0076-有凸緣圓筒形件沖壓成形工藝及模具設(shè)計(落料拉深復(fù)合模、拉深模)【全套11張CAD圖】+設(shè)計說明書
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1 緒 論目前,我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?,主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成型工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距,導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國沖壓模具近年來發(fā)展很快,據(jù)不完全統(tǒng)計,2003年我國模具生產(chǎn)廠點約有2萬多家,從業(yè)人員約50多萬人,2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭,模具企業(yè)總體上訂單充足,任務(wù)飽滿,2004年模具產(chǎn)值530億元。進口模具18.13億美元,出口模具4.91億美元,分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進出口之比2004年為3.69:1,進出口相抵后的進凈口達(dá)13.2億美元,為凈進口量較大的國家在2萬多家生產(chǎn)廠點中,有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中,產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有20多家,中型企業(yè)幾十家,其余都是小型企業(yè)。近年來,模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快,主要表現(xiàn)為:大型、精密、復(fù)雜、長壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品;專業(yè)模具廠數(shù)量增加,能力提高較快;三資及私營企業(yè)發(fā)展迅速;國企股份制改造步伐加快等。雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速,但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。低檔模具過剩,高檔模具供不應(yīng)求,甚至有的依賴進口,因此,模具企業(yè)必須找準(zhǔn)自己的弱點,盡快縮短與國外的差距。 (1)體制不順,基礎(chǔ)薄弱 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用,私營企業(yè)近年來發(fā)展較快,國企改革也在進行之中,但總體來看,體制和機制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟,再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱,因此,行業(yè)發(fā)展還不盡如人意,特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 (2)人才嚴(yán)重不足,科研開發(fā)及技術(shù)攻關(guān)方面投入太少 模具行業(yè)是技術(shù)密集、資金密集的產(chǎn)業(yè),隨著時代進步和技術(shù)發(fā)展,能掌握和運用新技術(shù)的人才異常短缺,高級模具鉗工及企業(yè)管理人才也非常緊缺。由于模具企業(yè)效益欠佳及對科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)不夠重視,因而總體來看模具行業(yè)在科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)方面投入太少,民營企業(yè)貸款困難也影響許多企業(yè)的技術(shù)改造,致使科技進步不大。 (3)工藝裝備水平低,且配套性不好,利用率低 雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進的加工設(shè)備,但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多,特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因,引進設(shè)備不配套,設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍,設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低,帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。 (4)專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響,許多模具企業(yè)觀念落后,模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低,專業(yè)化分工不細(xì),商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具,商品模具只占45%左右,其余為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好,難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù),與國際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低,標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響,對模具制造周期影響尤甚。 (5)模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本,國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比,無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格,都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差,也直接影響模具水平的提高。1.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展,但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距,尚不能完全滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需求。未來的十年,中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: (1) 模具日趨大型化; (2)在模具設(shè)計制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù); (3).模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng); (4).在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù); (5).提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率;(6).發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù);(7). 模具的精度將越來越高; (8).模具研磨拋光將自動化、智能化; (9).研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程;(10).開發(fā)新的成形工藝和模具。1.2國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備,在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中,6080的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性,是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低,已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志,并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年,全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面,世界模具市場年交易總額為600650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到50%以上;國外模具企業(yè)的組織形式是大而專、大而精。2004年中國模協(xié)在德國訪問時,從德國工、模具行業(yè)組織-德國機械制造商聯(lián)合會(VDMA)工模具協(xié)會了解到,德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中(VDMA)會員模具企業(yè)有90家,這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90%,可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進步和技術(shù)的發(fā)展,國外的一些掌握和能運用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具工藝設(shè)計、高級鉗工及企業(yè)管理人才,他們的技術(shù)水平比較高故人均產(chǎn)值也較高我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右,而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多1520萬美元,有的達(dá)到 2530萬美元。