球型凸缘件拉深模设计.doc

模具设计课程设计模具设计课程设计球型凸缘件拉深模设计 院系：资源与材料学院专业：材料成型及控制工程 班级：80903 姓名：王小彬 栾兴涛 王臣 王爽 牛书秀 指导老师：梅瑞斌摘要 采用落料拉伸复合模，能较好地实现落料及落料件的拉深，模具设计制造简便易行。落料拉深效果好，能极大地提高生产效率，但落料拉伸凹模设计较为重要，设计中应充分考虑其落料拉伸模口形状，否则易影响落料拉伸件的形状。本设计主要包括产品工艺分析，冲压方案的确定，工艺计算，模板及零件设计，模具组立等问题。本设计的内容是确定复合模内型和结构形式以及工艺性，绘制模具装配图和非标准件零件图。目录一、设计任务书及产品图-4二、零件冲压加工工艺性分析-41、毛坯尺寸计算-52、判断是否可一次拉深成形-63、确定是否使用压边圈- 64、凹凸模圆角半径的计算-65、确定工序内容及工序顺序-6三、确定排样图和裁板方案-61、板料选择-62、排样设计-6四、主要工艺参数的计算-71、工艺力计算-72、压力机的选择-8五、模具设计-91、模具结构形状设计-92、模具工作尺寸与公差计算-9六、工作零件结构尺寸和公差的确定-101、落料凹模板-112、拉深凸模-113、凸凹模-12七、其他零件结构尺寸-121、模架的选择-122、凸凹模固定板的选择-123、模柄的选择-104、推荐顶尖装置的选择-135、模具闭合高度的校核-136、装配图-147、零件图-15总结语-16参考文献-17一、1.设计题目： 球型凸缘件拉深模设计生产批量： 大批量材 料： A3钢材料厚度： 1 mm2.设计任务1）、根据所给的零件参数进行工艺分析，确定冲压方案。设计适合的一套模具，并进 行工艺设计计算、模具总体设计和主要零部件设计。 2）、设计成形模具一套，包括总装配图（0号图纸）和工作部分零件图（4号图纸）。要求正确选择标准件和模具材料，零件尺寸设计正确。3）、完成设计计算说明书一份，填写工艺卡片一份。 图1.1二、零件冲压加工工艺性分析 由工件图看，该工件为有凸缘半球形件，没有厚度不变的要求。此工件的形状满足拉深工艺要求，可用拉深工序加工。对于带凸缘半球形拉深件的工艺性还应考虑以下方面内容：1）凸缘件的半球部分直径d与毛坯D的比值d/D最好不小于0.4，以能一次拉成；2）各圆角R=22t，满足拉深对圆角半径要求；3）拉深件凸缘宽度不宜太宽，为解决工作中的起皱问题的主要方法是采用防皱压边圈。该零件所用材料为A3钢，属低碳钢，拉深工艺性较好。零件结构：该制件为半球形有凸缘浅拉深件，需要对毛坯进行计算，且间隙、落料拉伸凸凹模及拉深高度的确定应符合制件要求。模具设计方面：凹凸模的设计应保证各工序间动作稳定。尺寸精度：零件图上所有未注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按IT10级确定工件尺寸的公差。 (GB/T1800.3-2009)1毛坯尺寸的计算（1）选取修边余量，按下表查表得有凸缘圆筒形拉深件的修边余量凸缘直径d凸凸缘的相对直径d凸/d2.52501.82.53.54.35.05.561.62.03.03.64.24.651.41.82.53.03.53.841.21.62.22.52.72.83（2）计算凸缘部分实际尺寸(3)预定毛坯直径D（按几何表面积相等原则）根据以下四个公式确定毛坯直径D：故毛坯直径。2. 判断是否可一次拉深成形半球形件拉深程度不大，可一次拉出。对于任何直径，半球形件的拉深系数均为定值，即。3. 确定是否使用压边圈毛坯相对厚度，此处需采用压边圈。4. 凹凸模圆角半径的计算凹模圆角半径：r凹=，故r凹取4.5mm。凸模圆角半径：，故r凸取3mm。5. 确定工序内容及工序顺序冲压件的工序性质是指冲压件成形所需的各种工序种类如冲孔、落料等，由冲压件的几何形状可直观确定，当工序较多时，不易确定。分析该零件的形状可知其基本冲压工序为落料、拉深、切边。