盒形件拉深模具設(shè)計說明書

1、、一一一 n 章< 目 一一 題前第第2 2章章一一四 第第盒型件拉深模設(shè)計1.2.審圖4.拉深工藝性分析4.對拉深件形狀尺寸的要求4拉深件圓角半徑的要求5形拉深件壁間圓角半徑rpy5拉深件的精度等級要求不宜過高 5拉深件的材料5.拉深件工序安排的一般原則6拉深工藝方案的制定6毛坯尺寸的計算 6.4.2毛坯尺寸7.第五章拉深次數(shù)確定8.第六章沖壓力及壓力中心計算86.1沖壓力計算8.6.2壓力中心計算 9.第七章沖壓設(shè)備選擇10第八章凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計118.1凸模圓角半徑 118.2凸凹模間隙118.3凸凹模尺寸及公差 11第九章 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 .129.1模架的選取129.2模柄129.

2、3拉深凸模的通氣孔尺寸1.29.4導(dǎo)柱和導(dǎo)套139.5 推桿1.39.6卸料螺釘1.39.7螺釘和銷釘14第十章拉深模裝配圖繪制和校核1.510.1拉深模裝配圖繪制 1.510.2拉深模裝配圖的校核 1.6第十一章非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖繪制1.711.17中壓凸模1.711.2沖壓凹模1811.3壓邊圈1811.4凸模墊板19第十二章結(jié) 論20參考文獻(xiàn)2.1題目盒型件拉深模設(shè)計19、八刖 曰從幾何形狀特點(diǎn)看，矩形盒狀零件可劃分成2個長度為(A-2r)和2個長度 為(B-2r)的直邊加上4個半徑為r的1/4圓筒部分(圖4.4.1)。若將圓角部分 和直邊部分分開考慮，則圓角部分的變形相當(dāng)丁直徑為2r、高為

3、h的圓筒件的拉深，直邊部分的變形相當(dāng)丁彎曲。但實(shí)際上圓角部分和直邊部分是聯(lián)系在一 起的整體，因此盒形件的拉深乂不完全等同丁簡單的彎曲和拉深，有其特有的變形特點(diǎn)，這可通過網(wǎng)格試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。拉深前，在毛坯的直邊部分畫出相互垂直的等距平行線網(wǎng)格，在毛坯的圓角 部分，畫出等角度的徑向放射線與等距離的同心圓弧組成的網(wǎng)格。變形前直邊處的橫向尺寸是等距的，即AL1 =AL2 =L3 ,縱向尺寸也是等距的，拉深后零件表 面的網(wǎng)格發(fā)生了明顯的變化(如圖1所示)。這些變化主要表現(xiàn)在：圖1盒形件的拉深變形特點(diǎn)(1宜邊部位的變形 直邊部位的橫向尺寸變形后間距逐漸縮小，愈向直邊中間 部位縮小愈少，縱向尺寸變形后，間距逐

4、漸增大，愈靠近盒形件口部增大愈多， 可見，此處的變形不同丁純粹的彎曲。(2)圓角部位的變形 拉深后徑向放射線變成上部距離寬，下部距離窄的斜線， 而并非與底面垂直的等距平行線。 同心圓弧的間距不再相等，而是變大，越向口 部越大，且同心圓弧不位丁同一水平面內(nèi)。因此該處的變形不同丁純粹的拉深。根據(jù)網(wǎng)格的變化可知盒形件拉深有以下變形特點(diǎn)：(1) 盒形件拉深的變形性質(zhì)與圓筒件一樣，也是徑向伸長，切向縮短。沿徑向 愈往口部伸長愈多，沿切向圓角部分變形大，直邊部分變形小，圓角部分的材料 向直邊流動。即盒形件的變形是不均勻的。(2) 變形的不均勻?qū)е聭?yīng)力分布不均勻(圖2)。在圓角部的中點(diǎn) 最大，向兩 邊逐漸減

5、小，到直邊的中點(diǎn)處 最小。故盒形件拉深時破壞首先發(fā)生在圓角處。乂因圓角部材料在拉深時容許向直邊流動， 所以盒形件與相應(yīng)的圓筒件比較，危 險斷面處受力小，拉深時可采用小的拉深系數(shù)也不容起皺。圖2盒形件拉深時的應(yīng)力分布(3)盒形件拉深時，由丁直邊部分和圓角部分實(shí)際上是聯(lián)系在一起的整體，因 此兩部分的變形相互影響，影響的結(jié)果是：直邊部分除了產(chǎn)生彎曲變形外，還產(chǎn) 生了徑向伸長，切向壓縮的拉深變形。兩部分相互影響的程度隨盒形件形狀的不 同而不同，也就是說隨相對圓角半徑r/B和相對高度H/B的不同而不同。r/B愈小，圓角部分的材料向直邊部分流得愈多，直邊部分對圓角部分的影響愈大，使得圓角部分的變形與相應(yīng)圓

