冲压拉深模具设计说明书.docx
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冲压拉深模具设计说明书
课程编号:
XXX大学
专业课程设计说明书
设计人:
XXX
专业班级:
XXX
学号:
XXXXXXXX
指导教师:
XXX
日期:
X年X月X日
一、序言………………………………………………3
二、设计任务书及产品图………………………………4
三、拉深模设计的前期准备……………………………5
四、拉深工艺计算……………………………………7
五、拉深模零件的设计计算……………………………9
六、模具类型及结构形式的选择……………………13
七、工作零件及主要零件的结构形式…………………15
八、参考文献……………………………………………17
一、序言
模具是制造业的基础工业设备,被广泛用于制造业的各个领域。
其中拉深模更是占有十分重要的地位。
拉深技术应用范围十分广泛,在国民经济各个部门中,几乎都有拉深加工产品。
它不仅与整个机械行业密切相关,而且与人们的生活紧密相关。
由于它具有生产效率高、生产成本低、操作简单、适合大批量生产等优点,在我国现代化建设中有着很好的发展前景。
我们这次课程设计的任务就是设计一套拉深模具,即就老师所给的零件、生产要求以及精度要求,设计出一套符合要求的拉深模。
由于时间紧迫、经验不足,在设计过程中走了不少弯路,犯了不少错误。
总之,在设计中难免有疏漏和不当之处,恳请谅解。
也相信在今后的实践工作中能一步一步弥补以上不足。
在这次设计过程中,对拉深模具有有了深一步的了解,获得了一定的设计经验,为将要到来的毕业设计打下了基础。
在这中间得到了XXX老师的和广大同学的热心帮助,在此表示感谢。
二、设计任务书及产品图
已知:
(1)产品名称:
支座
(2)产品零件图:
(3)生产批量:
大批量。
(4)零件材料:
10钢。
(5)材料厚度:
0.5mm。
求作:
(1)进行拉深工艺性分析(从材料、零件结构、尺寸精度几个方面进行)。
(2)确定工艺方案及模具结构类型。
(3)进行相关工艺计算,包括:
拉深工艺计算;拉深模零件的设计计算;
设备选择等。
(4)绘制模具总装配图
(5)绘制工作零件及主要零件的零件图
(6)编写课程设计说明书
要求:
根据所设计工件的尺寸、形状、批量等原始数据和要求,每人独立设计、绘制完成一套拉深模具。
包括:
(1)模具装配图1张(按照1:
1比例,或适当比例);
(2)模具工作零件图2-3张(按照1:
1比例,或适当比例);
(3)设计说明书1份;
三、拉深模零件的工艺性分析
3.1分析零件拉深工艺性
制件为无凸缘圆筒形零件,要求外形尺寸,对厚度变化没有要求。
制件的形状满足拉深工艺要求。
底部圆角半径r=4mm,大于拉深凸模圆角半径
(t为板料厚度),满足首次拉深对圆角半径的要求,尺寸
Φ64.8-0.50按公差表查得为IT13级,满足拉深工序对制件公差等级的要求。
3.2拉深模生产状况
筒形拉深模的加工方法相对比较简单,特别是此件尺寸公差要求较低,凸、凹模用通用机械加工即能满足设计要求,对于模座、固定板等板类零件的加工主要是平面加工和孔系加工。
故平面加工后,孔系加工均在加工中心加工。
3.3拉深模方案的确定
经过对制件工艺性分析,工件适合拉深成形,故采用单工序拉深模在单动压力机上拉深。
3.4拉深模结构形式的确定
(1)采用的结构形式拉深模结构采用带压边圈的倒装式结构,采用这种结构的优势在于可采用通用的弹顶装置(弹性压边装置)。
(2)拉深模结构简图的画法根据所确定的拉深模结构形式,把拉深工作结构部分画出,这时画出的结构图是拉深工作示意图,不需要按比例画,其目的的为了分析所确定的结构是否合理,毛坯拉深成工件,能否满足产品图的技术要求。
根据分析结果对模具简图进行修正,为最后拉深模具结构做准备。
(3)模具结构特点及工作过程这种拉深模结构简单,使用方便,制造容易。
工作时将毛坯放入压边圈上面的定位孔,上模下降,弹性压边圈先将毛坯压住,然后凸模对毛坯进行拉深。
