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引出環(huán)反拉深模設(shè)計(jì)
緒論
冷沖模設(shè)計(jì)包括課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì),是在冷沖模設(shè)計(jì)理論教學(xué)之后進(jìn)行的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的在于鞏固所學(xué)知識(shí),熟悉有關(guān)資料,樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想,掌握設(shè)計(jì)方法,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工作能力。通過(guò)沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使學(xué)生在沖壓工藝性分析,沖壓工藝方案論證,沖壓工藝計(jì)算,沖模零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),編寫(xiě)技術(shù)文件和查閱技術(shù)文獻(xiàn)等方面受到一次綜合訓(xùn)練。中國(guó)模具工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展
模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ),在我國(guó),模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。中國(guó)雖然很早就開(kāi)始制造模具和使用模具,但長(zhǎng)期未形成產(chǎn)業(yè)。直到20世紀(jì)80年代后期,中國(guó)模具工業(yè)才駛?cè)氚l(fā)展的快車(chē)道。近年,不僅國(guó)有模具企業(yè)有了很大發(fā)展,三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)(個(gè)體)模具企業(yè)的發(fā)展也相當(dāng)迅速。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),近10年全國(guó)(未含港、澳、臺(tái)統(tǒng)計(jì)數(shù)字,下同)模具生產(chǎn)及進(jìn)出口發(fā)展情況。雖然中國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速,但與需求相比,顯然供不應(yīng)求,其主要缺口集中于精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具領(lǐng)域。由于在模具精度、壽命、制造周期及生產(chǎn)能力等方面,中國(guó)與國(guó)際平均水平和發(fā)達(dá)國(guó)家仍有較大差距,因此,每年需要大量進(jìn)口模具。
中國(guó)模具產(chǎn)業(yè)除了要繼續(xù)提高生產(chǎn)能力,今后更要著重于行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技術(shù)發(fā)展水平的提高。結(jié)構(gòu)調(diào)整方面,主要是企業(yè)結(jié)構(gòu)向?qū)I(yè)化調(diào)整,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向著中高檔模具發(fā)展,向進(jìn)出口結(jié)構(gòu)的改進(jìn),中高檔汽車(chē)覆蓋件模具成形分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)、多功能復(fù)合模具和復(fù)合加工及激光技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造上的應(yīng)用、高速切削、超精加工及拋光技術(shù)、信息化方向發(fā)展。
近年,模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加大,主要表現(xiàn)在,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命、中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于一般模具產(chǎn)品;塑料模和壓鑄模比例增大;專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加;“三資”及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速;股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來(lái)看,以珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū),南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江,江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。
模具成型具有優(yōu)質(zhì),高產(chǎn),低消耗,低成本的特點(diǎn)。因而,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)得到了極其廣泛的應(yīng)用。在模具成型中,塑料成型占很大的比重。由于塑料具有化學(xué)穩(wěn)定性好,電絕緣性強(qiáng),力學(xué)性能高,自潤(rùn)滑,耐磨及相對(duì)密度小等獨(dú)特的優(yōu)異性能,成為工業(yè)部分必不可少的新型材料。
根據(jù)業(yè)內(nèi)專家預(yù)測(cè),今年中國(guó)塑料模具市場(chǎng)總體規(guī)模將增加13%左右,到2005年塑料模具產(chǎn)值將達(dá)到460億元,模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的9000多萬(wàn)美元增長(zhǎng)到2005年的2億美元左右,產(chǎn)值在增長(zhǎng),也就意味著市場(chǎng)在日漸擴(kuò)大。
相當(dāng)多的發(fā)達(dá)國(guó)家塑料模具企業(yè)移師中國(guó),是國(guó)內(nèi)塑料模具工業(yè)迅速發(fā)展的重要原因之一。中國(guó)技術(shù)人才水平的提高和平均勞動(dòng)力成本低都是吸引外資的優(yōu)勢(shì),所以中國(guó)塑模市場(chǎng)的前景一片輝煌,這是塑料模具市場(chǎng)迅速成長(zhǎng)的重要因素所在。
按照我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),模具共分為10大類46個(gè)小類,塑料模具是10大類中的l個(gè)大類,共有7個(gè)小類:熱塑性塑料注塑模、熱固性塑料注塑模、熱固性塑料壓塑模、擠塑模、吹塑模、真空吸塑模和其他類塑料模。塑料模的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的,在我國(guó)起步較晚,但發(fā)展卻很快,特別是最近幾年,無(wú)論在質(zhì)量、技術(shù)和制造能力上,都有很大發(fā)展。但就總體來(lái)看,與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和世界先進(jìn)水平相比,差距仍較大,一些大型、精密、復(fù)雜、高效、長(zhǎng)壽命的塑料模具每年仍大量進(jìn)口。
據(jù)悉目前全世界年產(chǎn)出模具約650億美元,其中塑料模具約為260億美元。我國(guó)1999年模具總產(chǎn)值245億元.其中塑料模具約為82億元,2000年近100億元。七類塑料模具中,注塑模具所占比例很大,約占全部塑料模具的80%左右。
塑料模具的主要用戶是家用電器行業(yè)、汽車(chē)、摩托車(chē)行業(yè)、電子音像設(shè)備行業(yè)、辦公設(shè)備行業(yè)、建筑材料行業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)及各種塑料制品行業(yè)等。目前國(guó)內(nèi)年需塑料模具約130-140億元,真中有30多億元仍靠進(jìn)口,進(jìn)口量最多的塑料模具有汽車(chē)摩托車(chē)飾件模具、大屏幕彩電殼模具、冰箱洗衣機(jī)模具、通訊及辦公設(shè)備塑殼模具、塑料異型材模具等。
模具的CAM技術(shù)的應(yīng)用、加工仿真及制造??
