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油底壳拉伸成形工艺与冲压模具设计-不规则拉深件【全套16张CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

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油底壳 拉伸 成形 工艺 模具设计 全套 cad 图纸 毕业论文 原创 资料
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目  录
摘 要 I
1.概论 1
1.1课题的背景及意义 1
1.2 国内外现状及发展趋势 1
1.2.1发展现状 1
1.2.2发展趋势 2
2.  工件的工艺性分析 3
2.1 工艺分析 3
2.2 工艺方案确定 3
3  拉伸工艺及拉伸模设计 3
3.1 设计要点 3
3.2工艺计算 4
3.2.1毛坯尺寸的计算 5
3.3拉伸力的计算 6
3.4压边力计算 7
3.5压力机的选择 8
3.6 拉深凸、凹模工作部分设计 9
3.6.1凸、凹模的结构 9
3.6.2凸、凹模的圆角半径 9
3.6.3凸、凹模间隙Z的确定 10
3.6.4凸、凹模工作部分尺寸及公差 11
3.7其他零件的设计 13
3.7.1导向装置的确定 13
3.7.2压边圈的设计 13
3.7.3 压料筋的设计 13
3.7.4 定位机构的设计 14
3.7.5 调整块的设计 14
3.7.6紧固零件的选用 14
3.8拉深模总装图 14
4. 冲孔切边模的设计 15
4.1 冲裁力及压力中心计算 15
4.1.1冲裁力的计算 15
4.1.2压力中心的计算 16
4.2 压力机的选择 16
4.2.1 卸料力的计算 16
4.2.2 压力机公称压力的计算 17
4.3凸凹模确定 18
4.3.1切边凸凹模设计 18
4.3.2冲孔凸凹模设计 19
4.4凸凹模尺寸计算 19
4.4.1凸、凹刃口尺寸的计算原则 19
4.5 模板确定 24
4.6 定位导向零件 24
4.7  卸料装置 24
4.7.1弹性卸料装置 24
4.7.2废料切刀装置 25
4.8 导向装置 25
4.10 冲孔切边模装配总图 26
5  总结 27
谢 辞 28
参考文献 29

汽油发电机油箱下壳体冲压成型工艺分析及模具设计
摘  要
本次设计的零件为凸缘盒形件拉深件—汽油发电机油箱下壳体。下壳体采用的材料ST16号钢及1.5mm厚度保证了足够的强度和刚度。该零件外形基本对称,材料是适于制造高变形性能,深拉延产品及形状较复杂产品的钢材。
首先对零件进行了工艺性分析,有拉深、冲孔、切边等一系列工序。而且生产批量大,各工位有相互的尺寸关系,经过计算分析采用一次拉伸与冲孔切边的工艺生产方案,可提高材料的利用率。经过计算分析完成该模具的主要设计计算,凸、凹模工作部分的设计计算,还有工位布置和主要零部件的结构设计,选择合适的模具材料。拉伸又称拉延、压延或引伸。它是利用拉伸模具在压力机的压力作用下,将预先剪裁或冲裁成一定形状的平板毛坯,拉制成立体空心件的加工方法。拉伸成型是板材立体成形的最重要方法,以拉伸成形为主体的冲压件非常多,在很多工业及生活用品中都又拉伸成形的制品,是冲模发展方向之一。在模具设计前必须对工件进行全面分析,然后合理确定工件的冲压成形工艺方案,正确设计模具结构和模具零件的加工工艺规程,以获得最佳的技术经济效益。

关 键 词:拉伸模,拉深,切边,冲孔,设计。

Gasoline Generator Fuel Tank Shell Under the Stamping Forming Process and Die Design
Abstract
The design of box-shaped flange parts for deep drawing parts - gasoline generator under the tank shell. Shell material used under No. ST16 steel and 1.5mm thickness to ensure sufficient strength and stiffness. This deformation of material is suitable for manufacturing high-performance and deep-drawing products and more complex products shape.