当拉深结束上模回升时,包在凸模上的工件被压边圈顶出,并由推件板把工件从凹模内推下。
这里压边圈不仅起压边作用,而且还起定位和卸件作用。
凸模上须开设排气孔,以防拉深件紧吸于凸模上而造成卸件困难。
采用倒装式结构,方便在空间位置较大的下模部分安装压边装置。
四、拉深工艺计算
4.1拉深件毛坯尺寸的计算
在计算拉深毛坯尺寸时,首先确定修边余量。
并把修边余量加到拉深件高度上,这时拉深件的高度(H)为原拉深件高度(h)与修边余量(
)之和,即
(1)确定修边余量
该件h=24.5mm,d=64.8
所示
因为
<料厚(0.5)
故该件在拉深时不需要修边余量。
(2)计算毛坯直径
D
式中D—拉深件毛坯尺寸,mm;
r—拉深件底部圆角半径,mm
实际生产中针对无须修边的拉深件,在毛坯尺寸确定的方法上,一般根据理论计算的结果,备制拉深件的毛坯,待拉深试模合格后,再制作拉深件的毛坯落料模。
4.2拉深系数与拉深次数的确定
(1)拉深系数的确定工件总的拉深系数为
(2)拉深次数的确定毛坯相对厚度为
查《冲压工艺与模具设计》,首次拉深的极限系数为
因为
所以
,
故工件可一次拉深成形。
4.3拉深工序尺寸的计算
此工件需要一次拉深成形,工序尺寸计算相当简单,只对凸、凹模工作尺寸即圆角半径进行计算,但多次拉深成形还需要对每次拉深工序件的高度进行计算,对工序件高度计算的目的是为了确定各工序压边圈的高度。
4.4拉深力的计算
拉深所需的压力:
(KN)
KN
KN
式
——拉深力,N
——压边力,N
K——修正系数,一般取
,t/D与m值小时,K取大值;
——拉深件材料的抗拉强度,
A——有效压边面积,mm2
P——单位压边力,
,查《冲压工艺与模具设计》取p=3Mpa
4.5初选压力机
压力机的公称压力
取
KN
故初选压力机的公称压力为160KN
五、拉深模零件的设计计算
5.1凸、凹模间隙的计算
确定间隙的原则是,既要考虑板料厚度的公差,又要考虑筒形件口部的增厚现象,根据拉深时是否采用压边圈和制件的尺寸精度、表面粗糙读要求合理确定。
此拉深模采用压边装置,经工艺计算一次就能拉深成形,故间隙为
mm
5.2凸、凹模的圆角半径的计算
(1)凹模的圆角半径
一般来说,大的半径可以降低拉深系数,还可以提高拉深件的质量,所以半径应尽可能取大些。
但半径过大,拉深时板料将过早地失去压边,有可能出现拉深后期起皱。
故凹模圆角半径的合理值应不小于4t(t为板料厚度)。
拉深凹模圆角半径取
mm。
(2)凸模圆角半径
设计制件可一次拉成的拉深模或多次拉深的末次拉深模,
应取与制件底部圆角相等数值,如果拉深件零件图上所标注的圆角半径小于
的合理值,拉深模的
仍需取合理值。
待拉深后再用整形方法使圆角半径达到图样要求。
此件需一次拉深成型,所以
值取与制件底部圆角相同的R值,即
=4mm
5.3凸、凹模工作部分尺寸的设计计算
对于制件一次拉成的拉深模及末次拉深模,起凸模和凹模的尺寸及公差应按制件的要求确定。
此工件要求的是外形尺寸,设计凸、凹模时,应以凹模尺寸为基准进行计算,即凹模尺寸
mm
式中D----落料件外径公称尺寸(mm);
----零件公差(mm)
间隙取在凸模上,则凹模尺寸可标注凹模基本尺寸,不标注公差,但在技术要求中要注明按单面拉深间隙配作。
5.4拉深模其他零件的设计和选用
(1)压边圈的设计压边圈外形尺寸与凹模外形尺寸相同,压边圈材料与凸、凹模一样,热处理硬度略低于凸、凹模的硬度。
(2)压边装置的设计该拉深模选在单动压力机上进行拉深加工,所以必须借助弹性元件在受压时所产生的压力提供压边力。
故选用具有通用性的弹性压边装置作为弹性元件,这样可避免每副模具都设计一套专用的弹性压边装置。
模具只需配备压边圈和顶杆,并采用倒装式结构。
(3)凸模固定板的选用
根据选取好的凹模,查《中国模具设计大典》表22.5-16,选取固定板标准件为:
L=142×142×30;
材料选用10钢,
(4)模柄的设计
