筒形件拉深設(shè)計說明

. . . 課程設(shè)計（論文） 題 目： 變薄拉深筒設(shè)計 院（部）： 市第二技師學(xué)院 專 業(yè) ： 模具設(shè)計與制造 班 級 ： 09模具雙高2班 學(xué)生 ： 胡東芝 學(xué) 號： 47 設(shè)計期限： 2011-09-082011-09-26指導(dǎo)教師 ： 曉杰 方莉 目錄課程設(shè)計任務(wù)書一沖壓件工藝分析-3二工藝方案與模具結(jié)構(gòu)類型1 工藝方案分析-42 主要參數(shù)計算-5三確定排樣圖和裁板方案1 裁板方案-62 排樣設(shè)計-6四. 計算工序沖壓力、壓力中心以與初選壓力機1. 落料力的計算-72 卸料力和頂件力的計算-73 壓邊力的計算-74 拉深力的計算-85、 壓力中心的計算-86 壓力機的選擇-9五工件零件刃口尺寸的計算-9六工件零件結(jié)構(gòu)尺寸和公差的確定1 整體落料凹模板的厚度H的確定：-102 凹模板長度L的計算-103 其他零件結(jié)構(gòu)尺寸-10七、模具總裝配圖1 拉深?？傃b配-11八.參考文獻-12九、致-13結(jié)論-14一、沖壓件工藝分析1、材料：該沖裁件的材料08Al-ZF，具有較好的可拉深性能。2、零件結(jié)構(gòu)：該制件為圓桶形拉深件，故對毛坯的計算要。3、單邊間隙、拉深凸凹模與拉深高度的確定應(yīng)符合制件要求。4、 凹凸模的設(shè)計應(yīng)保證各工序間動作穩(wěn)定。5、 尺寸精度：零件圖上所有未注公差的尺寸，屬于自由尺寸，可按IT14級確定工件尺寸的公差。 查公差表可得工件基本尺寸公差為：二、工藝方案與模具結(jié)構(gòu)類型1、工藝方案分析該工件包括落料、拉深兩個基本工序，可有以下三種工藝方案：方案一：先落料，首次拉深一，再次拉深。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料+拉深復(fù)合，后拉深二。采用復(fù)合模+單工序模生產(chǎn)。方案三：先落料，后二次復(fù)合拉深。采用單工序模+復(fù)合模生產(chǎn)。方案四：落料+拉深+再次拉深。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需三道工序三副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二只需二副模具，工件的精度與生產(chǎn)效率都較高，工件精度也能滿足要求，操作方便，成本較低。方案三也只需要二副模具，制造難度大，成本也大。方案四只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求，但模具成本造價高。通過對上述四種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。(1)選取凸凹模的圓角半徑考慮到實際采用的拉深系數(shù)均接近其極限值,故首次拉深凹模圓角半徑r應(yīng)取大些,根據(jù)壓工藝與模具設(shè)計表4-7知：r=10t=100.8=8 mm由沖壓工藝與模具設(shè)計式（4-49）和式（4-50）即：r=(0.70.8) r和r=(0.70.8)r計算各次拉深凹模與凸模的圓角半徑，分別為： r=8 mm r=6 mm r=6 mm r=5 mm (2)畫出工序件簡圖工序簡圖如下圖2所示： 圖2三、確定排樣圖和裁板方案1、 制件的毛坯為簡單的圓形件，而且尺寸比較小，考慮到操作方便，宜采用單排。 于t=0.5mm,查沖壓工藝與模具設(shè)計附表7軋制薄鋼板擬選用規(guī)格為： 0.55001000 的板料。2、 排樣設(shè)計圖3查沖壓工藝與模具設(shè)計表2-10，確定搭邊值 兩工件間的橫搭邊a=1.2mm；兩工件間的縱搭邊a=1.0mm； 步距S=d+a=50+1=51mm； 條料寬度B=（D+2a+）=52.8故一個步距的材料利用率為：=A/BS100 =/BS100 =72.9由于直板材料選取0.585001000 故每塊板料可裁剪919=171個工件故每塊板料（0.55001000）的利用率為：=nA/LB100 =171(d/2)100 =67四、計算工序沖壓力、壓力中心以與初選壓力機1、落料力的計算F=1.3Lt式中L沖裁輪廓的總長度；t板料厚度；-板料的抗拉強度查沖壓工藝與模具設(shè)計附表1可知：=400MPa 。