電扇電機后蓋單工序拉深模的設(shè)計

1、沖壓工藝和模具設(shè)計課程設(shè)計說明書設(shè)計題目電扇電機后蓋的拉深模設(shè)計系別機械工程學院專業(yè)班級學生姓名學號指導教師日期一、設(shè)計任務如圖所示是風扇電機后蓋的零件圖，材料為冷板B-1/08F-n-Z,材料厚度1mm大批量生產(chǎn)。其工藝過程大致為：落料、拉深、脹形（底部），切邊，沖底孔、沖凸緣孔、切舌，整形8道。要求設(shè)計該零件的拉深工序的模具二、零件工藝性分析材料分析風扇電機后蓋的材料為冷板B-1/08F-n-Z,該材料屬于較高級精度的精整表面、最深拉深級的08碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的拉深成形性能。結(jié)構(gòu)分析零件的拉深工藝是拉深出具有凸緣的圓筒形件，結(jié)構(gòu)簡單，底部圓角半徑為R5,滿足圓筒形拉深件底部圓角半徑大于

2、一倍料厚的要求，因此，零件具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。精度分析零件上的尺寸要求較高，零件的加工的尺寸公差為=0.159mm，高度方向公差為H=0.2mm,因此需要較高精度的拉深工藝，并且拉深后需進行整形才能滿足要求。工藝方案的確定由于零件的某些工序較復雜，用復合工序會使得模具較復雜，為節(jié)約模具制造成本，拉深工序選擇用單工序模，可減少模具設(shè)計和制造的周期和成本。零件的工藝計算（1）零件的拉深工藝計算零件的材料厚度為t=1mm,所以所有的工藝尺寸計算以中徑為準。1）確定零件的修邊余量零件的凸緣的相對直徑dF/d=118十89=1.33，經(jīng)查表5-7【1】得修邊余量R=4.3，故實際凸緣直徑d4=118+

3、4.3x2=126.6mm2）預算坯料直徑D=d：6.28rd18r24d2h6.28Rd24.56R2（d42-d32）由零件圖得：d1=78mm、d2=89mm、d3=93mm、d4=126.6mm、R=1.5mm、r=5mm、h=24.5mm代入公式得：D=.25682.4160mm3）判斷能否一次拉深成形h/d=32-89=0.36、t/D=1-160X100%=0.63%、dt/d=126.6-89=1.42、m=d/D=89-160=0.56查表5-5【2】得：第一次拉深系數(shù)為=0.53，而m=0.56IT1=0.53且有在拉深工藝結(jié)束后，有精整工序，故可一次拉深成形。4）判斷是否

4、采用壓邊圈由t/D=0.63%1.5%、m1=0.530.6故由表5-8【3】可知需采用壓邊圈5）檢驗拉深直徑方向是否可一次成形由3）可知m1=0.53所以，第一次拉深直徑為：dr=葉.D=0.53x160=84.8mm89mm故一次可拉深到89mm檢驗高度方向是否可一次成形首次拉深的高度為：h=0.25(d2-dFj0.43(rR)32mm故一次拉深可滿足零件的拉深要求拉深模工藝計算凹模圓角半徑：由于工件直徑d20mm,故可按式5-51【4】計算rdmin=0.039d+2=0.039x89+2=5.47mm1.5mm故為了保證外圓角R=1.5mm所以，凹模圓角半徑ra=R=1.5mm凸模圓

5、角半徑rprp=r=5mm由于該拉深件由一次拉深成形，故其內(nèi)圓角應等于拉深件內(nèi)圓角，即凸模和凹模單邊間隙Z由于該拉深件一次拉深成形，且有壓邊圈所以，按式5-55【5】計算：Z=tmax+kt由零件圖及表5-19【6】可得：tma=1mmk=0.2所以，Z=1+0.2x1=1.2mm凸、凹模工作部分尺寸及公差由基本尺寸及表5-19【7】可得：拉深凸模制造公差p=0.03mm拉深凹模制造公差,=0.05mm由拉深件尺寸標注在內(nèi)形，故采用式5-58、5-59計算即:dp=(dm.0+0.4：)0；p【8】由零件圖得：=+0.123-(-0.036)=0.087mmdmin=87.964mdp=88o