6、筒件的差別就大。當(dāng) r/B=0.5時，直邊不復(fù)存在， 盒形件成為圓筒件，盒形件的變形與圓筒件一樣。當(dāng)相對高度 H/B大時，圓角部分對直邊部分的影響就大，直邊部分的變形與簡單彎曲的差別就大。因此盒形件毛坯的形狀和尺寸必然與r/B和H/B的值有關(guān)。對于不同的r/B和H/B ,盒形件毛坯的計算方法和工序計算方法也就不同。第一章 審圖由工件圖可知，該工件為帶凸緣的開口對稱盒形件，要求保證內(nèi)形尺寸， 沒有厚度不變的要求。該工件形狀滿足拉深工藝性要求， 可用拉深工序加工。材 料為08鋼，料厚為1mm。拉深精度等級為IT10第二章拉深工藝性分析2.1對拉深件形狀尺寸的要求1）拉深件形狀應(yīng)盡量簡單、對稱，盡可

7、能一次拉深成形；2）盡量避免半敞開及非對稱的空心件，應(yīng)考慮設(shè)計成對稱（組合）的拉深；3）在設(shè)計拉深件時，應(yīng)注明必須保證外形或內(nèi)形尺寸， 不能同時標(biāo)注內(nèi)外形 尺寸；帶臺階的拉深件，其高度方向的尺寸標(biāo)注一般應(yīng)以底部為基準(zhǔn)；4）拉深件口部尺寸公差應(yīng)適當(dāng)。5）一般拉深件允許壁厚變化范圍 0.6卜1.2t,若不允許存在壁厚不均現(xiàn)象,應(yīng)注 明；6）需多次拉深成形的工件，應(yīng)允許其內(nèi)、外壁及凸緣表面上存在壓痕。2.2拉深件圓角半徑的要求1 .凸緣圓角半徑rd凸緣圓角半徑rd：指壁與凸緣的轉(zhuǎn)角半徑。要求：1) rd =51=1 一般取：rd / (48) t2) 當(dāng)rd快0.5mm時，應(yīng)增加整形工序。2.部圓角

8、半徑rpg底部圓角半徑rpg：指壁與底面的轉(zhuǎn)角半徑。要求：1) rpg=5mm >t=1mm 一般取：rpg > (3-5) t2) rpg< t,增加整形工序，每整形一次，rpg可減小1/22.3形拉深件壁間圓角半徑rpy矩形拉深件壁間圓角半徑rpy:指矩形拉深件的四個壁的轉(zhuǎn)角半徑。要求：rpy=15mm > t=3mm 及 rpy=15mm > H/5=6mm.主要指其橫斷面的尺寸精度；一般在 應(yīng)增加整形工序。因?yàn)楣ぜD精度等級為2.4拉深件的精度等級要求不宜過高IT13級以下，不宜高于 IT11級，高于IT13級的IT10 ,所以符合要求。2.5拉深件的材料

9、由工件圖可知拉伸件所用的材料為08鋼材料名稱牌號材料狀態(tài)力學(xué)性能抗剪強(qiáng)度"MPa抗拉強(qiáng)度屈服強(qiáng)度伸長率彈性模量E/103 MPaOb/MPabs/MPad /%碳素結(jié)構(gòu)鋼08退火255-353324-44119632186圖2-12.6拉深件工序安排的一般原則1）在大批量生產(chǎn)中，在凹、凸模壁厚強(qiáng)度允許的條件下，應(yīng)采用落科、拉深復(fù) 合工藝；2）除底部孔有可能與落料、拉深復(fù)合沖壓外，凸緣部分及側(cè)壁部分的孔、槽均 需在拉深工序完成后再沖出；3）當(dāng)拉深件的尺寸精度要求高或帶有小的圓角半徑時.應(yīng)增加整形工序；4）修邊工序一般安排在整形工序之后；5）修邊沖孔常可復(fù)合完成。第三章拉深工藝方案的制定

