筒形件拉伸模具設計

0 沖壓工藝介紹 3拉深件類型 3筒形件的拉伸變形分析 3拉深成形過程中出現(xiàn)的問題及防止措施 3起皺 3拉裂 3拉深系數(shù)的計算 3 影響極限拉深系數(shù)的因素 3拉深次數(shù)及工序尺寸計算 3拉深次數(shù)確實定 3各次拉深工序件尺寸確實定 3圓筒形件拉深的壓邊力與拉深力 3.壓邊力 3拉深力 3公稱壓力 3拉深工藝的輔助工序 31 藝分析 3 次數(shù) 3計算 3計算 3的計算 3 拉伸模的間隙 3拉伸模的圓角半徑 31凹模的圓角半徑 32凸模圓角半徑 3凹凸模工作局部的尺寸和公差 3模具的總體設計 3卸料裝備的選擇 3壓力機的選擇 3 2要本文介紹了筒形件模具設計，并且介紹了筒形件拉伸模具設計的全部過程。對拉伸模具設計進行了全面的介紹和分析，并且在此根底上進行了模具的設計，設計的主要內(nèi)容包括工藝性分析擬定零件的工藝方案及模具結(jié)構(gòu)，計算工具壓力選取壓力機及確定壓力中心，確定模具結(jié)構(gòu)及繪制模具總裝配圖，凹凸模公差的計算及半徑確實定，確定各主要零件的尺寸，設計并繪制總圖，具設計3TRACTThispaperdescribesthecylindricalpartsmoulddesignandintroducesthewholeprocessofcylindricalpartsmoulddesign.Oncoldstampingmoulddesignacomprehensiveintroductionandanalysis,andonthisbasisthediedesign,thedesignincludesanalysisofthetechnologyoftechnologicalscheme,drewuppartsdiestructure,arrangementandcuttingboard,computationaltoolpressurecenterandconfirmingtheselectedpressmouldstructureandrendering,identifysketch,punchingmouldassemblybladedimensionsandtolerancesofcalculation,punchingthebladedimensionsandtolerancesofcomputing,confirmthemainpartsstructuresize,designanddrawinglayout,andselectthestandardparts,anddrawthepartofnon-standardpartsgraph,andaseriesofwork。Keywordscylindricalpartsdrawingmolddesign4筒形件拉伸模具設計是為模具設計與制造專業(yè)學生在學完根底理論課、技術(shù)根底和專業(yè)課的根底上，所設置的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。其目的是：具體應用和穩(wěn)固本課程及有關修課的理論知識、生產(chǎn)知識，了解沖壓模模具設計的一般設計方法和步驟；培養(yǎng)設計能力，為以后進行設計工作打下根底；結(jié)合生產(chǎn)和使用等條件，獨立地完成模具總體結(jié)構(gòu)及其零部件的設計。熟AutoCAD繪圖軟件的應用能力，熟悉和請各位指導老師批評和雅正，懇請老師不吝賜教，同學提出珍貴冷沖壓加工工藝在我國已有悠久的歷史。據(jù)文獻記載:我國勞動人民遠在青銅時期就發(fā)現(xiàn)了金屬具有錘擊變形的性能,到了戰(zhàn)國時代(公元前403~前221年)已經(jīng)能煉劍淬火。我們的祖先長的封建社會時期,我國勞動人民在金、銀、銅裝飾品和日用品的制作中,更是顯示出了精巧的工藝技術(shù)和高超的藝術(shù)水平,令人沖床、壓力機等簡易機械設備及相應的模具加工產(chǎn)品的毛坯或某些零部件,其中的“刀口模子〞專門用于落5可用于金屬拉伸。由于生產(chǎn)力較為低下,技術(shù)水平不夠,當時各廠使用的沖壓設備功率都不大,甚至大多還加工業(yè)以手工為主,故而模具的精度不高,損壞磨床、銑床和鋸床等設備,又配上硬度計、外徑內(nèi)徑測定器和塊規(guī)等較為精密的測量設備,冷沖模具的精度得以提高。六七十年代,隨著產(chǎn)品生產(chǎn)大量使用沖壓機床,冷沖模具、單沖孔模具開展為落料、沖孔復合模。同時的出現(xiàn),使模具設計結(jié)構(gòu)形式多樣化,精度也,隨著熱處理技術(shù)的進步和檢測手段的完善,高5~7倍。