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1、
端蓋拉深工藝分析及模具設(shè)計說明書
單 位:
部 門:機(jī)械工程學(xué)院
班 級
2、:10模具
設(shè) 計 者:
指導(dǎo)教師:
日 期:2012年5月
前言
本設(shè)計是洪老師布置的第三個模具設(shè)計作業(yè),遵循“理論聯(lián)系實際,體現(xiàn)應(yīng)用性、綜合性、和先進(jìn)性,勇于創(chuàng)新”的原則,結(jié)合模具工業(yè)基礎(chǔ)上編寫的。本設(shè)計參考了許多資料,比如《沖壓模具及設(shè)備》、《機(jī)械制圖與AutoCAD》、《互換性與技術(shù)測量》、《模具制造工藝學(xué)》、《模具材料及表面處理》、《模具設(shè)計手冊》等。本拉深設(shè)計說明書的主要特點有:
1、 根據(jù)從事成型工藝及模具設(shè)計工程應(yīng)用性人才的實際要求,注
3、意加強(qiáng)專業(yè)和知識的廣度,積極吸納新技術(shù),體現(xiàn)了應(yīng)用性、實用性、綜合性和先進(jìn)性。
2、 簡要介紹了端蓋的工藝性分析,較為詳細(xì)的對端蓋的拉深工藝流程設(shè)計和計算方法,客觀分析了拉深工藝、拉深模具、拉深設(shè)備、拉深材料及沖拉深件質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系,體系新穎。
本設(shè)計可作為高職高考院校和制造專業(yè)、機(jī)械制造及各相關(guān)的資料,也可供從事 模具設(shè)計與制造的工程技術(shù)人員參考。
本設(shè)計由xxx主編,機(jī)械工程學(xué)院xx教授指導(dǎo)。由于編者水平有限,設(shè)計中錯誤和缺點在所難免,懇請廣大讀者批評指正。
編者
4、 2012年5月
目錄
前言
課題
目錄:
第一章:端蓋零件的工藝性分析
第二章:端蓋工藝流程設(shè)計與優(yōu)化
第三章:端蓋零件的工藝計算
第四章:模具參數(shù)計算
第五章:模具總裝圖及零件設(shè)計
第六章:模具使用說明書及維護(hù)方式
結(jié)束語
參考文獻(xiàn)
課題:
第一章:端蓋零件的工藝性分析
一、 批量經(jīng)濟(jì)性分析
拉深件的經(jīng)濟(jì)性分析包含下面幾個方面:
1、 參考端蓋零件圖及相關(guān)要求可知,托板生
5、產(chǎn)為大批量生產(chǎn)。這時工藝采用工序集中的方案,提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率,故將落料與拉深復(fù)合作為考慮方案。
2、 降低端蓋生產(chǎn)的相關(guān)成本。例如,合理對工人的時間安排以求降低勞動成本;在生產(chǎn)中對落料廢料進(jìn)行回收利用,盡量選擇可滿足加工要求而成本低的原材料。
3、 因托板生產(chǎn)為大批量生產(chǎn),故對其拉深具有嚴(yán)格要求。要求刀具的性能好,耐磨耐高溫,故選用硬質(zhì)合金材料的磨具。
二、拉深件的工藝性
1、由課件設(shè)計圖可知,本端蓋結(jié)構(gòu)簡單、對稱,能夠一次成形。