10、根據(jù)工件圖知，該工件只需拉深工序，可采用單工序拉深模。第四章 毛坯尺寸的計算4.1修邊余量因?yàn)?B B=500/460=1.09, B f =500由參考【2】 表5-11帶凸緣件的修邊余量知道修邊余量為 5.5毫米。4.2毛坯尺寸因?yàn)?h/B=30/190=0.16M0.6 時，1) 直邊部分按彎曲件求展開長度，即B，一 B1=+h+0.57r0-0.43ra=50.7mm22) 四圓角拼成一帶凸緣的圓筒，其展開半徑為222R°=. Rf 2rh -0.86(ra - r0) - 0.14(ra - r0 ) =44.676mm展開圖寬度為K = B 2r° 2l = B

11、 f 2h 0.86(r° - ra) =281.4mm展開圖長度為L =K +A B 2凱=A +Bf B + 2 h 0.8 6( r° + Q -la =535.4mm4）由丁 L<0.6,工件較高，所以作直線與圓弧相切或再以凸圓弧連接 h第五章拉深次數(shù)確定毛坯相對厚度 t/D/%=1/89.352/%=1.1角部的相對圓角半徑r/b/%=0.08由參【4】表4-12知一道工序內(nèi)所能拉深的矩形盒型件的最大相對高度h/d0為 0.60.8。工件相對高度 h/b=30/190=0.16<0.60.8所以該工件為一次拉深。第六章沖壓力及壓力中心計算6.1沖壓力計

12、算由表 4-13 知:m=0.37<0.6由表5-7知采用壓料裝置由表5-8知單位面積壓邊力q=2.5所以 p壓=a q =90400 NF拉淫=KLt Bbk一股取 k=0.8,取 bb =300L=1205.8mm所以f拉淫= 0.8 1 3001205 .8 = 289392 N壓力機(jī)的工稱壓力 Fz=F壓+F拉淫=379.792 KN6.2壓力中心計算由丁工件為對稱件，所以該工件的壓力中心為幾何中心，即壓力中心據(jù)短邊距離為250mm,距長邊距離為95mm第七章 沖壓設(shè)備選擇由公式Fg 土 1.61.8) Fz從參【5】表1-81選取開式雙柱固定臺壓力機(jī)gJD21-100型號JD2

13、1-100工稱壓力(KN )1000滑塊行程(mm)可調(diào)10-120滑塊行程次數(shù)(min)75最大閉合高度(mm)400閉合局度調(diào)節(jié)量(mm)85滑塊中心線至床身距離(mm)325立柱距離(mm)480工作臺尺寸(mm)前 后600左右1000工作臺孔尺寸(mm)前后300左右420直徑墊板尺寸(mm)厚度100直徑200模柄孔尺寸(mm)直徑60深度80滑塊底面尺寸(mm)前后380左右500第八章凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計8.1凸模圓角半徑rp由丁工件圖保證內(nèi)形尺寸，所以由圖知rp=5mm 乂由丁 =(。.71.0 Ja取 r -5mm a所以凹模圓角半徑ra等丁 5mm8.2凸凹模間隙由表 5-19

14、 可知 z =( 11.1) t ,則令 z=t=1mm8.3凸凹模尺寸及公差因?yàn)楣ぜDIT為10,由表4-52可知公差為0.185mm5d =0.07,=0.04p由丁該工件為距形件，有內(nèi)形尺寸要求凸模長邊尺寸為 Dp長=(460 +0.4 X0.185) & =460 .074、.04mm凸模短邊尺寸為 Dp短=(190 +0.4 X 0.185)% =190 .074.04mm四個圓角部分相當(dāng)丁 直徑為 30mm , 則/、00Dp 圓=(30 +0.4 x 0.185)=30.074 q04mm凹模長邊尺寸為Dd長=(d+0.4A+2z) /= 462 .074產(chǎn)07 mm凹模

15、短邊尺寸為 D d短=(190 +0.4 乂0.1 85 +2z)戶=192 .074 產(chǎn)07 mm四個圓角部分相當(dāng)丁直徑為30mm,貝U Dp圓=(30 +0.4 X0.185 +2z) P =32.074 0fe.°7mm第九章總體結(jié)構(gòu)設(shè)計9.1模架的選取由凹模的尺寸計算出凹模周界，再由凹模周界從參【7】中選取標(biāo)準(zhǔn)模架表9-48 中間導(dǎo)柱模架凹模周 界閉合局 度(參 考)H零件件號、名稱及標(biāo)準(zhǔn)編號123456上模座下模座導(dǎo)柱導(dǎo)套數(shù)量LB最小最大111111規(guī)格630400220260630 >400>55630 >400 X6555 >28055 >

