最新模具设计说明书.doc

带凸缘拉深模带凸缘拉深模 设设 计计 说说 明明 书书 院院 系系 机电工程学院机电工程学院 班班 级级 模具模具 09010901 班班 专专 业业 模具设计与制造模具设计与制造 姓姓 名名 李李 晓晓 鹏鹏 学学 号号 200914200131200914200131 指导教师指导教师 郑郑 英英 评评 分分 日日 期期 20112011 年年 1 1 月月 湖南交通职业技术学院湖南交通职业技术学院 目目 录录 设设 计计 任任 务务 书书 4 4 第一章第一章 前言前言 6 6 1 1 课程设计目的 6 1 2 课程设计内容 6 第二章第二章 冲压工艺规程的制定冲压工艺规程的制定 7 7 2 1 资料准备 7 2 2 冲压件的工艺性分析 7 2 3 工艺方案的拟定 7 2 3 1 基本工序的选定 7 2 3 2 确定冲压次数和冲压系数 8 2 3 3 工序组合形式的确定 11 2 4 模具类型及结构形式的确定 12 2 5 必要工艺计算及冲压设备的选择 13 2 5 1 合理间隙的确定 13 2 5 2 凸凹模工作部分 刀口 尺寸的计算 13 2 5 3 压料力 拉深力的计算 13 2 5 4 橡胶有关尺寸的计算 14 2 5 5 冲压设备的选择 14 2 6 工艺过程卡片的制定 15 2 7 压力中心的确定 16 第三章第三章 模具设计的有关说明模具设计的有关说明 1818 第四章第四章 绘制模具总装图绘制模具总装图 2121 4 1 拉深件模具装配图 21 4 2 拉深件模具凸模零件图 22 4 3 拉深件模具凹模零件图 22 第五章第五章 设计评价及心得体会设计评价及心得体会 2424 参考文献参考文献 2525 设设 计计 任任 务务 书书 一 题目一 题目 罩壳零件的冲压工艺与模具设计 二 内容二 内容 1 冲压工艺过程卡 1 份 2 设计模具装配图 1 张 3 设计模具零件图 2 张 凸模 凹模各 1 张 4 编写课程设计说明书 1 份 三 原始资料三 原始资料 1 工作零件图 1 张 2 生产类型 按大批量生产 3 生产条件 按中型机械制造企业 四 具体要求四 具体要求 1 分组 每 5 人一组 一组一个冲压零件 2 技术要求 模具图纸用软件绘图 图幅 A1 或 A2 比例自定 符合国标 装配图应包含基本视图 冲件图 排样图 标题栏 明细表 序号按顺时针 序号 名称 数量 材料 备注 标状号 热处理 标准图框 零件图 2 张 可电脑画 符合国标和工厂生产用图要求 3 时间安排 2010 年 12 月 25 日 2011 年 1 月 8 日 14 天 五 设计零件附图五 设计零件附图 见设计任务图纸 图一 产品零件图 第一章第一章 前言前言 1 1 1 1 课程设计目的课程设计目的 本课程设计是在学生完成 冲压工艺与模具设计 理论教学并 进行了 模具拆装与测绘实训 之后进行的一个重要教学环节 用 于使学生运用所学理论 联系实际 提高工程技术能力和培养严谨 细致的作风 通过本次设计要达到以下目的 1 巩固 冲压工艺与模具设计 课程以及有关技术基础课程所 学的内容 掌握制订冲压工艺规程和设计冲压模具的方法 2 培养综合运用本专业所学课程的知识 解决生产中实际问题 的工程技术能力 3 养成严肃 认真 细致地从事技术工作的优良作风 4 能编制中等复杂零件的冲压工艺 并能制定工艺文件 5 能设计中等复杂零件的冲压模具 完成规范的冲压图纸 1 1 2 2 课程设计内容课程设计内容 独立地编制出所给定零件的冲压工艺规程 并编制出所设计模 具的设计说明书 同时设计出指定的冲压模具 并画出正规的装配 图与零件图 第二章第二章 冲压工艺规程的制定冲压工艺规程的制定 2 2 1 1 资料准备资料准备 原材料及尺寸规格 10 钢板 2000 130 1 生产批量 大批量 设备情况 模具制造条件及水平 按中型机械制造企业水平进 行设计 各种技术标准 设计手册及有关资料的准备 2 2 冲压件的工艺性分析冲压件的工艺性分析 1 本零件的形状结构较为简单与规则 2 工件最小孔的尺寸为 8 查有关手册 冲孔的最小尺寸可确定为 硬钢 dmin 1 3t 1 3 1 1 3 8 可行 3 均为 IT12 13 为 IT12 为 1 20 0 5 10 5 10 1024 0 30 76 2 20 0 8 IT13 其它尺寸为未注公差尺寸 按公差等级 IT14 进行计算可行 2 3 工艺方案的拟定工艺方案的拟定 2 3 1 基本工序的选定基本工序的选定 从零件的形状看 