2、該零件為沒有凸緣的圓筒形件,不要求內(nèi)形尺寸,料厚t=1mm,沒有壁厚要求。所以,本拉深設(shè)計不考慮拉深工藝過程中的壁厚變化情況。
3、如果需要多次拉
6、深,則拉深次數(shù)=痕跡數(shù)+1。該拉深件的拉深深度為20mm,并不存在一次拉深變形程度過大。
4、拉深件的底部或凸緣上有孔時,孔邊到側(cè)壁的距離a≥R+0.5t。在本設(shè)計中,底部和凸緣沒有孔,故不考慮這個問題。
5、該端蓋零件底與壁的圓角半徑r=2mm>t,滿足拉深工藝對形狀和圓角半徑的要求。
6、該零件不帶臺階,其徑向標(biāo)注值標(biāo)注了外形徑向尺寸,符合相關(guān)的標(biāo)注要求。
三、拉深件的精度
該零件為不帶凸緣的圓筒形拉深件,查《沖壓模具及設(shè)備》表6-2知,φ110的偏差值為正負(fù)0.40,查《互換性與技術(shù)測量》表2.3得公差等級為IT12級,滿足公差等級IT13~IT11級的要求。
四、拉深件的材
7、料
該拉深件材料為08鋼板,σs=177Mpa,σb=275~383Mpa,所以σs/σb=0.46~0.64<0.66,故拉深性能較好,易于拉深成形。
綜上所述,該零件的拉深性能較好,可用拉深工序加工。
第二章:端蓋工藝流程設(shè)計與優(yōu)化
一、 沖壓工藝設(shè)計基本內(nèi)容
1、 工藝類型
工藝類型是指成型沖壓件所需要的沖壓工序種類,如落料、沖孔、切邊、拉深、翻孔、脹形、整形都是沖壓加工常見的工序。
在本拉深中,則有落料和一次拉深和切邊三種類型。
2、工序數(shù)量
工序數(shù)量是指不同性質(zhì)進(jìn)行相同次數(shù)的工序重復(fù)進(jìn)行的數(shù)量。工序數(shù)量的確定主要取決于
8、幾何形狀的復(fù)雜程度、尺寸大小和精度材料沖壓成型性能、模具強(qiáng)度等,并與沖壓工序性質(zhì)有關(guān)。
在本拉深設(shè)計中,工序數(shù)量為3。
3、工序順序
工序順序是指各工序的先后順序,主要取決于沖壓變形規(guī)律和零件質(zhì)量要求,如果工序順序的變更不影響托板質(zhì)量,則應(yīng)當(dāng)根據(jù)操作、定位及模具結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)因素確定。
在本拉深設(shè)計中,工序順序為 落料→拉深→切邊。
4、組合方式
方案一:(單工序模) 落料→拉深→切邊
方案二:(復(fù)合模) 落料→拉深→切邊
方案三: 落料+拉深(復(fù)合)——→切邊
方案四:(級進(jìn)模) 落料→拉深→切邊
二、 拉深方案的分析和確定
1、方案一:(單工序模) 落料→拉深→切
9、邊的分析
優(yōu)點:①落料、拉深和切邊的精度容易控制,易于保證拉深質(zhì)量;②拉深尺寸和厚度幾乎沒有限制。
缺點:①生產(chǎn)效率較低;②不安全,需要采取安全措施。
2、方案二:(復(fù)合模) 落料→拉深→切邊的分析
優(yōu)點:①生產(chǎn)效率較高;②因壓料較好,沖件平整;③能加工復(fù)雜零件。
缺點:①對拉深質(zhì)量達(dá)不到相關(guān)要求;②操作時出件困難,需人工拖出;③不安全,需要采取安全措施。
3、方案三: 落料+拉深(復(fù)合)——→切邊的分析
優(yōu)點:①生產(chǎn)效率較高,略低于方案二;②因壓料較好,沖件平整;③能加工復(fù)雜零件
