拉深擠邊復合模具設計說明

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1、. 畢業(yè)設計論文 論文題目：拉深擠邊復合模具設計 系部：材料工程系 專業(yè)：模具設計與制造 班級： 學生__ 學號： 指導 1．本畢業(yè)設計〔論文課題來源及應達到的目的： 此設計是經過指導老師楊老師精心挑選的。本設計題目為拉深件,但對做畢業(yè)設計的畢業(yè)生有一定的設計意義,它概括了沖壓件零件的設計要求、內容及方向。通過對該零件模具的設計,進一步加強了我的沖壓模設計的基礎,為設計更復雜的沖壓模具做好了鋪墊和積累一定的設計經驗。 題目：拉深擠邊復合模具設計 原始資料: 設計題目：拉深擠邊復合模 生產批量：大批量生產 1拉深件的結構工藝性分析,進行工藝與模具設計。

2、2沖壓工藝方案的確定,進形工各藝力計算。 3拉深擠邊復合模具設計,繪制模具總裝圖一張及主要的模具零件圖。 4.編寫設計說明書：繪制典型零件的加工工藝卡2份。 2．本畢業(yè)設計〔論文課題任務的內容和要求〔包括原始數據、技術要求、工作要求等： 內容：〔1完成拉深擠邊復合模零件的工藝性分析及工藝方案制定 〔2拉深擠邊復合模具裝配圖及全部零件圖的繪制 〔3完成模具主要工作零件的工藝規(guī)程編制 〔4編寫設計說明書 畢業(yè)設計任務書 題目拉深—擠邊復合模 內容：〔1拉深前的準備 〔2沖壓工藝性分析 〔3沖壓工藝方案的確定 〔

3、4計算各工序壓力、選用壓力機 〔5模具工作部分尺寸的計算 〔6模具總體設計 〔7機械加工工藝過程卡 原始資料：如下圖 拉深擠邊復合模 摘要 我所學習的專業(yè)是模具設計與制造,這次的畢業(yè)設計拉深—擠邊復合模的設計是我結合大學三年來所學習的專業(yè)知識所設計的一套沖壓模具。 本文首先簡要的概述了沖壓模具在社會發(fā)展領域的作用及其以后的發(fā)展方向,點明了模具設計的重要意義。然后依據工件圖進行了工藝性分析,進而確定了設計方案,計算出了模具工作部分的尺寸,設計出工作零部件,然后依據設計要求選擇出各個標準零部件,最后設計出了模具的總裝配圖。在設計中,最重要的就是設計方案確定,坯料的計算和工作零部件的

4、設計,這是設計的關鍵,這些設計的正確與否直接關系到設計成本的高低及設計的模具能否正常工作；在設計的最后,總結了自己在設計過程中的心得和體會,并對我的指導老師進行致謝。 為了使我的設計更加簡明易懂,在設計過程中,我用CAD制圖軟件畫出了十幾張零件圖,安插在設計任務書中。最后畫出拉深—擠邊模具的裝配圖一張和工作零部件的零件圖九張。 通過這次畢業(yè)設計是我不僅掌握了沖壓模具設計一般流程,更學到了許多在課本上沒有學到的知識,使我受益匪淺。 關鍵詞：模具設計與制造、CAD軟件、工藝性分析 Side the drawing pushs the superposable die Ab

5、stract I was learning the professional design and manufacture molds ,the design or materials of Shaving-Drawing modules designed in conjunction with university over the past three years I have been studying expertise to design a ram heads. The first brief outlines ram heads in the field of social

6、development and its role in the future development direction, point out die design significance. Then, based on her analysis of the processes leading to the design of the programme , calculated the size of the instrument work , design work components; Then choose on the basis of various criteria for

7、 the design of parts and components, the final design of the layout of the total assembly maps. In the design, the most important thing is to design programmes to identify, semi-finished materials and spare parts for the design ,which is the key to the design of the design correct or not is directl

8、y related to the high cost of design and layout design can be normal; In the final design ,summed up his experience in the design process and experience, and I thank guidance teachers. For my design more simple ,in the design process, I painted a dozen or so software used CAD Zhang parts map book p

9、lacement in the design task .Finally painted or materials-intensive components of the assembly, a Latin American and parts of nine parts. Though this design, I graduated with a stamping die design not only the general flow, a lot more learning to learn in textbooks without the knowledge that I gain

10、. Keyword: die design and manufacturing 、CAD software 、analytical techniques 插圖清單 圖〔01 零件圖…………………………………………………………5 圖〔02 半成品圖………………………………………………………10 圖〔03 壓邊圈…………………………………………………………13 圖〔04 凸?！?2 圖〔05 凹?！?3 圖〔06 模柄……………………………………………………………25 圖〔07 墊板……………

11、…………………………………………… 26 圖〔08 支座……………………………………………………………26 圖〔09 凹模固定板……………………………………………………26 圖〔10 導柱長度與上下模的關系……………………………………27 圖〔11 打桿……………………………………………………………27 圖〔12 螺釘……………………………………………………………28 插表清單 表3-1…………………………………………………………………14 表3-2………………………………………………………………14 表3-3…………………………………………………………16

12、 目錄 前言…………………………………………………………………1 緒論……………………………………………………………………2 第 1章拉深前的準備 拉深模具設計的基本原則…………………………………………………5 拉深模的設計要點……………………………………………………6 制件材料的性能…………………………………………………………7 計算拉深的毛坯的原則…………………………………………………7 判斷窄寬凸緣筒形件……………………………………………………7 1.6拉深系數……………………………………………………………7 1.7 判斷是否采用壓邊圈…………………………