模具的計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)技術(shù)主要應(yīng)用在數(shù)控銑削加工、線切割加工、電火花加工等方面。CAM技術(shù)尤其是在復(fù)雜模具的型腔、型芯及電極的銑削加工中起著更加重要的作用。其主要的技術(shù)特點(diǎn)包括:?(1) 粗、精加工刀具軌跡的優(yōu)化規(guī)劃和NC指令的產(chǎn)生, (2) 刀具種類、特性和材料庫(kù)的建立, (3) 切削加工工藝參數(shù)的確定, (4) 普通切削和高速切削加工的特性控制, (5) 過(guò)切檢查與加工表面的精度控制, (6) 加工過(guò)程的電腦實(shí)體仿真切削, (7) 電腦控制數(shù)控機(jī)床的DNC技術(shù)及群控技術(shù)的應(yīng)用等等,模具CAD集成技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì):??
綜上所述, 模具CAD集成技術(shù)就是應(yīng)用于模具制造各個(gè)環(huán)節(jié)的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)和實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)信息集成的技術(shù)。顯然, 信息集成與數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理是關(guān)鍵。產(chǎn)品的信息是貫穿于設(shè)計(jì)、分析、加工、檢測(cè)、裝配等各個(gè)階段, 實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)信息的流暢、解決數(shù)據(jù)格式的標(biāo)準(zhǔn)化及數(shù)據(jù)維護(hù)與共享是未來(lái)CAD集成技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。PDM系統(tǒng)的出現(xiàn)為解決這一問(wèn)題帶來(lái)了曙光。PDM系統(tǒng)的實(shí)施是模具企業(yè)應(yīng)用CAD集成技術(shù)的重要課題。在模具的設(shè)計(jì)制造方面, 含有豐富專家知識(shí)的智能化模具CAD/CAM系統(tǒng)的研究、高速切削加工及其編程等是未來(lái)研究發(fā)展的趨勢(shì)。
第1章零件工藝性分析
1.1沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性分析
拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性.:拉深件形狀簡(jiǎn)單,對(duì)稱,能一次拉深成型.,拉深件的底與壁,凸緣與壁,滿足., 拉深件的尺寸標(biāo)注,保證外形尺寸,其高度方向的尺寸標(biāo)注以底部為基,拉深變形過(guò)程,在拉深過(guò)程中,由于外力的作用,使毛坯料凸緣區(qū)內(nèi)部的各個(gè)單元之間產(chǎn)生了相互作用的內(nèi)應(yīng)力,徑向?yàn)槔瓚?yīng)力,切向?yàn)閴簯?yīng)力 ,在,的共同作用下,凸緣變形區(qū)材料產(chǎn)生塑性變形,徑向伸長(zhǎng),切向壓縮,且不斷被拉入凹模中變?yōu)橥脖?最后得到直徑為d高度為H的圓筒形件(H>(D-d)/2)
1.2拉深件的尺寸精度和表面粗糙度
從零件圖上所標(biāo)注的尺寸,查公差配合與技術(shù)測(cè)量定為為IT6級(jí),為一般要求,對(duì)于零件的粗糙度由于沒(méi)有標(biāo)明,所以為一般要求,只要沒(méi)有毛刺,刮化,變形就可以滿足要求。
1.3拉深件的材料分析
拉深的材料費(fèi)用往往要占沖壓件成本的60﹪——80﹪,拉深件材料的質(zhì)量直接影響到拉深工藝設(shè)計(jì)和沖壓件的質(zhì)量、使用壽命與成本。因此,除了提高拉深件的工藝性、改善沖壓變形條件、降低對(duì)材質(zhì)的要求外,還要努力提高沖壓件材料的質(zhì)量,使其適應(yīng)拉深工藝的要求,生產(chǎn)出優(yōu)良的拉深件。