We carried out the parts of analysis, there is deep drawing, punching, cutting-edge series of processes. And production volume, and the works are of the size of the mutual relationship between the calculated and analyzed through the use of a stretching and punching the production of cutting-edge technology options to improve the utilization of materials. After completion of the analysis of the mold design,convex and concave die part of the design work,there are the major components of layout and design of the structure, choose a suitable mold material.
Also known as tensile drawing, rolling or extended. It is stretching the use of molds in the press under pressure, will be pre-cut or blanking plate into the shape of a certain rough, three-dimensional drawing made of hollow pieces of processing methods. It is stretching the use of molds in the press under pressure, will be pre-cut or blanking plate into the shape of a certain rough, three-dimensional drawing made of hollow pieces of processing methods. Prior the design of the die, the work-piece should be fully analysis. A correctly designed die structure and works process specifications can obtain the best economical benefit.


Keywords:Pushing die,Drawing, Trimming, Punching, Desig
1.概论





内容简介:
毕业设计(论文)题目:油底壳拉深成型工艺与模具设计 专 业 模具设计与制造 班 级 姓 名 学 号 指导老师 设计时间 审 阅 XXXX学校机械工程系目 录引言 一、 工艺分析 二、 工艺方案的确定 三、 制件排样图的设计及材料利用率的计算四、 确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心五、 凸、凹模刃口尺寸计算六、 模具结构形式的确定七、 模具零件的结构设计 (一)、 拉伸凸模的设计 (二)、 拉伸凹模的设计(三)、 退料板的设计 (四)、 压边圈的设计八、 模具零件的加工工艺 (一)、拉深凸模的加工工艺 (二)、拉深凹模的加工工艺 (三)、退料板的加工工艺 (四)、压边圈的加工工艺九、 模具的的总装配 小结 参考文献 摘要冲压是通过模具对板材施加压力或拉力,使板材塑性成型,有时对板材施加剪切力而使板材分离,从而获得一定尺寸、形状和性能的一种零件加工方法。由于冲压加工经常在材料冷状态下进行,因此也称冷冲压。冲压加工的原材料一般为板材或带材,故也称板材冲压。冲压加工需要研究冲压工艺与模具两个方面的问题。冲压工艺可以分为分离工序和成形工序。而分离工序又有落料、冲孔、切断、切边、剖切等工序;成型工序又包括卷圆、扭曲、拉深、变薄拉深、翻孔、翻边、拉弯、胀形、起伏、扩口、缩口、旋压、校形等。冲压加工作为一个行业,在国民经济的加工业中占有重要的地位。根据统计,冲压件在各个行业中均占相当大的比重,尤其在汽车、电机、仪表、军工、家用电器等方面所占的比重更大。