內(nèi)外緣翻邊復(fù)合模具

1、Hefei University課程設(shè)計COURSE PROJECT題目： 內(nèi)外緣翻邊復(fù)合模具設(shè)計 系別： 機(jī)械工程系 專業(yè)： 材料成型及控制工程 學(xué)制： 四年 姓名： 學(xué)號： 導(dǎo)師： 完成時間：2012 年 6 月30日 目錄一、任務(wù)與要求的簡述-3二、零件說明-3三、工藝性分析-4四、模具總體結(jié)構(gòu)確定-4五、工藝計算-6 （1）、計算翻內(nèi)孔凸模直徑-6（2）、校驗翻邊高-6（3）、計算翻邊系數(shù)-7（4）、計算翻邊力-7（5）、計算凸凹模工作尺寸及公差-7六、主要零件的設(shè)計-7（1），凹模設(shè)計-7（2），凸凹模設(shè)計-8 （3），緊固件及定位零件的選擇-9 （4），卸料與出件零件-11 （5）

2、，選擇模架及其它模具零件-12七、壓力機(jī)的校核-14八、各零部件的材料及要求-14九、該模具的優(yōu)缺點-15十、總結(jié)-15十一、參考文獻(xiàn)-16一，任務(wù)與要求的簡述 沖模課程設(shè)計是沖壓工藝及模具設(shè)計課程的一個重要環(huán)節(jié)，是運用所學(xué)知識的一次綜合練習(xí)。其主要任務(wù)是：（1） ，擬定沖壓件的工藝過程，并填寫工藝過程卡一份；（2） ，設(shè)計指定的沖壓模，并繪制裝配圖和凸、凹模等零件圖一套；（3） ，編寫設(shè)計說明書一份，約20頁左右。其基本要求是：（1） ，保證沖出合格的工件；（2） ，模具結(jié)構(gòu)簡單，壽命長，成本低且與生成批量相適應(yīng)；（3） ，操作方便，安全。二，零件說明該制件如下圖所示： 本課程設(shè)計是對已拉深

3、件進(jìn)行內(nèi)外緣翻邊，并且已有翻邊所需的預(yù)沖孔，只需完成翻內(nèi)孔和外緣，所以采用復(fù)合模。其技術(shù)要求：1 工件材料為08低碳鋼2 板料厚度t為1.5mm 三，工藝性分析（1） ，該制件材料為08鋼，屬于低碳鋼，抗剪強度t為270340MPa，抗拉強度b為335410MPa，屈服強度s為255353MPa，70處由內(nèi)孔翻邊成形，翻邊前已加工出預(yù)沖孔，r=1,翻邊高度H =8,翻邊系數(shù)K=0.8207>極限翻邊系數(shù)，翻邊高度不太高，小于極限翻邊高度，材料工藝性好，至此全部滿足翻孔工藝要求，所以可以進(jìn)行內(nèi)孔翻邊。為防止翻邊口破裂，預(yù)沖孔在翻邊前應(yīng)進(jìn)行去毛刺處理。由于工件的尺寸中部分有公差要求，經(jīng)查模具

4、設(shè)計與制造簡明手冊中的標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表得到其精度等級為10級，精度稍高，精度高的翻邊模具才可以滿足要求。（2） ，工藝方案確定，經(jīng)過分析，確定該制件的加工工序為：內(nèi)外緣翻邊復(fù)合模具。本模具只完成翻內(nèi)外邊雙工序模。四，模具總體結(jié)構(gòu)確定由于制件是大批量生產(chǎn)，故采用雙工序模以提高效率。由于翻邊對凸凹模間隙的均勻性要求較高，及從結(jié)構(gòu)緊湊性考慮，采用后則導(dǎo)柱模架形式以保證上下動作平穩(wěn)，并能承受一定的偏載，不易變形，有效的保護(hù)凸凹模，模座采用的是標(biāo)準(zhǔn)模座，以減少成本，模具的材料選用：上模座采用HT200,下模座采用的也是HT200,模座的上下表面的平行度應(yīng)達(dá)到要求，采用倒裝式即凸模在下凹模在上，使得預(yù)沖孔邊

5、緣的毛刺在翻邊之前被凸模圓角壓平，有效的防止翻邊口的破裂。采用凸模頂上的定位釘對環(huán)形工件進(jìn)行定位，采用剛性推件裝置，即頂桿和推板組合裝置以在翻邊完成后起到卸料作用，使得工人的操作方便。如下為主視圖及俯視圖：俯視圖如下： 五，工藝計算 （1），計算毛呸外緣尺寸 利用中性層計算：L =6.28+8+14.85-4=25.13 L=L-LO=25.13-15=10.13所以毛培尺寸為：D=Do+2L=28+2X10.13=48mm(2)分析中間翻內(nèi)孔的凸模尺寸計算預(yù)沖孔直徑： d0=D-2(H-0.43r-0.72t） =25.5-2×（6-0.43××1) =16 d

