广东理工学院 冷冲模 课程设计说明书01.docx
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广东理工学院冷冲模课程设计说明书01
广东理工学院
冷冲模课程设计
说明书
系部:
工业自动化
专业:
模具设计与制造
班级:
模具1班
学号:
1211301601025
姓名:
龙得麟
指导老师:
莫玉梅
日期:
2014年5月10日
目录
一、工艺分析4
二、工艺计算4
(1)毛坯尺寸计算4
(2)确定拉深系数5
(3)工件尺寸计算5
1)各道工序拉深直径6
2)各道工序凸、凹模圆角半径6
3)各道工序拉深深度7
4)凸模和凹模工作部分尺寸及制造公差确定7
(4).确定工序数8
三、确定工艺拉深方案9
四、选择模具结构类型9
五、拉深力、压边力计算和设备初选10
(1)拉深力计算10
(2)压边力计算10
(3)初选压力机10
六、第四次拉深模具工作零件的设计11
(1)凸模11
(2)凹模11
(3)模架11
(4)模柄11
任务书
第一次拉深:
廖永华
第二次拉深:
罗康文、孔东和
第三次拉深:
谢柠波
第四次拉深:
龙得麟
材料:
10
批量:
大批
项目设计
设计过程
设计结果
一、工艺分析
如图所示为无凸缘拉深件,生产批量为大批量,材料为10刚,板料厚度2mm。
该制件是典型的无凸缘简形件,φ36尺寸精度为IT14级,要求不高,其余结构规则,形状简单,零件的底部圆角R3>t=2mm,满足拉深工艺要求,综上分析零件拉深工艺性良好。
无凸缘拉深件
综上分析零件拉深工艺性良好
二、工艺计算
(1)毛坯尺寸计算
因为t=2>1,应按中间尺寸计算
1)确定修边余量δ,根据制件的相对高度h/d,即(80-1)/(36+2)=2.07,查表3~1得δ=5mm
2)确定毛坯尺寸,因为工件为无凸缘简形件,查表3~4得
D=
将d=36+2=38mm,H=h+δ=79+5=84mm,r=3+1=4mm代入上式,即得出毛坯尺寸为:
D==118mm
毛坯尺寸D=118mm
(2)确定拉深系数
由式(3~3)得,总拉深系数:
m总=d/D=38/118=0.322
毛坯的相对高度:
t/D=2/118=0.017mm
由t/Dx100=1.7,查表3~8得,不用压边圈
再查表3~6得,m1=0.60mm
因为m总=0.322<0.60,故工件不能一次拉深
由表3~6得,m2=0.75mm,m3=0.80mm,m4=0.84mm
用推算法确定拉深次数由式(3~5)得
d1=m1D=0.60x118=70.8mm
d2=m2d1=0.75x70.8=53.1mm
d3=m3d2=0.80x53.1=42.48mm
d4=m4d3=0.84x42.48=35.7<38
因为d4=35.7<38所以需要拉深4次
因为d4=35.7<38所以需要拉深4次
(3)工件尺寸计算
1)各道工序拉深直径
因为d1=70.8mm,d2=53.1mm,d3=42.48mm,d4=35.7mm,最后一次拉深程度偏小,其余三次已接近极限,为了使每次拉深变形程度比较均匀,需对各次拉深次数进行放大调整。
为方便每次工序的拉深次数调整,引入拉深系数放大倍数kk===1.01
调整后每次工序的拉深系数为
mi
k
kmi
0.60
1.01
0.606
0.75
1.01
0.705
0.80
1.01
0.808
0.84
1.01
0.848
d1=0.606x118=71.6≈72mm
d2=0.757x71.6=54.2≈55mm
d3=0.808x54.2=43.8≈44mm
d4=0.848x43.8=37.1≈38mm
d1=72mm
d2=55mm
d3=44mm
d4=38mm
2)各道工序凸、凹模圆角半径
3)各道工序拉深深度
首次拉深凹模的圆角半径,因毛坯的相对厚度(t/D)x100=1.7查表3~16,
r凹1=5X2=10mm,以后各次拉深时,凹模圆角半径按式(3~24)ri=(0.6~0.8)r凹i-1
按式(3~25)凸模圆角半径为r凸i=(0.7~1.0)r凹i
由此可得各次拉深凸、凹模的圆角半径并化整,分别为
r凹1=10mmr凸I=9mm
r凹2=8mmr凸2=7mm
r凹3=6mmr凸3=5mm
r凹4=4mmr凸4=3mm
(1)各道工序拉深深度,由式(3~7)得
hn=
计算结果列表如下
di
D
ri
hi
72
118
10
34.8
55
118
8
53.1
44
118
6
70.8
38
118
4
83.9
按中间尺寸计算得到
h1=36mmh2=54mmh3=72mmh4=84mm
r凹1=10mm
r凹2=8mm
r凹3=6mm
r凹4=4mm
r凸1=9mm
r凸2=7mm
r凸3=5mm
r凸4=3mm
h1=36mmh2=54mmh3=72mmh4=84mm
4)凸模和凹模工作部分尺寸及制造公差确定
a.各道工序单面拉深间隙,采用不压边圈的单面拉深间隙按式(3~27)Z=(1.0~1.1)tmax=(2.0~2.2)mm
所以,第一次拉深间隙为2.1mm第二、第三次拉深间隙为2.2mm第四次拉深间隙为2.0mm