冲压加工的应用范围极广,从精细的电子元件、仪表指针到重型汽车的覆盖件和大梁、高压容器封头以及航天器的蒙皮、机身等均需冲压加工。冲压件在形状和尺寸精度方面的互换性较好,一般情况下,可以直接满足装配和使用要求。此外,在冲压过程中由于材料经过塑性变形,金属内部组织得到改善,机械强度有所提高,所以,冲压件具有质量轻、刚度好、精度高和外表光滑、美观等特点。冲压加工是一种套高生产率的加工方法,如汽车等大型零件每分钟可生产几件,而小零件的高速冲压则每分钟可生产千件以上。由于冲压加工的毛坯是板材或卷材,一般又在冷状态下加工,因此轻易实现机械化和自动化,比较适宜配置机械人而实现无人化生产。特别是适用于定型产品的中大批生产。“冲压要发展,模具是关键”,提高模具的效率需从冲模设计和制造开始。冲压加工的材料利用率较高,一般可达70%85%,冲压加工的能耗低,由于冲压生产具有节材、节能和高生产率等特点,所以冲压件呈批量生产时,其成本比较低,经济效益较高。当然,冲压加工与其他加工方法一样,也有其自身的局限性,例如,冲模的结构比较复杂,模具价格偏高。因此,对小批量、多品种生产时采用昂贵的冲模,经济上不合算,目前为了解决这方面的问题,正在努力发展某些简易冲模,如聚氨脂橡胶冲模、低合金冲模以及采用通用组合冲模、钢皮模等,同时也在进行冲压加工中心等新型设备与工艺的研究。 关键词 油底壳 成形工艺 拉伸模引言我国考古发现,早在2000多年前,我国已有冲压模具被用于制造铜器,证明了中国古代冲压成型和冲压模具方面的成就就在世界领先。1953年,长春第一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间,该厂于1958年开始制造汽车覆盖件模具。我国于20世纪60年代开始生产精冲模具。在走过了漫长的发展道路之后,目前我国已形成了300多亿元(未包括港、澳、台的统计数字,下同。)各类冲压模具生产能力。改革开放以来,随着国民经济的高速发展,市场对模具的需求量不断增长。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。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”;广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业,科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心;中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度,将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD,并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件,个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件,并成功应用于冲压模的设计中。例如,吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件,华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件,上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的用户。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展,但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如,精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低;CAD/CAE/CAM技术的普及率不高;许多先进的模具技术应用不够广泛等等,致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。近年来,我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具内也能生产了。精度达到12m,寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra1.5m的精冲模,大尺寸(300mm)精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。