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落料,拉深及冲孔复合模模具发展

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鉴于大家对机械模具设计十分关注,我们编辑小组在此为大家搜集整理了“落料,拉深及冲孔复合模模具发展”一文,供大家参考学习

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1.工件的工艺性分析
1.1        工艺分析
根据制件的材料,厚度,形状及尺寸,在进行冲压工艺设计和模具设计时,应特别注意一下几点:
⑴该制件需进行落料,拉深,冲孔三道工序,考虑到制件较小,且为套载件,宜采用多工序复合模。设计时应注意各工序之间的影响问题。
⑵ 材料较薄,考虑制件精度,应注意压料和出料机构的设计。
⑶ 冲裁间隙,拉深凸凹模间隙及高度的确定,应符合制件要求。
⑷ 各工序凸凹模动作行程的确定,应保证各工序动作稳妥,连贯。
⑸ 卸料装置的动作空间的确定,应保证制件及废料的顶出不相互干涉。
有以上分析,拟定工艺方案如下:
落料---拉深---冲抵---拉深---冲孔,共需五道工序,且各工序连续进行。首先对条料落料,得外环制件坯料,然后进行拉深,拉深到所需高度后,即刻依靠凸凹模的配合间隙,是材料在凹模底部拉深圆角处受剪切作用,而将底部冲下,得外环。根据制件尺寸的相互对应关系,可将制件外环所得余料作为内环制件的材料,直接进行拉深,冲孔。
2.1 确定模具的结构形式
    由于制件材料较薄,为保证制件平整,所以采用弹压卸料装置较好,但因压边橡皮的压边作用已能有效的控制条料的变形,故落料后的废料亦可采用刚性卸料。这样,模具的结构简单,也不会影响制件质量,且刚性卸料板还可对拉深落料凸模起向导和保护作用。
   由于生产批量较大,制件较小,可选用开式双柱曲柄压力机,纵向送料,这样,操作及卸下制件都比较方便。
 3.1 工艺设计
     3.1.1 计算毛坯直径 
毛坯图
比例必须先计算内环毛坯尺寸d02,
只有当d0239mm时,用一副套载模具才有可能成功的冲出两制件。
       ⑴ 内环所需毛料直径d02按文献①表5-3常用旋转体拉深毛料直径的计算的计算公式计算,得毛料直径d02=39mm,满足上述套载的条件,故套载方案可行。
        同理可算出外环所需毛坯直径d01=55mm
3.1.2      确定拉深次数  
 ⑴ 确定内环拉伸次数。T/d02×100﹪=1.34
                        d02d=0.78
 ⑵ 确定外环拉深次数。经计算,和内环一样。
3.1.3                 确定拉深类型 
两制件相对凸模直径分别为:
       外环dt/d=1.20<1.4        内环   dt/d=1.10<1.4
 均属于窄凸缘筒形件拉深,冲抵后即刻得到所需环行件。故拉深凸模可做成无缘角凸模,同时作为冲抵凸模。
        ⑴计算材料利用率    计算结果为75%,过程略。
        ⑵计算重压力,压力中心,初选设备。
        ⑶计算冲压力。完成本制件所需的冲压力由冲裁力,拉深力,压边力及制件力组成。然而这些力不是同时发生的,因而应根据这几个力出现的先后顺序,组合情况,择其最大力或力的组合,加以计算,作为选择压力机的依据。
       由于材料较薄,而且拉伸变形,因而在整个冲压过程中材料一直被压边圈和顶件板压紧,即压边力和顶件力一直都存在。而本设计初步拟定采取固定卸料方式,因而卸料力不应计算。
                   冲裁力:由文献①冲裁力为:
             FC=3.14X65X0.5X294N=35Kn
                   拉深力:由文献①得:
             M= d02d=0.75
              dtd=1.20
             Fl=3.14x49x0.5x294x0.56N=12.8N
