拉深工序计算与模具结构设计ecny.docx
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1、摘要拉深是利利用模具具使平板板毛坯变变成为开开口的空空心零件件的冲压压方法,用用拉深工艺艺可以制制成筒形形、阶梯梯形、锥锥形、抛抛物面形形、盒形形和其他他不规则则形状的的薄壁零零件,其其中又以以筒形件件简单和和多见,而而有凸缘缘筒形件件又分为为宽凸缘缘和窄凸凸缘件。在拉深工工艺设计计时,必必须知道道冲压件件能否一一次拉出出,这就就引出了了拉深系系数的概概念。拉拉伸系数数决定于于每次拉拉深时允允许的极极限变形形程度。在在多次拉拉深中,对对于宽凸凸缘拉深深件,则则应在第第一次拉拉深时,就就拉成;零件所所要求的的凸缘直直径,而而在以后后各次拉拉深中,凸凸缘直径径保持不不变。为为了保证证以后拉拉深时凸
2、凸缘不变变形,宽宽凸缘拉拉深件首首次拉入入凹模的的材料应应比零件件最后拉拉深部分分实际所所需材料料多3%5%,这些多多余材料料在以后后各次拉拉深中,逐逐渐将减减少部分分材料挤挤回到凸凸缘部分分,使凸凸缘增厚厚,从而而避免拉拉裂。关键词:拉深;成型工工艺;拉裂在毕业设设计网注注册后联联系客服服均可获获赠您要要求的毕毕业设计计资料客服QQQ:819110400 说明:本本软件/论文系系有偿阅阅读、使使用,完完整CAD图纸或或源代码码请联系系客服购购买*全国最全全毕业设设计,详详细目录录请加QQ8819110400索取模具毕业业设计(注注塑模,冲冲压模),计计算机毕毕业设计计(ASPP, AASP.
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6、s:deeep ddrawwingg; foormiing proocesss; resstriictiion craack目录摘 要IAbsttracctII1 绪绪论12 拉拉深件的的工艺性性分析32.1 分析析工件的的冲压工工艺性32.2.1 工件形形状32.2 088F材料料的化学学成分和和机械性性能43 拉拉深工序序计算53.1 阶梯梯形筒形形件的拉拉深工序序计算原原则53.1.1 阶梯形形件拉深深工序计计算程序序53.2 必要要的工序序计算53.2.1 修边余余量的的确定53.2.2 毛坯尺尺寸计算算53.2.3 判断阶阶梯筒形形部分的的拉深次次数73.2.4 确定工工件的制制造工
7、序序步骤83.2.5 画出拉拉深工序序图94 工工序压力力计算和和压力机机的选择择114.1 压力力机的选选择原则则114.2 落料料拉深工工序压力力计算114.2.1 排样图图的设计计114.2.2 计算落落料拉深深复合工工序压力力154.2.3 初选压压力机174.2.4 校核压压力机的的电动机机功率184.3 二次次拉深工工序压力力计算204.3.1 计算二二次拉深深工序压压力204.3.2 初选压压力机214.3.3 校核压压力机的的电动机机功率224.4 扩口口力计算算234.4.1 计算扩扩口工序序压力234.4.2初选选压力机机244.3.3 校核压压力机的的电动机机功率255
8、模模具结构构设计265.1 落料料拉深工工序模具具设计265.1.1 落料拉拉伸复合合模选用用原则265.1.2 模具工工作部分分尺寸和和公差计计算265.1.3 模具其其他零件件的结构构尺寸计计算285.2 二次次拉深工工序模具具设计325.2.1 模具结结构形式式选择325.2.2 模具工工作部分分尺寸和和公差计计算335.2.3 模具其其他零件件的结构构尺寸设设计33结论338参考文献献38致 谢谢391绪论一:冲压压的特点点和应用用冲压是利利用安装装在冲压压设备(主主要是压压力机)上上的模具具对材料料施加压压力,使使其产生生分离或或塑性变变形,从从而获得得所需零零件的一一种压力力加工方
9、方法。冲冲压通常常是在常常温下对对材料进进行冷变变形加工工,且主主要采用用板料来来加工成成所需零零件,所所以也叫叫冷冲压压或板料料冲压。冲冲压所使使用的模模具称为为冲压模模具,简简称冲模模。冲模模是将材材料(金金属或非非金属)批批量加工工成所需需冲件的的专用工工具。冲冲模在冲冲压中至至关重要要,没有有符合要要求的冲冲模,批批量冲压压生产就就难以进进行;没没有先进进的冲模模,先进进的冲压压工艺就就难以实实现。与机械加加工及塑塑性加工工的其他他方法相相比,冲冲压加工工无论在在技术方方面还是是经济方面都具具有许多多独特的的优点。主主要表现现如下:1. 冲压加工工的生产产率高,且且操作方方便,易易于实