本工件的材料為復(fù)銅可伐帶,是軟材料,有利于拉深,可以避免拉深的缺點(diǎn)。
第2章 擬訂沖壓件的工藝方案
2.1確定模具類型
根據(jù)零件形狀確定拉深類型,該零件為不變薄拉深,拉深較淺,因?yàn)橹萍苋菀卓ㄔ谕拱寄?,所以采用倒裝拉深模,采用剛性推件裝置。根據(jù)零件形狀確定拉深類型,該零件為不變薄拉深,拉深較淺,因?yàn)橹萍苋菀卓ㄔ谕拱寄?,所以采用倒裝拉深模,采用剛性推件裝置。
2.2拉深模設(shè)計(jì)要點(diǎn)
設(shè)計(jì)確定拉深模結(jié)構(gòu)時(shí)為充分保證制件的質(zhì)量及尺寸的精度,應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
⑴拉深高度應(yīng)計(jì)算準(zhǔn)確,且在模具結(jié)構(gòu)上要留有安全余量,以便工件稍高時(shí)仍能適用。
⑵拉深凸模必須設(shè)計(jì)有出氣孔,并注意出氣孔不能被工件包住而失去作用。
⑶有凸緣拉深件的高度取決于上模行程,模具中設(shè)計(jì)有限程器,以便于模具調(diào)整。
⑷對(duì)稱工件的模架要明顯不對(duì)稱,以防止上、下模位置裝錯(cuò)。非旋轉(zhuǎn)工件的凸凹模裝配位置必須準(zhǔn)確可靠,以防止松動(dòng)后發(fā)生旋轉(zhuǎn)、偏移而影響工件質(zhì)量甚至損壞模具。
⑸對(duì)于形狀復(fù)雜,需經(jīng)多次拉深的零件,需先做拉深模,經(jīng)試壓確定合適的毛坯形狀和尺寸后再做落料模,并在拉深模上按已定形的毛坯設(shè)計(jì)安裝定位裝置。
⑹彈性壓料裝置必須有限位器,防止壓料力過(guò)大。
⑺模具結(jié)構(gòu)及材料要與制件的批量相適應(yīng)。
⑻模架和模具零件,應(yīng)盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件。
⑼放入或取出工件,必須方便安全。
2.3拉深件的主要部分的分析
⑴ 凸緣部分
這是拉深的主要變形區(qū),材料在徑向拉應(yīng)力和切向壓應(yīng)力的共同作用下產(chǎn)生切向壓縮與徑向伸長(zhǎng)變形而逐漸被拉入凹模.
⑵凹模圓角部分
此部分是凸緣和筒壁的過(guò)渡區(qū),材料變形復(fù)雜.
⑶傳力區(qū)
筒壁部分是凸緣部分材料經(jīng)塑性變形后形成的筒壁,它將凸模的作用傳遞給凸緣變形區(qū)。
⑷過(guò)渡區(qū)
凸模圓角部分,此部分是筒壁和圓筒底部的過(guò)渡區(qū).
⑸筒底部分
這部分材料與凸模底面接觸,直接接受凸模施加的拉深力傳遞到筒壁,是傳力區(qū)
第 3章 設(shè)計(jì)主要計(jì)算
.
3.1壓邊與壓邊力計(jì)算
壓邊圈的作用和類型,拉深過(guò)程中,凸緣部分材料受壓應(yīng)力作用,當(dāng)材料較薄?;驂哼吜^(guò)大,都可能使材料失穩(wěn)而發(fā)生皺折,在凸緣的整個(gè)周?chē)a(chǎn)生波浪形的連續(xù)彎曲,稱為起皺。
為了防止拉深過(guò)程中制件邊壁或凸緣起皺,常在拉深模中采用壓邊圈。拉深時(shí)是否采用壓邊圈:
由表2-55可知036〈0.8,用壓邊圈。
生產(chǎn)中常用的壓邊裝置有彈性、剛性兩大類,由于隨著拉深深度的增加,需要壓邊的凸緣部分不斷減少,所需的壓邊力也就逐漸減少。因此這種壓邊效果不理想,易導(dǎo)致零件斷裂,一般適用于淺拉深。氣墊式壓邊裝置的壓邊力隨行程的變化而變化很小,可以認(rèn)為是不變的,因此壓邊效果較好。但它結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造、使用維修都比較困難,并需使用壓縮空氣,因此采用剛性壓邊裝置。壓邊力的計(jì)算,壓邊力的大小必須適當(dāng)。過(guò)大,會(huì)增大拉深力,引起制件破裂;過(guò)小,拉深時(shí)制件會(huì)出現(xiàn)邊壁或凸緣起皺。
