模具专业毕业设计（论文）电阀罩壳落料拉深模设计

湖南工学院（筹）毕业设计（论文）任务书题 目 电阀罩壳落料拉深模设计 起 止 时 间 学 生 姓 名 专 业 班 级 学 号 指 导 老 师 湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明 前 言 此设计为一个电阻罩壳的设计，采用的是冲压模中的落料拉深复合模，其中包括的零件有:（标准件除外）、上模座、下模座、模柄、垫板、推板、凸模、凸凹模、固定斜料板、凹模、压边圈、垫块。在设计该课题时，首先对该模具进行了审核和研究，主要包括以下方面：工作原理的分析，工艺路线的分析，及工艺参数的分析，然后再着手做以下工作，包括：工艺方案的选择，工艺参数的确定，设备的选择，及模具零件的选用、设计、计算等. 共 28 页 第 1 页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明目 录一、 设计任务书-4二、 设计任务及产品图-5三、 工艺分析-6四、 工艺方案的选择-7五、 工作原理-9六、 工艺参数的计算-11 1、毛坯尺寸的确定-11 2、排样方式及材料的利用率-15 3、搭边值的确定-16七、冲压设备的选择-17八、落料、拉深先后的确定-19九、模具零件的选用设计及计算-20 1、凹模的设计-20 2、拉深凸模的设计-23 3、凸凹模的设计-26 4、斜料的设计-27 5、拉杆的长度-28 共 28 页 第 2 页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明6、压边装置的设计-28 7、顶杆的长度-29 8、橡皮垫的设计-29 9、模座的选择-32 十、参考资料-33 十一、总结-34 共 28 页 第 3 页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明一 设计任务书1、罩壳零件图；2、落料拉深复合模装配图；3、全体模具零件图；4、设计说明书；5、AUTOCAD绘图多张（其中包括装配图一张，零件图多张，总装配图用A1图纸打印，零件图用A4图纸打印。） 共 26 页 第 4 页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明 二、设计任务及产品图1、设计任务 要求利用条料制成罩壳，工件材料为08号钢，厚度1.2mm，大批量生产，拟定工艺方案设计罩壳的模具。2、产品图如下 共 28 页 第 5 页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明三、工艺分析 该产品的基本工序为落料、冲孔、底部有两孔，它对零件尺寸公差无特殊要求，选用IT12级，利用普通加工方式可达到图样要求。 工艺毛坯的极限偏差 凹模偏差 凸模偏差58 -0.020 +0.03088 -0.025 +0.025 共 28 页 第 6页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明 四、工艺方案的选择 完成罩壳的设计，需要的基本工序有：1、 落料拉深2、 冲6的孔1个3、 切边4、 翻边 工艺方案1、 落料拉深2、 切边3、 冲6的孔1个4、 翻边 该零件采用三副模具即可成形：1、 落料拉深复合模2、 切边3、 冲孔翻边模这里采用的是落料拉深复合模。 共 28 页 第 7页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明工作原理首先由压力机带动模柄，模柄再带动上模座下行，上模座带着凸凹模下行，凸凹模与落料凹模完成落料的动作，凸凹模继续下行，拉深凹将条料拉入凸凹模，完成拉深动作过程，再由顶杆带动压边圈拉制件顶出。 共 28 页 第 8 页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明工艺计算1、尺寸的确定已知b1=88 b=58 t=1.2 r底=6 r1=3.8 r2=7.3 h0=28 r1/b=3.8/58=0.066 h0/b=28/58=0.483由图472查得该件属 区的低矩形件，又根据t/bx100=1.2/58x100=2.172 ，可按表433所得的第一种方法计算。1） 选取修边余量h，确定矩形件的计算高度。当h0/r1=28/3.8=7.368h=0.5h0/r1=0.5x7.368=3.684(mm)h=h0+h=28+3.684=31.684(mm)2） 假想毛坯尺寸直径。D=1.13 =112.418mm 共 28页 第 9页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明 3） 毛坯长度 r=D+(b1-b)=112.418+(88-58)=142.418(mm)4） 毛坯宽度K=D-(b-2r1)+【b-2x（h-0.43xr底）】（b1-b）/（b1-2r）=112.418x(58-2x3.8)+【58+2x（31.684-0.43X6）】（88-58）/（88-2x3.8） =113.832mm5） 毛坯直径 R=0.5K=0.5x113.832=56.916(mm) 圆整毛坯直径为11.25mm。