1、具CAD/CAM技术状况我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精神模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。20世纪90年代以来,国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术。国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂,由华中理工大学作为技术依托单位,开发的汽车车身与覆盖模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间,一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统,并在模具设计制造中实际应用,取得了显著效益。1997年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产。21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及,现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术。其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期,降低生产成本,提高产品质量,已成为人们的共识。在“八五”、九五“期间,已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术,数控加工的使用率也越来越高,并陆续引进了相当数量CAD/CAM系统。如美国EDS的UG,美国Parametric Technology公司 Pro/Engineer,美国CV公司的CADSS,英国DELCAM公司的DOCT5,日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 还引进了AutoCAD CATIA 等软件及法国Marta-Daravision公司用于汽车及覆盖件模具的Euclid-IS等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了CAD/CAM技术/DL图的设计和模具结构图的设计均已实现二维CAD,多数企业已经向三维过渡,总图生产逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。在冲压成型CAE软件方面,除了引进的软件外,华中科技术大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件,并已在生实践中得到成功应用,产生了良好的效益。快速原型(RP)传统的快速经济模具相结合,快速制造大型汽车覆盖件模具,解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具,模具精度低、制件精度低,样样制作难等问题,实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造,它标志着RPM应用于汽车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造,近年来也涌现出一些新的快速成型方法,例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。2、模具设计与制造能力状况在国家产业政策的正确引导下,经过几十年努力,现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平,包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。虽然如此,我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这一些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面,无论在设计还是加工工艺和能力方面,都有较大差距。