13、…………………9 1.8 半成品毛坯尺寸的確定………………………………………9 第 2章沖壓工藝方案的確定 2.1 幾種工藝方案的擬定……………………12 2.2 復合模的特點…………………………………………12 第 3章計算各工序壓力、選用壓力機 3.1 壓邊力………………………………………… 13 3.2 擠邊力…………………………………………………14 3.3 拉深力……………………………………………………14 3.4 拉深功………………………………………………15 3.5 壓力機公稱壓力的選擇…………………………………16 第4章 模具工

14、作部分尺寸的計算 4.1 拉深模的間隙……………………………………………17 4.2 拉深模的圓角……………………………………………18 4.3 凸凹模工作部分尺寸及公差………………………………19 4.4 凸模的通氣孔………………………………………………22 第 5章模具總體設計 5.1 凸模的設計………………………………………………21 5.2 凹模的設………………………………………22 5.3 支承零件…………………………………………24 5.4 導向零件…………………………………………………27 5.5 卸料零件……………………………………

15、……28 5.6 聯結件……………………………………………28 第6章模具裝配…………………………………………29 結束語……………………………………………………31 致謝…………………………………………………………32 參考文獻…………………………………………………………… 33 附機械加工工藝過程卡 前言 在金屬和非金屬材料塑性加工工程中,模具是一種必不可少的工藝裝備。模具的使用性能特別是使用壽命反映著一個國家的工業(yè)水平。模具制造技術現已成為衡量一國產品制造水平的重要標志和發(fā)展程度的標志之一。 目前,我國的模具技術有了很大發(fā)展,模具的精密度、復雜程度和壽命都有很大提

16、高。 作為模具專業(yè)的學生,我們有振興我國模具工業(yè)的使命。本次設計是在三年的學習的基礎上的一次總結。本文首先簡要的概述了沖壓模具在社會發(fā)展領域的作用及其以后的發(fā)展方向,點明了模具設計的重要意義。本設計是拉深擠邊復合模,從工藝性分析到工藝方案的確定再到模具結體設計。 在設計中盡管我進了最大努力,如有不妥之處,請老師批評指正。 緒論 改革開放以來,隨著國民經濟的快速發(fā)展,市場對模具的需求不斷增長。近年來,模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展,模具工業(yè)企業(yè)的成分也發(fā)生了巨大變化,除了國有專業(yè)模具廠外,集體、合資、獨資和私營業(yè)得到了快速發(fā)展。到目前,中國約有模具生產廠家2萬多家,從業(yè)人員有

17、50多萬人,全年模具產值高達450億元人民幣以上。 中國模具工業(yè)的發(fā)展在地域分布上存在不平衡性,東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū),南方的發(fā)展快于北方。模具生產最集中的地區(qū)在珠江三角和長江三角地區(qū),其模具產值約占全國產值的三分之二以上。模具作為提高生產率,減少材料和消耗,降低產品成本,提高產品質量和市場競爭力的重要手段,已越來越受到各國工業(yè)部門的重視。目前世界上模具的年產值約為680億美元,我國20XX模具產值為530億元,模具出口4.91億美元,同時還進口18.13億美元。我國已成為世界上凈出口模具最多的國家。但大型多工位級進模、精密沖壓模具、大型多型腔精密注塑模、大型汽車覆蓋件模具等雖已能生

18、產,但總體技術水平不高,與國外先進國家相比,仍有很大差距。 而在模具制造領域中占有重要地位的沖壓模具生產技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當落后,主要原因是我國在沖壓基礎理論及成型工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備方面與工業(yè)發(fā)達國家尚有相當大的差距,導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家相比差距相當大。 隨著工業(yè)產品質量的不斷提高,沖壓產品生產具有多品種、少批量、復雜、大型、精密,更新換代速度快等變化特點,沖壓模具正向高效、精密、長壽命、大型化方向發(fā)展。為適應市場變化,隨著計算機技術和制造技術的迅速發(fā)展,沖壓模具設計與制造技術正由手工設計、依靠人工經驗和常規(guī)機

19、械加工技術向計算機輔助設計、數控切削加工、數控電加工為核心的計算機輔助設計與制造技術轉變。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度,將技術進一步視為企業(yè)發(fā)展的動力。一些國內模具企業(yè)已普及了二維CAD,并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件,個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件,并成功應用于沖壓模具的設計：模具技術的發(fā)展應該為適應模具產品"交貨期短"、"精度高"、"質量好"、"價格低"、等要求服務。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項： ⑴全面推廣CAD/CAM/CAE技

20、術 模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步,普及CAD/CAM/CAE技術的條件已基本成熟,各企業(yè)將加大CAD/CAM/CAE技術培訓和技術服務力度,進一步擴大CAD/CAM/CAE技術的應用范圍。計算機和網絡的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院校所在地在整個行業(yè)中推廣成為可能,實現技術資源的重新整合,把虛擬制造成為可能。 ⑵高速銑削加工 國外近年發(fā)展的高速銑削加工,大幅度提高了生產率,并可獲得極高的表面光潔度。另外還可加工高硬度模塊,還具有溫生低、熱變性小等優(yōu)點。高速銑削加工技術的發(fā)展,對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入

