深圆筒底孔冲压工艺及模具设计Word格式.docx

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这样，不仅有利于国内的模具制造的发展，也有利于模具的国际化发展.

3）模具的制造加工精度：

国外的制造水平能够是制造公差达到0。

003—0.005mm，表面的粗糙度达到Ra0。

0002mm以下（花10以上）；

我国的制造水平可以使制造公差达到0。

01-0。

02mm，模具表面的粗糙度达到Ra0.00160.0008mm（花7—8）.由此可见，如今模具技术的发展水平还是很高的,但也可以看出我国在这方面的技术与国外先进国家还有很大的差距。

4）模具的使用寿命:

国外的冲压模具的使用寿命，（合金钢制模）500-1000万次,（硬质合金制模）2亿次；

我国的冲压模具的使用寿命分别为：

100-400万次，6000—1亿次.模具的使用寿命的加长就意味着模具的制造成本降低，从而提高了生产效益。

5）模具的加工制造设备:

国外已经广泛地使用了数控加工中心，线切割，电火花，化学腐蚀等先进的设备，大大地提高了模具的制造周期。

进入21世纪，随着科学技术的发展，我国的工业化程度也有了很大地提高，特别是在模具行业有了很大地发展。

近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外,集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。

如：

在模具设计与制造上，不但自己可以制造一些大型，精密,复杂，高效，长寿命的模具，并且能够出口到国外，打开国外的市场.但是，目前我国的冲压技术与工业发达国家相比还存在一定的差距，主要原因是我国在冲压基础理论及成型工艺，模具标准化，模具设计,模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家尚有相当大的差距，导致我国的模具在寿命,效率,加工精度，生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。

因此这就需要我们努力去研究，推动我国模具业的不断发展，早日赶上先进国家制造水平.

1．2本课题拟解决的问题

1）通过对制件的结构工艺性分析来选择确定冲压工艺方案。

2）通过分析计算来确定来确定模具主要工作零件的尺寸、精度、工作间隙.

3）通过综合分析和研究来选择模具的基本类型。

4）通过分析来选择确定模具主要零件的结构类型。

5）对模具进行装配与调试.

2深圆筒底孔的冲压工艺分析及工艺方案的确定

2．1对工件进行的结构工艺性分析

从图纸上制件的整体看，该制件是经过前面的拉深成型为深圆筒型件，现又要求用一种合理的冲压工艺来完成该深圆筒件底部孔的冲压工序。

现在，从该制件的结构形状、材料、尺寸、精度要求等方面进行分析：

［1］[2］

1）从制件的结构形状上看，该制件的整体结构比较大,属于较深的深圆筒型件，其最大深度为350mm；

直径为220mm；

但是其整体结构比较简单对称；

2）从材料上看，本制件使用的是q235，查询有关钢材特性手册可知，该材料具有良好的冲压性能,比较适合冲裁；

3）从制件的尺寸上看，该制件的冲压工艺要求在深圆筒型件的底部中间位置冲出一个直径为20mm的孔，冲压工艺比较简单；

从制件的壁厚上看,整个制件的壁厚较均匀为3mm，相对于较大的整体尺寸壁厚有点薄，可能会在冲压工作中造成一些不便之处.

4）从制件的精度要求上看，在制件的图纸上并没有对制件的尺寸精度有特殊标注，可以认为制件的全部尺寸为自由公差，可选择公差为it14级，尺寸的精度要求不高。

综合以上几方面的考虑，该制件底部冲孔采用普通的冲压工艺就能够满足要求.

2.2冲压工艺方案的分析及确定

2．2．1对制件的冲压工艺方案进行分析

通过以上对制件的结构工艺性分析可知，该制件是在经过拉深成型后,又要求对其底部进行冲孔，而冲孔工序比较简单,因此可以利用单工序模具就能完成。

下面就针对单工序模具的冲孔的工艺方案进行分析：

［3][5］

1）深圆筒形件的开口方向向上;

2）深圆筒形件的开口方向向下；

3）深圆筒形件的开口方向为横向；

2．2．2冲压工艺方案的确定

对以下各种冲压工艺方案进行多方面的对比比较，并确定一种最为合理的方案：

方案一：

制件的开口向上，符合一般的冲压工艺要求，但是存在许多的缺点:

［3]

1）若按照此方案，所设计的凸模的尺寸比较大，重量比较大，所以在一定的程度上就会增加模具的制造成本

2）由于凸模的尺寸，重量较大,致使模具在维修和安装的过程中造成许多不便

3）由于制件本身尺寸较大不容易定位。

方案二:

制件的开口向下时：

1）所设计的模具的冲孔凸模的尺寸较小重量也小，从一定程度上就降低了模具的制造成本，也节约了模具钢材。

2）所设计的模具，在冲压工作中，只需将制件套在凹模上就能够对制件起到很好的定位效果，并通过弹性卸料装置很好地保证制件的变形程度很小.