轿车覆盖件模具,具有设计和制造难度大,质量和精度要求高的特点,可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平,模具结构周期等方面,与国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具,是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具,已基本达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比,在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上,仍存在一定差距。 从技术角度来看,模具制造(包括设计和加工)技术大致可分为五个发展阶段:手工操作阶段、手工操作加机械化(普通通用机床与工具)阶段、数字控制阶段、计算机化阶段和CAD/CAE/CAM信息网络技术一体化,我国目前主要以数字控制阶段为主。就冲模的结构和类型而言,目前国内在定型的机电产品生产中,至今仍然是单工序冲模多,复合模与多工位连续模、复合模占的比例很小,多工位连续模则更少见。近年来在仪表行业的调研统计表明:在较先进、经营形式良好的企业中,按冲模分类具有套数比,只能达到单工序模:复合模:多工位连续模=5.5:3:1.5,沿海乡镇企业仅为:7.2:2:0.8,内地决大多数企业只用单工序模,多数为没有模架的的敞开模。1冲裁件的工艺性分析冲裁件的工艺性,是指冲裁件对冲裁工艺的适应性,即冲裁件的形状结构、尺寸大小、尺寸偏差、形位公差与尺寸基准等是否符合冲裁工艺的要求。冲裁件的工艺性对冲裁工件的质量、材料利用率、生产率、模具制造难易、模具寿命、操作方式及冲压设备的选用等都有很大的影响。一般情况下,对冲裁件工艺性影响最大是几何形状、尺寸、精度要求。良好的冲裁件工艺性能满足材料省、工序少、产品质量稳定、模具较易加工、操作方便且寿命较高等要求,从而显著降低冲裁件的制造成本。材料分析:油底壳属于形状复杂的长盒形拉伸件,是难度较高的冲压件,通常采用拉伸性能较高的软钢作为拉伸材料,本文介绍的油底壳零件采用了2mm厚的减振复合钢板St16。该材料是由两层不等厚的钢板黏结而成,板厚方向性系数大,拉深性能好,用这种材料冲压的零件敲击发出的声音好似木击声,能达到减振降噪的目的。零件工艺分析:冲裁件的形状图1.零件及尺寸如图所示的油底壳要求表面不能有拉伤、皱折,法兰平面度不大于0.6mm,以保证能与发动机严密配合防止油液渗漏。零件底部为坡形台阶,左端底部浅,拉伸深度为33mm,且底部向右端倾斜,右端的底部较深,拉伸深度达155mm,左、右高度为122mm,四角的圆角半径不一致,分别为R35,R40,几何形状复杂,拉伸、胀形、变形阻力很不均匀,应力应变较复杂,采用多少道工序拉伸成形,是整个产品加工能否成功的关键。冲裁材料为St16钢,查文献1:P25表2-7碳素结构钢(GB699-88摘录),该钢种是碳素结构钢,碳的质量百分数是0.03%,属于低炭钢,屈服点s=160MPa,抗拉强度260-330MPa,延伸率不小于27,塑性好,焊接性好,适合冲裁。2 制件冲压工艺方案的确定2.1 冲压工序的组合冲裁工序可以分为单工序冲裁、复合工序冲裁和连续冲裁。冲裁方式根据下列因素确定:(1) 据冲裁件尺寸和精度等级来确定 复合冲裁所得到的冲裁件尺寸精度等级高,而连续冲裁比复合冲裁的冲裁件尺寸精度等级低。本产品无公差标注,属于自由公差,所以精度要求比较低。设计模具时优先考虑复合模或单工序模具。(2) 根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定, 对复杂形状的冲裁件来说,采用复合冲裁比采用连续冲裁较为适宜,因为模具制造安装调整较容易,且成本较低。(3) 根据操作是否方便与安全来确定 复合冲裁其出件或清除废料较困难,工作安全性较差,连续冲裁较安全。综上所述分析,在满足冲裁件质量与生产率的要求下,选择单工序模具冲裁方式,其模具寿命较长,生产率高,操作较方便和工作安全性高。2.2 冲压顺序的安排落料,多次拉伸,整形,切边等工序,由于对于毕业设计来说,工作量比较大,所以本设计中只设计拉伸模。3 制件排样图的设计及材料利用率的计算3.1展开尺寸的计算由于产品在拉伸过程中,凸缘部分材料的小单元面积由扇形变为矩形,其过程可以想象为扇形毛坯被拉着通过一个契形槽,在切线方向被压缩,在半径方向被拉长。即在变形过程中,小单元在半径方向受拉应力的作用,在切向受压应力的作用。凸缘部分的材料受压应力的作用,一旦失去稳定,就会起拱弯曲,其情况与压杆受压失去稳定而弯曲相似。