6、0 預(yù)沖孔直徑 H 翻邊高度 r 圓角半徑 t 板料厚度（2），計算翻邊系數(shù)： k0=d0/D=16/48=0.85407（3） ，校驗翻邊高： d0/t=48÷1=48 由于是鉆后去毛刺,故查表得極限翻邊系數(shù)kmin=0.60 (<k0=0.675) （3）極限翻邊高度Hmax=(D/2)·(1-kmin)0.43r0.72t =68.5×(1-0.60)2.25=29.65>8 故可以進(jìn)行翻孔。（4），計算翻邊力： F=1.1·（D-d）ts =1.1×3.14×（48-16)×1.5×330 =3

7、4.1946kN 由于工作行程較長，翻邊力必須處于許用負(fù)荷曲線之內(nèi)，一般總的翻邊力小于或等于壓力機(jī)公稱壓力的50%60%，且根據(jù)閉合高度，故查材料成形設(shè)備表2-2選J23-16其相關(guān)參數(shù)為： 最大封閉高度：100， 工作臺尺寸：110×110因為制件是簡單的淺翻邊蓋行圓形件，故壓力中心為其幾何中心（圓心）。 （5），計算凸凹模工作尺寸及公差： 由于在翻孔過程中存在回彈現(xiàn)象，即翻口位置的孔徑比凸模的外徑尺寸要小，故為保證孔尺寸，凸、凹模按照孔的尺寸的上偏差加工。由于制件精度采用IT12級，故凸模制造公差采用IT10級，制件翻邊處的外緣尺寸D0為37，則其公差為0.35，為使翻邊回彈小，

8、垂直度好，翻邊的凸凹模間隙小于工件厚度以使其稍微變薄根據(jù)壁厚查資料得Z/2=1.1，凸凹模的制造公差等級一般相差1到2級，故凹模的制造公差采用IT10級， 凸模直徑Dt=(D0)-t=35-0.35凹模為孔加工，故應(yīng)比凸模的低一級為IT11，即 凹模孔徑Da=(DtZ)+a=34+0.03最小間隙Zmin=0.75，最大間隙Zmax=0.85。均小于2.4，滿足要求。六，主要零件的設(shè)計（1）凹模設(shè)計： 翻邊件的翻邊高的大小確定凹模的厚度H為20，其刃口圓角半徑與制件圓角相等為r=1.5。 凹模壁厚C=（1.42）H,故壁厚為33。 凹模內(nèi)壁直徑為72.32，外緣直徑D1=72.3233

9、5;2=64。為了增強凹模在工作中的穩(wěn)固性，留有10寬的與軸線垂直的圓環(huán)面與制件的凸緣接觸。 其臺階為平面。凹模材料選用T10A，熱處理淬硬HRC5660。如圖 （2）凸模設(shè)計凸模材料和凹模一樣選用T10A，熱處理HRC5660，出于緊固及配合的考慮，凸模采用階梯式，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換。由固定板的厚度，彈壓卸料板的厚度，及兩者之間的間隙，和凸模伸入凹模的長度確定凸模的高度為20。根據(jù)資料翻邊凸模圓角半徑rp一般取2，因此凸模圓角半徑取3。在凸模上鉆一個直徑8的通孔，這樣可以安裝定位釘并且可以增加凸模的剛性及節(jié)省材料減輕模具的總重量。其結(jié)構(gòu)如圖 （3），緊固件及定位零件的選

10、擇 螺釘?shù)倪x用：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB5783-86選用材料為5.9鋼，熱處理硬度值為HRC3540。 連接螺釘也是5.9鋼，HRC3540，選用圓柱頭螺釘，在上模座和凹模之間設(shè)置四個連接螺釘，公稱直徑為8，定位銷釘?shù)墓Q直徑為12mm,連接螺釘擰緊后應(yīng)使上模座與凹模最頂部平齊，且壓緊，使凹模在模柄的帶動下隨著上模座一起上下運動，有誤差時可以通過墊板來調(diào)整。在凹模與上模座之間安放兩個銷釘，以防凹模轉(zhuǎn)動，且起到定位的作用，即使凹模更準(zhǔn)確定位，以免凹模錯偏，導(dǎo)致凹模無法與凸模配合，造成生產(chǎn)的工件不合格。 還有連接下模座與凸模固定板、墊板、托料板的螺釘，該螺釘對稱分布，便于鉆螺釘孔，使他們連接緊密，固定可靠，