主要是凸緣變形區(qū)的起皺和筒壁,傳力區(qū)的拉裂, 凸緣區(qū)起皺是由于切向壓應(yīng)力引起板料失去穩(wěn)定而產(chǎn)生彎曲,傳力區(qū)的拉裂是由于拉應(yīng)力超過(guò)抗拉強(qiáng)度引起板料斷裂,同時(shí),拉深變形區(qū)板料有所增厚,而傳力區(qū)板料有所變薄,些現(xiàn)象表明,在拉深過(guò)程中,坯料內(nèi)各區(qū)的應(yīng)力,應(yīng)變狀態(tài)是不同的,因而出的問(wèn)題也不同
反拉深模力在拉深時(shí)凸模從上一次成形的半成品的底部反向壓下,使毛坯表面翻轉(zhuǎn),內(nèi)表面變成外表面的一種拉深模,拉深出的制件不易起皺。反向拉深是一種很經(jīng)濟(jì)的加工方法,且制件質(zhì)量也很好。適用于深錐形件、半球形件或有凸凹模制件的拉深。本圖為帶導(dǎo)柱的反拉深半成品件,放于壓邊圈中,在反向拉深凸模和反向拉深凹模的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中形成R1.75的凹槽。
3.2圓角半徑的確定
根據(jù)t=0.5由,,所以各處圓角均小于2.5。
由表得,計(jì)算拉深力系數(shù)==135.31
凹模,凸模
3.3拉深次數(shù)的確定及拉深的相關(guān)計(jì)算
⑴ 拉深系數(shù)m
拉深系數(shù)是拉伸直徑與拉伸用毛坯直徑之比或第n次拉深 直徑與上一次(n-1)次拉深直徑之比即首次拉深系數(shù)
⑵ 材料相對(duì)厚度
100t/D
凸緣相對(duì)直徑,有凸緣拉深件,凸緣直徑與拉深直徑之比.53/14=3.79
⑶ 相對(duì)深度h/d
拉深深度與拉深直徑之比,各次拉深時(shí)有不同的相對(duì)深度,分別表示為 …
可根據(jù)零件的相對(duì)高度h/d和毛料的相對(duì)厚度 ,查表得出
由表4-5查得需兩次拉深,所
以只需將毛坯拉深一次即可獲得所需制件。
⑷ 拉深凸模出氣孔尺
拉深凸模出氣孔尺寸(mm)由表2-68查得為5mm
《模具設(shè)計(jì)與制造》 黨根茂,駱志斌,李集仁編 西安電子科技大學(xué)出版社
3.4壓邊圈的確定
壓邊圈的作用和類型,拉深過(guò)程中,凸緣部分材料受壓應(yīng)力作用,當(dāng)材料較薄?;驂哼吜^(guò)大,都可能使材料失穩(wěn)而發(fā)生皺折,在凸緣的整個(gè)周?chē)a(chǎn)生波浪形的連續(xù)彎曲,稱為起皺。
為了防止拉深過(guò)程中制件邊壁或凸緣起皺,常在拉深模中采用壓邊圈。拉深時(shí)是否采用壓邊圈:
由表2-55可知036〈0.8,用壓邊圈。
生產(chǎn)中常用的壓邊裝置有彈性、剛性兩大類,由于隨著拉深深度的增加,需要壓邊的凸緣部分不斷減少,所需的壓邊力也就逐漸減少。因此這種壓邊效果不理想,易導(dǎo)致零件斷裂,一般適用于淺拉深。氣墊式壓邊裝置的壓邊力隨行程的變化而變化很小,可以認(rèn)為是不變的,因此壓邊效果較好。但它結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造、使用維修都比較困難,并需使用壓縮空氣,因此采用剛性壓邊裝置。壓邊力的計(jì)算,壓邊力的大小必須適當(dāng)。過(guò)大,會(huì)增大拉深力,引起制件破裂;過(guò)小,拉深時(shí)制件會(huì)出現(xiàn)邊壁或凸緣起皺。
拉深時(shí)壓邊力的計(jì)算
可按表5-10計(jì)算
注:rd-凹模圓角半徑
拉深力計(jì)算公式
注:t-材料厚度(mm), -材料抗拉強(qiáng)度( )
推件力
式中 F-沖裁力 -推件力系數(shù)
3.5壓力中心的確定
由于該制件幾何對(duì)稱,因此其壓力中心在其幾何中心。拉伸件一般工作行程較長(zhǎng),特別是深度較大的拉伸件更長(zhǎng)。在工藝上需算拉伸功的大小,其計(jì)算按下式
式中 W-拉伸功(J) P-拉伸力(N)
H-拉伸深度 R-系數(shù),一般取0.6~0.8
3.6凸、凹模間隙和凹模圓角半徑