6、.o3、Dd=90.400.05力的計算壓邊力的計算由壓邊計算公式Fy=AP【10】及表5-9【11】得：T：.22Fy二一D。-(d1+2rdj.P4取P=2.5MPaFy=37364N37.4kN拉深力的選擇由該拉深工藝采用壓邊圈及一次拉深成形，故采用式5-28計算:F=bk查相關(guān)資料可知：材料抗拉強度二b=365MP查表5-10【12】得：k1=1.0F=nX78X1X365X1.0=89441N89.4kN頂件力計算由公式：F頂=Kd.F拉及表3-11【13】得：Kd=0.06F頂=0.06X89.4=5.36kN拉深總壓力為：F總=血+F拉+F頂=37.4+89.4+5.36=132

7、.2kN(4)拉深功的計算對拉深成形除了計算拉深力外，還需要校核壓力機的電動機功率取1=0.7、2=0.9、K=1.3、n=2拉深功：W=C匚L.max.取C=0.7Fmax=89.41000代入數(shù)據(jù)得：W=2002.6J電動機功率：601000.1.2代入數(shù)據(jù)得：N=1.4kW二、壓力機的選用1該工件的拉伸工藝模采用彈性卸料板卸料兼壓邊圈，故其總壓邊力為：F總=132.2kN。為使壓力機能正常工作，不至于出現(xiàn)功率不足，一般選用1.31.5F總的公稱壓力。即：F壓=1.3X132.2=171.86kN和F壓=1.5X132.2=198.3kN查表2-1【14】（沖壓設(shè)備）可知，應選用JH23-

8、25JH23-25的基本參數(shù)如下：選壓力機的型號為：JH23-40，其基本參數(shù)為：公稱壓力：250kN滑塊行程：75mm滑塊行程次數(shù)：80次/min最大封閉高度：260mm封閉高度調(diào)節(jié)量：55mm立柱間距：270mm工作臺尺寸：370X560mm墊板尺寸：$260X50mm模柄尺寸：$40X60mm電動機功率：2.2kW其公稱力250kN198.3kN，故可滿足壓力需求JH23-25電動機功率P=2.2kW1.4kW,故滿足功率要求JH23-25為開式壓力機，操作空間大，操作方便，適用于單工序模。三、確定模具總體結(jié)構(gòu)模具類型的選擇如前所述，選用單工序模對該零件進行拉深加工。壓邊圈選擇因為該零件

9、屬于中小拉深件，其壓邊力37.4kN屬于較小類型，故采用彈性壓邊圈即可滿足，同時可簡化模具結(jié)構(gòu)。導向機構(gòu)選擇+0.123拉深件尺寸88-+00.013263屬于精度高的拉深尺寸精度，故需模具具備良好的導向機構(gòu)，故選用中間導柱導套導向機構(gòu)。標準模架的選用標準模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸，所以應首先計算凹模周界的大小。根據(jù)計算公式有：凹模高度：H=Kb=0.2x160=32mm凹模壁厚：C=(1.21.5)H=1.8x32=57.6mm凹模外徑：D=160+2x57.6=275.2mm故取凹模外徑為D=280mm由模具設(shè)計簡明手冊得：采用的標準模架為：上模座尺寸：D0 xh:315x55GB/T

10、2855.11下模座尺寸：D0 xh：315x70GB/T2855.12導柱：dxh:45x260GB/T2861.1導套：45x140 x53GB/T2861.6標準模架的閉合高度為：275320mm壓邊圈的設(shè)計因模具采用定位板對坯料進行定位，為了彈性元件的安裝方便，故應采用階梯式圓柱形壓邊圈。故外圓柱應和凹模外徑相等，即D壓外二D凹外=280mm.為使坯料在拉深過程中修正位置，內(nèi)圓柱直徑選為D內(nèi)=140mm由表15.27簡明手冊【15】得：h=18mm內(nèi)圓柱凸臺高度：h=a-t+(0.10.3)t簡明手冊【16】圖15.4(b)h=4-1+0.3x1=3.3mm卸料板孔和凸模的單邊間隙：乙