10、现现机械化化和自动动化。这这是因为为冲压是是依靠冲冲模和冲冲压设备备来完成成加工,普普遍压力力机的行行程次数数为每分分钟几十十次,高高速压力力机每分分钟可达达数百次次甚至千千次以上上,而且且每次冲冲压行程程就可能能得到一一个冲件件。2. 冲压时由由模具保保证了冲冲压件的的尺寸和和形状精精度,且且一般不不破坏冲冲压材料料的表面面质量,而而模具的的寿命一一般较长长,所以以冲压件件的质量量稳定,互互换性好好,具有有“一模一一样”的特征征。3. 冲压可加加工出尺尺寸范围围较大,形形状较复复杂的零零件,如如小到钟钟表的秒秒针,大大到汽车车纵梁,覆覆盖件等等,加上上冲压时时材料的的冷变形形硬4. 化效应,
11、冲冲压件的的硬度和和刚度均均较高。5. 冲压一般般没有切切屑碎料料生成,材材料的消消耗较小小,且不不需要其其他加热热设备,因因而是一一种省料料,节能能的加工工方法,冲冲压件的的成本较较低。但是,冲冲压加工工所使用用的模具具一般具具有专用用性,有有时一个个复杂零零件需要要数套模模具才能能加工成成形,且且模具制制造的精精度高,技技术要求求高,是是技术密密集形产产品。所所以,只只有在冲冲压件生生产批量量较大的的情况下下,冲压压加工的的优点才才能充分分表现,从从而获得得较好的的经济效效益。冲压的现现代工业业生产中中,尤其其是大批批量生产产中应用用十分广广泛。相相当多的的工业部门越越来越多多地采用用冲压
12、加加工方法法加工产产品零部部件,如如汽车,农农机,仪仪器,电电子,航航空,航航天,家家电及轻轻工等行行业。在在这些工工业部门门中,冲冲压件所所占的比比重都相相当的大大,少则则60%上,多多则90%以上。因因此可以以说,如如果生产产中不广广泛采用用冲压工工艺,许许多工业业部门要要提高生生产效率率和产品品质量,降降低生产产成本,快快速进行行产品更更新换代代等都是是难以实实现的。二:冲压压现状与与发展方方向目前,我我国冲压压技术与与先进工工业发达达国家相相比还相相当落后后,主要要原因是是我国在在冲压基基础理论论及成形形工艺、模模具标准准化、模模具设计计、模具具制造工工艺及设设备等方方面与工工业发达达
13、国家尚尚有相当当大的差差距,导导致我国国模具在在寿命、效效率、加加工精度度、生产产周期等等方面与与先进工工业发达达国家的的模具相相比差距距相当大大。随着工业业产品质质量的不不断提高高,冲压压产品生生产正呈呈现多品品种、少少批量,复复杂、大大型、精精密,更更新换代代速度快快的变化化特点,冲冲压模具具正向高高效、精精密、长长寿命、大大型化方方向发展展。为适适应市场场变化,随随着计算算机技术术和制造造技术的的迅速发发展,冲冲压模具具设计与与制造技技术正由由手工设设计、依依靠人工工经验和和常规机机械加工工技术向向以计算算机辅助助设计(CAD)、数数控切削削加工、数数控电加加工为核核心的计计算机辅辅助设
14、计计与制造造(CADD/CAAM)技术术转变。2拉深件件的工艺艺性分析析2.1 分析工工件的冲冲压工艺艺性图2.11工件图2.2.1工件件形状如图2.1所示,该该工件形形状简单单对称,为为轴对称称拉深件件,在圆圆周方向向上的变变形是均均匀的,模模具加工工也比较较容易。(1) 从工件形形状看,属属于阶梯梯形拉深深件。阶阶梯形件件的拉深深与圆筒筒形件的的拉深基基本相同同,其主主要考虑虑的问题题是阶梯梯件是否否可以一一次拉成成。 拉深阶梯梯筒形与与锥形部部分。先判定是是否能一一次拉深深成,否否则要经经多次拉拉深。根根据计算算查表大大概确定定要多次次拉深,先先拉深小小直径后后大直径径的。 扩口(2)制
15、制件材料料塑性较较好,对对拉伸、成成形比较较合适。制制件尺寸寸精度、同同轴度要要求高。内内表面要要求光亮亮平整。且且圆角RR1、R2较小。需需要增加加整形工工序。为为保证孔孔尺寸229mmm及同轴轴度要求求,扩口口需放在在整形之之后,以以防整形形时孔变变形。2.2008F材料的的化学成成分和机机械性能能工件的材材料为08F,属于于优质碳碳素结构构钢,优优质沸腾腾钢,强强度、硬硬度低,冷冷变形塑塑性很好好,可深深冲压加加工,焊焊接性好好。成分分偏析倾倾向大,时时效敏感感性大,故故冷加工工时应采采用消除除应力热热处理或或水韧处处理,防防止冷加加工断裂裂。 008F的主要要机械性性能如下下:抗拉强度