國外先進國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上,而我國才達(dá)到45。1.3有凸緣圓筒形件多次拉深模具設(shè)計與制造1.3.1 有凸緣圓筒形件多次拉深模具設(shè)計的設(shè)計思路拉深是沖壓基本工序之一,它是利用拉深模在壓力機作用下,將平板坯料或空心工序件制成開口空心零件的加工方法。它不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件,還可以加工盒形零件及其他形狀復(fù)雜的薄壁零件,但是,加工出來的制件的精度都很底。一般情況下,拉深件的尺寸精度應(yīng)在IT13級以下,不宜高于IT11級。有凸緣圓筒形件是最典型的拉深件,其工作過程很簡單就一個拉深,根據(jù)計算確定它不能一次拉深成功.因此,需要多次拉深。為了保證制件的順利加工和順利取件,模具必須有足夠高度。要改變模具的高度,只有從改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度,改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度的同時,還要注意保證導(dǎo)柱和導(dǎo)套的強度. 導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度可根據(jù)拉深凸模與拉深凹模工作配合長度決定設(shè)計時可能高度出現(xiàn)誤差,應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。只有加強拉深變形基礎(chǔ)理論的研究,才能提供更加準(zhǔn)確、實用、方便的計算方法,才能正確地確定拉深工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸,解決拉深變形中出現(xiàn)的各種實際問題,從而,進一步提高制件質(zhì)量。1.3.2有凸緣圓筒形件多次拉深模具設(shè)計的進度1.了解目前國內(nèi)外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀,所用時間15天; 2.確定工藝規(guī)程,所用時間5天;3.模具的設(shè)計,所用時間30天;4.模具的調(diào)試,所用時間5天。2 有凸緣圓筒形件沖壓成形工藝及模具設(shè)計2.1拉深件工藝性分析工 件 圖: 如圖所示生產(chǎn)批量: 大量 材 料: 08鋼 厚 度: 2mm圖1 制件圖 此工件為有凸緣圓筒形件,要求零件尺寸標(biāo)注在外形,零件尺寸厚度不變。此工件的形狀滿足拉深工藝要求,可用拉深工序加工。 各圓角r=3.52t,滿足拉深對圓角半徑的要求。為IT13級,滿足拉深工序?qū)ぜ墓畹燃壱蟆?08鋼拉深性能良好。 此零件的拉深次數(shù)可由下列工序計算來確定。2.1.1計算毛坯尺寸 =76mm,d=(34-1.5)mm=32.5mm,由凸緣的相對直徑/d=76 mm/32.5 mm=2.34,查表4.3.26得修邊余量R=2.5 mm,因零件底部圓角半徑r與凸緣圓角半徑R相等,即r=R時,有凸緣筒形件的毛坯直徑:D=d=32.5mm,H=(54.5-1.5)mm=53mm,R=3.5mm代入上式中,得毛坯的直徑為: D=111mm2.1.2確定是否用壓邊圈因為tD100%=1.351.5,=0.530.6,由表4.4.46查得需要用壓料裝置。首次拉深時一般采用平面壓邊裝置。再次拉深時,采用筒形壓邊圈。一般來說再次拉深所需要的壓邊力較小,而提供壓邊力的彈性力卻隨著行程而增加,所以要用限位裝置。 首次拉深 再次拉深圖2 壓邊圈各次拉深采用形式2.1.3判斷能否一次拉成 工件總的拉深系數(shù)=d/D=32.5 mm/111 mm =0.29 ,工件總的拉深相對高度H/d=53 mm/32.5 mm =1.63. 由/d=81mm/32.5mm=2.49,t/D100=1.5mm/111mm100=1.35,查表4.5.26得,有凸緣圓筒形件第一次拉深的極限拉深系數(shù)=0.38;由表4.5.16查得,有凸緣圓筒形件首次拉深的極限相對高度/=0.3,由于,H/d/,故此工件不能一次拉出。2.1.4試制訂首次拉深系數(shù)取首次/=1.1,查表4.4.16得=0.53,而第一次拉深系數(shù) = /D,則第一次拉深的半成品直徑為 =0.53111mm=58.83mm(調(diào)整為60mm)。 第一次拉深的凹模圓角半徑用下式計算 =0.8將D=111mm,=60mm,t=1.5mm代入上式得,凹模的圓角半徑=0.8mm=6.997mm,則=+t/2=(6.997+1.52)mm=7.747mm,取=8mm,并取=,則=8mm,根據(jù)工件圓角重新調(diào)整凸、凹模的圓角,取為=8-1.5/2=7.25mm. 為了以后的拉深不使已拉深好的凸模變形,第一次拉深要將坯料多拉入凹模所需要量的5%,則需對坯料作相應(yīng)的放大。