缺點:①復(fù)合加工造成尺寸誤差;②對拉深質(zhì)量達(dá)不到相關(guān)要求;③操作時出件困難,需人工拖出;④不
10、安全,需要采取安全措施。
4、方案四:(級進(jìn)模) 落料→拉深→切邊的分析
優(yōu)點:①工序間自動送料,生產(chǎn)效率高;②加工形狀簡單零件成本比復(fù)合模低;③安全性較高。
缺點:①對拉深質(zhì)量達(dá)不到相關(guān)要求;②不平整,質(zhì)量要求高時需要校平。
結(jié)合本拉深件來看,本端蓋零件為大批量生產(chǎn),方案②、③、④符合要求。但是,對于企業(yè)來講“質(zhì)量壓倒一切”,而方案②、③、④由于拉深質(zhì)量達(dá)不到要求,只有方案①能夠滿足質(zhì)量要求。
綜上所述,本拉深設(shè)計選擇方案一,即方案①:(單工序模) 落料→拉深→切邊。
第三章:端蓋零件的工藝計
11、算
1、確定切邊余量
該端蓋為沒有凸緣的圓筒形零件,工件的相對高度h/d=0.18,然后查《沖壓模具及設(shè)備》表6-4沒有結(jié)果。分析可知,因為該工件高度H/d很小并且高度尺寸要求不高,所以不用切邊工序。
2、預(yù)算毛坯直徑D
查《沖壓模具及設(shè)備》表6-6可知,該端蓋形狀和序號3相似,故用其公式計算。
D=
=≈43.1mm
所以,該端蓋的坯料直徑為43.1mm。
3、判斷是否采用壓料圈
該零件t=1mm,D1=110mm,坯料的相對厚度t/D1=0.009<0.015mm。查《沖壓模具及設(shè)備》表6-1可知,該零件需要采用壓料圈。
4、判斷是否可以一次成形
坯料的相對厚度
12、t/D=1/142100%=0.7%
由于該零件帶壓料圈,所以查《沖壓模具及設(shè)備》表6-8
得[m1 ]=0.53—0.55 [m2 ]=0.76—0.78,m=d/D=109=0.76
因為m>[m1 ],所以可以采用一次性拉伸。
5、拉深力的確定
拉深力根據(jù)式(6-6)計算,由表2-3查得08鋼的強(qiáng)度極限σb=400Mpa,由m1=0.55查表6-12得K1=1.0
所以,端蓋拉深力 F=K1πd1.t.σb
=1.03.1443.11400=54133.6N
6、壓料力的確定
壓料力根據(jù)式(6-9)計算,則查
13、《沖壓模具及設(shè)備》表6-13 p=2.5Mpa
FY=π[D-(d1+2rd1)]P/A
=
=13512N
7、壓力機(jī)標(biāo)稱壓力的確定
1.8F∑≥F+FY
F∑≥1.3(13512+67922)= 106KN
8、壓力機(jī)的選擇
查表3—5 選用開式雙柱可傾式壓力機(jī)
型號為J23—16.
第四章:模具參數(shù)計算
1、凸、凹模間隙
查《沖壓模具及設(shè)備》表6-29可知:
Z=(1~1.1)t 取Z=1.11mm=1.1mm
2、凸、凹模圓角半徑 因為是圓筒件凸模rp=2mm
14、,本模具有壓料裝置,故查表6—28 凹模的圓角半徑r=(10—6)t =6mm。
3、凸、凹模工作尺寸及公差 查《沖壓模具及設(shè)備》表6-30
查《互換性與技術(shù)檢測》表2.3 △=0.22mm
=
=(110-0.750.22)mm
=109.835mm
=
=(110-0.750.22-21.1)mm
=107.635mm
4、凸模通氣孔
根據(jù)凸模直徑大小,取通氣孔的直徑為φ=10mm.