整个凸缘在起拱后形成波浪形的皱折,称为起皱,解决起皱这个问题的方法,可以在拉伸过程中,在产品上加个压料筋,或者采用上下压料板同时压住产品,确保产品在拉伸过程中,保证产品受力均匀,这样就不容易起皱。拉伸件毛坯展开尺寸,通常按毛坯面积等于制件面积的原则确定。从零件几何形状看 该零件可以认为是由圆角部分和直边部分组成,就其材料的变形性质不能简单地认为是圆筒形件的变形和直边弯曲变形。而这两部分作为一个整体,相互牵制和影响,变形沿零件周边分布不均匀。在拉伸成型过程中,圆角部分的材料会向直边部分转移,直边部分坯料除了产生弯曲变形外,同时产生横向压缩和纵向拉伸变形。因此在计算毛坯尺寸是,角部采用几何做图计算法,按拉伸在平面上几何展开所得,减少圆角处坯料面积,以免由于多余材料来不及转移而发生材料堆积现象,保证拉伸流动,直边按弯曲成型计算,具体计算步骤这里省略。初步确定毛坯尺寸如下图所示,考虑到毛坯采用剪板方式下料,将角部圆弧改为倒角形式。由于材料变形是弯曲和拉伸的结合,坯料的形状尺寸很难精确计算,需要在生产中通过试拉对结果加以修正。3.2 成型系数分析与计算矩形盒件拉伸计算零件的工艺参数为:相对圆角半径r/B=35/308=0.114,相对厚度t/B100=2/308100=0.65,相对高度H/B=155/308=0.5,与设计资料给定的相对高度比较,能一次拉深成型。但是油底壳底部成台阶构造,在拉伸时,右端底部较深,要求材料大量流进,以补充成形的需要,避免开裂,而较浅的左端底由圆角部要求在同一时间里,材料流进量要少,避免产生材料的重叠,起皱,左右端底部的加强筋和内凹凸台靠局部这两部分材料变薄成形,材料的这种流动不均匀性很难保证一次拉深成型的质量,为此,考虑采用两次拉伸成型方法。先将将油底壳最深处部分拉出,然后再进行盒形件式的拉深成型。3.2 材料利用率的计算一个步距内的材料利用率为=nF/Bs100% =1452597.5/830620100%=87.95%式中 F一个步距内冲裁件面积(包括冲出的小孔在内);n一个步距内冲裁件数目;B条料宽度(mm);s步距;4. 确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心 4.1 拉深模拉伸力计算拉伸力用理论计算很复杂,一般采用经验计算方法,经验公式建立的基点是,拉伸力的数值略小于拉伸件危险断面的断裂力;断裂与拉伸力的比值用系数K表示;K值的大小取决于拉伸件的形状及变形方式。其数值由实验确定。拉伸模1力可按下式计算P=KLtP=0.721085.932.0330=516033.936N=516KN式中F拉伸力(N);d1拉伸直径(mm);材料抗剪强度(MPa);t材料厚度;(mm)K修正系数(查表可得),K=1.3;压料力的计算,F=0.08P=5160.08=41.3KN所以拉伸模1的总的冲压力为F总=P+F=516+41.3=557.3KN拉伸模2力可按下式计算P=KLtP=0.721623.222.0330=771354.144N=771.35KN压料力的计算,F=0.08P=0.08771.35=61.7KN所以拉伸模1的总的冲压力为F总=P+F=771.35+61.7=833.05KN4.2 压力机的选择根据现有的生产设备,选用YT32-500D型油压机成型。由于所选压力机工作滑块无顶出装置,而下工作台中心设有顶出装置,所以两副拉伸模具结构设计成倒装式,以解决拉伸模压边力及卸料力的问题,一次拉伸前,压边圈处于和拉伸凸模等高位置。拉伸工作时,压力机滑块下移,凹模随之向下运动,当凹模与压边圈接触时,压边圈迫于推杆和顶出活塞杆的作用产生压边力,使凹模与压边圈紧紧压住板料。当凹模继续向下运动时,一方面凸模使板料拉伸变形,另一方面压边力始终以恒定的压力压住板料的凸缘处,防止板料起皱,控制流动阻力。同时又使板料沿压紧面滑动,使拉伸工作顺利进行,在拉伸到位后,由压边圈、凹模加压整形以后确保零件凸缘平整。拉伸结束,滑块上移,凹模便与压边圈分开,由顶杆推动压边圈将工件顶出。二次拉伸需将一次拉伸成形的坯件扣在二次拉伸模的凸模上定位。工作时靠凹模腔将坯件找正位置,并在凹模的强行约束下继续成形。因此,二次拉伸前,压边圈的工作表面应低于凸模上平面50mm左右。5. 凸、凹模刃口尺寸计算51 拉伸模间隙的确定凸 凹模间隙是保证模具正常工作,并获得高质量零件的一个重要因素。间隙过大,拉伸时产生的径向拉力小,板料易起皱,会降低制件的尺寸精度;间隙过小,板料受到的阻力大,不易进入凹模,易擦伤零件表面和拉裂,加速凹模的磨损,而且随着拉伸的进行,边缘的板料也在不断增厚。