高精度定位环冲压工艺设计.doc

模具课程设计（高精度定位环） 目录一 材料工艺性分析1二 拟定模具的结构形式和初选压力机2三 要工艺参数的计算6四 成型模具的设计9五 复合模简单视图10六 附录111七 附录212八 参考文献13高精度定位环冲压工艺设计1、 分析零件的冲压工艺性定位环是用于模具流道系统中定位浇口套的金属环，具有耐高温、精密度高的特点，通常有A型和B型两种型号，用来做紧固件，可以起到固定配件的作用。本课程设计定位环图样如下：零件名称材料厚度工件精度高精度定位环10#钢1.5mmIT12IT13采用1.5mm厚的钢，保证了足够的刚度和强度，工件精度选用IT12，其主要配合尺寸为：14+0.2 0， 24+0.14 0, 38+0.2 0 根据零件的技术要求，进行冲压工艺性分析，可以认为：该零件形状属旋转体，是一般带凸缘圆筒件，且d 凸 /d,h/d较合适，拉深工艺性较好，只是零件尺寸偏小，尺寸精度偏高这可以再末次拉深时采用较高的模具制造精度和较小的模具间隙，并安排整形工序来实现。2、 工艺方案及模具结构类型 计算毛坯尺寸： 计算毛坯尺寸需先确定翻边前的半成品尺寸，翻边前半成品图样如下:需要翻边的高度 h=14-10=4mm翻边高度公式： 经过变换后： d=D k=240.86=20.64mm 查表(冲压手册）5-5，当采用圆柱形凸模， 用冲孔模冲孔时k=0.86。即一次可以安全翻出h=4mm的高度。修边余量 查表4-5 修边余量=2.0mm 则实际凸模直径计算毛坯直径 计算拉深次数 由表4-20查得 而0.58初步确定一次可以拉深出来，但考虑到一次拉深时，均采用极限拉深系数，故需要保证较好的拉深条件，而选用大的圆角半径，这对本零件材料厚度，零件直径又较小时是难以做到的，这就需要在一次拉深后，增加一次整形工序。在这种情况下。采用二次拉深，以减少各次拉深工序的变形程度，并且选用较小的圆角半径，从而在不增加模具套数的情况下，既能保证零件质量，又可以稳定生产。第一次拉深系数的确定 查表4-22得 查表4-15，零件总的拉深系数调整后的两次拉深工序的拉深系数分别为： 确定工序的合并与工序的顺序a. 落料与拉深b. 二次拉深c. 冲底孔d. 翻边e. 切边根据这些基本工序，可以拟出如下五种方案方案一、落料与首次拉深复合，其余按基本工序方案二、落料与首次拉深复合，冲底孔与翻边复合，其余按基本工序，部分工序图如下：方案三、落料与首次拉深复合，翻边与切边复合，其余按基本工序，部分工序图如下：方案四、落料首次拉伸与冲底孔复合，其余按基本工序。部分工序图如下：方案五、采用带料连续拉深或在多工位自动压力机上冲压分析比较上述几种方案可以看到：方案二中，冲底孔与翻遍复合，由于模壁厚度较小，模具容易损坏。方案三中，虽然解决了上面壁厚太薄的问题，但是冲孔及翻边与切边复合时，它们的刃口都不在同一平面上，这回给修磨带来不便，修磨后要保持相对位置也困难。方案四中，落料，首次拉深与冲底孔复合，冲孔凹模与拉深凸模做成一体，也会给修磨造成困难。方案五中，采用带料连续拉深或多工位自动冲压机冲压，可获得高地生产效率，也避免上述方案指出的缺点，但这一方案要专用的压力机或自动送料装置，而且模具结构复杂，制造周期长，生产成本高，因此，只有在大量生产中才较适宜。3、 主要工艺参数的计算确定拍样、裁板方案 毛坯直径50，考虑到操作方便，采用单排，由表2-17查得搭边数值 近距 条料宽度 条料规格拟选用 1.59001800采用纵裁 裁板条数： 每条个数： 每板总个数： 板的材料利用率 采用横裁 裁板条数： 每条个数： 每板总个数： 板的材料利用率 采用纵裁有较高的剪裁生产率确定各中间工序尺寸首次拉深 首次拉深直径 首次拉深时凹模圆角半径按表4-19应取5.5mm。由于增加了一次拉深工序，使各次拉深工序的变形程度有所减小，故允许选用较小的圆角半径，这里取， 首次拉深高度公式按4-8计算实际生产中选用9.1mm二次拉深取 与生产实际相符合计算各工序压力选用压力机落料拉深工序落料力按下式计算：式中 由表8-71查得落料卸料力为： 由表2-37查得拉深力按表4-85所推荐的公式计算：式中 由表8-7查得 由表4-86查得压边力为表4-82所推荐的公式计算式中，由表4-83查得这一工序的最大总压力在离下死点9.8mm稍后些就需达到根据冲压车间小型工段现有压力机为250KN,350KN,630KN,800KN等，故选用250KN压力机。