拉深模课程设计说明书.doc

冲压模具课程设计课题名称：无凸缘圆筒形件拉深模设计青岛理工大学学 院： 机械工程学院 专业班级：材料成型与控制工程091班姓 名： 学 号： 指导老师： 日 期:2012.12.25-2013.01.05 目 录一 前言3二 设计任务书及零件图4三 对拉深件进行工艺分析5四 工艺方案的分析和确定6五 主要工艺参数的计算7六 模具主要零件尺寸的确定11七 压力机的选择14八 模具闭合高度的校核15九 设计小节17十 参考文献18第一章 前 言模具工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业界的高度重视，发达国家有“模具工业是进入富裕社会的源动力”之说，可见其重视的程度。当今，“模具就是经济效益”的观念，已被越来越多的人所接受。模具技术水平在很大程度上决定于人才的整体水平，而模具技术水平的高低，又决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力，因此模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。我们这次课程设计的任务是设计一套无凸缘圆筒形工件拉深模，即老师给出零件及生产要求与精度要求，在老师的指导下设计出一套符合要求的拉深模。由于是初次设计，经验不足，因此在设计过程中难免走了不少弯路，犯了不少错误，但是这些这些都将成为我们以后设计的宝贵经验。虽已经多次计算、修改，但仍可能还存在有疏漏和不当之处，敬请批评、指出。 第二章 设计任务书及零件图制件如图1所示，材料为10钢板，料厚为1mm，大批量生产。 工件图如下所示：图1要求 根据所设计工件的尺寸、形状、批量等原始数据和要求，每人独立设计、绘制完成一套冲压模具。包括； （1）模具装配图1张（按1：1比例，或适当比例）；（2）模具工作零件图2-3张（按1：1比例，或适当比例）；（3）设计说明书一份；第三章 对拉深件进行工艺分析此工件为无凸缘圆筒形工件，要求内形尺寸，没有厚度不变的要求。此工件的形状满足拉深的工艺要求，可用拉深工序加工。根据制件的材料、厚度、形状及尺寸，在进行冲压工艺设计和模具设计时，应特别注意以下几点：1该制件为圆形拉深件，因此在设计时，毛坯尺寸的计算是一个重点。2制件不大，可能需要经过多次拉深。如果需要经过多次拉深，则拉深工序的确定以及拉深工序件尺寸的计算是正确进行工艺和模具设计的关键。3冲裁间隙、拉深凸凹模间隙以及每道拉深工序的高度的确定，应符合制件的要求。4各工序凸凹模动作行程的确定应保证各工序运动稳妥、连贯。第四章 工艺方案的分析和确定根据该零件的形状特征，该产品属于拉深件，只需要进行拉深一道工序。根据拉深工序基本工序，可以对它作不同的选择，即得出工艺方案，具体可排出以下方案：选择圆形毛坯，直接拉深成型。方案中，形位精度相对较底，但是模具结构较简单，制造周期较短，生产成本不高，对精度要求不太高，中小批量生产比较合适，对于模具的磨损修复也比较容易。根据现有条件和技术水平，产量及经济方面考虑，此方案比较适合。第五章 主要工艺参数的计算拉深工序间尺寸：为了计算拉深工序间尺寸必须先确定拉深次数从而确定计算方法。 图 2工件底部圆角半径r=8mm，大于拉深凸模圆角半径r凸=46mm（见表4-3，首次拉深凹模的圆角半径r凹=6t=6mm，而r凸=（0.61）r凹=46mm，r>r凸），满足首次拉深对角圆角半径的要求。1毛坯尺寸的确定零件的相对高度H/d(29.5-0.5)/(72.7+0.35+1)0.4，而拉深高度20mmH50mm，根据资料可知，修边余量2，毛坯直径按等面积法计算：（1） 圆筒部分面积为：A1=d(h+) 式中 d为圆筒部分的中径。（2） 圆角球台部分的表面积为：A2=2(do/2+2r/)r/2 式中do为底部平板部分的直径； r为工件中线在圆角处的圆角半径。（3） 底部表面积为：A3=/4 do²工件的表面积A为A1 、A2、A3部之和，即A=d(h+)+ 2(do/2+2r/)r/2+/4 do²=/4 D²则D=其中d=74mm,H=31mm,r=8.5mm,代入上式求出D=115.94mm 取D为116mm2 确定是否用压边圈用式（4-33）判断拉深时是否需要压边。因0.045（1m）=0.045*（10.64）=0.0162，而毛坯的相对厚度t/D0.00860.0162，固需要压边圈。3 确定拉深次数拉伸系数m总=d/D=0.633当毛坯相对厚度t/D=0.0086时，采用查表法,得m=0.54因为m总> m,所以一次拉深就可完成。4压边力、拉深力的计算1）由表4-15确定压边力的计算公式为：FQ=/4D²（d1+2r凹）²式中r凹=r凸=8mm，D=116mm，d1=74mm，由表4-16查的p=2.7MPa把各已知数据代入上式，得压边力为FQ=11350N2）用式（4-35）计算拉深力F=dtbk已知m=0.64，查表4-18，得b=440Mb ，k=0.75代入上式得F=0.75×3.14×74×440×1 =76700N5模具压力中心的确定由于该制件的毛坯及各工序件均为轴对称图形，而且只有一个工位，因此压力中心必定与制件的几何中心重合。