這一時期,還由于成型磨削、電脈沖和線切割機等機床相繼使用,又采用硬質(zhì)合金為模具材料,冷和接料裝置的復合模具大量問世?？磕ｃ姶惨?qū)嵨锛纯煞瞥鱿嗤螤畹哪Ｐ?使復合拉切割機加工冷沖模具,其凸模(沖頭)和凹?？上却慊鹛幚碓偾懈顩_模具制作需要熱處理-裝配-變形修正的繁瑣由于沖壓加工具有許多突出的優(yōu)點，因此在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中得到廣泛應用。從精細的電子元件、儀表指針到汽車的覆蓋件、高壓容器封頭以及航空航天器的蒙皮、機身等均需沖壓加工。隨著工業(yè)產(chǎn)品的不斷開展和生產(chǎn)技術(shù)水平不斷提6高，不少過去用鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，已被質(zhì)本課題為筒形件拉伸模具設計，拉伸是利用拉伸模具將沖裁好的平板毛坯壓制成各種開口的空心件，或?qū)⒁阎瞥傻拈_口空心件毛坯，加工成其他形狀空新建的一種根本沖壓加工方法，拉伸因為模具制造對制造業(yè)的重大作用，鼓勵我趁此畢業(yè)設計的良機，選擇此課題，希望能夠掌握各種模具制造方法的根本原理和特點，在設計、制造模具時，根據(jù)實際情況，學習如何充分考慮它們的特點，選用最正確的工藝方案；掌握各種制造方法對模具結(jié)構(gòu)的要求，具有分析模具結(jié)構(gòu)工藝性的能力，能夠設計出工藝性能良好的模具結(jié)構(gòu)；了解國內(nèi)先進的模具制造技術(shù)，盡量采用新工藝、新技術(shù)。并且穩(wěn)固和加深已經(jīng)學過的理論知識，提高自己的綜合分析和解決工程實際問題的能力，為工作以后的開展術(shù)先進、影響深遠的重要工藝裝備,具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量優(yōu)良、工藝適應性好等本、美國而位列世界第三。當前，我國模具制造方面與工業(yè)興旺7提高勞動生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量、降低本錢、擴大沖壓工藝應用范圍；提高沖壓零件精度、減少制造周期、提高模具壽命；模具的標準化及專業(yè)化、管理的統(tǒng)一化及等級化；提高專業(yè)人員的技沖壓是利用安裝在沖壓設備上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生別離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。由于沖壓加工具有許多突出的優(yōu)點，因此在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中得到廣泛應用。從精細的電子元件、儀表指針到汽車的覆蓋件、高壓容器封頭以及航空航天器的蒙皮、機身等均需沖壓加工。隨著工業(yè)產(chǎn)品的不斷開展和生產(chǎn)技術(shù)水平不斷提高，我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大開展，但與國民經(jīng)濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大，一些大型精密、復雜、長壽命的高檔模具每年仍大一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場競爭劇烈。我國沖壓模具產(chǎn)品質(zhì)量水平低主要表現(xiàn)在精度、外表粗糙度、壽命及模具的復雜程度上；生產(chǎn)工藝水平低那么主要表現(xiàn)在加工工藝、加現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)〞之稱。世界模具市場總體上持在600億至650億美元，同時，我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的開展機遇。近幾年，我國模具產(chǎn)業(yè)具進8業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在由于沖壓工藝具有生產(chǎn)率、生產(chǎn)本錢低、材料利用率高、能成形復雜零件、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，在某些領域已取代機械加工，并正逐步擴大其應用范圍。據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會預測，到完成。