過程如下:圖b)所示為第一次拉深的半成品,其凸緣的圓環(huán)面積A環(huán),由公式求得: =-(+2)2 將=81mm,=60mm,=8mm代入上式,則: =812-(60+28)2 =785工件的面積應(yīng)等于毛坯的面積,由下列公式求得: =D2=1112 =12321 被拉入凹模的面積應(yīng)等于: =-=11536若多拉入5%的料進入凹,則被拉入凹模的面積=1.05=12112.8 ,使擴大的毛坯面積為: =1.05+=12112.8+785 =12897.8 故擴大后的坯料直徑為: D=113.6mm由下式可求得半成品的高度,因圓角半徑=,則: =( D2- )+0.43(+)將D=113.6mm,=81mm,=60mm, =8mm代入上式,得到第一次拉深的高度為:=(113.62-812)mm+0.4316mm=33mm工件的第一次相對高度=33mm/60mm=0.55由表4.5.16查得有凸緣圓筒形件第一次拉深的最大高度=0.65,因為,所以第一次拉深直徑60 mm選擇合理。2.1.5確定拉深次數(shù)1.計算直徑由于有凸緣圓筒形件在以后各次拉深中的拉深系數(shù)可由表4.4.16選取,且取值應(yīng)略大些。 根據(jù)毛坯的相對高度(t/D)100=(1.5mm/113.6 mm) 100=1.32,由表4.4.1可取值為=0.76,=0.79,= 0.84,=0.88。 各次拉深時半成品的直徑為: =0.7660mm=45.6mm(調(diào)整為47mm) =0.7947mm=37.13mm(調(diào)整為40mm) =0.8440mm=33.6mm(調(diào)整為36mm) =0.8836mm=31.68mm34mm。選定為工件的直徑34mm。2.計算圓角半徑 以后各次的凹模圓角半徑 =(0.60.8) 第二次拉深的凹模圓角半徑=0.67.254.3mm,=4.3mm。則第二次拉深的工件尺寸為:=4.3+1.5125mm。同理,第三次拉深的模具圓角半徑=3.25 mm,工件的尺寸為r=4mm。第四次拉深的模具圓角半徑=3.25mm,半成品的圓角半徑取為4mm。最后一次拉深,凸、凹模的圓角半徑應(yīng)取工件的圓角半徑值,即=3.5mm。3.計算高度第二次拉深時,多拉3%的材料,第一次余下2%的材料返到凸緣上。 =2-(+2)2 =812-(47+25)2=3312, =-=D2-=1112-3312=9009,若多拉入3%的料進入凹模,則被拉入凹模的面積:=1.03=9279.27,使擴大的毛坯面積為: =+=9279.27+3312 =12591.27,故擴大后的坯料直徑為: D=112mm 則第二次拉深時半成品的高度為:=(-2)+0.432 =(1122-812)mm+0.4325mm =36mm 第三次多拉入1.5%的材料,第二次余下1.5%的材料返回到凸緣上,=2-(+2)2 =812-(40+24)2=4257,=-=D2-=1112-4257=8064,=1.03=8305.92,=+=8305.92+4257 =12562.92,D=112mm則第三次拉深時半成品的高度為:=(-2)+0.432 =(1122-812)mm+0.4324mm =41mm第四次多拉入1%的材料,第三次余下0.5%的材料返回凸緣上。=2-(+2)2 =812-(36+24)2mm2=4625 ,=-=D2-=1112-4625=7696,=1.03=7926.88,=+=7926.88+4625 =12551.88,D=112mm則第四次拉深時半成品的高度為:=(-2)+0.432 =(1122-812)mm+0.4324mm =45mm=53mm各半成品的外形總高用:+1.5mm,分別為:=34.5mm,=37.5mm,=42.5mm,=46.5mm,=54.5mm。2.1.6畫出拉深工序圖畫出各次拉深件的簡圖,便于設(shè)計各次拉深模,可避免設(shè)計拉深模時,將重要尺寸搞錯。如果拉深次數(shù)較少,也不用畫出工序圖。本次拉深簡圖如下圖所示: 圖3 有凸緣圓筒形拉深件的工序圖2.2工藝方案的確定根據(jù)制件的工藝分析,知道制件是個帶凸緣筒形拉深件。所以它的基本工序有:落料、拉深。根據(jù)這兩個基本工序可擬出三種方案:方案一:先落料、后拉深。采用兩個單工序模生產(chǎn)。方案二:落料-拉深復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三:拉深級進沖壓。采用級進模生產(chǎn)比較三種方案,方案一:模具結(jié)構(gòu)簡單,但需要兩道工序兩副模具,生產(chǎn)效率低,難以滿足工件大批量生產(chǎn)的要求。方案二:只需一副模具,生產(chǎn)效率高,盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜,但由于零件的幾何形狀簡單對稱,模具制造并不困難。方案三:也只需一副模具,生產(chǎn)效率高,但模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,操作不方便。對上述三種方案的分析比較,該工件若能一次拉深,則其沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。第一步是落料,然后進行五次拉深。由于本工件采用了圖一的拉深過程,而且每次拉深都有余料返回凸緣,為了去掉筒壁上的壓痕和凸緣上的波紋,須加一次整形工序,最后是修邊。2.3必要的工藝計算2.3.1排樣計算這里毛坯直徑111mm不算太小,考慮到操作方便,排樣采用單排。