端蓋拉深工藝分析及模具設計說明書

端蓋拉深工藝分析及模具設計說明書 單 位: 部 門:機械工程學院 班 級:10模具 設 計 者: 指導教師: 日 期:2012年5月 前言 本設計是洪老師布置的第三個模具設計作業(yè)，遵循“理論聯(lián)系實際，體現(xiàn)應用性、綜合性、和先進性，勇于創(chuàng)新”的原則，結合模具工業(yè)基礎上編寫的。本設計參考了許多資料，比如《沖壓模具及設備》、《機械制圖與AutoCAD》、《互換性與技術測量》、《模具制造工藝學》、《模具材料及表面處理》、《模具設計手冊》等。本拉深設計說明書的主要特點有： 1、 根據(jù)從事成型工藝及模具設計工程應用性人才的實際要求，注意加強專業(yè)和知識的廣度，積極吸納新技術，體現(xiàn)了應用性、實用性、綜合性和先進性。 2、 簡要介紹了端蓋的工藝性分析,較為詳細的對端蓋的拉深工藝流程設計和計算方法,客觀分析了拉深工藝、拉深模具、拉深設備、拉深材料及沖拉深件質(zhì)量與經(jīng)濟性的關系，體系新穎。 本設計可作為高職高考院校和制造專業(yè)、機械制造及各相關的資料，也可供從事 模具設計與制造的工程技術人員參考。 本設計由xxx主編，機械工程學院xx教授指導。由于編者水平有限，設計中錯誤和缺點在所難免，懇請廣大讀者批評指正。 編者 2012年5月 目錄 前言 課題 目錄: 第一章：端蓋零件的工藝性分析 第二章：端蓋工藝流程設計與優(yōu)化 第三章：端蓋零件的工藝計算 第四章：模具參數(shù)計算 第五章：模具總裝圖及零件設計 第六章：模具使用說明書及維護方式 結束語 參考文獻 課題： 第一章:端蓋零件的工藝性分析 一、 批量經(jīng)濟性分析 拉深件的經(jīng)濟性分析包含下面幾個方面： 1、 參考端蓋零件圖及相關要求可知，托板生產(chǎn)為大批量生產(chǎn)。這時工藝采用工序集中的方案，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，故將落料與拉深復合作為考慮方案。 2、 降低端蓋生產(chǎn)的相關成本。例如，合理對工人的時間安排以求降低勞動成本；在生產(chǎn)中對落料廢料進行回收利用，盡量選擇可滿足加工要求而成本低的原材料。 3、 因托板生產(chǎn)為大批量生產(chǎn)，故對其拉深具有嚴格要求。要求刀具的性能好，耐磨耐高溫，故選用硬質(zhì)合金材料的磨具。 二、拉深件的工藝性 1、由課件設計圖可知，本端蓋結構簡單、對稱，能夠一次成形。 2、該零件為沒有凸緣的圓筒形件，不要求內(nèi)形尺寸，料厚t=1mm，沒有壁厚要求。所以，本拉深設計不考慮拉深工藝過程中的壁厚變化情況。 3、如果需要多次拉深，則拉深次數(shù)=痕跡數(shù)+1。該拉深件的拉深深度為20mm，并不存在一次拉深變形程度過大。 4、拉深件的底部或凸緣上有孔時，孔邊到側壁的距離a≥R+0.5t。在本設計中，底部和凸緣沒有孔，故不考慮這個問題。 5、該端蓋零件底與壁的圓角半徑r=2mm>t，滿足拉深工藝對形狀和圓角半徑的要求。 6、該零件不帶臺階，其徑向標注值標注了外形徑向尺寸，符合相關的標注要求。 三、拉深件的精度 該零件為不帶凸緣的圓筒形拉深件，查《沖壓模具及設備》表6-2知，φ110的偏差值為正負0.40，查《互換性與技術測量》表2.3得公差等級為IT12級，滿足公差等級IT13~IT11級的要求。 四、拉深件的材料 該拉深件材料為08鋼板，σs=177Mpa，σb=275~383Mpa，所以σs/σb=0.46~0.64<0.66，故拉深性能較好，易于拉深成形。 綜上所述，該零件的拉深性能較好，可用拉深工序加工。 第二章：端蓋工藝流程設計與優(yōu)化 一、 沖壓工藝設計基本內(nèi)容 1、 工藝類型 工藝類型是指成型沖壓件所需要的沖壓工序種類，如落料、沖孔、切邊、拉深、翻孔、脹形、整形都是沖壓加工常見的工序。 