因此，沖壓技術(shù)對開展生產(chǎn)、增加效益、更新產(chǎn)品等方面具有重要作用。在近半個世紀以來，我國的冷沖壓工藝和其它生產(chǎn)工藝一樣，得到了迅速的開展。在一些工廠中，建立了具有現(xiàn)代規(guī)模和技術(shù)先進的冷沖壓生產(chǎn)車間，并建立了專門研究冷沖壓技術(shù)的科研機構(gòu)及專業(yè)性工廠，培養(yǎng)了大批從事冷沖壓生產(chǎn)的科技人員，廣泛地開展了冷沖壓生產(chǎn)的科技及學術(shù)活動，編輯出版在冷沖壓生產(chǎn)中，出現(xiàn)了很多可喜的高科技成果。沖壓加工的工藝和設備正在不斷地開展，例如精密沖裁、冷擠壓、多工位自動沖壓、高速成形、液壓成形、超塑沖壓等，把冷沖壓生產(chǎn)技術(shù)提高到了新的水平。為了適應冷沖壓工藝水平的提高，我國對沖模的研制也在不斷加強。近年來，出現(xiàn)了很多制造周期短、使用壽命長的新型沖模結(jié)構(gòu)。并且，模具加工工藝及模具材料也相應地在不斷革新，例如采用鋼結(jié)硬質(zhì)合金、硬質(zhì)合金或低熔點合金澆注模具、采用電加工技術(shù)及計算機制造沖模等以適用于不同的生產(chǎn)條件。從而使沖壓生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率大大提高，本9的零部件都要依靠模具成形〔型〕。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和代消耗，是其它加工制造方法所不能比較的。近幾年，我國模具工業(yè)一直以每年15%，2023年，我國模具總產(chǎn)值超過400億元人民幣。模具工業(yè)的開展和進步，在很大程度上取決于模具加工設備、軟件及切削刀具的制造水平。如今，人們對手機、電腦、汽車、手表、數(shù)碼電子等商品的要求一點也不低于興旺國家。但另一方面，我國生產(chǎn)這些商品所需模具的工作母機即模具加工設備的制造水準，從總體上來說還是比較低的。這就出現(xiàn)了一個奇怪的現(xiàn)象，這些年我國模具生產(chǎn)所需的先進加工設備、制造軟件及用于模具生產(chǎn)的就占十分之一；去年我國模具生產(chǎn)所需超硬質(zhì)合模具中的應用將越來越廣泛?？梢灶A料不久的將來，模具制造業(yè)將從機械制造業(yè)中別離出來，而獨立成為國民經(jīng)濟中不可缺少的能化、益人化、高效化方向開展。因此，大力開展模具工業(yè)可以具設計制造的開展方向。隨著微機軟件開展和進步，普及度；進一步擴大CAE技術(shù)的應用范圍。計算CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源重新整合，使虛擬了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具外表質(zhì)伍開展迅速，估計目前已達近百萬人，但由于模具企業(yè)數(shù)量的急劇膨脹、傳統(tǒng)教育的力不從心以及模具技師的老齡化，模具人才如何留住人才，如何為人才提供足夠的平臺和開展空間是擺在眼前的一個嚴峻的、迫切需要解決的課題，否那么，人才緊缺問題的45%以上。在整個模具價格構(gòu)成中，材料所占比重不大，一般模具的壽命就顯得十分必要。對于模具鋼來說，要采用電渣重熔。這只是開展模具工業(yè)的三個重要局部，要向使模具工業(yè)在我國經(jīng)濟建設中發(fā)揮更大的作用，需要國家更大的關注與投入，帶但其大規(guī)模應用確是隨著現(xiàn)代工業(yè)的崛起而開展起來的。從世界范圍看，當時美國的沖壓技術(shù)走在最前列，而瑞士的精沖、德國的冷擠壓技術(shù)、蘇聯(lián)對塑性加工的研究也處于世界先進行列。20根據(jù)用戶的要求，制作能滿足產(chǎn)品要求的模具，但對所設計模具了解。從1955年到1965年，人們通過對模具主要零件的機械性能和受力狀況進行數(shù)學分析，對金屬塑性加工工藝及原理進行深入探討，使得沖壓技術(shù)得到迅猛開展。在這期間歸納出的設計原那么使得壓力機械、沖壓材料、加工方法、模具結(jié)構(gòu)、模具材料、模具制造方法、自動化裝置等領域面貌一向推進。進入20世紀70年代，不斷涌現(xiàn)出年代至今，計算機逐漸進入了模具生產(chǎn)的設計、制造、管理等各個領域；輔助進行零件圖形輸入、毛胚展開、調(diào)料排樣、確定模分析和模具CAD的理論水平和實用性；開發(fā)隨著工業(yè)技術(shù)和科學技術(shù)的開展和快速適應工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q日本機械工程實驗室和日本旭光學工業(yè)公司分別開發(fā)了連續(xù)模設AX我國的冷沖壓工藝和其他生產(chǎn)工藝一樣得到了迅速的開展。