葉呈祥20筒形件拉深模具設(shè)計.doc

課 程 設(shè) 計 （論文） 題 目： 直筒型件拉深模具設(shè)計 課 程：冷沖壓模具設(shè)計 院（部）：職工大學(xué)專 業(yè)：機電一體化模具方向班 級：09模具雙高（2） 學(xué)生姓名：葉呈祥 學(xué) 號：20設(shè)計日期：2011-09-082011-09-26 指導(dǎo)老師：馮曉杰 方莉目錄課程設(shè)計任務(wù)書1 沖壓件工藝分析-03二工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型1 工藝方案分析-032 主要參數(shù)計算-03三確定排樣圖和裁板方案1 裁板方案-052 排樣設(shè)計-05四. 計算工序沖壓力、壓力中心以及初選壓力機1. 落料力的計算-062 卸料力和頂件力的計算-063 壓邊力的計算-064 拉深力的計算-075、 壓力中心的計算-086 壓力機的選擇-085 工件零件刃口尺寸的計算-09六工件零件結(jié)構(gòu)尺寸和公差的確定-091 整體落料凹模板的厚度H的確定：-092 凹模板長度L的計算-103 其他零件結(jié)構(gòu)尺寸-104 選沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)零件-107、 校核沖壓設(shè)備基本參數(shù)-121 模具閉合高度校核-122 沖裁所需總壓力校核-12八、模具總裝配圖-129. 致謝-1210. 參考文獻-13一、沖壓件工藝分析該沖壓件為直筒形拉深件，需要經(jīng)過落料、拉深二道工序沖壓而成，如圖1-1所示。圖1-1 零件圖 材料25CrMnSi 厚度1mm沖壓材料為25CrMnSi是沖裁類板鋼，屬合金結(jié)構(gòu)鋼，具有較好的可拉深性能，成型性能較好。二、工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型1、工藝方案分析該工件包括落料、拉深兩個基本工序，可有以下三種工藝方案：方案一：先落料，首次拉深一，再次拉深。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料+拉深復(fù)合，后拉深二。采用復(fù)合模+單工序模生產(chǎn)。方案三：先落料，后二次復(fù)合拉深。采用單工序模+復(fù)合模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需三道工序三副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二需二副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，工件精度也能滿足要。方案三也只需要二副模具，制造難度大，成本也大。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。2、 主要工藝參數(shù)的計算 (1)計算毛坯直徑D由于板料厚度為1mm，故按工件厚度中性層計算毛胚直徑。 D= = (2)確定修邊余量該H=30.5mm, d=31.5mm, 則H/d=30.5 / 31.50.97 根據(jù)沖壓工藝與模具設(shè)計第三版表4.2.1可知無凸緣零件切邊余量h=2.5。由此可知拉深高度H= h+h=31+2.5=33.5MM(3)確定拉深次數(shù)按毛坯相對厚度t/D100=1/67.23和工件相對高度H/d=33.5/31.51.06。查沖壓工藝與模具設(shè)計第二版表4.2.6可得n=2，初步確定需要兩次拉成，同時需增加一次整形工序。(4)計算各次拉深直徑由于該工件需要兩次拉深，查沖壓工藝與模具設(shè)計第二版表4.2.6可得，首次拉深系數(shù)m和二次拉深系數(shù)m: m=0.53 m=0.76初步計算各次拉深直徑為： d= mD=0.5367.2335.63mm d=md=0.7635.6327.08 mm32.5mm調(diào)好拉深系數(shù)后,重新計算各次拉深的圓筒直徑即可得半成品直徑。