故：F=1.3225250.8400=65.31KN2、 卸料力和頂件力的計算=KF=K F式中K為卸料力系數(shù)，K為頂件力系數(shù)查沖壓工藝與模具設(shè)計表1-7知：K=0.050；K =0.08故： =KF =0.0565.31 =3.27KN=K F =0.0865.31 =5.22KN3、壓邊力的計算采用壓邊的目的是為力防止變形區(qū)板料在拉深過程中的起皺，拉深時壓扁力必須適當(dāng)，壓邊力過大會引起拉伸力的增加，甚至造成制件拉裂，壓邊力過小則會造成制件直壁或凸緣部分起皺，所以是否采用壓邊裝置主要取決于毛坯或拉深系數(shù)m和相對厚度t/D100 由于t/D100=0.8/130100 =0.62 首次拉深系數(shù)=0.53故：查沖壓工藝與模具設(shè)計表4-3知，兩次拉深均需要采用壓邊裝置。壓邊力:=式中A為初始有效面積；為單位壓邊力（MPa）查沖壓工藝與模具設(shè)計表4-4可知：=2MPa= = = =15.2 KN= = = =1.44 KN4、拉深力的計算首次拉深時拉深力=二次拉深時拉深力=式中：為首次拉深與二次拉深時工件的直徑；為材料抗拉強度（MPa）；為修正系數(shù)。查沖壓工藝與模具設(shè)計表4-1可知：=1;=0.85首次拉深力：= = =69.33 KN二次拉深力：= = =42.7 KN故總拉深力：=+ =112.03KN由于制件屬于深拉深，故確定壓力機的公稱壓力應(yīng)滿足：故： =67.2KN綜上所述：=+ + =202.47KN5壓力中心的計算圖4由于是圓形工件，如圖4所示，所以工件的壓力中心應(yīng)為圓心即o(25,25)6、壓力機的選擇由于該制件數(shù)億小型制件，且精度要求不高，因此選用開始可傾壓力機，它具有工作臺面三面敞開，操作方便，成本低廉的有點。根據(jù)總壓力選擇壓力機，前面已經(jīng)算得壓力機的公稱壓力為202.47 KN，查沖壓工藝與模具模具設(shè)計表7.3提供的壓力機公稱壓力中可選取壓力機的型號為：J23-16F五、工件零件刃口尺寸的計算刃口尺寸按凹模實際尺寸配作，用配作法，因此凸模基本尺寸與凹模尺寸一樣，保證單邊間隙(mm)圖5 查沖壓工藝與模具設(shè)計表1-3可知：拉深模的單邊間隙為：Z=0.015 mm式中x為補償刃口磨損量系數(shù)。查沖壓工藝與模具設(shè)計表2-21可知：x=0.5 取落料的尺寸公差I(lǐng)T14，則公差為=0.4mm所以落料凹模的尺寸為： =（130-0.50.4） =129.8mm六、工件零件結(jié)構(gòu)尺寸和公差的確定1、整體落料凹模板的厚度H的確定： H=式中為凹模材料的修正系數(shù)，碳素工具鋼取=1.3；為凹模厚度按刃口長度修正系數(shù)，查沖壓工藝與模具設(shè)計表2-18可知：=1 H= =1.31 =52.35mm2、凹模板長度L的計算 L=D+2C查沖壓工藝與模具設(shè)計表2-17可知：C取2836mm，根據(jù)要求C值可取30mm故： L=D+2C =50+230 =110 mm故確定凹模板外形尺寸為：11011052（mm）。凸模板尺寸按配作法計算。3、 其他零件結(jié)構(gòu)尺寸序號 名稱長寬厚（mm）材料數(shù)量1上墊板11011040T8A12凸模固定板1101104845鋼13空心墊板1101104645鋼14卸料版1101104445鋼15凸凹模固定板1101105045鋼16下墊板11011040T8A17壓邊圈1101106045鋼1(1)第一次拉深拉深凸模第一次拉深模,由于其毛坯尺寸與公差沒有必要予以嚴(yán)格的限制,這時凸模和凹模尺寸只要取等于毛坯的過渡尺寸即可,以凸模為基準(zhǔn).取公差等級為IT10=0.12mm.d凸=d-0凸=690-0.12mmd凹=( d凸+ 2Z) 0+凹=(69+2×0.015)0+0.12=69.03 0+0.12mm拉深凸模采用臺階式，也是采用車床加工,與凸模固定板的配合按H7/m6的配合,拉深凸模結(jié)構(gòu)如下圖6所示。圖6凸凹模結(jié)合工件外形并考慮加工，將凸凹模設(shè)計成帶肩臺階式圓凸凹模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換，采用車床加工，與凸凹模固定板的配合按H7/m6，凸凹模長度L=99mm,具體結(jié)構(gòu)可如下圖7所示。