无凸缘圆筒件拉模具设计

Hefei University本科课程设计（论文）BACHELOR DISSERTATION 设计题目： 筒形件拉深模 学科专业: 材料成型及控制工程 作者姓名： 张锐 作者学号： 1006031017 导师姓名： 周伟 完成时间： 2013.07.08 目 录一、零件的工艺性分析3二、主要工艺参数的计算 4三、排样及材料利用率的计算 5四、冲压力的计算、压力中心的确定、压力机的选择 6五、工作零件的尺寸的计算 8六、工作零件加工的工艺过程14七、冲压工艺卡片15八、模具的装调和模具的制造注意事项16九、总结 17 十、参考文献 19 一 零件的工艺性分析零件名称：无凸缘圆筒件材料：08钢材料厚度：1.5mm 冲裁件的工件是指从冲压工艺方面来衡量设计是否合理。一般地讲，在满足工件使用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将工件冲制出来，就说明该工件的冲压工艺性好，否则，该工件性能就差。当然工艺性的好坏是相对的，她直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等因素的影响。以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等对冲裁件工艺的实用性的主要因素。根据这一要求对该零件进行工艺分析。 零件尺寸公差无要求，故按IT14级选取，利用普通冲裁方式可达到图样要求。由于该工件外形简单，形状规则，适于冲裁加工。材料为08钢，厚度为1.5mm.二 主要工艺参数的计算 1.毛坯尺寸的计算D= = 71 则毛坯的直径D=71mm 2.确定是否加修编余量 根据冲压件相对高度：0.5 可以不考虑加修边余量。 3.确定拉深次数 根据冲压件的相对高度（）和坯料的相对厚度（）的大小查表确定拉深次数（D取105）。相对高度：；相对厚度：查手册可知，由于冲压件相对高度0.4小于拉深时的允许拉深相对高速0.70-0.57，则可以一次拉深成形。三排样及材料利用率的计算 根据该冲压件的形状特征，采用单排排样，如图所示。查冲压工艺与模具设计P46，表2.9可得搭边值 1.步距 式中：D-平行于送料方向的冲件宽度（mm) a-两工件间的搭边值（mm)2.条料宽度的计算 mm式中：-条料宽度单向(负向)公差，查冲压工艺与模具设计P47，表2.11表得=0.,6 D-冲裁件垂直于送料方向的尺寸3.导料板件的距离 mm 式中：-导料板与最宽条料之间的间隙，查冲压工艺与模具设计P47表2.12可得 =0.54.材料利用率的计算 板料规格的选用：1.5mm1000mm1500mm 计算裁料方式如下裁成68.5mm长1000mm的条料，则每张板料所出零件数为 裁成108.6mm长1500mm的条料，则每张板料所出零件数为 经比较应采用第二种裁法 板料的利用率： =72.6式中：n-一张板料上冲裁件的总数目四 冲压力的计算、压力中心的确定、压力机的选择（1）冲压力的计算 1.落料力的计算 =KDt=1.33.141053201.5 274.31 KN式中：t-材料的厚度 -材料的抗剪强度，查冲压模具简明设计手册表2-34可得 =320Mpa K-系数，一般取1.3 2.拉深力的计算 KN 式中：K-修正系数， -强度极限，查飞机钣金成形原理与工艺表3-15表可得K=0.45 查冲压模具简明设计手册表2-34表可得=295430取=400Mpa 3.卸料力的计算 4.顶件力的计算 K取0.06。 5.总压力的计算 （2）压力中心的确定 因设计为对称冲压，所以压力中心在毛坯的几何中心。 （3）压力机的选择 为安全起见防止设备超载，可按公称压力F=（1.61.8）F=1.8382.24=688KN则根据公称压力来选择压力机，查冲压模具简明设计手册表13-9可知，选择JA21-80开式双柱固定台压力机，主要技术参数如下： 公称压力 800KN 滑块行程 160mm 最大闭合高度 380mm 封闭高度的调节量 80 mm 工作台尺寸 600 mm950 mm 模柄孔尺寸 50mm60mm五工作零件的尺寸计算 （1）落料凸 凹模的刃口尺寸计算 查冲压工艺与模具设计P35表2.5得 Z=0.240mm Z=0.132mm 查冲压工艺与模具设计P39表2.7得=+0.030mm =-0.020mm 校核 + Z Z0.030+0.020 0.05 0.04 不能满足间隙公差条件所以凸 凹模不能采用分别加工法，因此凸 凹模采用配作法加工。该工件未标注尺寸公差要求可采用自由尺寸因此可以取公差等级IT14进行计算。 