根據(jù)零件實際所需拉深系數(shù)應(yīng)調(diào)整為m1=0.62 m2=0.76d= mD=0.6267.23=41.68mmd=md=0.7641.68=31.68mm (5)選取凸凹模的圓角半徑考慮到實際采用的拉深系數(shù)均接近其極限值,故首次拉深凹模圓角半徑r應(yīng)取大些,根據(jù)壓工藝與模具設(shè)計表4-7知：r=8t=81=8 mm由沖壓工藝與模具設(shè)計式4.6.2即：r=(0.60.8) r和r=(0.71.0)r計算各次拉深凹模與凸模的圓角半徑，分別為： r=8 mm r=7 mm r=6 mm r=5 mm (6)計算各次工序件的高度根據(jù)沖壓工藝與模具設(shè)計式（4-39）計算各次拉深高度如下： H=(67.23-27.68-2-87）/47+7+1/2=20.75mm H= =(67.23-21.68-2-85)/45+5+1/2=33.50mm 三、確定排樣圖和裁板方案1、 制件的毛坯為簡單的圓形件，而且尺寸比較小，考慮到操作方便，宜采用單排。 于t=1mm,查現(xiàn)代沖壓技術(shù)手冊表2-4軋制薄鋼板擬選用規(guī)格為： 15001000 的板料。2、 排樣設(shè)計（如圖2-1）圖2-1查沖壓工藝與模具設(shè)計表2-10，確定搭邊值 兩工件間的橫搭邊a=2.0mm；兩工件間的縱搭邊a=1.0mm； 步距S=d+a=32.5+1.5=34mm； 條料寬度B=（D+2a+）=71.43四、計算工序沖壓力、壓力中心以及初選壓力機1、落料力的計算F=1.3Lt式中L沖裁輪廓的總長度；t板料厚度；-板料的抗拉強度查現(xiàn)代沖壓技術(shù)手冊表2-18可知：=600MPa 。故：F=1.367.230.8600=164.66KN2、 卸料力和頂件力的計算 =KF =K F式中K為卸料力系數(shù)，K為頂件力系數(shù)查現(xiàn)代沖壓技術(shù)手冊表3-12知：K=0.050；K =0.06故： =KF =0.05164.66 =8.23KN =K F =0.06164.66 =9.88KN3、壓邊力的計算采用壓邊的目的是為力防止變形區(qū)板料在拉深過程中的起皺，拉深時壓扁力必須適當(dāng)，壓邊力過大會引起拉伸力的增加，甚至造成制件拉裂，壓邊力過小則會造成制件直壁或凸緣部分起皺，所以是否采用壓邊裝置主要取決于毛坯或拉深系數(shù)m和相對厚度t/D100 由于t/D100=1/67.23100 1.49 首次拉深系數(shù)=0.62故：查現(xiàn)代沖壓技術(shù)手冊表5-70知，兩次拉深均需要采用壓邊裝置。壓邊力:=式中A為初始有效面積；為單位壓邊力（MPa）查現(xiàn)代沖壓技術(shù)手冊表4-4可知：=3MPa = = = =2.81 KN = = = =1.44 KN4、拉深力的計算首次拉深時拉深力=二次拉深時拉深力=式中：為首次拉深與二次拉深時工件的直徑； 為材料抗拉強度（MPa）； 為修正系數(shù)。查現(xiàn)代沖壓技術(shù)手冊表4-1可知：=0.65;=0.5首次拉深力：= = =51.04 KN二次拉深力：= = =29.84 KN故總拉深力：=+ =51.04+29.84 =80.88KN 綜上所述：=+ + =266.46KN5壓力中心的計算 圖3-1由于是圓形工件，如圖4所示，所以工件的壓力中心應(yīng)為圓心即o(16.25,16.25)6、壓力機的選擇由于該制件為大批量小型制件，且精度要求不高，因此選用開始可傾壓力機，它具有工作臺面三面敞開，操作方便，成本低廉的有點。根據(jù)總壓力選擇壓力機，前面已經(jīng)算得壓力機的公稱壓力為266.46 KN，查現(xiàn)代沖壓技術(shù)手冊表5-10提供的壓力機公稱壓力中可選取壓力機的型號為：JC23-35五、工件零件刃口尺寸的計算刃口尺寸按凹模實際尺寸配作，用配作法，因此凸?