16、160 >539.2模柄由丁凸緣模柄的優(yōu)點(diǎn)在丁凸緣以下部分可加工出容納推板的形孔，此 外裝拆比較方便，便用丁較大的模具。由壓力機(jī)知，模柄孔直徑為60 mm。所以 根據(jù)表3-42 凸緣模柄(JB/T7646.3-1994)9.3拉深凸模的通氣孔尺寸工件在拉深時，由丁空氣壓力的作用或潤滑油的黏性等因素，使工件很容易粘附在凸模上。為使工件不至丁緊貼在凸模上，設(shè)計凸模時，應(yīng)有通氣孔。由文獻(xiàn)四表4-35知：通氣孔直徑為8mm。9.4導(dǎo)柱和導(dǎo)套1)由選取的模架中導(dǎo)柱的基本尺寸，在參【7】中選取B型導(dǎo)柱表3-38 導(dǎo)柱基本尺寸(d/d1 b )極限偏差L1bdd1 b(h5)(h6)(r6)550-0

17、.0130-0.019+0.060+0.041280702)再根據(jù)導(dǎo)柱和導(dǎo)套之間的配合選取A型導(dǎo)套表3-39 導(dǎo)套dD(r6)LHba.基本尺 寸極限尺寸基本尺 寸極限偏差(H6)(H7)A型A型55+0.0190+0.030070+0.062+0.04316053419.5推桿由模柄上的孔d=15。所以根據(jù)參【7】表3-33帶螺紋推桿(JB/T 7650.2-1994)dd1Ll11d2bSCC1產(chǎn)M14M12160 22060149.52.51221.519.6卸料螺釘由參【7】表3-36圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘(JB/T 7650.6-1944)ddild2Htsd3d4r <r產(chǎn)d5

18、ccbLM202426362 4121720.519.411.516.52.51480 2009.7螺釘和銷釘1）由螺釘?shù)纳唐芬?guī)格長度選取合適的螺釘由參【7】表3-48內(nèi)六角圓柱頭螺釘（GB/T 70.1-2000）螺紋規(guī)格M12b （參考）36d k (max)18k(max)12s10e(mix)11.43商品規(guī)格長度l20 1202）由銷釘?shù)囊?guī)格長度選取合適的銷釘由參【7】表3-49圓柱銷d(m6/m8,m6)12cq2.5商品規(guī)格lI122 140I226 100第十章拉深模裝配圖繪制和校核10.1拉深模裝配圖繪制圖 10-1此工件在雙動壓力機(jī)上拉深。模架采用標(biāo)準(zhǔn)件，導(dǎo)柱和導(dǎo)套分別用

19、B型導(dǎo)柱 和A型導(dǎo)套。拉深模采用倒裝式結(jié)構(gòu)形式，推板推出工件。拉深時用 3個定位 銷進(jìn)行定位。模具采用倒裝式結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)可省去設(shè)計提供壓邊力的彈頂器。拉深工藝的基本運(yùn)動是，卸料板先與板料接觸并壓牢，凸模下降至與板料接 觸，并繼續(xù)下降，進(jìn)入凹模，凸、凹模及板料產(chǎn)生相對運(yùn)動，導(dǎo)致板料體積成形， 然后凸、凹模分開，凹模滑塊把工件推出，完成拉深運(yùn)動。卸料板和滑塊的運(yùn)動 非常關(guān)鍵，為了保證拉深件的質(zhì)量，必須控制卸料板的運(yùn)動，讓它先丁凸模與板 料接觸，并且壓料力要足夠，否則拉深件容易起皺，甚至裂開；其次應(yīng)確保凹模 滑塊壓力足夠，以保證拉深件底面的平面度。10.2拉深模裝配圖的校核1）模具總體結(jié)構(gòu)是否合理，能否拉出合格零件，裝配的特殊要求在技術(shù)要求 中是否寫明；2）拉深力是否進(jìn)行了計算，選用壓力機(jī)是否合適；3）視圖表達(dá)是否活楚，正確；4）件號是否有遺漏；5）毛坯圖，制件圖及制件材料等有關(guān)說明是否齊全；6）模具閉合高度、確定導(dǎo)柱長度和模架選擇是否合適；8）明細(xì)表中的內(nèi)容是否齊全，視圖表達(dá)是否填寫正確、無誤；9）該畫的零件圖是否齊全，視圖表達(dá)是否正確；10）尺寸標(biāo)注的基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)體、基準(zhǔn)孔是否選的合理，是否適合于實(shí)際作 業(yè)和檢