冲压模具-设计说明书---中轴碗
21页1、湖南xx大学课程设计说明书第1章 冲压工艺分析1.1 材料 冲压加工方法是一种先进的工工艺方法,因其生产率高,材料利用率高,操作简单等一系列优点而广泛使用,由于模具费用高,生产批量的大小对冲压加工的经济性起着决定性作用。批量越大,冲压加工的单件成本就越低,批量小时,冲压加工的优越性就不明显,这时采用其他方法制作 该零件可能会更有效果。1.2零件结构由图1-1可知,产品为圆片落料、有凸缘筒形件拉深、圆片冲孔,产品结构简单对称,孔壁与制件直壁之间的距离满足LR+0.5t的要求(L=(35-19)2=8,R+0.5t=3+0.52.5=4.25)零件名称中 轴 碗图 号C002材 料15钢料 厚2.5mm生产批量大批量图1-11.3尺寸精度为IT12;.零件图上的未注尺寸公差要求为IT14。板料厚度为2.5,查表知,生产时毛刺允许高度为h0.15mm,本产品在断面质量和毛刺高度上没有严格的要求,所以只要模具精度达到一定要求,冲裁件的断面质量可以保证。第2章 工艺方案及模具结构类型2.1 冲压工艺方案分析首先根据零件形状确定冲压工序类型和选择工序顺序。虽然该零件的孔在拉深变形区外,但是其内孔直
2、径与凸模直径之比大于0.20.3,而且该工件的拉深凸模圆角半径无法做到R2,还需要整形工序。故其需要的基本工序有落料、拉深、冲孔和整形。根据冲载工序的不同选择可做出以下几种组合方案:方案一:落料、拉深、冲孔、整形、切边。由五套单工序模具完成。方案二:先采用落料、拉深、冲孔复合模,再整形切边。方案三:采用拉深、冲孔、落料和整形切边级进模。比较上述各方案可以看出,方案一的优点是:模具结构简单、寿命长、制造周期短、投产快。缺点是:工序分散,需用模具、压力机和操作人员较多,劳动生产率低。方案二落料冲孔在一道工序内完成,内、外形的位置尺寸精度高,工件的平整性好;方案三由于是先冲孔后落料,内、外形的位置尺寸精度不如方案二高,工件易弯曲,平整性不如方案二好,但操作安全、方便。方案二和方案三与方案一相比,工序集中,劳动生产率高,但模具结构复杂,制造周期长。综上所述,虽然该零件外观要求不高,但要求平整,且为大批量生产,生产率要高,故采用方案一。2.2 模具结构形式的确定由于选择的是方案一,因此,整个冲压过程需要三副模具,即圆饼毛坯落料模具、中轴碗拉深模具和中轴碗冲孔模具,其模具结构如下所示:图2-1 圆
3、饼毛坯落料模具图2-2 中轴碗拉深模具图2-3 中轴碗冲孔模具第3章 冲压工艺计算3.1 零件毛坯尺寸计算1)确定修边余量制件要有拉深工序,且属于有凸缘的筒形件拉深,凸缘直径为60mm,料厚2.5mm,查表,选取修边余量为3.0mm,故修边前凸缘直径为2)确定毛坯直径=70mm取D=70mm3.2 排样 1)单排,如下图所示:图3-1a 搭边查表3-20,选取。b 送料步距和条料宽度送料步距A=70+1.5=71.5mm,条料宽度B=70+21.8=73.6mmc 板料利用率查表,选用的条料。一个步距内条料利用率为3.3 拉深次数和拉深系数的确定1)判断能否一次拉出按,。查表可得 ,故制件能一次拉出。 2)拉伸系数的确定 由坯料直径D=70和筒形件的中线尺寸d=37.5,可得拉伸系数为3.4 冲裁力和拉深力的计算1)落料工序 ; 。式中: -落料力,KN; L-落料件受剪切周边长度,; t-冲裁件的厚度; -材料抗剪强度,取值375MPa; -卸料力,N; -卸料力系数,取值0.06; -系数,取值1.3; -落料工序所需力之和。2)拉深工序式中: -压边力,N; F-在压边圈下坯料的
4、投影面积,; q-单位压边力,取值2.5MPa; -拉深工序所需力之和。3) 冲孔工序 式中: -推件力,N; -推件力系数,取值0.05; -顶件力系数,取值0.06; K-系数,取值1.3; -冲孔工序所需力之和。4)计算完成零件冲压所需的力,并选择压力机由于拉深、落料、和冲孔并非在同一时间进行。故压力机公称压力只需满足其中最大的工作压力即可。查表,初选公称压力为400KN的JH23-40系列开式固定台机械压力机(型号为JH23-40)。其最大装模高度为330mm,装模高度调节量为65mm,工作台孔。3.5 拉深间隙的计算拉深间隙指单边间隙,即。拉深工序采用压边装置,并且可一次成型。查表,可得拉深间隙为 取取Z=2.63mm。3.6 拉深凸、凹模圆角半径的计算 一般来说,大的可以降低极限拉深系数,而且可以提高拉深件的质量,所以尽可能大些,但太大会消弱压边圈的作用,所以由下式确定:取=7mm式中: D-坯料直径,mm; -凹模直径,由于拉深件外径为40mm,此处取值为40mm。3.6.1凸模圆角半径的计算对拉深件的变形影响,不像那样显著,但过大或过小同样对防止起皱和拉裂及降低极限拉深
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