因此,需要选择一个合理的间隙。以满足材料增厚的要求。由于零件有脱模斜度,根据材质及板料厚度决定取拉伸单边间隙为(1.05-1.2)t。直边部分取小间隙,以增大板料与模具之间的摩擦阻力,增大直边的伸长变形,四角处取大间隙,以减少材料变形时的阻力,防止转角与侧壁过渡部分的破裂。油底壳一次拉伸和二次拉伸的间隙值分别确定为:一次拉伸的单边间隙为:2.3-2.4mm二次拉伸的单边间隙为: 2.1-2.2mm52凹模圆角半径。凹模圆角半径对拉伸毛坯的进料阻力影响很大,大小必须适当。油底壳法兰底部圆角很小R=3mm,不可能做为拉伸凹模圆角半径。因为它不利于拉伸,当坯料经过凹模圆角部分时,变形阻力增大,导致拉伸力增大,使坯料沿凹模口断裂。根据St16的抗拉强度260-330Mpa,本设计先将油底壳一次拉伸凹模圆角半径确定为R=12mm,油底壳二次拉伸凹模圆角半径确定为R=10mm,然后再根据实际调整放大,这样板料在拉伸变形通过凹模圆角时的阻力减小 有利于金属变形时的流动。法兰底部圆角R3由整形切边工序完成。53凸模圆角半径。二次拉伸凸模圆角半径取零件圆角半径,一次拉伸凸模圆角半径取略比二次拉伸圆角半径大0.5mm,便于二次拉伸时角部修正。54工作面粗糙度。凹模,压料圈与板料接触的工作表面粗糙度值应较小,尽量光滑平整,以减少材料变形时的阻力。为此,上述工作表面的粗糙度值取0.8m,并顺着材料流动方向对压料面和凹模圆角进行抛光。凸模工作表面应做得比较粗糙些,以增大凸模与板料之间的摩擦力,有利于阻止危险断面变薄,防止材料在拉伸过程中沿凸模滑动使零件偏移,所以凸模表面粗糙度值取3.2m。凸、凹模工作部分尺寸的确定,主要考虑模具的磨损和拉伸件的回弹。1)、制件标注外形尺寸凹模尺寸为L d=(Lmax0.5)凸模尺寸为L p=(Ld0.5Z)(2)、制件标注内尺寸凸模尺寸为L p=(Lmin +0.5) 凹模尺寸为L d=(Lp+0.5+Z) 其中 L拉伸件的外形或内尺寸拉伸件的尺寸偏差L d拉伸凹模的基本尺寸L p拉伸凸模的基本尺寸Z凸凹模双面间隙具体计算如下,制件标注外尺寸,按此公式计算拉伸1凹模尺寸:Ld1=(Lmax0.5)=308Ld2=(Lmax0.5)=223凹模圆弧尺寸:L d1=(Lmax 0.5)=35凸模尺寸为Lp1=(Ld 0.5Z)=303.4Lp2=(Ld 0.5Z)=32.7拉深台阶高度保证一致,112拉伸模2标注外尺寸,按此公式计算凸模尺寸为Lp1=(Lmin +0.5)=258Lp2=(Lmin +0.5)=555.5Lp3=(Lmin +0.5)=80 凹模尺寸为Ld1=(Lp+0.5+Z)=253.5Ld2=(Lp+0.5+Z)=551Ld3=(Lp+0.5-Z)=77.7Ld3=(Lp+0.5+Z)=82拉深台阶高度保证一致,145,336 模具整体结构形式设计倒装拉伸模结构形式:如图:拉伸1拉深2模具材料的选择油底壳拉伸模工作时表面承受很大的挤压力和摩擦力,同时承受冲击力,故要求模具材料具有高硬度、高耐磨性、高强度、高韧性,热处理性能好。由于油底壳模具尺寸较大,工作部分形状复杂,加工成型困难,所以凸模、凹模、压边圈、退料板均采用QT600-3球墨铸铁制做。不但制取毛坯容易,也利于加工,同时又能进行表面淬火,达到耐磨要求。7、模具零件的结构设计1、拉深凸模的设计,与下模板采用螺钉固定。材料:QT600-3球墨铸铁(如图),中间掏空,减少模具重量。2、拉深凹模的设计,下模板固定,材料:QT600-3球墨铸铁(如图)3、退料板的设计材料:QT600-3球墨铸铁形状结构:(如图)4、压边圈的设计材料:QT600-3球墨铸铁形状结构:(如图)8、模具零件的加工工艺(一)、拉深1凸模的加工工艺表(一)工序号工序名称工序内容设备1备料铸件加工毛坯310mmX270mmX160mm2热处理退火3铣加工铣六面,留余量2-3mm铣床4磨加工磨加工,保证外形尺寸磨床5钳工划线,钻螺纹孔M10, 钻床6加工中心加工中心加工表面形状7退磁钳工退磁8钳工磨各配合面达要求9检验拉深2凸模的加工工艺表(二)工序号工序名称工序内容设备1备料铸件加工毛坯560mmX340mmX160mm2热处理退火3铣加工铣六面,留余量2-3mm铣床4磨加工磨加工,保证外形尺寸磨床5钳工划线,钻螺纹孔M10, 