【CY004】盖冒垫片冲压模具设计【2】【模具专业毕业课程设计论文】.rar
1 目 录 一、工件工艺性分析 2 二、拉深工艺及拉深模有设计 2 1、 设计要点 .2 2、 有凸缘圆筒形件的拉深方法及工艺计算 .3 3、 宽凸缘圆筒形件的工艺计算要点 .4 4、拉深凸模和凹模的间隙 5 5、拉深凸模,凹模的尺寸及公差 6 6、凹模圆角半径 rd .7 7、凸模圆角半径 rp 7 三、冲裁工艺及冲裁模具的设计 8 1、凸模与凹模刃口尺寸的计算 8 2、凸、凹模刃口尺寸的计算方法 8 四、模具的其它零件 .13 五、压力机的选择 .19 六、主要组件的装配 .21 七、模具的工作过程 .23 2 盖冒垫片设计说明书 一、工件工艺性分析 如右图 1 所示:工件为有凸缘圆筒形零件,且在凸缘上均匀分布 4 个相同的孔。故可得知此工件为:落料拉深冲孔所得,其加工工艺 过程为:落料拉深冲孔,各尺寸关系如图 1 所示 二、拉深工艺及拉深模有设计 1、 设计要点 设计确定拉深模结构时为充分保证制件的质量及尺寸的精度,应注 意以下几点 1) 拉深高度应计算准确,且在模具结构上要留有安全余量,以 便工件稍高时仍能适应。 2) 拉深凸模上必须设有出气孔,并注意出气孔不能被工件包住 而失去作用。 3) 有凸缘拉深件的高度取决胜于上模行程,模具中要设计有限 3 程器,以便于模具调整。 4) 对称工件的模架要明显不对称,以防止上、下模位置装错, 非旋转工件的凸、凹模装配位置必须准确可行,发防松动后发生 旋转,偏移而影响工件质量,甚至损坏模具。 5) 对于形状复杂,需经过多次拉深的零件,需先做拉深模,经 试压确定合适的毛坯形状和尺寸后再做落料模,并在拉深模上按 已定形的毛坯,设计安装定位装置。 6) 弹性压料设备必须有限位器,防止压料力过大。 7) 模具结构及材料要和制件批量相适应。 8) 模架和模具零件,要尽是使用标准化。 9) 放入和取出工件,必须方便安全。 2、 有凸缘圆筒形件的拉深方法及工艺计算 有凸缘筒形件的拉深原理与一般圆筒形件是相同的,但由于带有 凸缘,其拉深方法及计算方法与一般圆筒形件有一定差别。 1) 在凸缘拉深件可以看成是一般圆筒形件在拉深未结束时的半 成品,即只将毛坯外径拉深到等于法兰边(即凸缘)直径 df时的 拉深过程就结束。因此其变形区的压力状态和变形特点应与圆筒 形件相同。 4 根据凸缘的相对直径 df/d 比值同有凸缘筒形件可分为:窄凸缘 筒形件(d f/d=1.11.4)和宽凸缘筒形件(d f/d1.4) 。显然此工件 df/d=50/21=2.381.4 为宽凸缘筒形件。下面着重对宽凸缘件的拉深 进行分析,主要介绍其与直壁筒形件的不同点。 当 rp=rd=r 时(图 2),宽凸缘件毛坯直径的计算公式为: (1)rf dh4.7D 根据拉深系数的定义宽凸缘件总拉深系数仍可表示为: (2)drhdmf 4.3/)/(2 3、 宽凸缘圆筒形件的工艺计算要点 1)毛坯尺寸的计算,毛坯尺寸的计算仍按等面积原理进行,参考 无凸缘筒形件毛坯的计算方法计算,毛坯直径的计算公式见式(1) , 其中 df要考虑修边余量 ,其值可从冲压工艺与模具设计表 4.22 中查得 1.6mm 即 df=50+1.6=51.6mm 则 D= =54.75mm5.3*214.7*216.5 根据拉深系数的定义,宽凸缘件总拉深系数仍可表示为: 5 M= 38.0475.21Dd 2)判断工件是否一次拉成,这只须比较工件实际所需的总拉深系 数和 h/d 与凸缘件第一次拉深系数和极限拉深系数的相对高度即可。 