b.凸模和凹模的制造公差,由表3~18,可得
=0.08mm
=0.05mm
按式(3~32)和式(3~33)得,第1~3次拉深时,工作部分尺寸为D凹=D+
D凸=(D-2Z)-
插入表格,1~3次拉深时,工作部分尺寸:
工序
di
t
Di
Z
D凹
D凸
1
72
2
70
2.1
74
65.8
0.08
0.05
2
55
2
53
2.2
57
48.6
0.08
0.05
3
44
2
42
2.2
46
37.6
0.08
0.05
第四次拉深即末次拉深按式(3~30)和式(3~31)
凹模尺寸:
d凹=(dmin+0.4Δ)0-
凸模尺寸:
d凸=(dmin+0.4Δ+2Z)0+
d凹min=65.8mm,d凸min=74mm,
=0.08mm,
=0.05mm,查附表18得,Δ=0.74mm
代入计算得到,Δ=0.74mm,
d凹=(65.8+0.4x0.74)0-0.05=66.10-0.05mm
d凸=(74+0.4x0.74+2x2.1)0+0.08=78.50+0.08mm
Z1=2.1mm
Z2=2.2mm
Z3=2.2mm
Z4=2.0mm
=0.08mm
=0.05mm
D1=70mm
D2=53mm
D3=42mm
D4=38mm
D凸1=65.8mm
D凸2=48.6mm
D凸3=37.6mm
D凸4=78.5mm
D凹1=74mm
D凹2=57mm
D凹3=46mm
D凹4=66.1mm
(4).确定工序数
三、确定工艺拉深方案
综上所述,各道工序的直径、深度、和圆角半径如下:
h1=36mmd1=70mmR1=9mm
h2=54mmd2=53mmR2=7mm
h3=72mmd3=42mmR3=5mm
h4=84mmd4=36mmR4=3mm
经过以上工艺计算,零件冲压基本工序如图所示,
零件首先需要由条料落料,制成直径118mm的圆板(a)所示,经过四次拉深,如图(b)~(c)所示,因为末次拉深直径精度为IT14,普通拉深可以实现,不需整形工艺,最后按进行修边,如图f所示
考虑模具寿命,制造维修方便,以及拉深件的质量,确定拉伸工艺方案如下:
h1=36mm
h2=54mm
h2=54mm
h4=84mm
d1=70mm
d2=53mm
d3=42mm
d4=36mm
R1=9mm
四、选择模具结构类型
由以上工序图可知,第四次拉深模为单工序拉深模,工序件及毛坯尺寸如图所示
毛坯第四次拉深
五、拉深力、压边力计算和设备初选
(1)拉深力计算
由式(3~12)以后各次拉深力为:
Fn=knπdntσb
调整后m4=0.848查表3~14得,得k4=0.70t=2mmd4=38mm材料为10刚查表1~3得σb=430MP则第一次拉深力为F4=0.70x3.14x38x2x430=71.9KN
F拉=71.9KN
(2)压边力计算
因为dn-1=d3=44mm,dn=d4=38mm,R凹n=R凹4=3mm,则
dn-1=44=dn+2R凹n==44mm,出现压边在圆角处的情况按式(3~16)估算压边力Qn=
R凹n)2]p
查表3-15得,p=2.5MP,dn-1=44mm,d4=38mm,R凹4=3mm
则,Q4=
442-(38+3)2]x2.5=0.5KN
F压=0.5KN
(3)初选压力机
第四次拉深的深度为84mm,属于深拉深,按式(3-18),压力机的吨位为F压≥(1.7~2)(F拉+F压)=(1.7~2)x(71.9+0.5)=123~144.8KN根据表1-6得,初选压力机公称吨位为250KN的开式压力机,型号为J23-25,由表1-6得压力机的主要工艺参数如下:
工称压力:
250KN滑块行程:
80mm
行程次数:
100次最大闭合高度:
250mm
闭合高度调节量:
70mm(最小闭合高度:
180mm)
工作台尺寸:
前后360mm左右560mm
模柄孔尺寸:
直径φ50mm深度φ70mm
工作垫板:
厚度70mm直径φ180mm
压力机的型号为:
J23-40,
六、第四次拉深模具工作零件的设计
(1)凸模
据凸模和凹模工作部分尺寸制造公差确,D凸4=Φ360-0.05
从总装图可得凸模高度为:
H凸4=h4+h凹4+(1~3)+h3+r4+(1~3)+30+(5~10)+20
=36+41+3+72+3+30+10+20+7=222mm
H凸4=222mm
(2)凹模
已知D凹4=1000+0.08,从图总装图可得凹模高度为:
H凹4=h4/3+h打+(2~5)=28+10+3=41mm
H凹4=41mm
(3)模架
根据图,模架中安装零件最大外形尺寸180,查附表10-3,选周界为:
200x220x265mm的中间导柱模架可以满足模具要求
200x220x265mm
(4)模柄
根据压机模柄孔φ50,上模座厚度50mm,需要打料孔,查附表11-2,选用模柄B50×88。
选用模柄B50×88
序号
工序名称
工序内容
工序简图
1
下料
下条料118x2mm
2
落料
、
拉深
落料和
第1次拉深
3
拉深
第2次拉深
工序名称
工序内容
工序简图
4
拉深
第3次拉深
5
拉深
第4次拉深
6
切边
切边