采用側(cè)壓裝置,查參考文獻6取其搭邊數(shù)值:圖4 排樣圖條料兩邊a=1.2mm,進距方向a1=1.0mm,條料與導(dǎo)料板之間的間隙c=0.5mm。進距h=D+a1=111+1.0=112mm條料寬度b=D+2a+C=111+21.2+0.5114mm板料規(guī)格查參考文獻2選用1.523003000的鋼板裁板條數(shù)每條個數(shù)每板總個數(shù)材料利用率=72.9%2.3.2計算壓邊力,拉深力為了解決拉深過程中的起皺問題,生產(chǎn)實際中的主要方法是在模具結(jié)構(gòu)上采用壓料裝置。壓邊圈產(chǎn)生的壓邊力大小應(yīng)適當(dāng),太小,防皺效果不好;太大,則會增大傳力區(qū)危險斷面上的拉應(yīng)力,從而引起材料嚴(yán)重變薄甚至拉裂。因此,實際應(yīng)用中,在保證變形區(qū)不起皺的前提下,盡量選小的壓邊力。因為本制件是軸對稱零件,所以不用計算壓力中心。1.計算壓邊力由表4.4.66中公式計算第一次拉深的壓邊力為:P值由表4.4.56查得P=3Mpa。=D2-(+2)2P=113.62-(60+28)2mm23Mpa=16789N;以后各次的壓邊力為:=(2 -2)P=(602-472)mm23Mpa=3276N;=(2 -2)P=(472-402)mm23Mpa=1434N;=(2 -2)P=(402-362)mm23Mpa=716N;=( 2-2)P=(362-342)mm23Mpa=330N;2.計算拉深力拉深力按式4.4.86計算。 F=Kdtb由表4.4.66查出因數(shù)K。=0.54,=1.00;=0.78,=0.78;=0.83,=0.76;=0.85,=0.70;=0.98,=0.50;則各次拉深力為:=(13.14601.5440)N=124344N=(0.783.14471.5440)N=75974.18N=(0.763.14401.5440)N=63000.96N =(0.703.14361.5440)N=52224.48N =(0.503.14341.5440)N=35230.8N3.計算公稱壓力按式4.4.136計算壓力機公稱壓力。1.6(F+)代入各次的壓邊力,拉深力,得:226KN,127KN,103KN,85KN,57KN。2.3.3模具工作部分尺寸的計算1.拉深模的間隙拉深間隙對拉深過程有較大的影響。它不僅影響拉深件的質(zhì)量與尺寸精度,而且影響拉深模的壽命以及拉深是否能夠順利進行。因此,應(yīng)該綜合考慮各種影響因素,選取適當(dāng)?shù)睦铋g隙值,既可保證工件的要求,又能使拉深順利進行。由表4.8.26有壓料圈拉深時單邊間隙值查得,2=2=2=1.2t=1.21.5mm=1.8mm,2=1.1t=1.11.5mm=1.65mm,2=1.05t=1.051.5mm=1.575mm。因此各次拉深間隙為:=3.6mm,=3.6mm,=3.6mm,=3.3mm,=3.15mm。2.拉深模的圓角半徑凸模、凹模的選用在制件拉深過程中有著很大的作用。凸模圓角半徑的選用可以大些,這樣會減低板料繞凸模的彎曲拉應(yīng)力,工件不易被拉裂,極限拉深因數(shù)會變小些;凹模的圓角半徑也可以選大些,這樣沿凹模圓角部分的流動阻力就會小些,拉深力也會減小,極限拉深因數(shù)也會相應(yīng)減小。但是凸、凹模的圓角半徑也不易過大,過大的圓角半徑,就會減少板料與凸模和凹模端面的接觸面積及壓邊圈的壓料面積,板料懸空面積增大,容易產(chǎn)生失穩(wěn)起皺。=(8-0.75)mm=7.25mm=(5-0.75)mm=4.25mm=(4-0.75)mm=3.25mm= =3.5mm3.凸、凹模工作部分的尺寸和公差對于多次拉深,工序件尺寸無需嚴(yán)格要求,前四次拉深以凹模為基準(zhǔn),模具的制造公差按IT10級選取,由式4.8.166計算出各次凹模的尺寸為:=mm,=mm,=mm,=mm。由式4.8.176計算出各次凸模的尺寸為:=mm,=mm,=mm,=mm。第五次拉深是最后一次拉深,由于要求零件尺寸標(biāo)注在外形,因此以凹模為設(shè)計基準(zhǔn),模具按IT8級選取公差。由式4.8.12 6、式4.8.136計算出模具的尺寸為:=(Dmax-0.75=(34-0.750.3)mm=33.78mm=(Dmax-0.75-=(34-0.750.3-3.15)mm=30.405mm2.4模具總體設(shè)計2.4.1模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知,采用復(fù)合沖壓,所以模具類型為落料拉伸復(fù)合模。2.4.2定位方式的選擇因為該模具使用的是條料,所以導(dǎo)料采用導(dǎo)料板,送進步距控制采用擋料銷。2.4.3卸料、出件方式的選擇模具采用固定卸料,彈性打件,并利用裝在壓力機工作臺下的標(biāo)準(zhǔn)緩沖器提供壓邊力。2.4.4導(dǎo)向方式的選擇為了提高模具壽命和工件質(zhì)量,方便安裝調(diào)整,該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。2.5主要零部件的設(shè)計2.5.1拉深凹模 內(nèi)、外形尺寸和厚度已由前面的計算確定;拉深凹模需要有三個螺釘與上模座固定,還需要兩個與上模座同時加工的銷釘孔。