；境叽缗c凹模尺寸相同，保證單邊間隙(mm)圖4-1查現(xiàn)代沖壓技術(shù)手冊表5-64可知： 拉深模的單邊間隙為：Z=0.035 mm式中x為補償刃口磨損量系數(shù)。查現(xiàn)代沖壓技術(shù)手冊表2.3.1可知：x=0.75 取落料的尺寸公差I(lǐng)T11，則公差為=0.18mm所以落料凹模的尺寸為： =（67.23-0.750.18） =67.1mm六、工件零件結(jié)構(gòu)尺寸和公差的確定1、整體落料凹模板的厚度H的確定： H=KB式中k為考慮板料厚度的影響系數(shù)B為沖裁件的最大外形尺寸，查沖壓工藝與模具設(shè)計表2.8.1可知：k=0.22 H= KB =0.2267.23 =14.79mm2、凹模板長度L的計算 L=D+2C查沖壓工藝與模具設(shè)計表2-17可知：C取2836mm，根據(jù)要求C值可取30mm故： L=D+2C =32.5+230 =62.5mm故確定凹模板外形尺寸為：656520（mm）。凸模板尺寸按配作法計算。3、 其他零件結(jié)構(gòu)尺寸（見表1-1-1）4、 選沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)零件依據(jù)凸、凹模周界尺寸，初選設(shè)備額定參數(shù)，選用滑動導(dǎo)向中間導(dǎo)柱式模架的導(dǎo)向方式，其相關(guān)參數(shù)為凹模周界L：80凹模周界B：63 閉合高度(參考)|最?。?10閉合高度(參考)|最大：130a上模座 數(shù)量1 規(guī)格：806325b下模座 數(shù)量1 規(guī)格：806330c導(dǎo)柱 數(shù)量1 規(guī)格：18 100 d導(dǎo)套 數(shù)量1 規(guī)格：186523聯(lián)接螺釘選用：螺釘GB 70-1985 M8內(nèi)六角圓柱頭螺釘，螺釘長度依據(jù)聯(lián)接件厚度而定。依據(jù)卸料力、推料力、壓邊力，以及模具預(yù)留給彈簧自由高度尺寸，選用標(biāo)準(zhǔn)GB/T1358-1993系列的標(biāo)準(zhǔn)彈簧。 工件公差I(lǐng)T11 Z=0.090mm Z=0.070mm沖壓工序工件尺寸 計算公式凹模尺寸凸模尺寸第一次拉深 D=(D-0.75)D=( D- Z)凸凹模取IT10 Z=2.2t第二次拉深D=(D-0.75)D=( D- Z)凸凹模取IT7 Z=2.2t 表1-1-18、 校核沖壓設(shè)備基本參數(shù)1模具閉合高度校核H=H+H+H+H+H-18=25+30+65+120+20-18=242mmJ23-35開式壓力機的閉合高度為280mm，可調(diào)量為38mm，模具安裝時可用墊塊調(diào)整配制。2沖裁所需總壓力校核前面計算出P=266.46KN,沖壓機的公稱壓力為350KN,PP,滿足生產(chǎn)要求。八、模具總裝配圖（用A0紙畫出，見附件）九、致謝 在即將走上工作崗位的時候，有這樣一次設(shè)計、有這樣的一個總結(jié)，很高興，很興奮，也很感激。雖然它還不是很成熟，但已散發(fā)著淡淡的香氣。感謝默默付出的老師們！關(guān)心支持我的同學(xué)、朋友們！畢業(yè)設(shè)計的完成，我要感謝我的指導(dǎo)老師們的大力支持。是他們的耐心指正和教導(dǎo)才使我的畢業(yè)設(shè)計逐漸趨于完善。更重要的是他們給了我自己解決問題的方法,鼓勵我提出針對性的有用的問題,從細微之處一點一滴的指導(dǎo)我們。通過這次實踐，我更進一步熟悉模具的設(shè)計，鍛煉了工程設(shè)計實踐能力，培養(yǎng)自己獨立設(shè)計能力。 即將走向工作崗位，在今后的工作中，我將繼續(xù)加強理論的學(xué)