钻床6加工中心加工中心加工表面形状7退磁钳工退磁8钳工磨各配合面达要求9检验(二)、拉深凹模1的加工工艺表(三)工序号工序名称工序内容设备1备料铸件加工毛坯920mmX660mmX170mm2热处理退火3铣加工铣六面,留余量2-3mm铣床4磨加工磨加工,保证外形尺寸磨床5钳工划线,钻螺纹孔M10, 钻床6加工中心加工中心加工表面形状7退磁钳工退磁8钳工磨各配合面达要求9检验拉深凹模2的加工工艺表(四)工序号工序名称工序内容设备1备料铸件加工毛坯920mmX660mmX200mm2热处理退火3铣加工铣六面,留余量2-3mm铣床4磨加工磨加工,保证外形尺寸磨床5钳工划线,钻螺纹孔M10, 钻床6加工中心加工中心加工表面形状7退磁钳工退磁8钳工磨各配合面达要求9检验(三)、退料板1的加工工艺表(五)工序号工序名称工序内容设备1备料铸件加工毛坯350mmX320mmX50mm2热处理退火3铣加工铣六面,留余量2-3mm铣床4磨加工磨加工,保证外形尺寸磨床5钳工划线,钻螺纹孔M10, 钻床6退磁钳工退磁7钳工磨各配合面达要求8检验退料板2的加工工艺表(六)工序号工序名称工序内容设备1备料铸件加工毛坯570mmX320mmX160mm2热处理退火3铣加工铣六面,留余量2-3mm铣床4磨加工磨加工,保证外形尺寸磨床5钳工划线,钻螺纹孔M10, 钻床6加工中心加工中心加工表面形状7退磁钳工退磁8钳工磨各配合面达要求9检验(四)、压边圈1的加工工艺表(七)工序号工序名称工序内容设备1备料铸件加工毛坯920mmX660mmX140mm2热处理退火3铣加工铣六面,留余量2-3mm铣床4磨加工磨加工,保证外形尺寸磨床5退磁钳工退磁6钳工磨各配合面达要求7检验压边圈2的加工工艺表(八)工序号工序名称工序内容设备1备料铸件加工毛坯920mmX660mmX130mm2热处理退火3铣加工铣六面,留余量2-3mm铣床4磨加工磨加工,保证外形尺寸磨床5退磁钳工退磁6钳工磨各配合面达要求7检验8、模具的总装配与调试1、确定装配基准件 以凹模为装配基准件。首先要确定凹模在上模板上的位置,安装凹模组件, 然后用平行板将凸模组件和上模板夹紧,在上模板上划出弯曲孔线,进而安装好上模板上的其他组件。检查下模部分各个零件尺寸是不是满足装配技术条件要求。2、自检,按冲模技术条件进行总装配检查。3、检验4、调试,模具调试过程油底壳拉伸模的调试是一项比较复杂和困难的工作,需要很丰富的实际经验,光靠油压机难以达到理想的效果。因产品结构限制,常需在模具上采取一些简单易行的办法。4.1一次拉伸模的调试对一次拉伸模进行首次试拉,结果拉伸件在斜壁两边靠近侧壁的转角处产生褶皱,且沿至凸缘根部处形成材料叠加后的积瘤。其原因:凸模圆角半径较大,凸模斜壁与压边圈内形及两边转角之间的间隙较大,因而增大了拉伸起始时板料的悬空部分,使得这部分板料在拉伸过程中始终处于悬空状态,不能与模具表面接触,失去了刚性支承,成为无约束部分,在切向压应力作用下便产生严重褶皱。解决措施:在不改变凸模圆角半径的前提下,减小此处压边圈内形与凸模之间的间隙,将原压边圈转角R10mm,增加到R40mm,使坯料在拉伸过程中有支承,始终处于胀紧状态。经过再次试验,消除了褶皱。取得了理想效果。4.2二次拉伸模的调试二次拉伸是在一次拉伸的基础上再次拉深43mm,达到产品形状。其特点是拉伸深度浅且均匀,容易成形。调试发现:在长度方向两边位于底部与过渡斜坡处有堆积皱纹,分析认为:板料在拉伸过程中没有得到充分的塑性变形,而且材料流动不均匀。因此,在底部与过渡斜坡处的两侧拉伸平面上增设拉伸筋,以满足材料流动的不均匀性,增加压料面在此部位的进料阻力,调整坯料的流向,提高拉伸件的刚性,使材料充分塑性变形 获得平滑的表面质量。拉伸筋布置在压边圈上,拉伸筋凹槽设置在拉伸凹模上,以便后续整形切边时坯件放置及定位,经过反复调试,堆积皱纹消除,但零件拉伸筋部位拉裂,说明进料阻力太大,将拉伸筋高度降低,使拉伸筋上表面构成的斜度与零件左端底部斜度基本一致,下顶缸压力调整为16Mpa。经过再次调试,虽然拉伸筋的开裂现象消除了,但在过渡斜坡上又出现了破裂,分析原因:在一次拉伸时这部分板料流动量小,成形主要通过两个侧面材料的流动和材料的变薄,在二次拉伸时 该部分形状基本不再发生变化,但需要传递拉伸力,当拉应力超过材料的强度极限
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本文标题:油底壳拉伸成形工艺与冲压模具设计-不规则拉深件【全套16张CAD图纸+毕业论文】【原创资料】
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