油杯冲压工艺及模具设计.docx
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课 程 设 计
课程名称《冲压工艺及模具设计》题目名称 油杯冲压模具设计 学 院 材料与能源学院 专业班级 11级模具2班 学 号 学生姓名 指导教师
2014年07月10日
目录
一、设计任务书 1
二、工件的工艺分析 3
三、工艺方案的拟定 3
四、排样形式和裁板方法,材料利用率计算 7
五、模具类型及结构形式的确定 7
六、工序压力计算,压力中心的确定 8
七、设备选择 9
八、模具主要零件的选用及设计计算 10
九、参考文献 17
广东工业大学课程设计任务书
题目名称 油杯冲压工艺及模具设计
学生学院 材料与能源学院
专业班级 材料成型及控制工程11级模具2班
姓 名
学 号
一、课程设计的内容
根据给定的冲压零件图进行产品的冲压工艺分析和比较,制定合理的冲压工艺方案,进行有关工艺计算,确定冲压模具的类型和结构,选择冲压设备,绘制模具的装配图及零件图,编制冲压工艺卡,并撰写设计说明书。
二、课程设计的要求与数据
1.课程设计时间共2周,按时独立完成课程设计任务,符合学校对课程设计的规范化要求;
2.绘制所设计模具的装配图和非标件零件图:
图纸整洁,布局合理,图样和标注符合国家标准;
3.编制冲压工艺卡,撰写设计计算说明书(约20页):
要求公式使用准确,计算正确,语言流畅,书写工整,插图清晰整齐;
4.设计说明书与图纸按学校规定装订成册。
三、课程设计应完成的工作
1.冲压工艺设计:
包括分析零件的冲压工艺性,拟订冲压件的工艺方案,确定合理的排样形式、裁板方法,并计算材料的利用率;确定模具结构及尺寸等;
2.根据总冲压力及考虑模具的结构尺寸选择成形设备的型号;
3.模具结构及其零部件设计:
设计一道工序的冲模,绘制冲模总装配图及主要零件图;
0
4.冲压工艺过程卡片;
5.设计计算说明书。
四、课程设计进程安排
序号
设计各阶段内容
地点
起止日期
1
布置题目,工艺分析与工艺计算
教1-203
6.30
2
工艺方案比较与模具结构草图
教1-203
7.1~7.4
3
绘制模具总装配图
教1-203
7.6.
4
绘制零件图,编冲压工艺卡
教1-203
7.7~7.8
5
编写设计说明书
教1-203
7.9~7.10
6
答辩,提交所有资料
教1-203
7.11
五、应收集的资料及主要参考文献
[1]自编.冲模设计课程设计指导书[M].广东工业大学,2014.
[2]自编.冲模图册[M].广东工业大学,2007
[3]教材.冲压工艺与模具设计[M].
[4]李志刚主编.中国模具设计大典[M].南昌:
江西科学技术出版社,2003.
[5]罗益旋主编.最新冲压新工艺新技术及模具设计实用手册[M].长春:
吉林出版发行集团,2004.
[6]肖景容,姜奎华主编.冲压工艺学[M].北京:
机械工业出版社,2000.
[7]郝滨海编著.冲压模具简明设计手册(第二版)[M].北京:
化工工业出版社,2009.
发出任务书日期:
2014年6月30日 指导教师签名:
计划完成日期:
2014年7月11日 基层教学单位责任人签章:
主管院长签章:
14
二、工件的工艺分析
此零件使用的材料为15Mn优质低碳钢,15Mn为高锰低碳渗透钢,性能与15号钢相似,焊接性能好,但淬透性、强度与塑性均比15号钢都高些,具有较好的冲压成型
性能。
此零件的相对直径df
d=1.25,属于窄凸缘件,前几次拉深中不留凸缘,而在以
后的拉深中形成锥形凸缘,并利用整形工序将凸缘压平。
窄凸缘件的工艺计算与无凸缘件相同。
图一零件图
零件属于窄凸缘件,按无凸缘件拉深,最后一次形成凸缘。
三、工艺方案的拟定
(1)计算无凸缘拉深件高度
无凸缘件最后一次拉深时总高计算如下:
图二毛坯尺寸计算分解图
圆弧旋转而成的球台部分的表面积为Aπ[2πr
(d-2r)+8r2 A=322.73mm2.
3=4 p
2
圆环部分的面积为A=π(d2-14.52)
p p 3
2
A=46.315mm2.
则总的面积A1=A2+A3
1
A=369.045mm2.
换算成圆环,其高度x,则πDx=A1.
X=4.9mm.
图三对应圆环
则,最后拉深后总高度H=x+42=46.9mm.
图四拉深件最好一次拉深
由于t=1mm,所以应按中线尺寸计算。
(2)确定修边余量Dh
图五中线尺寸图
hd=46.424=1.93mm,查表得Dh=3.3mm.
(3)计算毛坯尺寸
d2-1.72dr-0.56r2+4dH
p
p
D=
其中rp=2.5mm,d=24mm,H=46.4mm.
代入数据解得D=72.39mm.