21、了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 ⑶模具掃描及數字化系統 高速掃描機和模具掃描系統提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能,大大縮短了模具研制制造周期。有些快速掃描系統,可快速安裝在已有的銑床及加工中心上,實現快速數據采集,自動生成各種不同數控系統的加工程序,不同格式的CAD數據,用于模具制造業(yè)的"逆向工程"。 ⑷電火花銑削加工 電火花銑削加工技術也成為電火花創(chuàng)成加工技術,這是一種傳統的用成型電極加工型腔的新技術,它是由高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工〔像數控銑一樣,因此不再需要制造復雜的成型電極,這顯然是電火花成型加工領域的重大發(fā)

22、展。國外已有使用這種技術的機床在模具加工中應用。預計這一技術將得到較大發(fā)展。 ⑸提高模具標準化程度 我國模具標準化程度正在不斷提高,估計目前我國模具標準間使用覆蓋率一般達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右。 [6]優(yōu)質材料及先進表面處理技術 選用優(yōu)質材料和應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理應發(fā)展工藝先進的氣相沉積〔TIN、TIC等、等離子噴涂等技術。 ⑺模具研磨拋光將自動化、智能化 模具表面的質量對模具使用壽命、制件外觀質量等方面均有較大的影響,研

23、究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現有的手工操作,以提高模具表質量是重要的發(fā)展趨勢。 ⑻模具自動加工系統的發(fā)展 這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統應有多臺機床合理組合,配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數據庫；有完整的數控柔性同步系統；有質量監(jiān)測控制系統。 作為一名未來的模具設計工程師,這次冷沖模具的設計,就是我進行真實模具設計前的一次重要演練,使我對三年大學生活的所學知識的一次綜合性的應用。使我將所學的知識系統連貫起來,在老師的指導下,進一步認識到自己的不足,進而加以改進。這次設計使我對沖壓模具的設計規(guī)程有了更加深入的理解,認識到了模具在以后的社會生產領域中是多么的重

24、要,也使我對自己所從事的工作充滿了希望和信心。我以后一定會盡自己最大的努力,在模具制造和設計這一行業(yè)中做出最大的貢獻。為我國的模具事業(yè)發(fā)展貢獻自己的力量。 盡管在設計中我盡了自己的最大努力,難免有不妥之處,懇請老師能夠給予批評指正。 第1章拉深前的準備 拉深是把一定形狀的平板毛坯或空心件通過拉深模具制成各種空心零件的工序。在沖壓生產中拉深是一種廣泛使用的工序,用拉深工序可以得到的制件． 下圖為本次設計的零件圖 圖〔01 １.１拉深模具設計的基本原則[1]： <1>是否采用拉深模應與冷擠或旋壓比較的確定。 <2>模具結構和材料應與制件批量相適應。 <3>具零件和模架盡。 <4

25、>拉深模要合理的選擇壓力機量標準化。 <5>高的拉深件要注意能否在壓力機行程上死點取出故上下模的開啟高應大于工件高度的2倍不能取出時要考慮鉸接凸模。 <6>對稱的制件的模架要明顯不對稱,以防止上模和下模裝錯位置。 <7>拉深的高度不能算的很準,故模具結構要考慮安全余量以便置件銷高時仍能適應。 <8> 拉除凸模應有透氣孔以便卸下制件。 <9>彈性壓料板要有限位裝置防止最后一部分被壓材料過分壓薄。 <10>不封閉拉深件不用一次拉出相互對稱的兩件然后切開。 <11>凹凸模工作面宜沿軸向拋光。 <12>一般來說凹模入口處圓角四周相等但對于矩形或異形拉深件有時可利用不導的凹模圓角控制沖壓

26、材料的流動。 <13>放入毛坯和取出制件,必須方便安全。 １.２拉深模的設計要點[2]： 在設計拉深模時由于拉深工藝的特殊要求除了應考慮與其他模具一樣的設計方法與步驟以外還需考慮到如下的特點： <1>拉制圓筒形制件時應考慮到料厚、材料、模具圓角半徑等情況,根據合理拉深系數和以后各次拉深系數工序、拉深工藝的計算有較高的標準性。 <2>要分析成型件的形狀、尺寸有沒有超過加工極限的部分。 <3>在帶凸緣的拉深工序中工件的高度要取決于上模的行程使用中方便模具的調整,最好在模具上設計有行程的裝置。當壓力機在下置點模具應在限程的位置閉和。 <4>設計落料拉深復合模時由于落料凹模的磨損比拉深

27、凸模的磨損要來得快,所以在落料凹模上應預先加大磨損余量。 <5>設計非旋轉體的工件的拉深模時其凸模和凹模在模板上的裝配位置必須準確可靠以防止松動后發(fā)生旋轉、偏移影響工件的質量。 <6>因回彈、扭曲、局部變形等的缺陷所產生的彈性變形難于保證零件形狀的精度,此時應采用脹形成型措施。 <7>對于形狀復雜經多次拉深的零件很難計算出準確的毛坯形狀和尺寸。 <8>壓邊圈與毛坯接觸的一面要平整不應有孔和槽。 <9>拉深時由于工作行程較大故對控制壓邊力的彈性元件的壓縮量應仔細計算。 <10>大形拉深模的壓料筋一般都做在壓邊圈上,而把壓料筋的槽做在凹模上。 <11>對于大型拉深模的設計要很好的選擇

28、拉深方向盡量使壓料面在平面上。 <12>大型的覆蓋件的模具應根據生產條件的不同而采用不同的型。 １.３制件材料的性能 用于拉深成形的材料應具有良好的拉深性能,要具有高的塑性．底的屈強比．大的板厚方向性系數．小板平面方向性。 屈強比值越小,一次拉深允許的極限變形程度越大,拉深的性能越好。 本次拉深用的是08鋼拉深的性能好。 １.４計算拉深的毛坯的原則 〔1體積不變原理拉深前和拉深后材料的體積不變。 〔2相似原理毛坯的形狀一般與工件截面形狀相似邊余量δ。 〔3計算工件表面積。 １.５帶凸緣筒形件寬窄如何判斷 帶凸緣筒形件根據相對凸緣直徑的大小帶凸緣筒形件分為窄凸緣筒形件