m 总 m 1,当 1, h/dh 1/d1时可以一次拉成,工序计算到此结束,否 则应进行多次拉深。m 总 =0.38 h/d= =0.33。由冲压工艺与模具21 7 设计表 4.2.6 查得此凸缘件的第一次拉深系数 m1=0.37。由表 4.2.7 查得此凸缘件的第一次拉深最大相对高度 h1/d1=0.280.35 之间, 可知 m 总 m 1,h/dh 1/d1可一次拉成。 4、拉深凸模和凹模的间隙 拉深模间隙是指单面间隙,间隙的大小对拉深力,拉深件的质量, 拉深模的寿命都有影响,若 c 值大小,凸缘区变厚的材料通过间隙 时,校正和变形的阻力增加,与模具表面间的摩擦,磨损严重,使 拉深力增加,需件变薄严重,甚至拉破,模具寿命降低。间隙小时 得到的零件侧壁平直而光滑,质量较好,精度较高。 间隙过大时,对毛坯的校直和挤压作用减小,拉深力降低,模具的 寿命提高,但零件的质量变差,冲出的零件侧壁不直。 因此拉深模的间隙值也应合适,确定 c 时要考虑压边状况,拉深 次数和工件精度高。其原则是:即要考虑材料本身的公差,又要考 虑板料的增厚现象,间隙一般都比毛坯厚度略大一些。不用压边圈 时,考虑到起皱的可能性取间隙值为: C=(11.1)tmax 6 有压边圈时,间隙数值也可按表 4.6.3 取值(冲压工艺与模具设 计 ) ,此工件的拉深间隙可取, C=1.1t=1.1mm 5、拉深凸模,凹模的尺寸及公差 工件的尺寸精度由末次拉深的凸、凹模的尺寸及公差决定,因此 除最后一道拉深模的尺寸公差需要考虑外,首次及中间各道次的模 具尺寸公差和拉深半成品的尺寸公差没有必要做严格限制。这是模 具的尺寸只取等于毛坯的过渡尺寸即可。此工件内形尺寸公差有要 求,故以凸模为基准,先定凸模尺寸考虑到凸模基本不磨损, (其尺 寸关系如图 3 所示)以及工件的回弹情况,凸模开始尺寸不要取得 过大。其值为: Dp=(d+0.4)- p 凸模尺寸为:D d=(d+0.4+2C)+ d 7 凸、凹模的制造公差 p和 d可根据工件的公差来选定。工件公差 为 TT13 级以上时 p和 d可按 TT68 级取,工件公差在 IT14 级 以下时,则 p和 d可按 IT10 级取: Dp=(20+0.40.2) 0-0.021=20.080-0.021mm Dd=(d+0.4+2c) 0+ d =(20+0.40.2+21.1) 0+ d=22.280+0.021mm 6、凹模圆角半径 rd 拉深时,材料在经过凹模圆角时不仅因为发生弯曲变形需要克服 弯曲阻力,还要克服因相对流动引起的磨檫阻力,所以 rd大小对拉 伸工件的影响非常大。主要有以下影响: 1)拉伸力的大小;2)拉伸件的质量;3)拉伸模的寿命。r d小时材 料对凹模的压力增加,磨檫力增大,磨损加剧,使磨具的寿命降低。 所以 rd的值即不能太大,也不能太小。在生产上一般应尽量避免采 用过小圆角半径,在保证工件质量的前提下尽量取大值,以满足模 具寿命要求。通常可按经验公式计算: rd= tD)( 8.0 式中 D 为毛坯直径或上道工序拉深件直径;d 为本道拉深后的直径 rd应大于或等于 2t,若其值小于 2t,一般很难拉出,只能靠拉深后 整形得到所需零件,故可取 rd=2.5mm 7、凸模圆角半径 rp 凸模圆角半径对拉深工序的影响没有凹模圆角半径大,但其值也 8 必须合格,一般首次拉深时凸模圆角半径为 rp=(0.71.0)r d 这里取 rp =1.0rd=2.5mm 三、冲裁工艺及冲裁模具