(4)确定是否使用压边圈
(td)´100=(124)=1.38,查表可知,需使用压边圈。
(5)判断能否一次拉深
查表可知[m1]=0.53.该零件的总拉深系数m总
m总=d
D=2472.39=0.33。
即
m总<
[m1],故零件不能一次拉成。
(6)确定拉深次数n
由表查得各次极限拉深系数,并采用推算法计算各次拉深直径
[m1]=0.50,d1=[m1]D=0.50×72.39=36.12mm
[m2]=0.75,d2=[m2]d1=0.75×36.12=27.09mm
[m3]=0.78,d3=[m3]d2=0.78×27.09=21.13mm
因为d3=21.13mm 但考虑到上述采用的都是极限 拉深系数,而实际生产所采用的拉深系数比极限值大,因此将拉深系数调整为4次。 (7)计算各次拉深的半成品尺寸放大系数K K=4 m总 [m]´[m]´[m]´[m]=4 2472.39 0.50´0.75´0.78´0.80 1 2 3 4 =1.091 实际采用的拉深系数为m1,m2,m3和m4,则有 m1=k´[m1]=1.091´0.50=0.5455m2=k´[m2]=1.091´0.75=0.81825m3=k´[m3]=1.091´0.78=0.85098m4=k´[m4]=1.091´0.80=0.8728 按调整好的拉深系数计算各次拉深的半成品直径 d ` 1=m1D=0.5455´72.39=39.4887 d`=md`=0.81825´39.4887=32.3116 2 21 d`=md`=0.85098´32.3116=27.4965 3 32 d`=md`=0.8728´27.4965=23.9989 (D-d1)t 4 43 d 半成品底部圆角半径由式r 1 =0.8 计算出各次拉深凹模圆角半径的值为 d d r=5mm、r 1 2 =3mm、r d 3 =2mm、r d 4 =2mm。 凸模圆角半径可取与凹模圆角半径相同,即 rp=5mm、rp=3mm、rp=2mm、rp =2mm。 1 2 3 4 则得到半成品底部圆角半径为: r1=5mm、r2=3mm、r3=2mm、r4=2mm。 半成品高度由式: æD2 ö r h1=0.25ç -d1÷+0.431(d1+0.32r1) èd1 ø d1 得: h1=25.5425mm h2=33.7962mm h3=41.6515mm h4=49.4727mm (8)确定工艺方案 根据基本工序的不同组合,生产该零件的方案有如下三种: 1)单工序冲压。 即落料—拉深—拉深—拉深—拉深—整形 2)复合冲压。 即落料拉深—拉深—拉深—拉深—整形 3)级进冲压。 考虑到大批量生产,综合考虑,这里选用方案二。 4、排样形式和裁板方法,材料利用率计算 (1)排样设计 因为是圆形毛坯,选用有废料的单排排样,采用手工送料。 由表查得搭边和侧搭边均为1.5mm,于是得到条料宽度为72mm+1.5×2=75mm,进距为72mm+1.5=73.5mm.设计的排样图如图所示: 图六排样图 (2)材料利用率 一个步距内的材料利用率h= A=3.14´362BS 75´73.5 ´100%=74.31% 五、模具类型及结构形式的确定 (1)首次落料拉深复合模 拉深时需使用压边圈,本副模具采用倒装结构,导料板导料,固定挡料销挡料,刚性卸料板卸料,刚性推件装置推件,有压边装置兼做顶件装置在拉深结束后进行顶件,中间滑动导柱导套导向。 (2)拉深模 为便于冲孔废料的排出,采用倒装结构。 刚性卸料板卸料,刚性推件装置推件。 (3)弯曲模 最后用弯曲模对无凸缘件整形,压出窄凸缘。 6、工序压力计算,压力中心的确定 (1)第一次落料拉深复合模 需要拉深力、落料力、压边力、卸料力、推件力等,其中卸料力由刚性卸料装置提供,推件力由刚性推件装置提供,在选择设备吨位时无需考虑,故这里只需计算拉深力、落料力、压边力。 落料力: F落=KLtt=1.3´3.14´72´1´300N=88.17kN 拉深力: F拉=KpLstsb=0.8´3.14´39.5´1´410N=40.68kN 压边力: Q=Aq=3.14[362-202]´sb 150 N=7.69kN 由于本次拉深为浅拉深,这里选用单动压力机拉深,其设备的公称压力按 设 åF£(0.7~0.8)F 选用。 即 F³F落+F拉+Q=88.17+40.68+7.69kN=182.05kN 设 0.7~0.8 0.7~0.8 (2)第二次单工序拉深模 该工序需要的冲压工艺力有拉深力、压边力、卸料力和推件力。 其中卸料力和推件力由刚性装置提供,计算时只需考虑拉深力和压边力。 拉深力: F拉=KpLstsb=0.8´3.14´32´1´410N=32.96kN (39.52-32.32)s 压边力: Q=Aq=3.14´ b 4 150 N=1.1kN F设³ F拉+Q0.7~
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- 关 键 词:
- 冲压 工艺 模具设计