29、/d=11~1.4>通過相交平面拉深件口部形狀獲得寬凸緣筒形件1.4> 對于本制件df/d=128/78=1.64>1.4 因此本制件為寬凸緣筒形件 在第一次拉深變形量許可的情況下,為求第一次就拉深到所要求的凸緣直徑,以后各次拉深中凸緣直徑不變而縮小筒部直徑來增大凸緣寬度。 １.６拉深系數 是指拉深后圓筒形件的直徑與拉深前毛坯〔或半成品的直徑之比． 圓筒形件拉深的變形程度用拉深系數來表示故拉深系數是拉深工藝的基本參數。 工件的直徑dn與毛坯直徑D之比叫總拉深系數,即工件所需要的拉 系數。 拉深系數的倒數叫拉深比,其值： 拉深系數表示了拉深前后毛坯直徑的變化量,

30、反映了毛坯外邊緣在拉深時的切向壓縮變形的大小,因此可用它作為衡量拉深變形程度的指標。 １.６.１影響拉深系數的因素： 總的來說。凡是能夠使筒壁傳力區(qū)的最大拉應力減小、使危險斷面強度增加的因素,都有利于減小拉深系數。 〔1 材料的力學性能 〔2 板料的相對厚度t/D數 〔3拉深條件 １.６.２極限拉深系數的確定 當筒壁傳力區(qū)所承受的最大拉應力бp和危險斷面的有效抗拉強 度бk相等時,得出極限,拉深系數?！怖碚撚嬎? 影響拉深系數的因素很多,實際生產中應用的極限拉深系數,都是在一定的拉深條件下用實驗方法求出。 由坯料相對厚度準備查表５－３ [4],各邊極限拉深系數選取各次拉深

31、系數時要比極限拉深系數稍大。 根據上述分析試選 m1=82 m2=80 m3=78 １.７判斷是否采用壓邊圈 在拉深過程中為防止凸緣部分材料起皺可采用壓邊的方法, 壓邊力通?？梢哉{節(jié)壓邊圈與凹模的間距,以壓邊效果最佳為合適。拉深變形程度較小時,也可不使用壓邊圈,是否采用壓邊圈與制件的相對厚度有關。 當 t/D×100>1.5時,不采用壓邊圈, 當 t/D×100<1.5時,必須采用壓邊圈, 本制件因t=0.8mm D=100 所以 t/D×100<1.5時, 須采用壓邊圈。 １.８半成品毛坯尺寸的確定 半成品的直徑dn、筒底圓角半徑rn和筒壁

32、高度hn。 半成品的直徑dn 拉深次數確定后,再根據計算直徑dn應等于工件直徑d出發(fā),對各次拉深系數進行調整,使實際采用的拉深系數大于推算拉深次數時用的極限拉深系數。 設實際采用的拉深系數為m1′、m2……mn′,應使各次拉深系數依次 m1′＜m2′＜m3′……＜mn＇ 要求 m1-m1′≈m2-m2′≈……≈mn-mn′ 調整拉深系數m1、m2…… mn 重新計算各次拉深的圓筒直徑即得半成品直徑。 即 d1=82mm d2=80mm d3=78mm 計算各次拉深后零件的高度前,應先定出各次半成品底部的圓角半徑, 計算各次

33、半成品的高度可由求毛坯直徑的公式推出。 即 即： 求出 h1=94mm h2=80mm h3=78 mm 各次拉深的半成品簡圖圖〔02 第２章沖壓工藝方案確定 本制件為拉深和擠邊兩個工序,先拉深有凸緣筒形件,要求外沒有厚 度不變的要求,然后進行擠邊。此工件的形狀滿足拉深工藝的要求可用拉工藝拉深,各圓角r=5>2t滿足拉深對圓角半徑的要求。公差為IT13級滿足拉深工序對工件的公差等級的要求。 ２.１幾種工藝方案的對比 該工件為拉深擠邊兩個基本工序,可以有以下三個方案： 方案一：先拉深,再擠邊。采用單工序模生產。 方案二：拉深擠邊復合沖壓,采用復合模生產。 方

34、案三：拉深擠邊級進沖壓,采用級進模生產。 復合模與單工序模、級進模的特點比較如下[３]： 〔1 與單工序模相比,復合模沖出的拉深件的拉深與擠邊同時進行,完成的幾個輪廓的相對位置精度較高。 〔2 與級進模相比,復合模對條料的送進與定位精度要求較低。 〔3 復合模結構緊湊,輪廓尺寸相對較小。 〔4 復合模同時完成兩道或兩道以上的工序,因此生產效率較高。 〔5 模具結構較復雜,加工和裝配精度要求較高。 〔6 工件的外形與內孔之間的最小寬度受凸凹模的最小壁厚限制,所以當壁厚太小的時候,不能使用復合模。 由以上比較發(fā)現,試用拉深擠邊復合模較為合適。 ２.２復合模的特點 〔1生產效率成