在本拉深中，則有落料和一次拉深和切邊三種類型。 2、工序數(shù)量 工序數(shù)量是指不同性質(zhì)進行相同次數(shù)的工序重復進行的數(shù)量。工序數(shù)量的確定主要取決于幾何形狀的復雜程度、尺寸大小和精度材料沖壓成型性能、模具強度等，并與沖壓工序性質(zhì)有關。 在本拉深設計中，工序數(shù)量為3。 3、工序順序 工序順序是指各工序的先后順序,主要取決于沖壓變形規(guī)律和零件質(zhì)量要求,如果工序順序的變更不影響托板質(zhì)量,則應當根據(jù)操作、定位及模具結構等結構因素確定。 在本拉深設計中，工序順序為 落料→拉深→切邊。 4、組合方式 方案一：（單工序模） 落料→拉深→切邊 方案二：（復合模） 落料→拉深→切邊 方案三： 落料+拉深（復合）——→切邊 方案四：（級進模） 落料→拉深→切邊 二、 拉深方案的分析和確定 1、方案一：（單工序模） 落料→拉深→切邊的分析 優(yōu)點：①落料、拉深和切邊的精度容易控制，易于保證拉深質(zhì)量；②拉深尺寸和厚度幾乎沒有限制。 缺點：①生產(chǎn)效率較低；②不安全，需要采取安全措施。 2、方案二：（復合模） 落料→拉深→切邊的分析 優(yōu)點：①生產(chǎn)效率較高；②因壓料較好，沖件平整；③能加工復雜零件。 缺點：①對拉深質(zhì)量達不到相關要求；②操作時出件困難，需人工拖出；③不安全，需要采取安全措施。 3、方案三： 落料+拉深（復合）——→切邊的分析 優(yōu)點：①生產(chǎn)效率較高，略低于方案二；②因壓料較好，沖件平整；③能加工復雜零件 缺點：①復合加工造成尺寸誤差；②對拉深質(zhì)量達不到相關要求；③操作時出件困難，需人工拖出；④不安全，需要采取安全措施。 4、方案四：（級進模） 落料→拉深→切邊的分析 優(yōu)點：①工序間自動送料，生產(chǎn)效率高；②加工形狀簡單零件成本比復合模低；③安全性較高。 缺點：①對拉深質(zhì)量達不到相關要求；②不平整，質(zhì)量要求高時需要校平。 結合本拉深件來看，本端蓋零件為大批量生產(chǎn)，方案②、③、④符合要求。但是，對于企業(yè)來講“質(zhì)量壓倒一切”，而方案②、③、④由于拉深質(zhì)量達不到要求，只有方案①能夠滿足質(zhì)量要求。 綜上所述，本拉深設計選擇方案一，即方案①：（單工序模） 落料→拉深→切邊。 第三章：端蓋零件的工藝計算 1、確定切邊余量 該端蓋為沒有凸緣的圓筒形零件，工件的相對高度h/d=0.18，然后查《沖壓模具及設備》表6-4沒有結果。分析可知，因為該工件高度H/d很小并且高度尺寸要求不高，所以不用切邊工序。 2、預算毛坯直徑D 查《沖壓模具及設備》表6-6可知，該端蓋形狀和序號3相似，故用其公式計算。 D= =≈43.1mm 所以，該端蓋的坯料直徑為43.1mm。 3、判斷是否采用壓料圈 該零件t=1mm，D1=110mm，坯料的相對厚度t/D1=0.009<0.015mm。查《沖壓模具及設備》表6-1可知，該零件需要采用壓料圈。 4、判斷是否可以一次成形 坯料的相對厚度t/D=1/142100%=0.7% 由于該零件帶壓料圈，所以查《沖壓模具及設備》表6-8 得[m1 ]=0.53—0.55 [m2 ]=0.76—0.78，m=d/D=109=0.76 因為m＞[m1 ]，所以可以采用一次性拉伸。 5、拉深力的確定 拉深力根據(jù)式（6-6）計算，由表2-3查得08鋼的強度極限σb=400Mpa，由m1=0.55查表6-12得K1=1.0 所以，端蓋拉深力 F=K1πd1.t.σb =1.03.1443.11400=54133.6N 6、壓料力的確定 壓料力根據(jù)式（6-9）計算，則查《沖壓模具及設備》表6-13 p=2.5Mpa FY=π[D-（d1+2rd1）]P/A = =13512N 7、壓力機標稱壓力的確定 1.8F∑≥F+FY F∑≥1.3(13512+67922)= 106KN 8、壓力機的選擇 查表3—5 選用開式雙柱可傾式壓力機 型號為J23—16. 