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1 目 录 一、工件工艺性分析 2 二、拉深工艺及拉深模有设计 2 1、 设计要点 .2 2、 有凸缘圆筒形件的拉深方法及工艺计算 .3 3、 宽凸缘圆筒形件的工艺计算要点 .4 4、拉深凸模和凹模的间隙 5 5、拉深凸模,凹模的尺寸及公差 6 6、凹模圆角半径 rd .7 7、凸模圆角半径 rp 7 三、冲裁工艺及冲裁模具的设计 8 1、凸模与凹模刃口尺寸的计算 8 2、凸、凹模刃口尺寸的计算方法 8 四、模具的其它零件 .13 五、压力机的选择 .19 六、主要组件的装配 .21 七、模具的工作过程 .23 2 盖冒垫片设计说明书 一、工件工艺性分析 如右图 1 所示:工件为有凸缘圆筒形零件,且在凸缘上均匀分布 4 个相同的孔。故可得知此工件为:落料拉深冲孔所得,其加工工艺 过程为:落料-拉深-冲孔,各尺寸关系如图 1 所示 二、拉深工艺及拉深模有设计 1、 设计要点 设计确定拉深模结构时为充分保证制件的质量及尺寸的精度,应注 意以下几点 1) 拉深高度应计算准确,且在模具结构上要留有安全余量,以 便工件稍高时仍能适应。 2) 拉深凸模上必须设有出气孔,并注意出气孔不能被工件包住 而失去作用。 3) 有凸缘拉深件的高度取决胜于上模行程,模具中要设计有限 3 程器,以便于模具调整。 4) 对称工件的模架要明显不对称,以防止上、下模位置装错, 非旋转工件的凸、凹模装配位置必须准确可行,发防松动后发生 旋转,偏移而影响工件质量,甚至损坏模具。 5) 对于形状复杂,需经过多次拉深的零件,需先做拉深模,经 试压确定合适的毛坯形状和尺寸后再做落料模,并在拉深模上按 已定形的毛坯,设计安装定位装置。 6) 弹性压料设备必须有限位器,防止压料力过大。 7) 模具结构及材料要和制件批量相适应。 8) 模架和模具零件,要尽是使用标准化。 9) 放入和取出工件,必须方便安全。 2、 有凸缘圆筒形件的拉深方法及工艺计算 有凸缘筒形件的拉深原理与一般圆筒形件是相同的,但由于带有 凸缘,其拉深方法及计算方法与一般圆筒形件有一定差别。 1) 在凸缘拉深件可以看成是一般圆筒形件在拉深未结束时的半 成品,即只将毛坯外径拉深到等于法兰边(即凸缘)直径 df时的 拉深过程就结束。因此其变形区的压力状态和变形特点应与圆筒 形件相同。 4 根据凸缘的相对直径 df/d 比值同有凸缘筒形件可分为:窄凸缘 筒形件(d f/d=1.1~1.4)和宽凸缘筒形件(d f/d1.4) 。显然此工件 df/d=50/21=2.381.4 为宽凸缘筒形件。下面着重对宽凸缘件的拉深 进行分析,主要介绍其与直壁筒形件的不同点。 当 rp=rd=r 时(图 2),宽凸缘件毛坯直径的计算公式为: (1)rf dh4.7D 根据拉深系数的定义宽凸缘件总拉深系数仍可表示为: (2)drhdmf 4.3/)/(2 3、 宽凸缘圆筒形件的工艺计算要点 1)毛坯尺寸的计算,毛坯尺寸的计算仍按等面积原理进行,参考 无凸缘筒形件毛坯的计算方法计算,毛坯直径的计算公式见式(1) , 其中 df要考虑修边余量 ,其值可从《冲压工艺与模具设计》表 4.22 中查得 =1.6mm 即 df=50+1.6=51.6mm 则 D= =54.75mm5.3*214.7*216.5 根据拉深系数的定义,宽凸缘件总拉深系数仍可表示为: 5 M= 38.0475.21Dd 2)判断工件是否一次拉成,这只须比较工件实际所需的总拉深系 数和 h/d 与凸缘件第一次拉深系数和极限拉深系数的相对高度即可。 m 总 >m 1,当 1, h/d≤h 1/d1时可以一次拉成,工序计算到此结束,否 则应进行多次拉深。