16、度(兆帕帕) 2800-3990屈服强度度(兆帕帕)1880抗剪强度度(兆帕帕) 2220-3100延伸率 322%3 拉深深工序计计算3.1阶阶梯形筒筒形件的的拉深工工序计算算原则3.1.1阶梯梯形件拉拉深工序序计算程程序(1)选选定修边边余量(2)计计算毛坯坯直径D(3)判判断是否否一次拉拉深成形形(4)根根据各工工序确定定必要的的拉深工工序(5)初初步画出出工序图图(6)确确定各工工序的圆圆角半径径(7)计计算第一一次拉深深高度并并校核是是否安全全(8)计计算以后后各次的的拉深高高度3.2必必要的工工序计算算3.2.1 修修边余量量的确定定因为在设设计过程程中毛坯坯件的尺尺寸确定定是由二
17、二次拉深深后的工工件确定定的,而而二次拉拉深后的的工件还还需要切切去1.5的多余余边,所所以由下下面计算算出的毛毛坯尺寸寸已经包包括修边边余量,故故不需要要修边余余量的确确定。3.2.2 毛毛坯尺寸寸计算板料在拉拉深过程程中,材材料没有有增减,只只有发生生属性变变化。在在变形过过程中,材材料时以以一定的的规律转转移的,所所以毛坯坯的形状状必须负负荷金属属在变形形时的流流动规律律,其形形状一般般与拉深深件周边边形状相相似。所所以,对对于旋转转体来说说,毛坯坯的形状状无疑以以一块圆圆板,只只要求出出它的直直径。拉拉深前后后,拉深深件及其其毛坯的的重量不不变,材材料厚度度虽有变变化,但但其平均均值与
18、毛毛坯原始始厚度非非常接近近,则其其面积基基本不变变。可按按公式计计算把如图33.1所所示工件件中性层层的面积积分成7部分图3.11图A=aa1+a2+a3+a4+a5+a6+a7 厚厚度t=11mma1=dd1h1=3.1455.5554=9933.05mmm2a2=3844.388mm2a3=(d2/2)2-(dd3/2)2=(551/22)23.114-(46/2)223.114=3380.92mm2a4=4884.336mmm2a5=dd4h=4423.1422=2663.889mmm2a6=21668.994mmm2a7=(18.33/2)22=2663.889mmm2A=a11+a
19、2+a3+a4+a5+a6+a7=9333.055+3884.338+3380.92+4844.366+2663.889+221899.944+2663.889=48779.336mmm2D=78.83mmm23.2.3 判判断阶梯梯筒形部部分的拉拉深次数数(1)判判断半圆圆部分是是否能够够一次拉拉伸成形形毛坯相对对厚度为为(t/DD)1000=1100/78=1.2282拉深系数数为 m=50/78.8=00.6334拉深相对对高度为为 HH/d=(266-1)/48=0.3663查表得工工件第一一次拉深深的最小小拉伸系系数为 m1=0.555查表得工工件第一一次拉深深的最大大相对高高度为h
20、1/d1=0.840.660因为mm1,H/dm2,H/dhh2/d2,故该阶阶梯部分分能一次次拉出。同理,小小阶梯以以及锥形形部分是是在半圆圆基础上上拉深的的,故其其各系数数满足两两次拉深深的要求求。由以上分分析可以以把二次次拉深时时工件分分成上下下两部分分看待,上上部分大大阶梯,下下部分在在第一次次拉成的的半圆基基础上继继续拉深深。3.2.4确定工工件的制制造工序序步骤初步确定定工序顺顺序为:落料拉拉伸(半圆)拉伸伸(阶梯)修边冲孔孔扩口。若以基本本工序为为工艺方方案,则则生产率率低,工工件累计计误差打打,且设设计多套套模具成成本较高高。考虑虑到生产产批量为为大批量量,同时时拟采用用的冲压
21、压设备为为中小型型压力机机,应尽尽量将工工序合并并,但又又不能把把模具弄弄得太复复杂。从从模具结结构上分分析,整整形、拉拉伸和镦镦内角可可以复合合,大、小小阶梯同同时整形形才能保保证同轴轴度要求求。小阶阶梯落料料拉伸能能否一次次拉伸成成形需在在后面进进行工艺艺计算验验证。此此时工艺艺方案可可暂定为为:落料料拉伸拉伸伸整形冲孔孔扩口。综上所述述,工艺方案案最终修修订为:落料拉拉伸二次次拉伸整形形冲孔孔扩口。3.2.5画出拉拉深工序序图图3.224工序压压力计算算和压力力机的选选择4.1 压力机机的选择择原则冲压设备备的选择择直接关关系到设设备的合合理使用用,安全全,产品品质量,模模具寿命命,生产
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