冷沖我國對沖模的研制也在不斷加強。但是總體上說，我國模具工業(yè)起步較晚、根底差，就總量來看，大型、精密、浮渣、長壽名命模具產(chǎn)需矛盾仍然十分突出。雖然在模具的制造方法、手段方面到達了國際水平，模具結(jié)構(gòu)、功能方面也接近國際水平，但是在制造的質(zhì)量、精度、制造周期和本錢方面和國外還存在一定的差低水平重復開發(fā)階段，許多軟件依賴于進口，對許多引進的本文對拉伸模具設計進行了全面的介紹和分析，并在此根底上對拉伸模具進行了設計。設計的主要內(nèi)容包括工藝性分析擬定零件的工藝方案及模具結(jié)構(gòu)，計算工具壓力選取壓力機及確定壓力中心，確定模具結(jié)構(gòu)及繪制模具總裝配圖，凹凸模公差的計算及半徑確實定，確定各主要零件的尺寸，設計并繪制總圖，繪制沖壓工藝介紹別離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上別離，同時保證別離斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在沖壓用板料的外表和內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量影響很大，在實際生產(chǎn)中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗，如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗材料的沖壓性能，以保證成品質(zhì)本錢和壽命那么是影響沖壓件本錢和質(zhì)量的重要因素。模具設計模座、模架、導向件的標準化和開展簡易模具(供小批量生位級進模(供大量生產(chǎn))，以及研制快速換模裝置，可減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間，能使適用于減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間，能使適用于大批量生產(chǎn)。以現(xiàn)代高速多工位機械壓力機為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝置，并利用計算機程序拉伸是利用拉伸模具將沖裁好的平板毛坯壓制成各種開口的空心件，或?qū)⒁阎瞥傻拈_口空心件毛坯，加工成其他形狀空新建的一種根本沖壓加工方法，拉伸的應用非常廣泛，是冷沖壓的根等旋轉(zhuǎn)體零件，也可以制得方盒形等非旋轉(zhuǎn)體零件，假設將拉伸與其他工藝〔如膨脹、翻邊等〕復合，就可以加工出形狀非常復拉深件類型變薄拉深和變薄拉深。前者拉深成形后的零件，其各局部的壁厚與拉深前的坯料相比根本不變；后者拉深成形后的零件，其壁厚與拉深前的坯料相比有明顯的變薄，這種變薄是產(chǎn)品要求的，零件呈現(xiàn)是底厚、壁薄的特點。在實際生產(chǎn)中，應拉深所使用的模具叫拉深模。拉深模結(jié)構(gòu)相對較簡單，與沖裁模比較，工作局部有較大的圓角，外表質(zhì)量要求高，凸、凹模間模上升時，彈簧4恢復，利用壓邊圈5將拉上卸下，為了便于成形和卸料，在凸模10上開設筒形件變形分析以概括如下：平板毛坯在凸模，一次流入凹、凸模的間隙里成為筒壁，最dD1－模柄2－上模座3－凸模固定板4－彈簧5－壓邊圈深成形過程中出現(xiàn)的問題及防止措施.4.1起皺切向壓應力超過了板料的臨界壓應a斷不容易起皺a邊圈,主要靠調(diào)整壓邊圈與凹模外表.4.2拉裂防止拉裂的措施:2.5拉深系數(shù)的計算.1拉深系數(shù)11m=d11m2=d2/d1lllllmn=dn/dn1稱為總拉深系數(shù)，即工件所需要的dnd1d2dn1dnm總=D=Dd1=...=dn2dn1=m1m2...mn1mn影響極限拉深系數(shù)的因素圓拉深次數(shù)及工序尺寸計算1拉深次數(shù)確實定當m=d/D＞[m]〔拉伸極限〕時，拉深件可一次拉成，坯直徑，從第一道拉深工序開始逐步，一直算到得出的直徑小于或等于工件直各次拉深工序件尺寸確實定1d=1dd2=m2d1llllnnn1式中：d1、d2lldn1、dnd2、nnn1.1壓邊力F=F=AP圓筒形件首次拉深〔i＝2、3、…、n〕7.2拉深力GbkFndntGbkn〔i＝2、3、…、n〕.3公稱壓力單動壓力機，其公稱壓力應大于工藝總壓力FZ。