11、/2=0.10.2t取乙/2=0.15t得：Z1/2=0.15x1=0.15mm卸料螺釘孔直徑d1處的I最小值為：lmin=dd：此處的螺釘直徑定位板的設(shè)計為方便定位，故固定板設(shè)計成圓柱形狀，外徑應和凹模外徑相等，即:D定外二D凹外=280mm由上道工序落料可知，落料件尺寸為：D=160-0.35mm，故定位板內(nèi)孔形狀直徑選為：+05D2=160+0.35定位板厚度：a=t+3【17】表15.56簡明手冊即：a=4mm彈性元件的設(shè)計因為本拉深件的行程為32mm，故可選擇橡膠作為彈性元件，壓邊力為F壓=37.4kN為確保壓邊圈受力平衡，選擇4個橡膠元件均勻地安裝在壓邊圈的四周。所以：Fy=F壓/

12、4=9.35kN由公式15.4【18】簡明手冊可知：P=Aq查表15.38【19】簡明手冊得：q=2.3/MPa所以，A=P/q=9.35x1000十2.3=4065mm2橡膠直徑為：D橡膠=72mm工作行程及修磨量的長度為：L=32+t+5=32+1+5=38mm橡膠的自由高度為：H=(2.53)L=95105取H=95mm因為0.5VH/D橡膠=1.321.5所以，橡膠的高度選取合適橡膠在安裝是存在一定的壓應力，因此，裝配高度為：H2=(0.850.9)H取H2=80mm凸模固定板的選擇選固定板的材料為45鋼，選用圓柱形固定板，板厚一般選為凹模厚度的0.60.8倍。因此，凸模固定板的厚度為

13、：T固=(0.60.8)x32=19.2mm25.36mm由表15.58【20】簡明手冊選用的固定板尺寸為：250 x20mm凸模墊板的選取墊板的作用是防止因凸模較大的沖擊力對上模座造成凹坑使得凸模產(chǎn)生松動的作用，墊板的材料一般選擇淬火鋼，保證剛度和耐磨性，材料一般選為45鋼.由表15.58【21】簡明手冊可選墊板的尺寸為：250 x10mm凸模長度計算拉深模的凸模長度主要受凸模固定板、彈性元件、壓邊圈的影響，這幾個因素決定著拉深凸模的長度，同時為了便于凸模的安裝定位，拉伸凸模應選用階梯式凸模。凸模長度為：L凸=g+h2+hg+hh1:凸模固定板的厚度h2:彈性元件的高度ha:壓邊圈的厚度h：

14、修磨量+(0.51)取h=修磨量+0.7=5+0.7=5.7mm因此：L凸=20+95+21.3+5.7=142mm凸模和凸模固定板的配合處的直徑為：由圖3-32【22】沖壓工藝可得：D配合=d+10=88+10=98mm,D=D配合+14=98+14=112mm配合處的高度為：h=(0.70.8)T固，取h=0.75T固=0.75X20=15mm凸模處的拉深排氣孔的尺寸：在凸模上開排氣孔是為了排出在拉深的過程中在拉深件內(nèi)腔中產(chǎn)生的氣體，為防止產(chǎn)生的氣體對拉深件精度的影響。因此，開設(shè)通氣孔是拉深模必須要進行的工藝過程。通氣孔的尺寸選擇：因為拉深的工作行程為32mm,為了使得成功拍出氣體，通氣孔

15、高度必須大于32mm,故根據(jù)模具的凸模長度，可選通氣孔長度為60mm。通氣孔直徑選擇參考下表：表拉深凸模通氣孔尺寸結(jié)合零件圖可知，凸模直徑的基本尺寸為88mm,根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，通氣孔直徑凸模直徑DV5050100100200200出氣孔直徑d56.589.5D通=6.5mm凸模尺寸圖如圖所示:UTH-*0112098-016044橡膠的自由高度：h=(2.53)LL=32+t=32+仁33所以，h=(2.53)x3.3=82.599mm取h=90mm因為h/D=40/90=0.45Hmax=260mm，所以選重新選擇壓力機的型號由表2-1【24】(沖壓設(shè)備)得：選壓力機的型號為：JH23-40，其基本參數(shù)為：公稱壓力：400kN滑塊行程：80mm滑塊行程次數(shù)：55次/min最大圭寸閉高度：330mm圭寸閉高度調(diào)節(jié)量：65mm立柱間距：340mm工作臺尺寸：4