凹模磨损后变大的尺寸 A mm凸模刃口尺寸按凹模实际刃口尺寸配做，但要保证最小合理间隙值=0.132先定凹模尺寸，凹模尺寸的计算为： 凸模尺寸的计算为： （2）整体式落料凹模的轮廓尺寸的确定 1） 凹模厚度的计算 H=kb(/15 mm) 查飞机钣金成形原理与工艺表3-21得k=0.2 H=0.2105=21mm 取H=30 mm 2） 凹模壁厚的计算 C=（1.52）H =（1.52）30 =（4560）mm 综合考虑取C=55mm式中b凹模刃口之间的最大尺寸, mm k系数,考虑板料厚度的影响 所以落料凹模的轮廓尺寸为: 厚度H=30 mm 长度L=110 mm 宽度B=200mm 凹模采用螺钉和销钉直接固定在凹模固定板上，凹模的刃口为直筒式，这种刃口的强度高，修磨后刃口尺寸不变，用于冲裁零件较大的模具，且模具装有顶出装置不适于下漏料模具.3）刃壁高度 垂直于凹模平面的刃壁，其高度h0可以按下列规则计算10：冲件料厚t3 mm，h0=6mm；冲件料厚t3 mm，h0=t；所以，这里取h0=6 mm。（3）整体式的拉深凸模轮廓尺寸的确定 根据零件的形状可以选择圆形凸摸,刃口采用平刃.凸模的固定方法采用台肩固定,凸模与凸模固定板的配合部分按过渡配合(H7/m6或H7/n6)制造。拉深凸模的长度计算： h 凸模固定板的厚度 按经验公式取h=0.60.8 H h凹模的厚度，mm 装配后，拉深凸模的端面低于落料凹模端面的高度，根据厚度大小，决定H=3mm 综上所述查模具设计大典可知凸模的参数为下表所示：凸模参数尺寸/mmL78d39D142D248 (4) 固定板的选用将凸模或凹模按一定相对位置压入固定后，作为一个整体安装在上模座或下模座上，选用圆形固定板. 凸模固定板厚度 =(0.60.8) 8 = 所以取h=5.5mm其平面尺寸与凹模的外形尺寸相同,长度L=110 mm, 宽度B=200mm,厚度h=5.5mm 固定板的设计应注意的问题：a. 固定板上的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/m6,凸模压装后端面要与固定板一起磨平。b. 固定板上下表面应磨平，并与凸模安装孔的轴线垂直。c. 固定板材料采用45钢制造，无需热处理淬硬。（5）. 螺钉与销钉的选择 按模具的整体结构分布，以及紧固的的强度与刚度的需要，选用内六角圆柱头螺钉尺寸为M860,数量为6个，材料为45号钢。 GB/T5780-2000选择圆柱销的尺寸为M1060,材料为45号钢，数量为6个。GB/T119.1其中，销钉孔与销钉采用H7/m6的过渡配合。螺钉通过孔及其装配尺寸按实际要求来确定。（6）.垫板的选用根据上模座固定凹凸模固定板的尺寸选择垫板的尺寸为（材料：HT250 数量:1） 综合上所述零件的选用结果如下项目尺寸/mm国标材料数量上模座GB/T2855.1HT2001下模座GB/T2855.2HT2001导柱B35GB/T2861.1202导套GB/T2861.3202模柄GB/T7646.1Q2351导料销B2020GB/T7650451螺钉M8GB/T5780-20004510销钉M10GB/T119.1454垫板HT2502六工作零件加工的工艺过程凸模的加工工艺过程工序号工序名称工序内容工序简图1备料备制尺寸为2锻造将毛坯锻成圆棒3热处理退火（消掉锻后残余内应力，降低硬度）4车削按图车削外形5热处理调质6磨端面工作端留单边余量0.37钳工划线划刃口轮廓线8铣型面按线铣刃口型面留单边余量9热处理按热处理工艺，淬火回火达到5862HRC10磨削精磨内、外圆、端面直尺寸，保证端面与轴线垂直11钳工修模刃口达到设计的要求12检验按图检验凹模的加工工艺过程工序号工序名称工序内容工序简图1备料备制尺寸为2锻造将毛坯锻成圆棒3热处理退火（消掉锻后残余内应力，降低硬度）4车削按图车削外形5热处理调质6平磨磨上下大平面留精磨余量0.2mm，磨一对垂直侧基面，并对角尺。7钳工划线划销孔、螺钉过孔及推件块孔的中心位置线8立铣铣各类销孔、螺钉孔9热处理按热处理工艺，淬火回火达到5862HRC10平磨磨上下大平面至图纸要求，磨一对垂直侧基面，并对角尺。11退磁12线切割按图纸切割型孔，切割型面留研磨量0.015mm13研磨型孔钳工研磨型孔达到图纸要求14检验按图检验七冲压工艺卡片冲压工艺规程卡（厂名）冲压工艺卡产品型号零部件名称共 页产品名称零部件型号第 页材料型号材料技术要求坯料尺寸每个坯料可制零件数毛坯的重量辅助材料10#条料20件工序号工序名称工序内容加工简图设备工艺装配工时1落料拉深落直径为71的料再拉深JA21-80落料拉深复合模2检验按零件图检验绘制审核会签标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期八 模具的装调和模具的制造注意事项 1.模具的装调根据复合模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装下模，再装上模，并调整间隙、试冲、返修。