ZQF=ZQ拉深工藝的輔助工序在凹模圓角、平面、壓邊圈外表及與這些部位相接觸的毛坯外表，應每隔一定周期均勻抹涂一層潤滑油，并保持潤滑部位干凈..熱處理在多道拉深時，為了恢復冷加工后材料的塑性，應在工序中。各種材料不需熱處理可以拉深退火后工件外表必然有氧化皮和其他污物，在繼續(xù)加工時會028028析0.80.250.25工件材料為304不銹鋼，具有較好的可拉伸性，材料厚度為mm大批量。結(jié)構(gòu)簡單，但需要4道工序，即需要落料模，拉伸模，沖孔模三套模具。生產(chǎn)率低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求。方案2只需一套模具，生產(chǎn)率很高，但零件的沖壓性能稍差。欲保證沖壓零件的形位精度，需在模具上射到正銷導正，模具制造本錢高，安裝也比較復雜。方案3既能保證生產(chǎn)率，又能保證形位精度、尺寸精度，盡管結(jié)構(gòu)方案比起方案1比一般都按“毛坯的面積等于工作的面積〞的等面積法原那么來確dHr直徑、高度、圓角半徑。h=(22-0.4)mm=21.6mmd=(46-0.125-0.8)mm=45.2mmH=h+h=21.6mm+2mm=23.6mm該工件為無凸緣圓筒形件，根據(jù)等面積原那么采用解析發(fā)求D=d2+4dH-1.72dR-0.56R2D==76.6mm數(shù)m總=d/D=45.2mm/76.6mm=0.59t/D=0.8mm/76.6mm=0.0104根據(jù)?沖模設計應用實例?式〔4-33〕判斷拉伸時是否需要壓數(shù)m1=0.55。因m總＞m1，所以工件只需要一次拉伸。邊力過大，工件會被拉斷；壓邊力由式2-1可知壓邊力的計算公式為：rrmmD6.6mm，d1=45.2mma把各已經(jīng)數(shù)據(jù)帶入上式，得壓邊力為=7.86KN算F=KdtGb不銹鋼的強度極限Gb=716.8MPa。計算拉伸模的間隙邊Z/2間隙過小，工件質(zhì)量好，但拉伸力大，工件容易拉裂，模具因此確定間隙的原那么是：既要考慮版聊公差的影響，又要考慮Z=1.1t=0.88mm拉伸模的圓角半徑.2.1凹模的圓角半徑入凸模的阻力就大，拉伸力也增加，容易使工件產(chǎn)生劃痕、變薄使有效壓邊積減小，容易起皺。在不起皺的前提下，凹模圓角半r凹=0.8trn.2.2凸模圓角半徑凸模圓角半徑r凸對拉伸工拉伸膜的間隙之凹凸模橫向尺間隙過小，工件質(zhì)量好，但拉伸力大，工件容易拉裂，模具因此確定間隙的原那么是：既要考慮版聊公差的影響，又要考慮入凸模的阻力就大，拉伸力也增加，容易使工件產(chǎn)生劃痕、變薄使有效壓邊積減小，容易起皺。在不起皺的前提下，凹模圓角半r凹=0.8t.2.3凸模圓角半徑凸模圓角半徑r凸對拉伸工作也有影響。作也有影響。當r凸過小時，那么腳步彎曲變形大，危險斷面容易拉伸。當r凸過大時，那么毛坯底部的承壓面積減小，懸空面除了最后一次拉伸，凸模的圓角半徑r凸應比凹模圓角半徑略r凹=6mm凹凸模工作局部的尺寸和公差Z/2D凹DD)6凹Z/2D凹尺寸?？紤]到凸模根本不磨損，以及工件的回彈情況，凸模的開D0D凸6凹=+0.05mm；6凸=-0.03；D凹=(Dmax0.75)6凹-0+0.0-045.81將D=46mm,=0.25mm代入上式得：D凹=(Dmax0.75)6凹0=45.81+0.050D凸=(Dmax0.752Z)6凸R48R48044.050-0.03DmmmmZ88mm代入上式得：D凸=(Dmax0.752Z)6凸=44.050.03模具的總體設計6說明：拉伸模具在單動拉力機上拉伸，壓邊圈采用平面式的，為H模=(75+20+20+40)mm=155mm卸料裝備的選擇卸料裝置一般分為固定卸料裝置和彈壓卸料裝置兩種形式。在固定卸料裝置中，卸料板和導料板是做成一體或者分開兩種。分開的主要方式是從凸模上卸下條料。適用于沖壓材料較厚、沖裁力較大的模具。懸臂式固定卸料裝置哦，適用于成型后制件的沖孔模。鉤形固定卸料裝置，適用于簡單的彎曲和拉伸件的沖孔模。固定卸料裝置，用螺釘和小丁固定在下模板上。固定卸料裝置能承受較大的卸料力，卸料平安可靠。篤定卸料版與凸模的雙面間隙一般去0.4~2毫米之間。剛性卸料版的厚度取決于卸料力的大小及模具的尺寸的大小，一般取5~25毫米。彈簧和橡膠是模具中廣發(fā)使用的彈性原件，主要用于卸料。壓縮彈簧在模具設計時，彈簧按標準選用收線壓力要足夠大即彈簧的與壓力要大于卸料力初一彈簧的個數(shù)。壓縮量要足夠用害的復合模具結(jié)構(gòu)空間的要求。而橡膠語序承受的負荷比彈簧要大，而且安裝調(diào)整方便，本錢低，是模具中使用最廣泛的原件。橡膠S工作=S總