初选压力机公称压力值为160KN,最大必和高度为220mm,不符合设计要求,另外选取的压力机J23-25,最大闭合高度为270mm,满足设计要求。
模柄孔尺寸d=50mmh=70mm
参照《中国模具设计大典》表22.5-24,采用压入式模柄,材料为Q235-A·F
(5)标准模架的选取
查《中国模具设计大典》表22.4-2,选取标准件上、下模座及导柱、导套如下:
上模座:
L
=390×200×40材料:
Q235
下模座:
L
=390×200×45材料:
Q235。
导柱:
32×210mm/35×210mm
导套:
32×105×48/35×105×48
(6)模柄处止转销钉的选取
查《中国模具设计大典》表22.6-12,选取标准件为:
销GB/T119.16m6
20
公称直径d=6mm公差为m6
公称长度l=20mm材料为
不锈钢
(7)固定螺钉的选取
下模座上固定螺钉的选取
查《中国模具设计大典》表22.6-1,选取标准件为:
M10×80材料为45钢
上模座上固定螺钉的选取
查《中国模具设计大典》表22.6-1,选取标准件为:
M10×50材料为45钢
5.5拉深模闭和高度的计算
拉深模的闭和高度(H)是指划块在下止点位置时,上模座上平面与下模座下平面之间的距离,即
取257mm
式中
——上模座厚度,mm
——凹模固定板厚度,mm
——凹模厚度,mm
——压边圈厚度,mm
——凸模固定板厚度,mm
——下模座厚度,mm
S——安全距离,mm,一般取
mm
T——拉深件厚度,mm,一般取0.5mm
5.6压力机的选择
根据计算出的总冲压力,查《实用模具手册》表2-3,选取开式可倾压力机J23-25型。
公称压力为F=250KN
模柄孔尺寸为
50x70mm
滑块行程:
80㎜
滑块行程次数:
100次/min
Hmax:
300mm
满足模具设计要求
六、模具类型及结构形式的选择
具体装配图,如下:
图1-1装配图主视图
图1-2装配图俯视图
各零件名称:
1-上模座2-导套3-导柱4-凹模垫板5-螺钉6-推件板7-模柄8-防转销9-推杆10-销钉11-拉深凹模12-压边圈13-卸料螺钉14-凸模固定板15-下模座16-限位柱17-定位销18-拉深凸模19-弹簧20-销钉21-螺塞
这种拉深模结构简单,使用方便,制造容易。
工作时将毛坯放入压边圈上面的定位孔,上模下降,弹性压边圈先将毛坯压住,然后凸模对毛坯进行拉深。
当拉深结束上模回升时,包在凸模上的工件被压边圈顶出,并由推件板把工件从凹模内推下。
这里压边圈不仅起压边作用,而且还起定位和卸件作用。
凸模上须开设排气孔,以防拉深件仅吸于凸模上而造成卸件困难。
采用倒装式结构,方便在空间位置较大的下模部分安装压边装置
七工作零件及主要零件的结构形式
拉深凸模及拉深凹模分别如下图示:
图2-1拉深凹模主视图
图2-2拉深凸模俯视图
图3拉深凸模
凸、凹模之间采用间隙配合,间隙在凸模上,则凹模尺寸可标注凹模基本尺寸,不标注公差,但在技术要求中要注明按单面拉深间隙配作。
拉深凸、凹模采用分开加工时,要严格控制凸、凹模的制造公差,保证拉深间隙在允许的范围内。
八、参考文献
、梁炳文主编《冷冲压工艺手册》北京航空航天大学出版社
、吴伯杰主编《冲压工艺与模具》电子工业出版社
、高锦张主编《塑性成型工艺与模具设计》机械工业出版社
、中国机械工程学会《中国模具设计大典3》江西科学技术出版社
、李天佑主编《冲模图册》机械工业出版社
、江维健主编《冷冲压模具设计》华南理工大学出版社
、华玉培主编《冷冲压机模具设计》山东科学技术出版社
、冲模设计手册编写组编著《冲模设计手册》机械工业出版社
、丁松聚主编《冷冲模设计》机械工业出版社
、何铭新、钱可强主编《机械制图》高等教育出版社
、郝滨海编著《冲压模具简明设计手册》化学工业出版社
、王新华主编《冲模设计与计算手册》机械工业出版社
、模具实用技术丛书编写组编《冲模设计应用实例》机械工业出版社
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