2.5.2拉深凸模 拉深凸模的外形尺寸(工作尺寸)由前面的計算確定。它需要三個螺紋孔,以便與下模座固定。拉深凸模上一般開有通氣孔,這樣會使卸料容易些,否則凸模與工件由于真空狀態(tài)而無法卸料。查表,本凸模通氣孔的直徑為5mm。2.5.3打板 一般與打桿聯(lián)合使用,屬于剛性卸件裝置,靠兩者的自重把工件打出來。打板與拉深凹模間隙配合。圖10-1 打板2.5.4壓邊圈在拉深工序中,為保證拉深件的表面質(zhì)量,防止拉深過程中材料的起皺,常采用壓邊圈用合適的壓邊力使毛坯的變形區(qū)部分被壓在凹模平面上,并使毛坯從壓邊圈與凹模平面之間的縫隙中通過,從而制止毛坯的起皺現(xiàn)象。壓邊圈的內(nèi)形與拉深凸模間隙配合,外形套有半成品制件。一般與頂件桿(四根)、橡皮等構(gòu)成彈性卸料系統(tǒng)。2.5.5導(dǎo)柱、導(dǎo)套對于生產(chǎn)批量大、要求模具壽命高的模具,一般采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證上、下模的導(dǎo)向精度。導(dǎo)柱、導(dǎo)套在模具中主要起導(dǎo)向作用。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用間隙配合。根據(jù)沖壓工序性質(zhì)、沖壓的精度及材料厚度等的不同,其配合間隙也稍微不同。因為本制件的厚度為1.5mm,所以采用H7/f7。2.5.6固定擋料銷固定擋料銷的設(shè)計根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件,選用此擋料銷如圖6 選用直徑20mm,h=4mm材料為45鋼A型固定擋料銷GB/T1214。根據(jù)分析選用廢料孔前端定位時擋料銷位置如圖7: 廢料孔前端定位時擋料銷位置 圖6 固定擋料銷的結(jié)構(gòu)擋料銷與導(dǎo)正銷的間距,mm dr凸凹模的直徑,mmd擋料銷的直徑,mm搭邊,mm=(66.7+20)/2+1=44.35mm 圖7固定擋料銷的位置2.5.7選用模架、確定閉合高度及總體尺寸由于拉深凹模外形尺寸較大,為了工作過程穩(wěn)定,選用后側(cè)導(dǎo)柱模架。上模座:12512535下模座:12512545導(dǎo) 柱:22150導(dǎo) 套:228533=150mm, =190mm 模具的閉合高度=+=35+40+45+45=165mm式中:凹模厚度,=40mm;壓邊圈的厚度,45mm;上模座的厚度,35mm; 下模座的厚度,45mm;由上述計算模具的閉合高度=165mm,壓力機所允許模具的最小厚度=150mm,最大厚度=190mm,即模具滿足的安裝條件。2.6壓力機的選定壓力機的工作行程需要考慮工件的成形和方便取件。壓力機的類型選擇,主要根據(jù)沖壓性質(zhì),生產(chǎn)批量大小,制件的幾何形狀尺寸,精度要求以及安全操作因素來確定。本設(shè)計的制件屬于大批量,精度中等,外形輪廓一般但是需要壓邊裝置,保證壓力的可靠性以及制件的精度。因此,工作行程根據(jù)拉深力的計算結(jié)果和工件的高度,選擇壓力機: 由于拉深力很大,所以首次拉深:J23-31.5。同樣,選擇第二次拉深:J23-16;第三次拉深:J23-16;第四次拉深:J23-10;第五次拉深:J23-6.32.7模具總裝圖圖示為本工件的落料與首次拉深復(fù)合模。圖8模具總裝圖 說明:五次拉深模具都是在單動壓力機上拉深,采用標(biāo)準(zhǔn)后座模架,壓邊圈是通過頂件桿由氣墊來壓邊的,氣墊的壓邊提供的壓邊力恒定,是較為理想的彈性壓邊裝置。由限位圈來防止壓邊圈被頂出,盡量減小壓邊面積,以增大單位壓邊力。模具仍為倒裝結(jié)構(gòu),由打桿頂出工件。其工作過程是:模具在工作時,將前一道工序拉深后所得的半成品坯件套在壓邊圈上。凹模裝在上模,凸模裝在下模。待凹模隨上模下降時,首先將坯件壓住,然后坯件和壓邊圈同時向下推,凸模逐漸露出壓邊圈,而將坯料上端一部分材料壓入凹模內(nèi),使坯件在凸、凹模作用下,產(chǎn)生塑性變形而制成所要求的零件。當(dāng)凹模隨上?;厣龝r,零件制品在打料塊及打料桿的作用下,將其從凹模內(nèi)推出。而壓邊圈在緩沖器系統(tǒng)作用下又回到原位,準(zhǔn)備下一次拉深。2.8加工工藝卡機械加工工藝過程卡1機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零(部)件圖號2產(chǎn)品名稱墊片落料拉深復(fù)合模零(部)件名稱落料凹模共(1)第(1)頁材料牌號Cr12MoV毛坯種類棒料毛坯外型尺寸150x450+4每個毛坯可制件數(shù)1每臺件數(shù)1備注工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容車間工段設(shè)備工 藝 裝 備工時準(zhǔn)終單件05下料鋸割下料15045下料車間鋸床0.510車端面模具車間車床20.15磨磨平面模具車間磨床1020劃線模具車間525鉗工鉆螺孔及銷孔模具車間630熱處理淬火,回火6064HRC。