和扩大了冲压加工的工艺范围。
冲模的结构类型很多,通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉伸模和成型模等;按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模,都可看成是有上模和下模两部分,其中上模被固定在压力机工作台活垫板上,是冲模的固定部分。工作时,坯料在下模面上通过定位零件定位,压力机滑块带动上模下压,把模具工作零件的作用下坯料便产生分离或塑性变形,从而获得所需形状和尺寸的冲件。
上模回升时模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来,以便下一次冲压循环。
此设计对所给的零件进行首次拉深模具的设计,其中设计内容分析零件的冲裁工艺性,拟定零件的冲压工艺方案及模具结构,计算冲压工序压力,选用压力机,计算凹凸模刃口尺寸,主要零部件的结构设计等。
下图为所示拉深件,材料为08钢,厚度为1.2mm,大批量生产。试制定工件冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程。
零件名称:消音器盖落料毛坯(如图一)
生产批量:大批。
材料:08钢 t=1.2mm
图一。1)材料:该冲裁件的材料08钢是碳素工具钢,具有较好的可拉深性能。
2)零件结构:该制件为带凸缘圆桶形拉深件,故对毛坯的计算要参照冲压手册确定合理的修边余量。
3)单边间隙、拉深凸凹模及拉深高度的确定应符合制件要求。
4)凹凸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,属于自由尺寸,可按it14级确定工件尺寸的公差。
通常该消音器盖采用工艺方案是:落料、拉深、冲孔、内孔翻边、铣槽、外缘翻边七道工序,或采用多工位级进模进行加工。用第一种方案产品***,模具维修加工简单,但模具数量多,产品加工周期长,经济效益差。
用第二种方案模具加工维修方便,只用一副模具,产品加工周期短,但由于模具较大,所用设备工作台面相应要求也大,若采用定距切刀浪费材料,增加成本。采用其他定位方式,定位在长期生产过程中易出现磨损,导致不同步,影响产品质量。考虑到该零件的主要作用是消音,外观和使用不受影响,为了简便采用第一种方案。
本套模具是第一种方案中的拉深模具,拉深直径为161mm的圆形坯料即可。
1)确定修边余量r
该工件包括落料、拉深、冲孔、内孔翻边,铣槽,外缘翻边七道工序。
最后为外缘翻边,由d=(查《冲压成型工艺及模具》[3]p128)
其中d0=120-2*1.2-3=114.6
d=120-1.2=118.8
r=1.5+1.2/2=2.1
h=10-1.5-1.2=7.3
得 d=135mm
d=53+1.2=54.2mm, df/d=135/54.2=2.49
h=d凸=75mm,d凸/d=75/28=2.7,查《塑性成型工艺与模具设计》p111表7-3
可得修边余量r=3mm
则修边前零件的凸缘直径d凸。
d凸=d+2=135+2*3=141mm
2)计算毛坯直径d
拉深件经过冲孔、内孔翻边、修边再外缘翻边得到最终零件。
查《冲压成形工艺及模具》p344,取k=0.48(翻边方法:球形凸模,孔的加工方法:用冲孔模冲孔)
d=dk=54.2*0.48=26.02mm
h2=d(1-d/d)/2+0.57r=16.94mm
拉伸高度h1=h-h2+r+t=45-16.94+5+1.2=34.26mm
修边前,d凸/d=141/54.2=2.60>1.4 确定该件为宽凸缘。
由于板厚大于1mm,故需用中线尺寸计算。
d= (查《冲压成型工艺及模具》[3]p129)
d1=d凸=141, d2=53+1.2=54.2, h=34.26-1.2=33.06
得d=161mm
(1)判断能否一次拉成。
h/d=50/28=1.79 t/d=1.2/161 *100=0.75
d凸/d=141/54.2=2.60
据《塑性成型工艺与模具设计》表5-5、表5-6、m1=0.34
而m总=d/d=54.2/161=0.336< m1=0.34
说明不能一次拉深成形,需进行多次拉深。
2)计算拉深次数及各次拉深直径。用逼近法确定第一次拉深直径(以**形式;列出有关数据,便于比较)。(如表一)
表一。应选取实际拉深系数稍大于极限拉深系数者,故暂定第一次拉深直径确定d1=78mm 。 再确定以后拉深直径。
根据毛坯的相对厚度t/d*100=0.75,查《塑性成型工艺与模具设计》p121表4-8得首次拉深后各次的拉深系数为:
m2=0.76 m3=0.79 m4=0.82 m5=0.84
各次拉深时半成品的直径为:
m2=0.76 d2=m2d1=59mm
m3=0.79 d3=m3d2=47<54.2
选定d3为工件的直径54.2mm,此件需经过三次拉深。
从上述数据看出,各次拉深变形程度分配不合理,现调整如下(如表二):
表二。表中数据表明,各次拉深系数差值δmn颇接近,亦即变形程度分配合理。
a.凹模圆角半径r凹1=0.8r1=9mm r凹1=8.4mm
b.凸模圆角半径r凸1= r凹1=8.4mm (公式查《冲压模具设计》[7]可得)
3.1.4 首次拉深高度确定。
为了以后的拉深不使已拉深好的凸缘变形,第一次拉深需要将坯料多拉入凹模4%,则需对坯料作相应的放大。
第一次拉深的半成品,其凸缘的圆环面积为a环。
a环=π/4=9881*π/4 mm2
工件的面积应等于毛坯的面积。
a工件=πd2/4=25921*π/4
被拉入凹模的面积a凹=a工件-a环。
若多拉入4%的料进凹模,则被拉入凹模的面积为1.04a凹2=16682*π/4
使扩大的毛坯面积为a扩=1.04a凹+a环。
修正的坯料直径为。
d扩==163mm
首次拉深的高度为。
h1=0.25(d扩2-d凸2)/d1 +0.43(r1+r1)
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