圖7落料凹模凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。凹模的輪廓尺寸應(yīng)要保證凹模有足夠的強度與剛度，凹模板的厚度還應(yīng)考慮修磨量，根據(jù)沖裁件的厚度和沖裁件的最大外形尺寸在標(biāo)準(zhǔn)中選取凹模板的各尺寸為：長230mm，寬200mm，因考慮到整套模具的整體布置要求，選其厚度為52mm，結(jié)構(gòu)如下圖8所示。圖8(2)第二次拉深模凸模根據(jù)工件外形并考慮加工，將凸模設(shè)計成帶肩臺階式圓凸凹模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與修模，采用車床加工，與凸模固定板的配合按H7/m6。凸模長度 L=H1+H2+Y式中 H1凸模固定板厚度H2壓邊圈高度Y附加長度，包括凸模刃口修磨量，凸模進入凹模的深度73.8mm，因此凸模長度L=48+60+73.8=181.8mm。具體結(jié)構(gòu)可參見下圖9所示。圖9凹模凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。取凹模輪廓尺寸為160mm×73.8mm，結(jié)構(gòu)如下圖10所示。拉深凸模和凹模工作部分的尺寸與其制造公差:查表得凸凹的制造公差為:凸=0.02mm凹=0.03mm當(dāng)工件要求形尺寸:凸模尺寸:d凸=(dmin+0.4)-0凸=(50+0.4×0.4)0-0.02mm=50.160-0.02 mm凹模尺寸: d凹=( dmin+0.4+2Z) 0+凹=(50+0.4×0.4+2×0.015)0+0.03=50.19 0+0.03mm圖10固定擋料銷落料凹模上部設(shè)置固定擋料銷，采用固定擋料銷的進行定距.擋料裝置在復(fù)合模中,主要作用是保持沖件輪廓的完整和適量的搭邊.,如圖11所示為鉤形擋料銷,因其固定孔離刃口較遠,因此凹模強度要求,結(jié)構(gòu)上帶有防轉(zhuǎn)定向銷. 擋料銷采用H7/r6安裝在落料凹模端面 圖11導(dǎo)料板的設(shè)計導(dǎo)料板的側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，查表知導(dǎo)料板與條料之間的間隙取0.5mm，這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板的厚度查表可知選擇。導(dǎo)料板采用45鋼制作，熱處理硬度為2832HRC，用螺釘固定在凹模上。卸料部件設(shè)計卸料裝置用彈壓卸料板的卸料裝置，如下圖12所示，卸料板孔每側(cè)與凸模保持間隙C=0.10.2t=0.16mm;卸料板周界尺寸與凹模周界尺寸一樣，厚度根據(jù)沖裁件料厚t和卸料板寬度B查模具手冊之四2中表14-10得其厚度為16mm。卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為4348HRC。圖12卸料螺釘?shù)倪x用卸料板上設(shè)置2個卸料螺釘，公稱直徑為12mm，螺紋部分為M8×16mm。卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后， 應(yīng)使卸料板超出凸模端面lmm，有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。壓邊圈設(shè)計1)首次拉深:為了防止拉深過程中起皺，生產(chǎn)中主要采用壓邊圈，查沖壓工藝與模具設(shè)計表4-3知，兩次拉深均需要采用壓邊裝置。壓邊圈采用45鋼制造，熱處理硬度為4245HRC。其結(jié)構(gòu)如下圖13所示。圖132)二次拉深:壓邊圈結(jié)構(gòu)與尺寸由標(biāo)準(zhǔn)中選取，壓邊圈圓角半徑rY應(yīng)比上次拉深凸模的相應(yīng)圓角半徑大0.51mm,以便將工序件套在壓邊圈上.材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)42-45HRC.其結(jié)構(gòu)如下圖14所示。圖14凸模固定板圖15 技術(shù)要求：a.上、下平行度為0.02，粗糙度為1.6 b.