属于一般带凸缘拉深件 通过分析可基本确 定需要以下基本工序 落料 拉深 冲孔 切边 2 3 2 确定冲压次数和冲压系数确定冲压次数和冲压系数 A A 初步计算毛坯直径 初步计算毛坯直径 D D0 0 确定修边余量 拉深后筒壁直径 d 44 1 43 确定切边余量 1 77 查表可知 3 故切边前凸缘 43 76 d dt 直径 dF df 2 76 2 3 82 根据相关手册的标准公式 可知毛坯直径 2222 2 3 2 4 2 22 2 1 2 10 6482106 5443108 2630434483828 2638 ddR6 54Rd8 26hd4r8rd8 26dD 113 6 B B 确定能否一次拉成 确定能否一次拉成 查表与计算如下 凸缘相对直径 1 91 43 82 d dF 毛坯相对厚度 0 88100 113 6 1 100 D t 0 第一次拉深的最大相对高度 0 38 0 32 max 1 1 d H 实际相对高度 1 43 43 d h 1 1 max 1 1 d H 故不能一次拉深成功 C C 用逼近法确定第一次拉深直径 用逼近法确定第一次拉深直径 试算 次数 假定值 第一次拉深直径 实际拉深系数 极限拉深系数查表 相差值 N dF d1d1 dF Nm1 d1 D0 m1 min m1 m1 m1 11 382 1 3 63 07763 077 113 6 0 560 53 0 03 21 582 1 5 54 6754 67 113 6 0 480 50 0 02 初选 m1 0 50 d1 54 67 D D 确定首次拉深凸 凹模圆角半径 确定首次拉深凸 凹模圆角半径 由公式得凹模圆角半径 r1 0 8 0 8 6 14 tdD 10 17 654 6113 取凸凹模圆角半径相等 R1 r1 2 t 4 66 2 1 4 16 E E 重新计算毛坯 设第一次多拉 重新计算毛坯 设第一次多拉 5 5 为了保证凸缘部分在以后各次拉伸中不参加变形 首次拉深时 拉人凹模的材料的表面积比零件实际需要多 3 5 并在以后各次拉 深时逐渐挤回凸缘部分 由 F总 d0 将 F总分解为凸缘 2 0 d 4 F 4 部分 F2和拉人部分 F1两部分 即 F总 F1 F2 F2 822 642 2063 4 F1 F总 F2 113 62 822 642 8067 4 4 4 8115262808 810790 64825 016482 6113D 222221 0 F F 校核相对高度 校核相对高度是否超过最大相对高度是否超过最大相对高度 1 1 d h max 1 1 d h 根据 拉深高度计算 2222 14 0 43 0 25 0 nn n nnt n n Rr d RrdD d h 拉深高度 则 2 1 2 1 1 11 22 1 1 14 0 43 0 25 0 Rr d RrdD d h t 36 1 2222 64 6 14 6 67 54 14 0 64 6 14 6 43 0 8284 115 67 54 25 0 查表又66 0 67 54 1 36 1 1 d h 863 0 100 84 115 1 1005 1 67 54 82 01 D t d dF 得 0 53 0 45 变形程度过大 max 1 1 d h 6 60 1 1 d h max 1 1 d h 应重选 m1 选 N 1 3 档 m1 0 53 d1 63 1 31 163 82 d d 1 50 163 1 032 d h 1 032 4 664 16 d 4 10 4 664 163 40824 8115 163 5 20 Rr d 4 10 Rr0 43dD d 5 20 h 1 F 1 1 22 1 22 2 1 2 1 1 11 2 F 2 0 1 1 查表得 0 60 0 50 可行 max 1 1 d h G G 用推算法确定拉深次数及各次拉深直径 用推算法确定拉深次数及各次拉深直径 首次 m1 0 53 d1 63 1 43 则需多次拉深 以后各次拉深的 拉深系数由教材查明 如下 推算 调整 d1l m m m1 0 53 d1 65 m1 0 036 50 4 8115 65 d1 63 1 加大 1 9 m2 0 65 d2 43 m2 0 016 60 65 43 d2 0 65 63 1 41 加大 2 H H 确定各次拉深凸凹模圆角半径 确定各次拉深凸凹模圆角半径 5 7 1654 8115 80tdD 80r 101 又 R1 r1 7 