m 总 =0.38 h/d= =0.33。由《冲压工艺与模具21 7 设计》表 4.2.6 查得此凸缘件的第一次拉深系数 m1=0.37。由表 4.2.7 查得此凸缘件的第一次拉深最大相对高度 h1/d1=0.28~0.35 之间, 可知 m 总 >m 1,h/d≤h 1/d1可一次拉成。 4、拉深凸模和凹模的间隙 拉深模间隙是指单面间隙,间隙的大小对拉深力,拉深件的质量, 拉深模的寿命都有影响,若 c 值大小,凸缘区变厚的材料通过间隙 时,校正和变形的阻力增加,与模具表面间的摩擦,磨损严重,使 拉深力增加,需件变薄严重,甚至拉破,模具寿命降低。间隙小时 得到的零件侧壁平直而光滑,质量较好,精度较高。 间隙过大时,对毛坯的校直和挤压作用减小,拉深力降低,模具的 寿命提高,但零件的质量变差,冲出的零件侧壁不直。 因此拉深模的间隙值也应合适,确定 c 时要考虑压边状况,拉深 次数和工件精度高。其原则是:即要考虑材料本身的公差,又要考 虑板料的增厚现象,间隙一般都比毛坯厚度略大一些。不用压边圈 时,考虑到起皱的可能性取间隙值为: C=(1~1.1)tmax 6 有压边圈时,间隙数值也可按表 4.6.3 取值(《冲压工艺与模具设 计》 ) ,此工件的拉深间隙可取, C=1.1t=1.1mm 5、拉深凸模,凹模的尺寸及公差 工件的尺寸精度由末次拉深的凸、凹模的尺寸及公差决定,因此 除最后一道拉深模的尺寸公差需要考虑外,首次及中间各道次的模 具尺寸公差和拉深半成品的尺寸公差没有必要做严格限制。这是模 具的尺寸只取等于毛坯的过渡尺寸即可。此工件内形尺寸公差有要 求,故以凸模为基准,先定凸模尺寸考虑到凸模基本不磨损, (其尺 寸关系如图 3 所示)以及工件的回弹情况,凸模开始尺寸不要取得 过大。其值为: Dp=(d+0.4Δ)-δ p 凸模尺寸为:D d=(d+0.4Δ+2C)+ δ d 7 凸、凹模的制造公差 δ p和 δ d可根据工件的公差来选定。工件公差 为 TT13 级以上时 δ p和 δ d可按 TT6~8 级取,工件公差在 IT14 级 以下时,则 δ p和 δ d可按 IT10 级取: Dp=(20+0.4×0.2) 0-0.021=20.080-0.021mm Dd=(d+0.4Δ+2c) 0+ d =(20+0.4×0.2+2×1.1) 0+ d=22.280+0.021mm 6、凹模圆角半径 rd 拉深时,材料在经过凹模圆角时不仅因为发生弯曲变形需要克服 弯曲阻力,还要克服因相对流动引起的磨檫阻力,所以 rd大小对拉 伸工件的影响非常大。主要有以下影响: 1)拉伸力的大小;2)拉伸件的质量;3)拉伸模的寿命。r d小时材 料对凹模的压力增加,磨檫力增大,磨损加剧,使磨具的寿命降低。 所以 rd的值即不能太大,也不能太小。在生产上一般应尽量避免采 用过小圆角半径,在保证工件质量的前提下尽量取大值,以满足模 具寿命要求。通常可按经验公式计算: rd= tD)( 8.0 式中 D 为毛坯直径或上道工序拉深件直径;d 为本道拉深后的直径 rd应大于或等于 2t,若其值小于 2t,一般很难拉出,只能靠拉深后 整形得到所需零件,故可取 rd=2.5mm 7、凸模圆角半径 rp 凸模圆角半径对拉深工序的影响没有凹模圆角半径大,但其值也 8 必须合格,一般首次拉深时凸模圆角半径为 rp=(0.7~1.0)r d 这里取 rp =1.0rd=2.5mm 三、冲裁工艺及冲裁模具
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