第四章：模具參數(shù)計算 1、凸、凹模間隙 查《沖壓模具及設備》表6-29可知： Z=（1~1.1）t 取Z=1.11mm=1.1mm 2、凸、凹模圓角半徑 因為是圓筒件凸模rp=2mm ，本模具有壓料裝置，故查表6—28 凹模的圓角半徑r=（10—6）t =6mm。 3、凸、凹模工作尺寸及公差 查《沖壓模具及設備》表6-30 查《互換性與技術檢測》表2.3 △=0.22mm = =（110-0.750.22）mm =109.835mm = =（110-0.750.22-21.1）mm =107.635mm 4、凸模通氣孔 根據(jù)凸模直徑大小，取通氣孔的直徑為φ=10mm. 第五章：模具總裝圖及零件設計 第六章：模具使用說明書及維護方式 具體維護歸納為如下幾點： 1 、按總裝圖之正確裝配模具，并保證模具結構如圖所示。 2 、按設計說明書中所選的壓力機安裝模具在工作臺面上，并正確安裝模具，保證模具中心與壓力機的中心重合。 3 、打開模具確認模具型面無異物，確定擋料銷，導料銷的正確位置 4、按所選壓力機安裝模具并保證壓力中心與模具中心重合。 5、運行壓力機空合模數(shù)次，保證正確運動和定位。 6、按模具設計參數(shù)調(diào)試模具并生產(chǎn)。 7、在沖裁過程中時刻檢查肥料是否排放順暢，若出現(xiàn)堵塞情況應立即停止機床，對廢料進行排除。 8、模具使用人員應站立在模具工作臺面前端的兩側。 9、模具使用時應經(jīng)常檢查模具的工作臺面和工作刃口，清楚材料的積瘤，排除在不正確使用過程中的廢料，以免產(chǎn)生廢料張模。 10、打開壓力機，空和模次數(shù)，保證能正確運動和定位。 11、模具在使用過程中發(fā)生異常聲音應立即停止工作，由現(xiàn)場的模修工檢查并排除故障。 12、模具應該在存放狀態(tài)裝卸。 13、 請客戶嚴格按照上述程序使用模具，嚴禁人體或異物在模具工作區(qū)間內(nèi)，否則會照成人體傷害、損壞。 14、 模具每次使用后應保養(yǎng)壓料面，型面應除材料積瘤。 15、 存放前清潔壓料面，型面和導料面，并要涂油后方合模存放。 16、 模具應該放在木放上，并保證擺放不傾斜。以保證導柱導套正確配合。 17、建議客戶每生產(chǎn)3000到5000件后，按12 條保養(yǎng)模具以及延長壽命。 結束語 “認真、嚴謹”是老師對我們的一貫要求，通過這個設計讓我對這個詞語有了自己的理解。時間如飛，光陰似箭，大二已經(jīng)快要結束了，覺得這個學期過得比較充實。兩年即將結束的時候，老師給我們布置了大二最后一個設計，即做一個端蓋拉深模具說明書，讓同學們自己獨立思考完成。 通過這個端蓋拉深模具說明書的設計，讓我收獲了很多并且對自己的專業(yè)有了比較深刻的了解。首先，由于這個設計需要自己思考完成，讓我真正了解了模具的結構、設計和制造。其次，在完成這個設計的過程中碰到實在不能解決的問題，和老師、同學研究解決，讓自己理解到了團結的含義。然后，因為模具行業(yè)的快速發(fā)展，許多問題用原有的資料已不能解決，我們就上網(wǎng)查詢相關的信息，讓我學會了如何利用網(wǎng)絡資源。 在這個過程中，我也碰到一些問題。比如在完成設計時，覺得自己的速度比較慢。究其根本原因，覺得還是由于對基礎知識掌握還不牢固。在以后的日子里，我將加強自己對基礎知識的消化，爭取能夠干好本專業(yè)。在老師的悉心指導下，我對自己的變化有信心，一定能夠學好沖壓模具這科重要的專業(yè)課。最后，預祝同學們能夠找到好工作，以回報老師們的良苦用心。 參考文獻 （1） 徐政坤主編，沖壓模具及設備。北京，機械工業(yè)出版社，2010 （2） 楊玉萍 高龍士主編，機械制圖與AutoCAD，北京，機械工業(yè) 出版社，2009 （3）屈波主編 ，互換性與技術測量，西安電子科技大學出版社，2007