拉伸凸、凹模的間隙對(duì)拉伸力和拉伸件質(zhì)量有較大的影響。間隙愈小,拉伸力愈大,拉伸件上下端尺寸較為一致。間隙較小時(shí)模具磨損會(huì)加劇。間隙過(guò)大時(shí),拉伸件上下端出現(xiàn)錐度,拉伸件口部材料變厚或出現(xiàn)皺紋。
對(duì)不同的拉伸件,選定凸,凹模間隙時(shí)有所區(qū)別。由于圓筒形拉伸件沿周邊的變形程度差異較大(其轉(zhuǎn)角部位的間隙比有邊部位的間隙大0.1 t(t為材料厚度),使拉伸成形良好。
多次拉深時(shí),末次拉深和前幾次拉深的凸凹模間隙也有所區(qū)別,最后一道拉伸工序應(yīng)取較小的間隙值。
查表1-145可知 n=0.1
拉深凹??诓康膱A角半徑對(duì)材料在拉深過(guò)程的流動(dòng)有很大影響。口部圓角半徑對(duì)材料在拉深過(guò)程的流動(dòng)有很大影響??诓繄A角半徑過(guò)小時(shí)材料不易進(jìn)入凹模,工件易拉裂。首次拉深時(shí),若凹??诓繄A角半徑過(guò)大,壓邊的環(huán)行面積減小,材料過(guò)早脫離壓邊圈,材料易起皺,對(duì)拉深成型不利.拉深凹??诓繄A角半徑允許在試模時(shí)修正.拉深凹模的圓角半徑見(jiàn)表2-64
,
3.7凸,凹模工作部分尺寸
拉深件標(biāo)注外形尺寸時(shí),末次拉伸以凹模為基準(zhǔn),按合理的間隙確定凸模尺寸,拉深件標(biāo)注內(nèi)形尺寸時(shí),末次拉伸以凸模為基準(zhǔn),按合理的間隙確定凹模尺寸,凸凹模工作部分尺寸計(jì)算公式見(jiàn)表1-147
標(biāo)注外形,設(shè)計(jì)基準(zhǔn),凹模,計(jì)算公式,
注:: , __圓筒形件最大,最小直徑,非圓筒形件則應(yīng)按標(biāo)注形式確定每個(gè)部位的最大,最小尺寸:
__拉深件公差,拉深件公差,拉深件尺寸標(biāo)注,不符合表中基本形式時(shí),可變換成基本形式.
__凸凹模制造偏差,一般按IT9-10級(jí)值.
凹模制造公差/mm
==
==
凸模的圓角半徑對(duì)拉深力的影響很小,但若過(guò)小,會(huì)使危險(xiǎn)斷面的彎曲應(yīng)力增加,材料強(qiáng)度減弱,除最后一次拉深工序處,其它各次拉深的凸模圓角半徑,最后一次拉深工序的凸模圓角半徑應(yīng)與工件的圓角半徑相等,但要注意,t<6mm時(shí), :t>6mm時(shí),
,如果工件的圓角半徑很小,則須增加整形工序,整小圓角.
3.8凹模相關(guān)尺寸計(jì)算
凹模壁厚,凹模壁厚是指凹模刃口與外緣的距離,由表11-20選擇28mm,長(zhǎng)度為
凹模厚度11-6計(jì)算,式中H---凹模厚度,K—因數(shù) b---凹??鬃畲髮挾?
凸凹模厚度為16mm,壁厚為38.5,長(zhǎng)度為
圓形墊板直徑100mm H=4mm,倒角為
頂板D=20,A型,H=10mm
由以上計(jì)算結(jié)果,計(jì)算出襯板厚度為28.1mm,直徑為100mm,
模套厚度為30mm,直徑為120mm。
固定板厚度為26mm,直徑為120mm
凹模圖
凸模圖
3.9拉深過(guò)程的潤(rùn)滑
. 拉深工程中會(huì)發(fā)生起皺,拉裂,硬化等現(xiàn)象,起皺變厚的板料不易被拉入凸,凹模的間隙里,使拉深件底部圓角部分受力過(guò)大而被拉裂,即使勉強(qiáng)拉入也會(huì)使工件留下皺痕,影響工件的質(zhì)量,它會(huì)使材料與模具之間的摩擦加劇,損害模具的壽命.
拉深后工件在各個(gè)部位的厚度是不同的,在底部圓角與直壁相接部分工件最易發(fā)生拉裂.
拉深使材料發(fā)生塑性變形,必然發(fā)生加工硬化.如果工件需多次拉深才能形成或工件是硬化效應(yīng)強(qiáng)的金屬,則應(yīng)安排退火工序,以降低材料的硬度和強(qiáng)度,恢復(fù)材料的塑性.
潤(rùn)滑在拉深工程中可以起到減小材料與模具之間的摩擦,降低拉深力,減小拉深因數(shù),提高工件質(zhì)量,延長(zhǎng)模具壽命的作用.
潤(rùn)滑在拉深過(guò)程中可以起到減小材料與模具之間的摩擦,降低拉深力,減小拉深因數(shù),提高工件質(zhì)量,延長(zhǎng)模具壽命的作用.