35、倍提高。 〔2提高沖壓件的質量。 〔3對模具制造精度要求教高。 復合模分倒裝和正裝. 倒裝復合模廢料往下漏結構簡單.操作方便.適合工件料厚較薄.而要求平整時采用彈性卸料。 正裝復合模具適合工件料厚較厚。 由以上比較發(fā)現,用倒裝復合模較為合適。 用,凸緣材料失去穩(wěn)定而造成起皺,起皺首先在凸緣的最外緣出現。拉深過程中凸緣起皺的趨勢是變化的其變化規(guī)律與 σmax的變化規(guī)律很相似。因此,合理的壓邊力應按起皺趨勢變化。目前,在生產實際中,常用的壓邊裝置由兩大類： ３.１.１彈性壓邊裝置 這種裝置多用于普通沖床。 ３.１.２剛性壓邊裝置 這種裝置的特點是：壓邊力不隨行程變化,拉深

36、效果較好,且模具結構簡單。在以上分析中,本次拉深中采用剛性壓邊裝置。 ３.１. ３壓邊力的大小圖〔03 為了解決拉深中的起皺問題,當前在生產實際中的主要方法是采用壓邊圈,壓邊圈只是防止拉深起皺的一種模具結構或形式。 在雙動拉深壓力機上拉深時單位壓邊力的數值表4-1 他制造復雜程度 單位壓邊力 制造復雜程度 單位壓邊力 難加工件 3.7 易加工件 2.5M/Pa 普通加工件 3.0 實驗研究得到的最佳壓邊間隙C查表5-9.表中δ為坯料厚度。 C=<0.95～1.10> δ 所以 C=〔0.95～1.10>×20=19～22

37、 取C=20mm 壓邊力大小的計算公式 筒形件以后各次拉深壓邊力的計算公式如下[4] Fn壓=π/4［d×dn－1 ×]p 其中rd為凹模圓角半徑 得出各次的壓邊力為 F1=7204N F2=712.5N F3=712.5N ３.２擠邊力 拉深過程中由于拉深件帶凸緣須進行擠邊,以切斷凸緣,從而達到制件的要求。 擠邊力的計算[4] F=KLδt 式中F—擠邊力〔N； K—系數,通常K取1.3 L—沖裁件周邊長度〔mm； 生產中常用以下經驗公式計算 采用壓邊圈的圓筒形件[4]：F=Kπdtδb 式中d—拉深件的直徑;

38、 T—材料的厚度; δb—材料的強度極限; F—拉深力; K—修正因素, 查表4-18 [4] 得 K1 =0.8 K2 =0.5 K3 =0.5 所以得出 第一次拉深時F=72506N 第二次拉深時F=44211N 第三次拉深時 F=43106N ３.４拉深功的核算 由于拉深成形的行程較大,僅僅按拉深力進行設備的選擇并不一定很保險。為此,選擇設備后有必要對拉深功進行核算。 拉深所需的功可按下式進行計算[4]：W=CFmaxh/1000〔NM 式中 Fmax

39、──最大拉深力,N; h── 拉深深度,m; C ──修正系數,一般取0.5～0.8。 所以 W=0.8×72506×0.07/1000=4.06 NM 因此,壓力機的電動機功率可按下式進行計算[4] ： N=KWn/19200η1η2〔KW 式中 n──壓力機行程次數,次/min 2──壓力機效率,η1=0.6 ～ 0.8 3──電機效率, η2=0.9 ～ 0.95

40、K──不均衡系數, K=1.2 ～1.4 所以 N=13×4.06×50/19200×0.6×0.9=0.025KW 經核算后,拉深所需的功率要小于壓力機電動機所規(guī)定的額定功率。 ３.５壓力機公稱壓力的選擇 液壓機通用特性代號表4-3 通用特性 自動 半自動 纏繞結構 高速 精密 長行程 冷擠壓 溫熱擠壓 液壓 數控 字母代號 Z B R G M C L W Y K 壓力機的選擇由以下公式得出 F≥1.4× 式中 F為壓力機的公稱壓力 F壓為壓邊力 F拉為拉深力 F擠為擠邊力 所以得出 第

41、一次拉深時 F1≥242.6 KN 第二次拉深時 F2≥193.9 KN 第三次拉深時 F3≥192.4 KN 總之壓力機公稱壓力的選擇 F≥242.6KN 壓力機的公稱是指滑塊接近下極點附近的壓力,而不是整個行程中的壓力。所以應該注意壓力機的壓力曲線,否則,很可能出現壓力機超載現象。 拉深壓力機和通用壓力機相比主要有兩個特點[5]： 1是有可靠的壓邊裝置； 2是滑塊的工作行程中的速度要求慢而平穩(wěn)； 因而其傳動結構復雜。 拉深的壓力機選用雙動壓力機[6]：JA45-100 公稱壓力為 1000KN

42、 630KN <外滑塊> 最大裝模高度為580mm <內滑塊> 530mm <外滑塊> 滑塊行程次數為15 內外滑塊裝模高度調節(jié)量100mm 前后左右560×560mm<內滑塊> 850×850mm<外滑塊> 模柄孔的尺寸Φ26×73mm 第４章模具工作部分尺寸的計算 ４.１拉深模的間隙 ４．１．１間隙對拉深過程的影響 拉深模的間隙2Z是指凹模與凸模的橫向尺寸差值,間隙的大小對拉 深力與拉深件的質量有一定的影響。 拉深模的凸模.凹模之間的單面間隙Z小,則磨察大而增大拉深力。因此許用拉深系數M數值較大。凸模和凹模的單面間隙Z小于材料厚度時,帶有變薄拉深