毛坯长度为142.5mm,毛坯宽度为114mm。毛坯半径为57mm。 湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明6） 毛坯尺寸如下图示： 由h0/b=28/58=0.483m1 所以属于一次拉深成形。 共 28 页 第11 页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明2、确定排样方式和计算材料利用率。上图的毛坯形状和尺寸较大，为便于手工送料，选用单排冲压，有两种排样方式如图示。 经过分析计算：（a）的排样方式，材料利用率最高。 共 28 页 第12页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明 3、搭边值的确定由于工艺所采用的送料方式为手工送料，且为非图形，查表2-17得 a=2.5mm a1=2mm4、冲压设备的选择由于本套模具为落料拉伸模，计算参数如下：1） 落料力 F落=1.3Lz 将t=1.2mm及08钢材料的搞剪强度=260Mpa代入上式，得F落=1.3x(2xx57+30x2)x260 =122849.99N2） 推件力 F推=nF落k1 n=1,k1查表2-10得k1=0.035代入得：F推=1x122849.99x0.035 =4299.750NF总=F落+F推=127149.74N根据压力，可选用160的开式双柱可倾压力机。 共 28 页 第 13页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明根据资料得其主要参数及大小如下：最大冲压力 160KN滑块行程 70mm滑块行程次数 120次/min最大封闭高度 220mm封闭高度调节量 45mm工作台尺寸 300mmx450mm模柄尺寸 直径40x605、落料拉深先后的确定F0=127149.7 4拉深力F拉=(2b1+2b-1.72r)tbk4查表4-23得k4=0.7b=420Mpa代入公式得F拉=(2x88+2x58-1.72x6)x1.2x420x0.7 =104376.704所以F总F拉所以本复合模为先冲裁后拉深 共 28 页 第 15 页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明模具结构设计1凹模的设计1） 模的材料选Cr12，凹模是在强压连续使用和有很大冲压力的条件下工作台的，且伴有温度的升高，工作条件恶劣，要求凹模材料有好的耐磨性，耐冲击性，淬透性和切耐性。2） 凹模的硬度要求较高，一般应进行淬为热处理，使其硬度达到期HRC58-62。3） 凹模设计的结构如下图所示： 共 28 页 第 16 页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明 4）刃口尺寸的确定由表尺寸2-23表得 Zmax=0.180 Zmin=0.126 Zmax-Zmin=0.180-0.126=0.054根据表2-32表得 A凹=（A-x）+0凹根据表2-30得 x=0.75 =0.4则： A凹1=（58-0.75x0.4） 0+0.030=57.70+0.030 A凹2=（88-0.75x0.4）+00.035=87.70+0.035 共28 页 第 17页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明5）、强度的校核凹模强度校核主要是栓查高度h，因为凹模下面的模座或垫板一的洞口较凹模洞口大，合凹模工作时弯曲，若凹高度不够便会产生弯曲变形，以致损坏。查表2-45得弯=1.5F/h2【弯】h最小=凹模厚度 H=K6 查表2-24得K=0 .2H=142.5x0.2=28.5mm考虑到工件及凸凹模的影响取取H=0.32mm【弯】=490Mpa弯=1.5X122849.99/322=179.956Mpa【弯】 经校核，凹模强度足够。 共 28 页 第 18 页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明2、凸模的设计1） 凸模的材料为Cr12mov2） 凸模硬度要求低于凹模硬度，但其硬度还是较高的，要经过回火的热处理方法，使其硬度达到HRC56-60。 该凸模为拉深模具，且凸模的长度，宽度应根据拉深件具体结构确定。3） 圆角半径 rprd=8trp=（0.61）rd4） 所以该凸模圆角半径rp为rp=0.6x8t =0.6x8x1.2 =6mm5) 凸模刃口的尺寸B凸=（B-X-Z）0-P查表2-30得x=0.75 =0.4 Z=（1.01.1）tB凸1=（58-0.75x0.4-1.2x2）0-0.020B凸2=（88-0.75x0.4-1.2x2）0-0.025=85.30-0.025 共 28 页 第 19页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明6) 拉深凸模出气口的尺寸查表4-35得：通孔直径 d=6.5mm 7) 凸模强度校核p=F/A【p】冲裁时，凸模承受的压力，必须小于凸模材料强度允许的压应力【p】p=F/A122849.99/55.3x85.3=260Mpap【p】=9801569所以凸模强度足够。 