3）由于凸模的设计尺寸较小，重量也小，所以在模具的安装、修时也比较方便。

方案三：

制件的开口为横向：

［1]［2]

1）按照此种方案所设计的模具的高度有所减小,但是又增大了模具的横向尺寸，对模具的材料利用和重量上基本没有太大变化。

2）这种方案所设计的模具的结构比较复杂，需要利用斜滑块，所以在模具的安装和调试时间会带来许多不便。

3）模具在工作过程中的定位不能很好的保证。

综合对以上三种冲压工艺方案的对比分析，因此选用方案三较为合理。

3深圆筒底孔的冲压模具设计

3．1主要的设计计算

在深圆筒形件底孔的冲压模具设计的过程中,必须进行一些必要的设计计算来确定模具的基本尺寸结构和大小,并通过设计计算来选择压力机的型号。

3．1．1冲压力的计算：

该模具采用单工序冲孔模具，拟选择弹性卸料。

冲压力的相关计算如下所示：

根据计算结果，冲压设备拟选择:

3．1．1．1冲裁力F的计算[3]

根据计算公式：

F=KLtтb

=1。

3×

62。

8×

300

=73476N

式中：

L:

冲裁周边长度L=2пr=2×

3。

14×

10=62.8mm

K：

系数

t：

材料的厚度

Tb:

材料的抗剪强度

3．1．1．2卸料力的计算Fx［2]［3]

Fx=KxF=0。

04×

73476

=2940N

查表2。

6。

1得到，Kx=0.04

3.1.1．3推件力的计算Ft［2］[3］

Ft=nKtF=5×

0。

45×

73476=165321N

式中：

n=h/t=15/3=5

1。

1．4冲压工艺总力的计算Fz［2］[3］

Fz=F+Fx+Ft

=73476+2940+165321

=241737N

3．1．2压力中心的确定及相关的计算[3]

计算压力中心时，先画出凹模型口图，如图2所示：

图一压力中心

在图中将xoy坐标系建立在图示的对称中心线上.由于该工件为规则的深圆筒形件，且底部的孔要求位置在正中位置，所以将压力中心与其重合，即设在坐标原点o处，这样不但满足操作要求，还便于模具的加工和装配。

3．1．3工作零件的刃口尺寸计算

在确定工作零件尺寸计算之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具的装配方法.结合该模具的特点，工作零件的形状相对比较简单，凹模和凸模均为圆柱体结构,分开制造方便快捷,又能保证尺寸精度.所以，工作零件刃口尺寸就按照分开加工的方法来计算:

该工件只需要一次冲孔工序,根据计算原则：

冲孔时以凸模为设计基准，首先确定凸模的尺寸，使凸模的尺寸接近或等于工件的最大极限尺寸，将凸模尺寸增大最小合理间隙值即得凹模尺寸.

[3]［4］[6］

Dt=（dmin+x△）

Da=（dt+zmin）=（dmin+x△+zmin）

式中:

dt/da:

冲孔凸凹模的尺寸；

Dmin：

冲孔件孔的最小极限尺寸;

△：

工件的制造公差；

Zmin:

最小合理间隙；

X：

磨损系数；

δt/δa：

凸凹模的制造公差；

由于工件的图纸上没有标注尺寸公差，可以按照IT14级精度进行计算，查《公差与配合检测技术》表2.4得:

孔的公差为+0。

52mm；

取x为0.5mm。

［6]

查《冲压模具设计与制造》表2。

4。

1得：

凸凹模的制造公差分别为:

δt=0。

020mm；

δa=0.025mm;

校核:

|δt|+｜δa|≤|Zmin-Zmax|

查《冲压模具设计与制造》表2.3.3得：

冲裁双面间隙Z为:

Zmin=0.460mm；

Zmax=0。

640mm；

∴｜0。

020+0。

025|≤|0。

460—0.640｜

∵0。

045≤0。

180

∴以上数据满足要求。

∴dt=da=

3．1．4卸料橡胶的计算

弹性元件—卸料橡胶在选用的过程中选用的4块橡胶板的厚度务必一样，不然会造成受力不均匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工作.各个橡胶的尺寸大小可以根据标准选择使用。

[2][3]

3．2模具的总体设计

通过以上的设计计算对模具的主要工作尺寸和所需要的工作压力的大小有了比较详细的了解，下面就对所要设计的模具的类型、定位方式、卸料方式、导向方式等方面进行分析.

3．2．1模具类型的选择

1）首先通过对制件的结构形状、材料、尺寸、精度要求等各个方面进行分析,可用普通的单工序冲孔模具便能完成深圆筒形件底部孔的冲压工序;

2）经过多种冲压工艺方案的对比分析，综合考虑，可以选择在冲孔工作中使制件的开口向下的模具结构形式。

［1］［2]

3．2．2定位方式的选择

1）如果采用一般的模具结构形式进行设计,采用定位板或定位圈等装置对制件进行定位，由于该制件的整体尺寸比较大，特别是深度较大，所以在上料时，对制件进行定位就比较困难，并且这种定位方式也变得不太可靠,在冲压过程中制件还可能会产生变形。

［3］［5］

2）如果采用直接将制件套装在凹模上进行定位冲孔，这样就会使上料比较容易，定位也比较可靠（由于制件与凹模的结仇面积比较大），并且在一定的程度上也可以减少制件在冲压过程中所产生的变形。

还有就是