43、的影響,拉深件的精度及表面較高。 拉深模間隙過大,拉深力小,模具壽命雖然提高了,但工件易起皺.變厚,側壁不直,口部邊線不齊,有回彈,質量不能保正。 因此,確定間隙的原則是：既要考慮板料公差的影響,又要考慮毛坯口部增厚的現象,所以間隙值一般應比毛坯厚度少大一些。 ４.１.２拉深模的間隙 拉深時,凸模.凹模之間的單面間隙,一般都大于材料厚度,以減小磨檫力,單面間隙Z可按下式計算[4]： Z= δmax+Kδ 式中δmax——材料的最大厚度； δ——材料的公稱厚度； K——系數, 查表５－２５[7]查出拉深第一次時

44、K?。?５ 拉深第二次時 K取０.３ 拉深第三次時 K?。?１ 代人公式得 第一次拉深時 Z＝１.２mm 第二次拉深時 Z＝１.０４mm 第三次拉深時 Z＝０.８８mm ４．１．３拉深模間隙取向的規(guī)則 對于最后一次拉深工序規(guī)定如下： 〔１當工件外形尺寸要求一定時,以凹模為準,凸模尺寸按凹模減小以取得間隙。 〔２當工件內形尺寸要求一定時,以凸模為準,凹模尺寸按凸模 放大以取得間隙。 除最后一次工序外,對其他工序間隙的取向不作規(guī)定。 ４. ２拉深模的圓角半徑 拉拉深模的圓角

45、半徑是指拉深模中凸.凹模的圓角半徑。 凸模.凹模的圓角半徑對拉深工作影響很大,其中尤以凹模的圓角半徑rd為甚。當凹模圓角半徑較小時,必須采用較大的拉深系數,在生產中,一般應盡量避免采用過小的凹模圓角半徑。 凹模圓角半徑過大,使在拉深初始階段不與模具表面接觸的坯料寬度加大,因而這部分坯料很容易起皺。在拉深后期,過大的凹模圓角半 徑也會使坯料外緣過早地脫離壓邊圈的作用而起皺,尤其當坯料的相對厚度較小時,這個現象十分突出。因此,在設計模具時,應該根據具體條件,選取適當的圓角半徑值。 凸模圓角半徑rp對拉深工件的影響不像凹模圓角半徑那樣顯著。但是,過小凸模圓角半徑,會使坯料在這個部位上受到過大

46、的彎曲變形,結果降低了坯料危險斷面的強度,這也使極限拉深系數增大。假如凸模圓角半徑過大,也會使在拉深初始階段不與模具表面接觸的坯料寬度加大,因而這部分坯料容易起皺。 ４. ２．１拉深凹模的圓角半徑可按下式確定[4] rd=0.8 式中 rd—— 凹模圓角半徑; D—— 坯料直徑; dd —— 凹模內徑; δ—— 板料厚度; 適合 D—d≤30mm,上式才可以用。 因為本沖件D—d=100-82=18≤30mm,所以可以用上式進行計算。 對以后各次拉

47、深,rd可由下式決定[4]： rd2=<0.6～0.8 >rd1 rdn=<0.7～ 0.9>rd 式中rd2 ——第一次拉深凹模的圓角半徑： rdn——第n次拉深凹模的圓角半徑。 對于第一次拉深凹模的圓角半徑也可以由經驗查出： 查表5-24得出第一次拉深凹模的圓角半徑為8～10.8mm ４. ２．２凸模圓角半徑 單次或多次拉深中的第一次：rp=<0.7～ 1.0>rd 多次拉深中的以后各次:rp=dn-1-dn-2δ/2 式中 dn-1 . dn—— 前后兩次工序中工序件的過度直徑

48、。 最后一次拉深的凸模圓角半徑既等于沖件的圓角半徑,但不得小于 <2～3> δ 。如沖件的圓角半徑要求小于<2～3> δ,則凸模的圓角半徑仍應取 <2～3> δ,最后用一次整形來得到沖件要求的圓角半徑。 在生產當中,要根據具體條件對以上所列數值做必要的修正。在實際設計中也可以先選取比表中洛小一些的數值。然后在試模調整時再逐漸加大,直到沖成合格零件時為止。 ４．３凸.凹模工作部分的尺寸與公差 對于多次拉深的第一次拉深及中間各次拉深,工序尺寸沒有必要嚴格要求,其凸.凹模尺寸取工序件尺寸既可。若以凹模為基準,

49、 則Dd= Dp= 式中 dd——凹模的基本尺寸； dp——凸模的基本尺寸； D——工序件的基本尺寸； Z——凸.凹模的單面間隙； δp.δd——凸.凹模的制造公差； 最后一次拉深模的尺寸公差決定了沖件的尺寸精度,故其尺寸公差應按沖件要求來確定。 當沖件外形尺寸有要求時,以凹模為基準件,考慮到凹模易磨損,可取 Dd= Dp== 當沖件內形尺寸有要求時,以凸模為基準件,考慮到工件的回彈及凸 模幾乎不磨損,可取[

50、４] dp= dd== 式中 Dd.dd——凹模的基本尺寸； Dp.dp——凸模的基本尺寸； Dmax.dmin——拉深件最大外徑和最小內徑尺寸； Z——凸.凹模的單面間隙； δp.δd——凸.凹模的制造公差； 凸.凹模的制造公差,可按IT6 ～IT9級選取,或查表5-26 ,也可以 按沖件公差1/3 ～1/4 的選取。 與沖裁模類似,凸.凹模若采用配作時,只在凸?；虬寄Ｉ蠘俗⒐?另一方面按間隙配作。如拉深件是標注外形尺寸時,則在凹模上標