材料為45#鋼，調(diào)質(zhì)為2428HRC c.帶*號尺寸按凸模實際尺寸配作并保證凸模呈H7/m6配合凸凹模固定板圖16 技術(shù)要求：a.上、下平行度為0.02，粗糙度為1.6 b.材料為45#鋼，無需熱處理落料拉深復(fù)合模架與二次拉深模架采用滑動導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱式模架的導(dǎo)向方式，如圖17所示，帶有導(dǎo)柱的沖裁模適合于精度要求較高，生產(chǎn)批量較大的沖裁件，且導(dǎo)柱模結(jié)構(gòu)比較完善，對后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式可從左右和前后兩個方向進行送料。故相應(yīng)選后側(cè)導(dǎo)柱模架。因為它的模具較高所以選取比較大一點的模架模架的結(jié)構(gòu)與尺寸都直接由標(biāo)準(zhǔn)中選取，相關(guān)參數(shù)如下：凹模周界L：315凹模周界B：250 圖17閉合高度(參考)|最?。?75閉合高度(參考)|最大：320a上模座 數(shù)量1 規(guī)格：315×250×55b下模座 數(shù)量1 規(guī)格：315×250×70c導(dǎo)柱 數(shù)量1 規(guī)格：40×260 d導(dǎo)套 數(shù)量1 規(guī)格：40×140×53導(dǎo)柱與導(dǎo)套結(jié)構(gòu)由標(biāo)準(zhǔn)中選取，尺寸由模架中參數(shù)決定。 導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于10-15mm，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.5-1mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合為H7/h6,導(dǎo)套與上模座之間的配合為H7/r6，導(dǎo)柱與下模座之間的配合為R7/h5。導(dǎo)柱與導(dǎo)套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）56-62HRC。上下模座材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)28-32HRC。二次拉深模采用滑動導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱式模架的導(dǎo)向方式，如圖18所示，模架的結(jié)構(gòu)與尺寸都直接由標(biāo)準(zhǔn)中選取，因為它的模具較高所以選取比較大一點的模架相關(guān)參數(shù)如下：凹模周界L：250凹模周界B：250閉合高度(參考)|最小：240閉合高度(參考)|最大：285a上模座 數(shù)量1 規(guī)格：250×250×50b下模座 數(shù)量1 規(guī)格：250×250×65 圖18 c導(dǎo)柱 數(shù)量1 規(guī)格：35×230 d導(dǎo)套 數(shù)量1 規(guī)格：35×125×48導(dǎo)柱與導(dǎo)套結(jié)構(gòu)由標(biāo)準(zhǔn)中選取，尺寸由模架中參數(shù)決定。導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于10-15mm，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.5-1mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合為H7/h6,導(dǎo)套與上模座之間的配合為H7/r6，導(dǎo)柱與下模座之間的配合為R7/h5。導(dǎo)柱與導(dǎo)套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）56-62HRC。上下模座材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)28-32HRC。5、彈頂器的彈性元件的選取落料拉深復(fù)合模選用橡皮作為彈性元件，橡皮一般為聚氨膠，因為它允許承受的載荷較彈簧大，并且安裝調(diào)理方便。