潤(rùn)滑劑只涂在毛坯料與凹模接觸的一面,不允許涂在與凸模接觸的表面上,因?yàn)檫@樣會(huì)促使材料與凸模的滑動(dòng).使材料變薄.由表5-35,拉深有色金屬及不銹鋼用的潤(rùn)滑劑,用菜油或肥皂與油的乳濁液(將油與濃的肥皂水溶液混合
3.10卸料裝置的設(shè)計(jì)
由于該制件是反拉深模,零件很薄,可能包在凸模也可能進(jìn)入凹模,所以采用了剛性和彈性卸料裝置
第4章 主要零部件的設(shè)計(jì)
4.1橡皮的選擇
選取橡膠作為彈性元件的原因,是由于橡膠允許承受的載荷較大,安裝調(diào)整靈活方便。根據(jù)工藝性質(zhì)和模具結(jié)構(gòu)確定采用較硬橡膠,形狀是圓筒形,數(shù)量為1塊。
4.1.1橡膠的選擇原則:
⑴為保證橡膠正常工作,所選橡膠必須滿足壓力要求,即,—橡膠在預(yù)壓縮狀態(tài)時(shí)的預(yù)壓力,—卸料力;橡膠所能產(chǎn)生的壓力F,F(xiàn)=AP,A—橡膠墊的橫截面積,P—橡膠的單位壓力。
⑵為保證橡膠不過(guò)早失效,所選橡膠必須滿足壓縮量的要求,即≥+,—橡膠的允許最大壓縮量,一般取=35%∽45%,—橡膠的自由高度;—橡膠的預(yù)壓縮量,一般可取=10%∽15%;—橡膠的工作行程,它包括卸料板工作行程+凸??傂弈チ?,即=+。其中=δ+1mm,δ為材料厚度,一般可取5∽10mm.
⑶所選橡膠必須滿足模具結(jié)構(gòu)空間的要求,即在橡膠墊周?chē)鷳?yīng)留有足夠的空隙,以容納橡膠壓縮時(shí)斷面尺寸的脹大量。
4.1.2橡膠選用步驟:
⑴ 確定橡膠墊的自由高度,由=35%∽45%,=25%∽30%,則橡膠墊的自由高度=/(0.25∽0.30)=(3.5∽4)。
⑵ 確定橡膠墊的橫截面積A:為使橡膠滿足壓力的要求,=AP≥,所以橡膠墊的橫截面積與卸料力及單位壓力之間存有如下關(guān)系:A=/P.
⑶ 確定橡膠墊的平面尺寸:圓筒形橡膠墊的外徑為D,內(nèi)孔為d,則橫截面積A= ,代入上面公式A=/P后,則可得外徑D=。
⑷校核橡膠墊的自由高度,橡膠墊的自由高度與其直徑D之比應(yīng)在下式范圍內(nèi),即0.5≤/D≤1.5。確定橡膠墊安裝高度,=-。
橡皮允許承受的負(fù)載較大,占據(jù)空間尺寸較小,安裝調(diào)整較方便靈活,而且成本底,是中小型沖模中彈性卸料,頂件及壓邊裝置常用的彈性元件。
選擇橡皮時(shí)應(yīng)主要確定其自由高度預(yù)壓縮量及截面積。其計(jì)算公式及步驟可由下面決定
--沖模的工作行程(mm)。對(duì)沖模而言,=t+1 ---預(yù)留的修磨量。根據(jù)模具設(shè)計(jì)壽命一般取4~6mm。
確定和 --橡皮的預(yù)壓縮量 --沖模裝配以后橡皮的高度。確定橡皮橫截面積 F—所需的彈壓力(N)q—橡皮在預(yù)壓縮狀態(tài)下的單位壓力:約為0.26~0.50MPa 注 F設(shè)計(jì)時(shí)取大于或等于卸料力
根據(jù)以上內(nèi)容,其計(jì)算結(jié)果如下
=32mm =4.8mm =27.2 A=4793.
