蓋體制件沖壓模具設(shè)計(jì),體制,沖壓,模具設(shè)計(jì) 北華航天工業(yè)學(xué)院 第1章 蓋體制件的工藝分析 名稱(chēng)： 蓋體 零件簡(jiǎn)圖： 如下圖1所示 材料： H62 料厚： 1mm 圖1 材料H62的力學(xué)性能： 抗剪強(qiáng)度τ/MPa τ=412 抗拉強(qiáng)度σb/ MPa σb=412 H62為雙相黃銅，強(qiáng)度較高，有一定的耐腐蝕性，不適宜冷變形加工，可進(jìn)行熱變形加工。 1. 工件的內(nèi)、外角沒(méi)有尖銳的轉(zhuǎn)角，圓角半徑均大于板厚，容易加工 2. 工件上沒(méi)有窄長(zhǎng)的懸臂和凹槽，拉深部分也屬于淺拉深，較易完成 3. 孔與孔之間、孔到邊緣的距離均大于兩倍的板厚，滿(mǎn)足加工要求 4. 孔的大小滿(mǎn)足所能沖至的最小孔頸 此蓋體制件為錐筒形件，形狀簡(jiǎn)單，所有尺寸均為自有公差，對(duì)工件厚度變化也沒(méi)有作要求。制件的圓角R=2>t，滿(mǎn)足拉深要求。由于未注明公差等級(jí)，所以按照未標(biāo)公差等級(jí)處理，選擇IT14級(jí)進(jìn)行計(jì)算。 第2章 工藝方案的確定 制件材料為比較貴重的黃銅，要合理安排工藝，以減少?gòu)U料提高材料的利用率，降低成本。 根據(jù)制件的工藝性分析，其基本工序有落料、沖孔、拉深、翻孔、切邊五種。按其工序先后組合，可得如下幾種方案： (1) 落料—拉深—再拉深—沖孔—翻邊—切邊 單工序沖壓 (2) 落料—拉深—再拉深—切邊—沖孔—翻邊 單工序沖壓 (3) 落料沖孔—拉深—再拉深—翻邊—切邊 復(fù)合沖壓 (4) 落料拉深—再拉深—切邊—沖孔—翻邊 復(fù)合沖壓 (5) 落料拉深—再拉深—沖孔—翻邊—切邊 復(fù)合沖壓 方案(1)、(2)屬于單工序沖壓。由于此制件尺寸較小，這兩種方案生產(chǎn)效率低，操作也不安全，故不宜采用。 方案(3)（4）（5）均屬于復(fù)合沖壓。 對(duì)于方案(3)，如果先沖孔，在后續(xù)的拉深過(guò)程中孔會(huì)變形，特別是凸緣部分的四個(gè)Φ5.2的孔發(fā)生變形后，不符合制件的工作要求。故不選擇方案(3)。 對(duì)于方案(4)，沖孔安排在后面，解決了方案(3)中孔變形的問(wèn)題，但是先切完邊后，在后續(xù)的沖孔過(guò)程中，有效的壓邊表面積減小，使工件的定位受到影響，不利于后續(xù)的工序。 對(duì)于方案(5)，既解決了方案（1）（2）的生產(chǎn)率低的問(wèn)題，又避免了（3）（4）中的問(wèn)題。 綜上所述，選擇方案(5)最為合適。 第3章 工藝尺寸的計(jì)算 3.1 計(jì)算毛坯尺寸 沖裁是為拉深沖制毛坯，其形狀與尺寸需要根據(jù)拉深件進(jìn)行計(jì)算，拉深件為一個(gè)簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)體圓錐筒，拉深過(guò)程中料厚不變，可按拉深前后面積不變的原則進(jìn)行計(jì)算。按照面積不變?cè)瓌t求解 ， 整理，得 D0= 式中 A——拉深件的總面積； D0——拉深件的毛坯直徑； Ai——拉深件各組成部分的面積。 為方便計(jì)算，將制件分為A、B、C、D、E、F六部分，分段計(jì)算，最后求和，得出毛坯的總面積。如下圖2所示： 圖2 特別說(shuō)明的是，制件的凸緣是矩形的，但是在生產(chǎn)過(guò)程中，如果在下料時(shí)就下成矩形的落料件，不利于后續(xù)的拉深成形，故下料時(shí)的落料件為圓形，矩形是在最后經(jīng)切邊工序得到的。故為方便計(jì)算，在計(jì)算毛坯時(shí)，凸緣按圓周處理。 