51、注公差；反之,標注內形尺寸時,則在凸模上標注公差。 ４.４凸模的通氣孔 沖件在拉深時,由于拉深力的作用或遵化潤滑油等因素,使得沖件很容易被粘附在凸模上。在沖件與凸模形成真空,會增加卸件的困難,造成沖件底部不平。為此,凸模應設計有通氣孔,以便拉深后的沖件容易卸脫。拉深不銹鋼或大沖件時,由于粘附力大,可在通氣孔中通高壓氣體或液體 第５章 模具總體設計 模具零件的分類： 按其作用不同,將其分為如下兩大類。 1．工藝零件——在完成工序時,與材料或制件直接發(fā)生接觸它包括： 工作零件：凸模、凹模； 定位零件：定位板、定位銷等； 壓料、出件、卸料零部件：壓料板、卸料板、 推件與頂件裝

52、置等； 2．結構零件——在模具的制造和使用中起裝配、安裝作用,以及制造和使用 兩種基本類型：直通式凸模和臺階式凸模 ５.１.２凸模的長度：凸模按下式計算[4] L=h1+h2+h3+h 其中： h1為固定板厚度, h2為卸料板厚度, h3為導料板厚度, h為附加長度,主要考慮凸模進入凹模的深度〔0.5 ～1mm>及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板間的安全距離〔15mm～20mm等因素。 L= 169 ㎜ 拉深凸模Φ78×169㎜圖〔04 ５．１．３凸模材料： 刃口要有高的耐磨性,并能承受沖

53、裁時的沖擊力,因此應有高的硬度及適當的韌性。 凸模工作部分的表面粗糙度Ra=0.8 ～0.4um, 固定部分的表面粗糙度Ra=1.6 ～0.8um ５．１．４凸模的固定三種形式： 機械固定. 物理固定. 化學固定； ５．１．５凸模強度核算 本凸模不需要核算 ５．２凹模的設計 ５．２．１凹模形式 a> 直壁式刃口凹模 b>斜壁式刃口凹模 c>凸臺式 ５. ２.２凹模的固定型式 凹模一般采用螺釘、銷釘固定在下模座上,小型凹模也可用凹模固定板固定。 ５．２.３凹模外形和尺寸的確定 圓形凹?？捎衫錄_模國家標準或工廠標準中選用。非標準凹 模按經驗公式計算[４]：

54、 凹模高 H=Kb <≥15mm> 凹模壁厚 c =<1.5～2>H <≥30～40mm> 式中 b——沖壓件最大外形尺寸, K——系數, 考慮板材厚度的影響,其值可查。 得出h=26 mm c=36 mm L=150 mm b=150 mm ５. ２.４凹模材料 凹模材料與凸模一樣,其熱處理硬度應稍高于凸模達到60—64HRC 圖〔05 ５.３支承零件 模柄,凸凹模固定板,墊板 ５.３.１ 墊板：裝在固定板和上模座間 用來承受和分散凸模傳遞的壓力,降低模板所受的單位

55、壓力, 防止模板在與凸模接觸的平面壓出凹坑。 作用：防止凸模尾端擠壞上下模座。 尺寸：厚5—8mm 材料：淬火鋼板,45鋼或T8A淬火 ５.３.２ 模柄 作用：中,小型沖壓模具通過模柄將上模部分固定在壓機的滑塊上,并起對中作用。 形式：模柄有剛性和浮動兩種 模柄尺寸 Φ26×73mm 圖〔06 ５.３.３模架形式： 模架是由上下模座,模柄及導向裝置組成。 根據導柱、導套配置的不同,模架有以下四種基本形式： a 后側導柱模架： b 中間導柱模架： c 對角導柱模架 d 四導柱模架： ５.３.４、 模座 選用后側導拄模架

56、B/T2851.4-1990> a 上模座：用來固定上模部分零件,并通過模柄把上模固定到壓機滑塊上,同時又起傳遞并承受沖裁力的作用。 上模座尺寸 500×280×55mm b 下模座：用來固定下模部分零件,通過螺栓,壓板將下模座固定在 壓機工作臺面上,并起著承受并分散沖裁力的作用。 下模座尺寸 500×280×70mm ５.３.５墊板 圖〔07 ５.３.６固定零件 支座圖〔08 ５.３.７凹模固定圖〔09 ５.４導向零件 上下模的導向零件有導板及標準的導柱、導套等。 導柱過盈配合裝于下模座 導套過盈

57、配合裝于上模座〔防止落入灰塵〔即壓入下模座和上模座的安裝孔內兩者之間,間隙配合 尺寸：GB 〔柱,套直徑 選d時,注意合模的唯一性。即只能在一個方向上合?！惨话阋褬藴驶?選擇標準模架 柱長〔L系列： 當一副模具合攏時,配合高度>15~20mm,沖壓完畢〔合模時導柱不能凸出上模板的上平面?！矊еL度與上下模座的關系 導柱尺寸Φ50×230mm 導套尺寸 Φ63×140mm ５.５卸料裝置如打桿圖〔10 圖〔11 ５.６聯接件 螺釘和銷釘 螺釘是緊固模具零件用的,沖模中多采用內六角頭或圓頭螺釘。螺釘主要承受應力,其尺寸及數量一般