因為聚氨脂橡膠的總壓縮量一般35%,所以取30%，剛聚氨膠的高度根據(jù)h=0.3×H計算。h為壓邊圈運行的高度，h=60mm。所以橡膠的高度H=60/0.3=200mm選取三塊同樣的橡膠.中間加上鋼墊圈,防止失穩(wěn)彎曲.其結(jié)構(gòu)圖如下圖19。圖19二次拉深模選用彈簧作為彈性元件.選用圓柱螺旋彈簧,它的主要技術(shù)參數(shù)是工作極限負荷Fj與其相對應(yīng)的工作極限負荷下的變形量Lj。根據(jù)所需要的卸料力或推件力FQ以與所需要的量大壓縮行程L0，來計算Fj 與Lj，然后就可以在標(biāo)準(zhǔn)中選取相應(yīng)的規(guī)格彈簧。1） 確定彈簧的數(shù)目為12） 頂件載荷FQ=壓邊力=1440N3） 最大壓縮行程L0=h1 + h2 + h3 + t =1+46.8+7+0.8=55.6mm4） 計算所需的彈簧的工作極限負荷Fj 與工作極限負荷下的變形量Lj，K取40% Fj = FQ/K=3600N Lj= L0/(1-K)=55.6/(1-0.4)=92.67N由上述二式查彈簧標(biāo)準(zhǔn)表得：彈簧材料直徑為10mm，彈簧中徑為75mm，節(jié)距為t=26.5,工作極限負荷Fj =3500N,變形量Lj=111mm,有效圈數(shù)為7.5七、 模具總裝配圖拉深模見圖紙。1、首次拉深模總裝配圖如下圖20所示。 圖202、二次拉深模總裝配圖如下圖21所示。八.參考文獻1.春雷，徐彗明。 沖壓工藝與模具設(shè)計 理工大學(xué) ,2.涂序斌 模具制造技術(shù)，理工大學(xué)，（第二版）3.鄧德清，胡紹平 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程指導(dǎo)書，4.春雷，朱三武，章南編. 模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計手冊. 大學(xué),5.炳堯、泰榮、文森編. 模具設(shè)計與制造簡明手冊(第二版). 科學(xué)技術(shù), 1998十、致在即將走上工作崗位的時候，有這樣一次設(shè)計、有這樣的一個總結(jié)，很高興，很興奮，也很感激。雖然它還不是很成熟，但已散發(fā)著淡淡的香氣。感默默付出的老師們！關(guān)心支持我的同學(xué)、朋友們！課程設(shè)計的完成，我要感我的指導(dǎo)老師們的大力支持。是她們的耐心指正和教導(dǎo)才使我的課程設(shè)計逐漸趨于完善。更重要的是她們給了我自己解決問題的方法,鼓勵我提出針對性的有用的問題,從細微之處一點一滴的指導(dǎo)我們。通過這次實踐，我更進一步熟悉模具的設(shè)計，鍛煉了工程設(shè)計實踐能力，培養(yǎng)自己獨立設(shè)計能力。 即將走向工作崗位，在今后的工作中，我將繼續(xù)加強理論的學(xué)習(xí)，再接再厲，將所學(xué)的知識付諸實踐，總結(jié)經(jīng)驗，不斷進步！ 在此感,方莉等老師在設(shè)計過程給我的幫助，！ 結(jié)論 通過這次畢業(yè)設(shè)計使我熟悉了沖壓模具的整個過程，并且了解了在做沖壓模具之前首先要對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形態(tài)，模具的結(jié)構(gòu)形態(tài)。也就是要對產(chǎn)品的工藝性進行合理的分析，從而才能采取更合適模具，節(jié)約成本的同時還能保證加工零件的精度要求。其次，考慮好產(chǎn)品的批量以與精度要求以與材料的造價。最后完成產(chǎn)品的模具設(shè)計、模具的裝配圖、零件圖。 本次畢業(yè)設(shè)計的成功完成使我個人的所有專業(yè)中學(xué)術(shù)上的一次難忘的歷程，因為通過我本人的長時間的思考、設(shè)計以與老師多次細心的指導(dǎo)使我知道一套合格的沖壓模具設(shè)計的完成以與一套合格的圖紙的完需要付出多少次的心血和汗水，通過它可以說明一個人最基本的學(xué)習(xí)工作態(tài)度，我認(rèn)為要立志成為一個模具行業(yè)的佼佼者首先要從每一個細節(jié)做起，做事要有堅忍不拔的毅力，有耐心、謙虛、謹(jǐn)慎這樣才能成為一名出色的模具工程師。23 / 24