13 6 2 2 1 2 t 同理 r2 2 R2 10 2 3 3 工序组合形式的确定工序组合形式的确定 1 按工序分散原则 均按基本工序进行 不合并 优点是 模具简单 制造容易 生产成本低 故障少 缺点是工序数多 生 产效率低 不适合大批量生产 2 工序高度集中 全部基本工序合并 即采用连续拉深冲 压成形 多工位冲模 优点生产率高 缺点 模具结构复杂 尺寸 大 制造困难 成本高 使用中发生故障的可能性大 但适合大量 生产 3 部分工序组合 其余工序按基本工序进行 经过讨论分析第三种方案较为适合本副零件的模具设计 但具 体那些工序进行组合哪些工序按基本工序进行设计 需要进一步讨 论分析 落料与首次拉深组合 1 结构合理 组合形式较为常见 落料 拉深与冲底孔组合 2 底孔冲出后在第二次拉深时会发生变形 冲孔与切边组合 3 只有当凸凹模的壁厚大于允许的最小壁厚时才可作为可行方案 冲底孔与冲冲侧边孔组合 4 结构合理 组合形式较为常见 综上所述 本幅模具决定采用落料与首次拉深合并 其余按单 工序的方案进行设计 2 4 模具类型及结构形式的确定模具类型及结构形式的确定 模具类型由上一步分析时分析可知第一步工序为复合模 其余 均为简单模 复合模是一种多工序的冲模 是在压力机的一次工作行程中 在模具同一部位同时完成数道分离工序的模具 复合模的涉及难点 是如何在同一工作位置上合理地布置几对凸 凹模 按照复合模工 作零件的安装位置不同 分为正装式复合模和倒装式复合模两种 经过对其进行分析我们选用的是反装式复合模 模具结构形式 1 工作部分凹模采用与模柄直接用螺钉进行 紧固 销钉进行定位 而凸模则采用使其与凸模固定板进行紧配合 从而使其固定 2 卸料采用顶板与顶杆的结合进行卸料 同时用 螺母进行紧固 这种模具的结构不仅能使模具制造较为简单 工序相对较为集 中 而且对于拉深模来说能较好的保证其的精度与平整度 更容易 达到零件的要求 2 5 必要工艺计算及冲压设备的选择必要工艺计算及冲压设备的选择 2 5 1 合理间隙的确定合理间隙的确定 经查阅相关资料则凸凹模间隙值则1 111 1 1t1 2 Z1 第一次拉深模的合理间隙值 Z1 2 2 同理 则1 0511 05 05t1 2 Z2 第二次拉深模的合理间隙值 Z2 2 1 2 5 2 凸凹模工作部分 刀口 尺寸的计算 凸凹模工作部分 刀口 尺寸的计算 由于模具的刃口尺寸标注在外形上所以以凹模为基准 故最后一 次拉深工作部分尺寸为 DA A 0max 5 70D 25 00 0 25 00 0 8 84325 005 7044 DT 0 max T Z 5 70D 25 00 0 25 00 0 8 741 1225 005 7044 所以凸凹模的刃口尺寸如上 2 5 3 压料力 拉深力的计算 压料力 拉深力的计算 有公式有压料力 Fy Ap 又查表有 p 的取值范围为 2 2 5 所以 Fy p rdd 4 2 Aii 2 1i 所以最后一次拉深压料力的计算如下 Fy2 3769 96N p rdd 4 2 2A2 2 1 52224465 4 2 2 而拉深力的计算如下 又经分析可知零件的拉深需要压料圈压料 而由有压料圈的拉深 模以后各次拉深里的计算公式 有又查表有 K2 1 0 2bii KtdF 2b22 KtdF MPa200 b 所以第二次拉深的拉深力 27632N 2b22 KtdF 又据分析有工艺的总压力 FZ F FY所以第二次拉深的总压力 FZ2 F2 FY2 3769 96 27632 31401 96N 2 5 4 橡胶有关尺寸的计算 橡胶有关尺寸的计算 为了保证橡胶正常工作 所选橡胶应满足预压力要求 即 F0 FX 但为了保证橡胶不过早的失效 其允许的最大压缩量不应超过其自 由高度的 45 故有 02 H0 450 35H 橡胶的预压缩量一般取自由高度的 10 15 即 00 H0 15100H 故综上有 111 1 0021 HHH H0 350 25H HH 又由橡胶的横截面积有 A Fxy p 综上所述橡胶的高度为 40mm 2 5 5 冲压设备的选择冲压设备的选择 1 确定压力机的公称压力 本幅模具采用顶杆卸料装置和下出料方式的拉深模 则 总压力 FZ2 F2 FY2 3769 96 27632 31401 96N 又由公式有公称压力 Fg 1 8F Z2 1 8 31401 96N 56523 528N 2 压力机的选择 该模具的总冲压力NF6 931401 选用曲柄压力机K2502523 J 最大冲压力 