58、根據經驗確定,選用4～6個,要按位置具體布置而定。 圓柱銷起定位作用,圓柱銷承受一般的錯移力。一般圓柱銷用兩個,對稱布置。圖〔12 繪制零件圖 第６章模具裝配 根據復合模裝配要點,選凸模作為裝配基準件,先裝上模,再裝下模,并調整間隙、試沖、返修。 裝配的要求如下： 〔1模具上下平面的平行度偏差不大于0.05mm,分型面處需密合。 〔2推件時推件桿和卸料裝置動作要同步。 裝配順序如下： 〔1預配： 裝配前仔細檢查凸模與凹模形狀及尺寸以及凹模形孔,是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀。不合適者應該重新修磨或更換。 〔2凸模裝配： 以凹?？锥ㄎ?將 各凸模分別壓入凸模固定板

59、的性孔中,并擠緊牢固。 〔3裝配上模： 在已經裝好的下模上放等高墊鐵,再在凹模中放入0.12mm的紙片,然后將凹模與固定板組合裝入凸模；預裝上模座,劃出與凸模固定板相應螺孔、銷孔位置并鉆鉸螺孔、銷孔；用螺釘將固定板組合、墊板上模座連接在一起,但不要擰緊；將卸料板套裝在已經裝入固定板的凸模上,使卸料板高出凸模下端約1mm；復查凸、凹模間隙并調整合適后,緊固螺釘；安裝導正銷、承料板；切紙檢查,合適后打入銷釘。 〔4裝配下模： 在下模座上劃中心線,按中心預裝凸模、導料板；在下模座、導料板上,用已經加工好的凸模分別確定其螺孔位置,并分別鉆孔,攻絲；將下模座、導料板、凸模、活動擋料銷、彈簧裝在一

60、起,并用螺釘緊固,打入銷釘。 〔5試沖與調整 拉深模裝配成以后。也要按正常的生產條件進行試模,以了解模具的實際使用性能是否滿足生產要求、有無不完善的地方進行改進或作調整。 通過試模拉深件上常會出現各種弊病,為此必須進行原因分析,排除故障。造成次廢品的原因很多,有時是單一的,但經常是多個方面綜合的原因。需按成型條件,成型設備,模具結構及制造精度,沖壓件結構及形狀等因素逐個分析找出其中主要矛盾,然后再采取調節(jié)沖壓條件,修整模具等方法加以解決。在試模過程中,應做詳細記錄,并將結果填入試模記錄卡,注明模具是否合格。如需返修,則應提出返修意見。在記錄卡中應摘錄成型工藝條件及操作注意要點,最好能附加

61、上加工出的制件,以供參考。 試模后,將模具清理干凈,涂上防銹漆,然后分別入庫和返修。 繪制裝配圖 設計總結 畢業(yè)設計是一項非常繁雜且需要細心和耐心的工作,設計過程中涉及的知識面比較廣泛,有的是我們課本上沒有的東西,這就要靠自己去圖書館查找所需要的資料,以達到設計所需要的要求；還有很多設計與計算,需要謹慎的態(tài)度和認真的精神,完成這樣復雜的工作確實是一次很好的鍛煉和提高。 在學校中,我們主要學的是理論性的知識,而實踐性很欠缺,而畢業(yè)設計就相當于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設計可是把我們以前學的專業(yè)知識體系系統的總結運用一下,使我們在溫習舊知識的同時也可以學習到很多新的知識和技巧；這不但提高

62、了我們解決問題的能力,開闊了我們的視野,也在一定程度上彌補我們實踐經驗的不足,為以后參加工作打下可堅實的基礎。 本設計設計內容為拉深擠邊復合模設計,通過對拉深擠邊復合模具的設計,基本掌握了對沖壓模設計的方法及步驟,對沖壓模有了更進一步的了解和認識,對模具的制造方法和制造過程有了新的認識和心得。 本設計共分6章,分別對零件工藝性分析、工藝方案的確定、模具結構及成型設備的選擇、工藝計算、模具結構設計、加工工藝等幾方面進行了闡述。 由于本人能力有限,很多知識掌握的還不是很牢固,因此在設計中難免要遇到很多難題,由于有了課程設計老師的不吝指導和同學的熱心幫助下,克服了一個又一個的困難,使我的畢業(yè)設

63、計趨于完善。在此,我向對我提出幫助的老師和同學,表示我真摯的感謝！ 通過這次設計,我認識到了除了要正確掌握和應用書本知識外,吸取他人的設計經驗和查閱重要資料也是非常重要的。在工作實習期間能夠有此機會搞設計,對于實踐和理論的結合確實是一次很好的時期,更加深了對工作實際和課本理論之間距離的把握。 致謝 參考文獻 [1] 王孝培主編.實用沖壓技術手冊.北京：機械工業(yè)出版社,2001 [2] 郝濱海主編.沖壓模具簡明技術手冊.北京：化學工業(yè)出版社,2005 [3] 鄭家賢主編.沖壓工藝與模具設計.北京：機械工業(yè)出版社,2005 [4] 翁其金主編.冷沖壓技術. 北京：機械工業(yè)出版社,20

64、01 [5] 李雙義主編.冷沖模具設計. 北京：清華大學出版社,2002 [6] 馮炳堯主編.模具設計與制造簡明手冊.上海：上海科學技術出版社,2002 [7] 陳蜴棟主編.實用模具技術手冊.北京：機械工業(yè)出版社,2002 [8] 許發(fā)樾主編.模具設計與制造手冊.北京：機械工業(yè)出版社,2002 [9] 王孝培.肖祥正主編.中國模具設計大典3. 上海：上?？茖W技術出版社,1999 [10]王同海主編.實用沖壓設計技術.北京：機械工業(yè)出版社,2005 [11] 成紅主編. 沖壓工藝與模具設計.北京：電子科技大學出版社,2000 [12] Joho A.Waller.Press Tools and Presswork.Portcullis Press LTD,2003 .