熱處理車間235磨內(nèi)孔模具車間磨床1540平磨磨上下面,基準(zhǔn)面,對90模具車間磨床645鉗工裝配模具車間20設(shè)計日期審核日期標(biāo)準(zhǔn)化日期會簽日期標(biāo)記記數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更該文件號機械加工工藝過程卡2機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零(部)件圖號8產(chǎn)品名稱墊片落料拉深復(fù)合模零(部)件名稱拉深凸模共(1)第(1)頁材料牌號T10A毛坯種類棒料毛坯外型尺寸60x500+4每個毛坯可制件數(shù)1每臺件數(shù)1備注工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容車間工段設(shè)備工 藝 裝 備工時準(zhǔn)終單件05下料鋸割下料6050下料車間鋸床0.510車端面模具車間車床20.15磨磨平面模具車間磨床1020劃線模具車間525鉗工鉆螺孔及銷孔模具車間630熱處理淬火,回火6064HRC。熱處理車間235線切割模具車間線切割1540平磨磨上下面,基準(zhǔn)面,對90模具車間磨床645鉗工裝配模具車間20設(shè)計日期審核日期標(biāo)準(zhǔn)化日期會簽日期標(biāo)記記數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更該文件號結(jié) 束 語有凸緣圓筒形件屬于簡單拉深件,分析其工藝性,并確定工藝方案。根據(jù)計算確定本制件是多次拉深成的,然后相應(yīng)選取各次拉深時的壓力機。本設(shè)計主要是首次拉深模具的設(shè)計,需要計算拉深時的間隙、工作零件的圓角半徑、尺寸和公差,并且還需要確定模具的總體尺寸和模具零件的結(jié)構(gòu),然后根據(jù)上面的設(shè)計繪出模具的總裝圖。 由于在零件制造前進行了預(yù)測,分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷,采取了相應(yīng)的工藝措施。因此,模具在生產(chǎn)零件的時候才可以減少廢品的產(chǎn)生。 有凸緣圓筒形件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡單,要保證零件的順利加工和取件,必須有足夠的高度,以達(dá)到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡單,它可以相應(yīng)的簡化了模具結(jié)構(gòu)。便以以后的操作、調(diào)整和維護。有凸緣圓筒形件拉深模具的設(shè)計,是理論知識與實踐有機的結(jié)合,更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實的闡述。也使我認(rèn)識到,要想做為一名合理的模具設(shè)計人員,必須要有扎實的專業(yè)基礎(chǔ),并不斷學(xué)習(xí)新知識新技術(shù),樹立終身學(xué)習(xí)的觀念,把理論知識應(yīng)用到實踐中去,并堅持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實的精神,大膽創(chuàng)新,突破新技術(shù),為國民經(jīng)濟的騰飛做出應(yīng)有的貢獻。參 考 文 獻1 模具實用技術(shù)叢書編委主編.沖模設(shè)計應(yīng)用實例.北京:機械工業(yè)出版社,1999.6 :1411462 馮炳堯,韓泰榮,蔣文森編著.模具設(shè)計與制造簡明手冊(第二版).上海科學(xué)技術(shù)出版社,1999,103 陳于萍,高曉康編著.互換性與測量技術(shù).北京:高等教育出版社,2002,94 翟德梅,段維峰主編.模具制造技術(shù).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.55 陸宇主編.實用注塑模具設(shè)計.北京:中國輕工業(yè)出版社,1997.106 劉建超,張寶忠主編.沖壓模具設(shè)計與制造.北京:高等教育出版社,2004.6目 錄1 緒 論12 有凸緣圓筒形件沖壓成形工藝及模具設(shè)計62.1拉深件工藝性分析62.1.1計算毛坯尺寸62.1.2確定是否用壓邊圈72.1.3判斷能否一次拉成72.1.4試制訂首次拉深系數(shù)82.1.5確定拉深次數(shù)92.1.6畫出拉深工序圖132.2工藝方案的確定142.3必要的工藝計算152.3.1排樣計算152.3.2計算壓邊力,拉深力162.3.3模具工作部分尺寸的計算182.4模具總體設(shè)計192.4.1模具類型的選擇192.4.2定位方式的選擇192.4.3卸料、出件方式的選擇202.4.4導(dǎo)向方式的選擇202.5主要零部件的設(shè)計202.5.1拉深凹模202.5.2拉深凸模202.5.3打板202.5.4壓邊圈212.5.5導(dǎo)柱、導(dǎo)套212.5.6固定擋料銷212.5.7選用模架、確定閉合高度及總體尺寸222.6壓力機的選定222.7模具總裝圖232.8加工工藝卡24結(jié) 束 語27致 謝28參 考 文 獻2929
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