第六章 模具主要零件尺寸的确定1拉深模的间隙由表4-12查得拉深模的单边间隙为：Z/2=1.1t=1.1mm则拉深模的间隙Z=2.2mm。2拉深模的圆角半径凹模的圆角半径r凹按表4-13选取，R凹=8t=8mm。凸模的圆角半径r凸等于工件的内圆角半径，即：r凸=r=8mm。3凸、凹模工作部分的尺寸和公差1）由于工件要求内形尺寸，则以凸模为设计基准。凸模尺寸的计算见式（4-26）。dp=(dmin+0.4)将模具公差按IT10级选取，则=0.12mm。已知dmin=72.7mm, =0.7mm, =0.12代入上式，则凸模尺寸为dp=72.98mm。2）间隙取在凹模上，则凹模的尺寸按式（4-27）计算，即：d=(dmin+0.4+Z) 已知dmin=72.7mm, =0.7mm,Z=2.2mm, =0.12mm代入上则凹模的尺寸为d=75.18mm。4确定凸模的通气孔由表4-14查得，凸模的通气孔直径为6.5mm。5磨柄的选择按JB/T7646.1-1994 选择压入式5070,材料Q235-A·F。6卸料装置 根据模具结构选用弹性卸料装置，其中弹性元件选用橡胶橡胶的尺寸计算如下：（1）根据工作行程S计算橡胶的自由高度，如下H=（3.54）S=3.6·33=120mm；（2）根据自由高度H计算橡胶的装配高度，如下H2=（0.850.9）H=0.9·120=108mm；（3）在装配时，根据模具空间大小确定橡胶的断面面积；（4）计算橡胶的高度H与直径D之比=0.8,且0.50.81.5，满足要求。7销、钉的选择1)定位销的选择定位销尺寸选用M10。2)螺钉的选择为使凸凹模固定板安装在上模架和凹模安装在下模架上时不影响模具在压力机上的安装，应采用内六角圆柱头螺钉，其中固定螺钉选用M10，卸料螺钉选用M12，其,长度应根据强度和所需连接高度选择，参考标准。第七章 压力机的选择由于该制件是一件小型制件，且精度要求不高，因此选用开式可倾压力机。它具有工作台面三面敞开，操作方便，成本低廉的优点。同时，选用拉深压力机还应该对拉深功进行校核，否则会出现压力机在力的大小满足要求，但是功率有可能过载，飞轮转速降低，从而引起电动机转速降低过大，损坏电动机。因此精确确定压力机压力应该根据压力机说明书中给出的允许工作负荷曲线，并校核功率。但是在一般条件下，可以根据生产车间的实际情况，在现有压力机中选取选择压力机公称压力时，应该使拉深力在压力机的许用公称压力范围内，而不是简单的根据拉深力去选择压力机。拉深时，欲使压力机的精度高保持良好的工作状态，最好在公称压力的80%以下使用F公称 >= F总 /80%=70440N。同时压力机的工作行程需要考虑工件成形和方便取件，因此，工作行程S2.5h=2.5·31.5mm=78mm综上所述根据冲压模具简明设计手册表13.9，确定选择JA21-35压力机。第八章 模具闭合高度的校核 上模座高度35mm，垫板厚度8mm，次垫板厚度14mm，模具凸模高30mm， 下模座高度40mm，压边圈高度20mm，凸模固定板高度20mm，自由高度25mm，则模具闭合高度H=（35+8+14+30+20+20+40+25）mm =192mm。 小于压力机的最大封闭高度，符合要求。无凸缘圆筒形件的拉深模1-打杆 2-挡环 3-模柄 5、15-螺钉 4-上模座 6-垫板 7-中垫板 8-凹模 9-打板 13、21-销钉 10-压边圈 11-凸模 12-凸模固定板 14-下模板 15、18-托板 16-橡胶板 17-螺柱 19-螺母 20-卸料螺钉 第九章 设计小结通过本次毕业设计，使我清楚了自己这三年来收获了什么、收获了多少，从而给自己一个全新的、正确的定位，为以后更好的学习指明了方向，更为以后的工作奠定了基础。总体上来说在开始的设计时，感觉一切都是那么陌生和生疏，根本就无从下手。这与我觉得所学的知识都掌握得很好形成了一个鲜明的对比。无奈之下，只有把借来的资料全部翻看了一遍，这样才对设计的切入点有了一个准确的定位。在毛坯尺寸计算时，把数据代入公式的时候，没有弄清公式中字母所代表的含义和具体意义，就自以为是的把数据代了里面，结果后面设计了很大的一部分的内容偶然发现所写的数据不对，再回头重新计算，前面的内容全都是一纸空文，而后面的内容又要重新设计。完成此次设计使我明白,设计一样东西并不是单一的依靠一门学科,某种东西,它可能需要多方面的东西，是通过各个方面的知识积累以及动手实践做出来,而绝非凭空想出来的,它是实实在在不掺一点水儿的,只有自己掌握了各方面的知识才能更好的去制造去设计,使我更加明白不论做什么都要认真,一点一滴去积累,踏踏实实去做才能慢慢走向成功。第十章 参考文献1、 曹立文 王东 丁海娟 郭世清编新编实用冲压模设计手册 人民邮电出版社2008.102、 张修正编用冲压模结构设计手册化学工业出版社2009.123、 刘朝福冲压模具设计师速查手册 化学工业出版社2011.34、 李文超 马立杰 袁进UG冲压模设计与制造化学工业出版社 2008.45、 姜奎华冲压模工艺与模具设计机械工业出版社1998.5（2008.7冲印）6、 胡敬佩 冲压工识图 化工工业出版社 2009