共 28页 第 20 页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明3凸凹模具的设计1） 材料选用Cr12。2） 热处理硬度达到HRC58-62，尾部回火HRC40-45。3） 凸凹模的尺寸如图所示：凸凹模的最小壁厚一般由经验数据确定，倒装复合凸凹模最小壁厚：对于黑色金属和硬材料约为工件的料厚的1.5倍，但不小于0.7mm；对于有色金属用软材料约等于工件壁厚，但不小于0.5mm正装复合模凸凹模的最小可参考表2-27 t=1.2 最小壁厚 3.2 最小直径 18 共 28页 第21 页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明4、卸料板的设计1） 材料为45号钢。2） 装置形式如下图所示。 5、打杆的长度 考虑到垫板的高度是10mm，推板的高度是12mm，模柄的尺寸是40 x100。螺母的宽度为8mm。且需2个螺母，还需留一定的余量。所以打杆的长度L=10+12+100+2x8+10=148mm 共 28页 第 22 页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明6、压边装置的设计 在拉深过程中，压边圈的作用是用来防止工件边壁或凸缘起皱的。随着拉深增加还需要减少的压边力应减少。t/D=1.2/112.418=1.1% m1=0.050查表4-11 t/D1.5% m10.60应采用压边圈装置。压边力Fy=AP查表4-27得P=2.5-3MPa根据设计时压边圈的面积为：A=R2+30x114=x572+3420=13627(mm2)Fy=22.5x13627=34067.5N一般情况下采用弹簧垫或橡皮垫，本设计选择橡皮垫。采用平面压边圈，一般拉深模中采用平面压边圈。 共 28 页 第 23页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明7、顶杆的长度 顶杆的长度取决于工件的高度，在保证制件顶出的情况下，顶杆的长度为：L=32+45+10=87mm取L=90mm8、橡皮垫的设计1）、选用的原则为保证橡皮不致于过早失去弹性损坏，其允许最大压缩量应不超过其自由高度的45%一般取h总=（0.35-0.45）h自由 故工作行程 h工作= h总- h预=（0.25-0.30）h自由2)橡皮高度 h自由=h工作/0.25-0.30 共28 页 第 24 页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明 3)橡皮的结构形式如下图： D=132mm 共 28 页 第 25 页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明根据工件的厚度1.2mm，拉深时凸模进入凸凹模深度为35mm，考虑模具维修时刃磨留量2mm，则总的工作行程。H工作=1.2+35+2=38.2mmH自由=38.2/0.25-0.30=127.3152.8mm 取自由高度为150h预期=(10%15%)h自由 =1522.5mm 取h预=22mm模具中橡皮高度为128mm 共 28 页 第 26 页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明9、模具的选择 根据制件的毛坯尺寸可选凹模周界为250mm，B为125mm，H为160220mm，的后侧导柱模深 根据模架可知上模座 250X125X40 GB2855.5-81下模座 250X125X45 GB2855.6-81导柱 28X150 GB2861.1-81导套 28X100X38 GB2861.6-81 共 28 页 第 27 页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明参考资料1、 肖景容 姜奎华编的冲压工艺学北京：机械加工出版社会性 1999。2王孝培主编冲压手册第二版 北京 机械工业出版社。3王芳主编冷冲压模具设计手册 北京 机械工业出版社。 共28 页 第 27页湖南工学院毕业设计计 算 内 容说 明 总 结毕业设计是每位大学生毕业之前必经之路， 经过了此次毕业设计，我初步了解了设计模具的各道工序，清楚了模具的各个结构，了解了各个设计过程中的重要环节，具备了一定的设计能力，学到了真正的实践知识，但这还不够，在以后的工作中，还要继续努力的为中国的模具设计与制造水平上升而努力。这次毕业设计可以说是大学三年所学之结晶，在此，我真诚的感谢老师们三年来对我的教诲。 覃 玉 萍 2006年5月28日 共 28 页 第 28 页