二次拉深工序及整形工序拉深力 式中 由表4-87查得顶件力取拉深力的10% 由于整形力最大，且在临近下死点拉深工序快完成时产生，可只按整形力选用压力机，这里选用250KN压力机。冲15孔工序冲孔力 卸料力 推料力 式中 由表2-37查得，总压力故选用250KN的压力机翻边工序翻边力按下式计算顶件力取翻边力的10%所以选取250KN的压力机切边工序废料刀切断废料所需压力（设两把废料刀）总压力 选用250KN压力机4、 模具设计根据确定的工艺方案和零件的形状特点、精度要求，所选设备的主要技术参数、模具制造条件以及安全生产等选定其冲模的类型及结构型式。模具结构型式的选择落料拉深复合模采用典型结构，即落料采用正装式，拉深采用倒装式。模座下的缓冲器兼作压边与顶件装置，另设有弹性卸料和刚性推荐装置。该结构的优点是操作方便，出件畅通无阻，生产率高。缺点是弹性卸料装置使模具结构复杂与庞大，特别是拉深深度大，料厚、卸料力大的情况下，需要较多、较长的弹簧，是模具结构过分的庞大。所以它适合于拉深深度不大，材料较薄的情况。为了简化上模部分，可采用刚性卸料板（如下图），但是其缺点是拉伸件留在刚性卸料板内，不易出件，带料操作上的不便，并且影响生产率。这种结构使用于拉深深度较大、材料较厚的情况。而本题目由于拉深深度不大，材料也不厚，因此采用弹性卸料较合适，考虑到装模方便，模具采用后侧布置的导柱、导套模架。卸料弹簧的选择卸料力，拟选用8个弹簧负担卸料力，每个负担卸料力为450N弹簧的工作压缩量 a为落料凹模高出拉深凸模距离，取1mm b为卸料板超出凸凹模刃口的距离，以保证卸料，取b=0.4mm查表10-1选用弹簧为，根据该号弹簧压力特征可知，弹簧最大工作负荷下的总变形量最大工作负荷模具工作部分尺寸和公差计算落料模：圆形凸模和凹模，可采用分开加工。拉深前的毛坯未标注公差尺寸和极限偏差，故取落料件的尺寸公差为由表2-31的公式进行计算：式中，由表2-30查得 ,由表2-28查得式中，由表2-23查得 ，由表2-28查得落料凹模模壁c,由表2-39查得为30mm,实际取为32.5mm拉深模：首次拉深件按未标注公差尺寸的极限偏差考虑，并标注内形尺寸，故拉深体的尺寸公差为由表4-75的公式进行计算式中c由表4-76取为 由表4-76查得式中，由表4-76查得模具其他零件的结构尺寸计算闭合高度根据设备负荷情况，拟选用JA23-35型压力机，该压力机最大闭合高度205mm，最小闭合高度为130mm模具闭合高度满足认为该机器合适上模座弹簧沉孔深度所选59号弹簧总长取预压量12mm，卸料板厚度为12mm，卸料板上的弹簧沉孔深度拟取5mm，故上模座的弹簧沉孔深为：式中0.4mm为卸料板超出凸凹模断面的距离上模座的卸料板螺钉沉孔深度取=25.4mm（留2.2mm安全间隙），若凸凹模修磨量超过2.2mm时尚需相应加深卸料螺钉沉孔深度。卸料螺钉长度 式中12为卸料板厚度，35为上模座厚度。推杆长度取 附录附表1量SI单位名称符号长度米面积平方米体积立方米速度米每秒力牛顿力矩牛顿米应力（单位压力）帕斯卡功、能焦耳导热系数瓦特每米开尔文功率瓦特温度开尔文摄氏度K时间小时分秒Hmins质量千克kg平面角弧度rad密度千克没立方米附表2单位换算量单位名称单位符号与SI单位的关系力公斤力吨力kgftf力矩公斤力米公斤力厘米kgfmkgfcm应力公斤力每平方厘米公斤力每平方毫米功能公斤力米kgfm功率公斤力每秒马力kgfm/s1马力=735W热量卡千卡calkcal导热系数卡每厘米秒摄氏度转速转每分转每秒rpmrps声压级分贝dB主要参考资料1、王孝培主编。冲压工艺设计资料。北京：机械工业出版社，1983年2、李硕本主编。冲压工艺学。北京：机械工业出版社，1982年3、肖景容 周士能 肖祥芷编。板料冲压。武昌：华中工学院出版社，1986年4、姜奎华主编。冲压工艺学