B段：r=2.5 d=40 AB=πr (πd-4r) /2 = 454.21mm2 C段 d0=29 d=35 h=20 AC=??l（d0+d）/2=2033.11mm2 D段 d=29 h=13 AD=πdh=1184.38mm2 E段 d=24 r=2.5 AE=πr(πd+4r) /2=335.358mm2 F段 d=24 AF=π4d2=452.39mm2 查表得凸緣的修邊余量為δ=2.2 故凸緣的可看作圓環(huán) 外圓直徑D=522+2.2 內(nèi)圓環(huán)直徑d=40 AA=π4(D2-d2)=3588.01 A毛坯=AA+AB+AC+AD+AE+AF=8047.454mm2 又A毛坯=π4D毛坯2 解得 D毛坯=101mm 3.2 確定拉深系數(shù)及拉深次數(shù) 3.2.1 判斷能否一次拉深 df/d=74/30=2.466，t/D=1/101=0.99，查表得首次拉深允許的最大相對(duì)高度為h1/d1=0.22∽0.27。而制件的相對(duì)高度h/d=1.2，所以一次拉不成。 決定實(shí)際采用的毛坯直徑 考慮到板料的厚度，為了防止后續(xù)拉伸出現(xiàn)拉破的現(xiàn)象，決定首次拉深按表面積計(jì)算多拉入5％的材料，在后續(xù)拉深再將多拉入的料返還到凸緣，就可以防止再拉深時(shí)因凸緣材料再流入凹模而出現(xiàn)拉破現(xiàn)象。則實(shí)際采用的毛坯直徑D1為 D1=1.05D=103.49≈103.5mm 3.2.2 計(jì)算首次拉深直徑 要確定帶凸緣件的首次拉深系數(shù)mt，需已知df/d1，單但首次拉深直徑d1尚未拉出，只好先假定一個(gè)df/d1值，計(jì)算出d1后，再驗(yàn)算所取mt是否合適。 設(shè)df/d1=1.54，由表查的mt=0.47則首次拉深直徑為 d1=mtD1=0.47×103.5=48.64mm 3.2.3 驗(yàn)算所選的mt是否合適 由表查的首次拉深允許的最大相對(duì)高度為h/d，再計(jì)算首次拉深工序件的相對(duì)高度h1/d1。 為了計(jì)算首次拉深工序件的高度，需要首先確定拉深的圓角半徑rp與rd。 取rp=rd=r1 r1=0.8(D1-d1)t=7.45mm 則h1=0.25(D12-df2)d1+0.86r1 其中D1=103.5mm df=74mm d1=48mm t=1mm 代入數(shù)字，解得h1=33.3424mm h1/d1=0.686 表中所給h/d=0.37∽0.44 h1/d1>h/d 顯然所選取的mt不合適。 重新選取df/d1=1.48 查的mt=0.5 則d1=mtD1=0.5×103.5=51.75≈51mm 取rp=rd=r1 r1=0.8(D1-d1)t 則h1=0.25(D12-df2)d1+0.86r1 其中D1=103.5mm df=74mm d1=51mm t=1mm 代入數(shù)字，解得h1=30.8mm h1/d1=0.6 表中所給h/d=0.45∽0.53 h1/d1>h/d 顯然所選取的mt還不合適。重新選取。 設(shè)df/d1=1.3，由表查的mt=0.53則首次拉深直徑為 d1=mtD1=0.53×103.5=54.8mm≈55mm 取rp=rd=r1 r1=0.8(D1-d1)t 則h1=0.25(D12-df2)d1+0.86r1 其中D1=103.5mm df=74mm d1=55mm t=1mm r1=5mm 代入數(shù)字，解得h1=28.97mm h1/d1=0.53 表中所給h/d=0.5∽0.6 h1/d1

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