拉深件形成外形的直徑公差.查表140.2 帶凸緣拉深件的高度公差.查表
4.2墊板
墊板的作用是直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞的壓力,以降低模座所受的單位壓力,保護(hù)模座一面被凸模端面壓陷。模具中最為常見(jiàn)的是凸模墊板,它被裝于凸模固定板與模座之間。墊板外形尺寸可與固定板相同,其厚度一般取4∽12mm,取H=4mm。墊板材料為45鋼,淬火硬度為43∽48HRC。墊板上、下表面應(yīng)磨平,表面粗糙度為Ra=1.6∽0.8μm,以保證平行度要求。為了便于模具裝配,墊板上銷釘通過(guò)孔直徑可比銷釘直徑增大0.3∽0.5mm。
4.3模柄的設(shè)計(jì)
本套模具的沖裁力較小,模具結(jié)構(gòu)較小,且有導(dǎo)柱,故可以選用旋入式模柄,此模柄是通過(guò)螺紋與上模座連接,并加螺絲防止松動(dòng),拆卸方便。具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)下土所示模柄旋入式模柄,直徑為25,高度為68mm,h=10mm材料為Q235
4.4螺釘與銷釘
螺釘與銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件,按標(biāo)準(zhǔn)選用。螺釘用于固定模具零件,一般選用內(nèi)六角螺釘;銷釘起定位作用,常用圓柱銷釘。選用螺釘、銷釘應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
⑴ 螺釘要均勻布置,盡量置于被固定件的外形輪廓附近。當(dāng)被固定件為圓形時(shí),一般采用3∽4個(gè)螺釘,當(dāng)為矩形時(shí),一般采用4∽6個(gè)。銷釘一般都用兩個(gè),且盡量遠(yuǎn)距離錯(cuò)開(kāi)布置,以保證定位可靠。
⑵ 螺釘之間、螺釘與銷釘之間的距離,螺釘、銷釘距刃口及外邊緣的距離,均不應(yīng)過(guò)小,以防降低強(qiáng)度。
⑶內(nèi)六角螺釘通過(guò)孔及其螺釘裝配尺寸應(yīng)合理。
⑷ 連接件的銷孔應(yīng)配合加工,以保證位置精度,銷釘孔與銷釘采用H7/m6或H7/n6過(guò)渡配合。
螺釘、銷釘規(guī)格應(yīng)根據(jù)沖壓力大小,凹模厚度等確定。螺釘規(guī)格按表2.9.14螺釘規(guī)格選用查取,凹模厚度H=15.9mm,螺釘規(guī)格M12,M10。取螺釘規(guī)格M12,由表3-6螺釘直徑與間距查得M12:min(80mm),max(150mm)選3個(gè)螺釘,2個(gè)銷釘。
馬正元、韓啟主編《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社
第5章 沖壓設(shè)備的選定
5.1壓力機(jī)的噸位選擇
淺拉深時(shí) 深拉深時(shí)
式中 --壓力機(jī)的公稱壓力(N) F—拉深力(N) --壓邊力(N)
對(duì)與單動(dòng)壓力機(jī),對(duì)于雙動(dòng)壓力機(jī) 式中, --內(nèi)滑塊,外滑塊公稱壓力(N),P--拉深力(N),Q--壓邊力
5.2壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算
式中N_壓力機(jī)電動(dòng)機(jī)功率(kw);K-不平衡系數(shù)k=1.2~1.4:A—拉深功(J): --壓力機(jī)效率=0.6~0.8; --電動(dòng)機(jī)效率=0.9~0.95
n壓力機(jī)每分鐘的行程次數(shù)
5.3壓力機(jī)的確定
根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果參照許發(fā)樾主編《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》附錄B3開(kāi)式雙柱可傾式壓力機(jī)主要技術(shù)規(guī)格,選取公稱壓力為400KN的開(kāi)式雙柱可傾式壓力機(jī),該壓力機(jī)與模具設(shè)計(jì)的有關(guān)系數(shù)為:
公稱壓力:400KN;
滑塊行程:100mm;
滑塊行程次數(shù):45次/mim
最大閉合高度:330 mm;
最大裝模高度:265 mm;
封閉高度調(diào)節(jié)量:65 mm;
工作臺(tái)尺寸(前后×左右):460 mm×700 mm;
模柄孔尺寸(直徑×深度):φ50mm×70mm;
最大傾斜角度:
第6章 模具的裝配
6.1模具各部分的裝配
⑴ 模柄的裝配,因?yàn)檫@副模具模具的模柄是旋入式的,所以在安裝前把打桿先裝入,然后在旋入上模座.
⑵ 凸模的裝配
凸模與固定板的配合要求為,裝配時(shí),先在壓力機(jī)上將凸模壓入固定板內(nèi),檢查凸模的垂直度,然后將固定板的上平面與凸模尾部一齊磨平.
⑶ 凹模的裝配
把凹模9從下由上裝入3中
⑷ 凸凹模的裝配
把11頂板穿過(guò)凸凹模
6.2模具的總裝配
模具的主要組件裝配完畢后開(kāi)始進(jìn)行總裝配,為了使凸模和凹模易于對(duì)中,總裝時(shí)必須考慮上,下模的裝配次序,否則,可能出現(xiàn)無(wú)法裝配的情況,上,下模的裝配次序與模具結(jié)構(gòu)有關(guān),通常是看上下模中哪一個(gè)位置所受的限制大就先裝,用另一個(gè)去調(diào)整位置,根據(jù)這個(gè)道理,對(duì)于導(dǎo)柱復(fù)合模,一般先裝上模,然后找正下模的位置,其裝配過(guò)程如下
⑴ 把模柄旋入上模座,然后倒置
⑵ 依次裝上墊板,和襯板2和10凸凹模,然后用裝夾裝置進(jìn)行固定,裝進(jìn)壓力機(jī).