11、材料也是5.9鋼，HRC3540，選用內(nèi)六角螺釘，公稱直徑為8，在凸模與凸模固定板及下模座安放兩個連接螺釘與銷釘，公稱直徑都是8mm，選用圓柱頭螺釘，擰緊后使下模座與凸模固定板最底下平齊，下模座、凸模固定板、墊板、托料板之間相互壓緊。如下分別是連接螺釘和銷釘?shù)膱D：定位釘：在凸模頂部固定一個定位釘，用于毛坯的定位，防止由于毛坯的偏移造成凸凹模之間的間隙不均勻而損壞模具，定位釘?shù)念^部是與毛坯的預(yù)沖孔配合的，其配合間隙為0.15×2=41.2。如圖所示： 卸料是以頂桿和頂板卸料，出件是通過推桿推件塊將制件從凹模中推出。推件塊與凹模接觸處是間隙配合：H9/f8。通過頂桿及卸料螺釘?shù)奈恢茫_定

12、剛性卸料板的最大直徑為74.32。頂桿和推件塊的厚度分別由凸模和凹模的高度及厚度協(xié)調(diào)決定。它們的材料都是用45鋼。如圖所示：推件塊推桿的長度主要由模柄的長度確定。材料都用45鋼，熱處理硬度值為HRC4348。( 5),頂料件是以頂桿和頂板卸料，出件是通過推桿推件塊將制件從凸模中推出。推件塊與凹模接觸處是間隙配合：H9/f8。通過頂桿及卸料螺釘?shù)奈恢?，確定剛性卸料板的最大直徑為45。頂桿和推件塊的厚度分別由凸模和凹模的高度及厚度協(xié)調(diào)決定。它們的材料都是用45鋼。如圖所示：頂件塊（5），選擇模架及其它模具零件模架：根據(jù)GB/T2851.5-1990,有凹模外緣半徑是188.6，則凹模周界：L

13、15;B=200×200，閉合高度：H=200245，上模座：200×200×45，下模座：200×200×50，導(dǎo)柱：32×190、35×190，導(dǎo)套：32×115×48、50×115×48。所選用的模座應(yīng)與所選壓力機(jī)的工作臺和滑塊的有關(guān)尺寸相適應(yīng)，并進(jìn)行必要的校核，比如，下模座的最小輪廓尺寸應(yīng)比壓力機(jī)工作臺上漏斗孔的尺寸每邊至少要大40到50mm，上下模座的導(dǎo)套、導(dǎo)柱安裝孔中心距必須保持一致，模座的導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔的軸線應(yīng)與模座的上下平面垂直，安裝滑動導(dǎo)柱、導(dǎo)套時，垂直度度公差為4

14、級。得到的模架如圖： 墊板，根據(jù)凸模、托料板、凸模固定板的尺寸確定墊板的尺寸，盡可能選取標(biāo)準(zhǔn)件。選取的材料為45鋼凸模固定板：根據(jù)凸模的直徑、高度及緊固螺釘、銷釘、卸料螺釘?shù)鹊某叽缥恢么_定選用矩形固定板，其規(guī)格為L×B×H=173×173×17如下圖： 七、壓力機(jī)的校核 （1）,公稱壓力，壓力機(jī)要克服除了翻邊力F翻外還有彈壓產(chǎn)生的卸料力F卸,由于翻邊工作行程達(dá)到17，行程較長，翻邊力必須小于或等于壓力機(jī)公稱壓力F標(biāo)的50%60%，即 F翻F卸50%·F標(biāo) 21.8KN5057.5N50%×160KN=80KN故壓力經(jīng)校核合格。 （2）

15、，閉合高度，由壓力機(jī)的有關(guān)參數(shù)知Hmax=220，H=60,(H為封閉高度調(diào)節(jié)量）。 裝模高度滿足Hmax-5HHmin+10故高度符合。 八，各零部件的材料及要求 導(dǎo)套 20鋼 與導(dǎo)柱配合為H7/h6 導(dǎo)柱 20鋼 與導(dǎo)套配合H7/h7 模柄 與推桿配合H7/r6 推桿 與模柄配合H7/r6 定位釘 45鋼 卸料板 45鋼 與凸模配合為H8/f8 推件塊 45鋼 與凹模配合為H9/f8 墊板 45鋼 與凸模配合為H7/f6 托料板 45鋼 與凸模配合為H7/f6推桿 45鋼 熱處理HRC4348 凸模、凹模 T10A 淬硬HRC5862 模座、模架 HT200 固定板 45鋼 與凸模配合為H7/m6 定位銷 35鋼 HRC2838 螺釘 45鋼 熱處理HRC3540九、該模具的優(yōu)缺點該模具的優(yōu)點為采用復(fù)合模,采用倒裝形式有效減少上道沖裁工序帶來的毛刺對翻孔的質(zhì)量的不利影響,并且需要補助設(shè)備較少,操作較為安全方便、效率高。但其缺點 反內(nèi)外緣是有一定的回彈量，需要進(jìn)行修正。十心得體會通過這次的課程設(shè)計，我更加加深了對書本知識的理解和掌握。也認(rèn)識到機(jī)械設(shè)計的成功與積累是分不開的，對設(shè)計的總體的步驟及設(shè)