a、凸凹模预配：装配前仔细检查各凸模形状及尺寸以及凹模型孔，是否符合图纸要求尺寸精度、形状。将各凸模分别于相应的凹模孔相配，检查期间隙是否加工均匀。不合适者应重新修磨或跟换b、凸模装配：以凹模孔定位，将凸模压入凸模固定板的型孔中，并挤紧牢固。装配下模：在下模座划上中心线，按中心预装凹模、导料板;在下模座、导料板上，用已加工好的凹模分别确定其螺孔位置，并分别钻孔，攻丝;将下模座、导料板、凹模、固定挡料销装在一起，并用螺钉紧固，打入销钉。c、装配上模：在已装好的下模上放等高垫铁，再在凸凹模中放入0.12mm的纸片，然后将凸模与固定板组合装入凹模；预装上模座，划线与凸模固定板相应螺孔、销控位置并钻铰螺孔、销孔；用螺钉将凸凹模、垫板、上模座连接在一起，但不要拧紧；将弹性卸料板装置安装在以装入的凸凹模上，装上橡胶和卸料螺钉，并调节橡胶的与压量；复查凸凹模与各个零件的间隙并调整合适后，紧固螺钉；切纸检查，合适后打入销钉。d.试冲与调整：装机试冲并根据试冲结果作相应调整。 2.模具零件的制造需注意的事项 a. 全面清理和初检已准备好的标准件，原料毛坯等； b. 清理和整理在加工过程中要用到的刀具、夹具和工具； c.估计每个模具零件的加工工时，制定加工生产中的生产计划； d.根据模具零件的图纸和加工工艺过程逐一加工每个模具零件； e.检验加工出的模具零件是否符合要求.总 结 通过本次课程设计，在理论知识的指导下，结合认识实习和生产实习中所获得的实践经验，在老师和同学的帮助下，认真独立地完成了本次课程设计。在本次设计的过程中，通过自己实际的操作计算，我对以前所学过的专业知识有了更进一步、更深刻的认识，同时也认识到了自己的不足之处。到此时才深刻体会到，以前所学的专业知识还是有用的，而且都是模具设计与制造最基础、最根本的知识。 本次课程设计历时一个月左右，从最初的领会课程设计的要求，到对拿到自己手上的冲压件的冲压性能的分析计算，诸如对冲压件结构的分析，对形状的分析等，不断地分析计算，对要进行设计的冲压件有了一个比较全面深刻的认识，并在此基础上综合考虑生产中的各种实际因素，最后确定本次课程设计的工艺方案。然后是对排样方式的计算，直到模具总装配图的绘制，历时近两个星期左右。在这段时间里，我进行了大量的计算：从材料利用率的计算，到工序压力的计算，再工作部分刃口尺寸及公差的计算，到各种零件结构尺寸的计算以及主要零部件强度刚度的核算。其间在图书馆翻阅了许多相关书籍和各种设计资料。因此从某种意义上讲，通过本次课程设计的训练，也培养和锻炼了一种自己查阅资料，获取有价值信息的能力。 总之，通过本次课程设计的锻炼，使我对模具设计与模具制造的整个过程都有了比较深刻的认识和全面的掌握。先后几次不同的设计，从压铸模的设计，到模具制造工艺卡的设计，再到本次课程设计的冲压模的设计，使我接受了一个毕业生应该有的锻炼和考查。我很感谢学校和各位老师给我这次锻炼机会。我是认认真真的做完这次课程设计的。但是由于水平有限，错误和不足之处再所难免，恳请各位导师、各位教授批评指正，不胜感激。 致 谢历经一个月的课程设计即将结束，敬请各位老师对我的设计过程作最后检查。在这次课程设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，请教各位老师有关模具方面的问题，特别是模具在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。使我对冲裁模具设计的各种成型方法，成型零件的设计，成型零件的加工工艺（如线切割、电火花加工、CNC电脑数控加工），主要工艺参数的计算，产品缺陷及其解决办法，模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。模具在当今社会生活中运用得非常广泛，掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。从陌生到开始接触，从了解到熟悉，这是每个人学习事物所必经的一般过程，我对模具的认识过程亦是如此，为将来的事业奠定坚实的基础。 在这次设计过程中得到了徐雪峰老师以及许多同学的帮助，使我受益匪浅。在此，对关心和指导过我各位老师和帮助过我的同学表示衷心的感谢! 参考文献（1） 郝滨海主编. 冲压模具简明设计手册. 北京. 化学工业出版社（2） 马朝兴主编. 冲压模具设计手册 北京 化学工业出版社（3） 杨占尧编著. 冲压模具标准及应用手册. 北京. 化学工业出版社（4） 翟平主编. 飞机钣金成形原理与工艺 .西北工业大学出版社（5） 肖祥芷. 王孝培编著.模具设计大典：第3卷，冲压模具设计.南昌.江西科学技术出版社（7） 欧阳波仪编著. 现代冷冲模设计应用实例. 北京. 化学工业出版社(8) 郑可锽主编. 实用冲压模具设计手册. 宇航出版社