⑶ 裝下模,在裝配好的凸模和固定板裝7墊板然后插入5頂桿.
⑷ 裝固定好9凹模3模套.
⑸ 裝彈性裝置
⑹ 把上模裝入壓力機(jī),根據(jù)導(dǎo)柱,導(dǎo)套位置調(diào)整適當(dāng)位置。
⑺ 用裝夾裝置固定上下模座從壓力機(jī)上卸下進(jìn)行打螺釘孔和銷釘孔,在裝入銷釘,擰緊螺釘。
⑻ 裝入壓力機(jī)進(jìn)行調(diào)試。
選擇模架結(jié)構(gòu)時(shí)要根據(jù)工件的受力變形特點(diǎn),坯件定位,出件方式,材料送進(jìn)方向,導(dǎo)柱受力狀態(tài),操作是否方便等方面進(jìn)行綜合考慮。
選擇模架尺寸時(shí)要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮,一般在長(zhǎng)度上及寬度上都應(yīng)比凹模大30~40mm。模板厚度一般等于凹模厚度的1-1.5倍,選擇模架時(shí)還要注意到模架與壓力機(jī)的安裝關(guān)系。
根據(jù)以上敘述,選擇模架為上模座,下模座,閉合高度140mm,導(dǎo)柱,導(dǎo)套
通過(guò)以上設(shè)計(jì),可得到如圖所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模座、墊板、凸模、凸模固定板組成。卸料方式采用剛性卸料,以彈頂器為卸料元件,
下模部分有下模座,套管,凹模,固定板等組成。
設(shè)計(jì)總結(jié)
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我從新系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)同時(shí)也鞏固了先前學(xué)到的知識(shí),同時(shí)感觸最深的是,所學(xué)知識(shí)只有在應(yīng)用中才能在更深刻理解和長(zhǎng)時(shí)間記憶。對(duì)一些原來(lái)一知半解的理論也有了清楚的認(rèn)識(shí)。特別是原來(lái)所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課:如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量、塑料模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解,使制造的模具既能滿足使用要求有不浪費(fèi)材料,保證了工件的經(jīng)濟(jì)性,設(shè)計(jì)的合理性。通過(guò)塑料模手冊(cè)、模具制造簡(jiǎn)明手冊(cè)、模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)等了解到許多原來(lái)未知的知識(shí)。由于能力有限,設(shè)計(jì)中難免有疏漏之處,懇請(qǐng)老師給予指正。我在此衷心謝謝原老師的大力幫助與指導(dǎo)。此模具為簡(jiǎn)單的反拉深模,此模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便,采用了剛性卸料,,且此模具生產(chǎn)成本低,生產(chǎn)效率高,適用于大中小型企業(yè)及大批量生產(chǎn)。
本次設(shè)計(jì)我查閱了大量的資料,特別是有關(guān)冷沖模方面的。這無(wú)疑拓寬了我在這方面的知識(shí),對(duì)今后的發(fā)展將會(huì)起到一定的幫助,通過(guò)翻閱大量的模具書(shū)籍,使我對(duì)模具設(shè)計(jì)有了近一步的了解,在其方法上有了深刻的體會(huì),由于本設(shè)計(jì)設(shè)及模具的安裝、調(diào)試等知識(shí),在查閱過(guò)程中又從新對(duì)它們進(jìn)行了一遍系統(tǒng)的復(fù)習(xí),進(jìn)一步加強(qiáng)了所學(xué)知識(shí)。使它們系統(tǒng)化和結(jié)構(gòu)化。
限于水平和經(jīng)驗(yàn),本設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)和不足之處在所難免,希望老師和同學(xué)提出批評(píng)和建議??傊ㄟ^(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我認(rèn)識(shí)到學(xué)與用之間還差很多。對(duì)于論文中存在的缺點(diǎn)和錯(cuò)誤敬請(qǐng)老師批評(píng)指正。
致 謝
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在楊占堯老師的指導(dǎo)下完成的,楊老師除了給出了參考題目外,又幫助解釋論文格式。在設(shè)計(jì)論文的過(guò)程中,又幫助分析題目,給出具體的設(shè)計(jì)方案和思路,分析設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題和解決方法,并幫助找到相關(guān)方面的書(shū)籍。同時(shí)在本設(shè)計(jì)中得到了翟老師,原老師的幫助對(duì)于老師門(mén)給與的熱情幫助,再次表示衷心的感謝!
在完成本論文的過(guò)程中還得了廣大同學(xué)的熱情幫助,才使論文得以順利完成。在此對(duì)各位老師和同學(xué)們表示衷心的感謝!由于本人能力有限,論文中難免存在一些漏洞,還請(qǐng)指導(dǎo)老師加以指正。
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