KN250 滑块行程 mm65 连杆调节量 mm55 工作台尺寸 mm370560 2 62 6 工艺过程卡片的制定工艺过程卡片的制定 标记产品名称带凸缘拉深模 冲压工艺规 程卡 零件名称 带凸缘圆 筒形拉深 件 年产量第 页 产品图号零件图号10 万共 页 材料牌号及技术 条件 10 钢 毛坯形状及 尺寸 82 1下料 选用板料 1800 x900 x1 纵裁成 1800 x85x1 工序号 工序 名称 工序简图模具名称设备检验备注 1 落料兼 拉深 拉深模冲床 按工序图 进行检验 2 二次拉 深 拉深模冲床 按工序图 进行检验 3冲孔冲孔模冲床 按工序图 进行检验 4切边达到零件工作图的要求尺寸切边模冲床 按零件工 作图进行 检验 更改标 记 编制 校 对 审 核 批 准 原底图 总号 日期 文号 姓 名 2 7 压力中心的确定压力中心的确定 模具的压力中心就是冲压力合力的作用点 但为了保证压力机 和模具的正常工作 应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相 重合 否则 冲压时滑块就会承受偏心载荷 导致滑块导轨和模具 导向部分不正常的磨损 还会使合理间隙得不到保证 从而影响制 件质量和降低模具寿命甚至损坏模具 但是在实际的生产中 可能 会出现由于冲件的形状特殊或排样特殊 使得在模具结构设计与制 造上不易使零件的压力中心与模柄中心线重合 这时应注意以防压 力中的偏离不致超出所选用压力机允许的范围 但由于本零件是简 单几何图形的零件 且是对称冲件 其压力中心的位置就在冲件轮 廓的几何中心上 故该工件压力中心的计算可省略 签字 签 字 底图总 号 签字 日期 日 期 第三章第三章 模具设计的有关说明模具设计的有关说明 拉深单工序模 该方案该方案冲压件的行为精度和尺寸精度容 易保证 且生产率也高 且零件较为简单 使得模具制造相对较为 容易 总装配图如图二所示 13 图二 拉深模总装配图 该模具是单工序拉深模 其工作时 将第一次拉深后的零件置 于压料圈上进行定位 同时压料圈与倒装凸模进行套装 当压力机 下行时 在橡胶的作用下顶杆顶着压料圈上行使其在凸模拉深时进 行压料 以防零件起皱 而当一次拉深完成后 模具通过打杆与顶 板将本次拉深的零件顶出凸模 同时本模具采用在下模座底下安装 托板与顶杆 从而使橡胶的高度不受模具有关空间的限制 压料力 大小易于调节 可获得合适的压料力 1 凸模的结构形式及其固定方法 由于拉深件的形状和尺寸不同 拉深模的加工以及装配工艺等 实际条件亦不同 所以在实际生产中使用的凸模结构形式很多 在 该模具中截面形状呈圆形 结构设计成阶梯式 其固定方法为台肩 固定 结构示意如图三所示 图三 拉深件凸模及其固定方式 2 凹模外形结构及其固定方法 凹模类型很多 凹模的外形有圆形和板形 结构有整体式和镶 拼式 而本幅模具采用圆环形凹模 同时通过与模柄进行销钉定位 螺钉紧固 结构示意如图四所示 图四 拉深件凹模及其固定方式 第四章第四章 绘制模具总装图绘制模具总装图 4 1 拉深件模具装配图拉深件模具装配图 如图五所示 1299 699 1298 7646 3 700 699 1299 699 699 9439 235 235 8 200 托板 顶杆 固定板 凸模 推件块 销钉 螺母 打杆 模柄 凹模 压料圈 螺钉 下模座 橡胶 螺杆 备注材料数量名称序号 13 李晓鹏 1 1 共 张 第 张 湖南交通职业技术学院模具0901 数量 比例 10钢材料 日期 审图 校核 制图 图五 拉深件装配图 4 2 拉深件模具凸模零件图拉深件模具凸模零件图 如图六所示 湖南交通职业技术学院模具0901 其余 组合后磨平 李晓鹏 1 1 共 张 第 张 数量 比例 10钢材料 日期 审图 校核 制图 5 78 0 025 0 图六 拉深件凸模零件图 4 3 拉深件模具凹模零件图拉深件模具凹模零件图 如图七所示 湖南交通职业技术学院模具0901 1 6 0 4 0 4 45 43 88 0 025 0 10 深23 制图 校核 审图 日期 材料10钢 比例 数量 共 张 第 张 1 1 李晓鹏 图七 拉深件凹模零件图 第五章第五章 设计评价及心得体会设计评价及心得体会 本次的课程设计实训 可以说是较为成功的 虽然在设计的过 程中遇到了许多的难题 甚至有很多是自己不是很了解的问题 但 我们并没有放弃 而是积极的去克服它 通过为时 10 天的时间 我 们设计出了自己的模具 虽然也存在些许的问题 但我想我尽力了 并且我想做任何