第五章:模具總裝圖及零件設(shè)計
第六章:模具使用說明書及維護(hù)方式
具體維護(hù)歸納為如下幾點:
1 、按總裝圖之正確裝配模具,并保證模具結(jié)構(gòu)如圖所示。
15、2 、按設(shè)計說明書中所選的壓力機(jī)安裝模具在工作臺面上,并正確安裝模具,保證模具中心與壓力機(jī)的中心重合。
3 、打開模具確認(rèn)模具型面無異物,確定擋料銷,導(dǎo)料銷的正確位置
4、按所選壓力機(jī)安裝模具并保證壓力中心與模具中心重合。
5、運(yùn)行壓力機(jī)空合模數(shù)次,保證正確運(yùn)動和定位。
6、按模具設(shè)計參數(shù)調(diào)試模具并生產(chǎn)。
7、在沖裁過程中時刻檢查肥料是否排放順暢,若出現(xiàn)堵塞情況應(yīng)立即停止機(jī)床,對廢料進(jìn)行排除。
8、模具使用人員應(yīng)站立在模具工作臺面前端的兩側(cè)。
9、模具使用時應(yīng)經(jīng)常檢查模具的工作臺面和工作刃口,清楚材料的積瘤,排除在不正確使用過程中的廢料,以免產(chǎn)生廢料張模。
10、
16、打開壓力機(jī),空和模次數(shù),保證能正確運(yùn)動和定位。
11、模具在使用過程中發(fā)生異常聲音應(yīng)立即停止工作,由現(xiàn)場的模修工檢查并排除故障。
12、模具應(yīng)該在存放狀態(tài)裝卸。
13、 請客戶嚴(yán)格按照上述程序使用模具,嚴(yán)禁人體或異物在模具工作區(qū)間內(nèi),否則會照成人體傷害、損壞。
14、 模具每次使用后應(yīng)保養(yǎng)壓料面,型面應(yīng)除材料積瘤。
15、 存放前清潔壓料面,型面和導(dǎo)料面,并要涂油后方合模存放。
16、 模具應(yīng)該放在木放上,并保證擺放不傾斜。以保證導(dǎo)柱導(dǎo)套正確配合。
17、建議客戶每生產(chǎn)3000到5000件后,按12 條保養(yǎng)模具以及延長壽命。
17、
結(jié)束語
“認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)”是老師對我們的一貫要求,通過這個設(shè)計讓我對這個詞語有了自己的理解。時間如飛,光陰似箭,大二已經(jīng)快要結(jié)束了,覺得這個學(xué)期過得比較充實。兩年即將結(jié)束的時候,老師給我們布置了大二最后一個設(shè)計,即做一個端蓋拉深模具說明書,讓同學(xué)們自己獨(dú)立思考完成。
通過這個端蓋拉深模具說明書的設(shè)計,讓我收獲了很多并且對自己的專業(yè)有了比較深刻的了解。首先,由于這個設(shè)計需要自己思考完成,讓我真正了解了模具的結(jié)構(gòu)、設(shè)計和制造。其次,在完成這個設(shè)計的過程中碰到實在不能解決的問題,和老師、同學(xué)研究解決,讓自己理解到了團(tuán)結(jié)的含義。然后,因為模具行業(yè)的快速發(fā)展,許多問題用原有的
18、資料已不能解決,我們就上網(wǎng)查詢相關(guān)的信息,讓我學(xué)會了如何利用網(wǎng)絡(luò)資源。
在這個過程中,我也碰到一些問題。比如在完成設(shè)計時,覺得自己的速度比較慢。究其根本原因,覺得還是由于對基礎(chǔ)知識掌握還不牢固。在以后的日子里,我將加強(qiáng)自己對基礎(chǔ)知識的消化,爭取能夠干好本專業(yè)。在老師的悉心指導(dǎo)下,我對自己的變化有信心,一定能夠?qū)W好沖壓模具這科重要的專業(yè)課。最后,預(yù)祝同學(xué)們能夠找到好工作,以回報老師們的良苦用心。
參考文獻(xiàn)
(1) 徐政坤主編,沖壓模具及設(shè)備。北京,機(jī)械工業(yè)出版社,2010
(2) 楊玉萍 高龍士主編,機(jī)械制圖與AutoCAD,北京,機(jī)械工業(yè)
出版社,2009
(3)屈波主編 ,互換性與技術(shù)測量,西安電子科技大學(xué)出版社,2007