                               压边力:此例中拉深时的压边力也应是冲裁时的顶件力,故可按文献①表2-16顶料力系数,求出顶料力,再按文献①表5-24拉深时压边力的计算求出压边力,择其较大值作为选择压力机的依据。有文献①表2-16查出K=0.09,得F=30X0.09KN=2.7KN,由文献①表5-24查得
                   F=Ap
所以有:
                   F= Ap=1533X2.5=4.2KN
显然应选择4.2kn作为压边力。
   F= F+ Fl +FC=(35+13.7+4.2)kn=52.9kn
3.1.4 初选冲压设备
由文献①表1-8开式双柱可倾压力机(部分)参考数据可初步选定J23-10A型压力机。
3.1.5 计算压力中心
由于此制件为轴对称件,而且只有一个冲压工位,故其压力中心必定与制件几何中心重合。
3.1.6 计算凸凹模刃口尺寸
本制件均为圆形,形状较简单,故按分开加工法计算。计算结果分两部分,一为落料凸凹模尺寸,一为拉深和冲孔凸凹模尺寸。
落料凸凹模刃口尺寸为:Dd1=67.63+0.0240mm
                                             Dp1 =67.570-0.016mm
拉深和冲孔凸凹模工作部分尺寸计算应按如下原理进行:
 由于内外环直圆筒部分均标注外形尺寸,故应按文献①表5-28拉深模工作部分尺寸计算所列公式计算出拉深凹模和凸模工作部分尺寸,然后根据拉深凸模尺寸计算冲孔凹模刃口尺寸。
由文献①表5-26筒形件拉深间隙值查得:Z=(1.08—1.19)t,对于有色金属,由于板料厚度一般小于公称厚度,故取偏小值,Z=0.62mm。由文献①表5-29圆形拉深模凸凹模制造公差查出凸模制造公差为0.040 mm,凹模制造公差为0.050 mm.再由表3-22查出△=0.72 mm.于是可计算出拉深¢59 mm筒部。
冲该孔凸模即为拉深凸模,冲裁凹模刃口尺寸仅需在此尺寸上加上重裁间隙即可,得
Dd2=57.56+0.0240mm
同理可得拉深¢30 mm筒部凹模和凸模尺寸为:
             Dd3=42.04+0.040 mm       Dd3=37.04+0.060 mm
4.1 橡皮的选用
4.1.1 确定自由高度,由表3-26得:
          H=L0.36~0.42mm+h
L应为冲压工作行程在加3mm。
H=(15/0.42+6)=58mm
4.1.2         确定橡皮横截面积
A=F/q
 F由前可知为4.2mm,q=0.32-0.6Mpa
由于本例工作行程较大,可取中间值q=0.45 Mpa
所以                 A=4200/0.45=11356 mm
此值是装在模具下面弹顶器橡皮面积。上模内也要装橡皮以产生弹簧压力在拉深时压边。由于内环的压边力要小些,而且空间较小,因而q可取大值以减小面积A。由于篇幅有限,这里不再叙述。
5.1           填写冲压工序卡
6.1       模具结构设计
6.1.1 凹模周界尺寸计算     因制件形状较简单,制件尺寸较小,只有一个工位,故选用整体式圆形凹模较为合理。
6.1.2 凹模厚度的计算   有文献①凹模厚度计算公式
    H=FX10-1=15.6mm
6.1.3 凹模外形尺寸计算。根据文献①凹模尺寸计算公式W=1.2H,得W=1.2x35mm=32mm
          故凹模外形直径为132 mm
          按凹模版尺寸系列取靠近值D=150 mm
6.1.4    选择模架及确定其它冲压模零件尺寸   由凹模周界150,查表得,参考典型组合125x160—190GB2873.3—81的结构,可确定模架闭合高度在160-190之间。
7.1   画装配图与零件图
在零件图的设计上,除应满足装配图的几何尺寸关系之外,还应结合模具的工作性能和零件加工特点,具体设计其结构并制定合理的尺寸公差和形位公差要求。
8.1        校核压力机安装尺寸(略)

9.1   编写技术文件(略)

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