由于板料厚度为1mm，比较薄，拉深后坯料外圆变形可忽略，故对切边工艺不做另行设计。综合分析零件的工艺性和生产规模等具体情况，加工该零件采用落料拉伸复合模。三、确定排样图和裁板方案1. 板料的选择制件的毛坯为简单的圆形件，而且尺寸比较小，考虑到操作方便，宜采用单排。根据零件厚度t=1mm,查冲压模具设计和加工计算速查手册表1-11（GB/T 708-88）冷轧制薄钢板拟选用的板料规格为： 16001200 2. 排样设计本材料用到A3钢，属低碳钢，由“普通低碳钢板料搭边值”表查得搭边值条料宽条料的进据为。冲裁单件材料的利用率按式 计算。 则普通低碳钢板料搭边值 材料厚度 圆件及圆角r2t矩形件边长L50mm或圆角r=2t工件间a1沿边a工件间a1沿边a工件间a1沿边a3500.30.350.420.50.6501000.20.220.250.350.421002000.150.180.20.240.32000.10.120.150.180.222）凹模板直径的计算凹模壁厚c查冲压模具设计和加工计算速查手册表4-5取30mm 凹模板长度：L=D+2c故： L=D+2c =40.62+230 =100.62 (mm)根据表2.61选择最接近的直径100mm，根据冲压模具标准件选用与设计指南表4-14确定凹模板外形尺寸为：，材料T10A。落料凹模板的尺寸设计如下图：2、拉深凸模凸模设计成简单筒形，刃口无斜度，采用车床加工。3、凸凹模结合工件外形并考虑加工，将凸凹模设计成带肩圆凸凹模，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换，采用车床加工，与凸凹模固定板的配合按H7/n6，凸凹模长度L=45mm,具体结构可如下图6所示。七、其他零件结构尺寸1模架的选择为使凹模能放在下模座内，模架凹模周界尺寸L应大于凹模直径100，根据国标JB/T8070-1995 L取125mm，B取125mm，并查得相应的模座和导柱导套的标准如下：上模座GB/T2855.1-2008尺寸为材料HT200，下模座GB/T2855.2-2008 尺寸材料HT200，导柱GB/T2861.1-2008尺寸（闭合高度120150或140165）导套GB/T2861.3-2008尺寸。冲压模具工程师手册模架图如下所示：导柱导套结构图如下：2凸凹模固定板的选择外形尺寸与凹模相对应，由国标JB/T7643.5-1994,选择为10020，材料为Q235-AF。图6 凸凹模结构设计3模柄的选择按JB/T7646.1-1994 选择压入式,材料Q235-AF。4推件顶尖装置的选择 推杆：按JB/T7650.1-1994选择带肩推杆，材料45， 热处理硬度 ，尺寸12150。 推件器： 由于工件尺寸较小，推件器的外形与凸凹模为间隙配合H8/f7，工作面形状与工件形状相似，圆角为R3，材料为Q235A。5模具闭合高度的校核 上模座高度30mm，凸凹模长度45mm，板料厚度1mm，凹模板高度22mm，下模座高度35mm，模具闭合高度H=30+45+1+22+35=133（mm）。在压力机最大封闭高度220mm范围内。6装配图零件图结束语 通过这次模具设计，本人在多方面都有所提高。通过这次课程设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，掌握冷冲压模具设计的基本的模具技能懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。在这次设计过程中，提高了与同学合作设计模具的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。特此感谢指导老师和同学的帮助参考文献1. 薛啟翔冲压模具设计和加工计算速查手册，北京：化学工业出版社2007.102.魏春雷 徐慧民 冲压工艺与模具设计，北京：北京理工大学出版社,2009.83.周本凯 冷冲压模具设计精要，北京：化学工业出版社，2009