五金模具畢業設計蓋冒墊片設計說明書(一)

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                  蓋冒墊片設計說明書
一、工件工藝性分析
如右圖1所示:工件為有凸緣圓筒形零件,且在凸緣上均勻分佈4個相同的孔。故可得知此工件為:落料拉深衝孔所得,其加工工藝過程為:落料-拉深-衝孔,各尺寸關係如圖1所示

五金模具畢業設計蓋冒墊片設計說明書(一)

拉深工藝及拉深模有設計
設計要點
設計確定拉深模結構時為充分保證製件的質量及尺寸的精度,應注意以下幾點
拉深高度應計算準確,且在模具結構上要留有安全餘量,以便工件稍高時仍能適應。
拉深凸模上必須設有出氣孔,並注意出氣孔不能被工件包住而失去作用。
有凸緣拉深件的高度取決勝於上模行程,模具中要設計有限程器,以便於模具調整。
對稱工件的模架要明顯不對稱,以防止上、下模位置裝錯,非旋轉工件的凸、凹模裝配位置必須準確可行,發防鬆動後發生旋轉,偏移而影響工件質量,甚至損壞模具。
對於形狀複雜,需經過多次拉深的零件,需先做拉深模,經試壓確定合適的毛坯形狀和尺寸後再做落料模,並在拉深模上按已定形的毛坯,設計安裝定位裝置。
彈性壓料裝置必須有限位器,防止壓料力過大。
模具結構及材料要和製件批量相適應。
模架和模具零件,要盡是使用標準化。
放入和取出工件,必須方便安全。
有凸緣圓筒形件的拉深方法及工藝計算
 有凸緣筒形件的拉深原理與一般圓筒形件是相同的,但由於帶有凸緣,其拉深方法及計算方法與一般圓筒形件有一定差別。
在凸緣拉深件可以看成是一般圓筒形件在拉深未結束時的半成品,即只將毛坯外徑拉深到等於法蘭邊(即凸緣)直徑df時的拉深過程就結束。因此其變形區的壓力狀態和變形特點應與圓筒形件相同。
             
 根據凸緣的相對直徑df/d比值同有凸緣筒形件可分為:窄凸緣筒形件(df/d=1.1~1.4)和寬凸緣筒形件(df/d>1.4)。顯然此工件df/d=50/21=2.38>1.4為寬凸緣筒形件。下面著重對寬凸緣件的拉深進行分析,主要介紹其與直壁筒形件的不同點。
當rp=rd=r時(圖2),寬凸緣件毛坯直徑的計算公式為:
              (1)
根據拉深係數的定義寬凸緣件總拉深係數仍可表示為:
         (2)
寬凸緣圓筒形件的工藝計算要點
 1)毛坯尺寸的計算,毛坯尺寸的計算仍按等面積原理進行,參考無凸緣筒形件毛坯的計算方法計算,毛坯直徑的計算公式見式(1),其中df要考慮修邊餘量,其值可從《衝壓工藝與模具設計》表4.22中查得=1.6mm即df=50+1.6=51.6mm
則D==54.75mm
根據拉深係數的定義,寬凸緣件總拉深係數仍可表示為:
 M=
 2)判斷工件是否一次拉成,這隻須比較工件實際所需的總拉深係數和h/d與凸緣件第一次拉深係數和極限拉深係數的相對高度即可。m總>m1,當1,h/d≤h1/d1時可以一次拉成,工序計算到此結束,否則應進行多次拉深。m總=0.38  h/d==0.33。由《衝壓工藝與模具設計》表4.2.6查得此凸緣件的第一次拉深係數m1=0.37。由表4.2.7查得此凸緣件的第一次拉深最大相對高度h1/d1=0.28~0.35之間,可知m總>m1,h/d≤h1/d1可一次拉成。
 4、拉深凸模和凹模的間隙
 拉深模間隙是指單面間隙,間隙的大小對拉深力,拉深件的質量,拉深模的壽命都有影響,若c值大小,凸緣區變厚的材料通過間隙時,校正和變形的阻力增加,與模具表面間的摩擦,磨損嚴重,使拉深力增加,需件變薄嚴重,甚至拉破,模具壽命降低。間隙小時得到的零件側壁平直而光滑,質量較好,精度較高。
間隙過大時,對毛坯的校直和擠壓作用減小,拉深力降低,模具的壽命提高,但零件的質量變差,衝出的零件側壁不直。
 因此拉深模的間隙值也應合適,確定c時要考慮壓邊狀況,拉深次數和工件精度高。其原則是:即要考慮材料本身的公差,又要考慮板料的增厚現象,間隙一般都比毛坯厚度略大一些。不用壓邊圈時,考慮到起皺的可能性取間隙值為:
 C=(1~1.1)tmax
有壓邊圈時,間隙數值也可按表4.6.3取值(《衝壓工藝與模具設計》),此工件的拉深間隙可取,
 C=1.1t=1.1mm
 4、拉深凸模,凹模的尺寸及公差
 工件的尺寸精度由末次拉深的凸、凹模的尺寸及公差決定,因此除最後一道拉深模的尺寸公差需要考慮外,首次及中間各道次的模具尺寸公差和拉深半成品的尺寸公差沒有必要做嚴格限制。這是模具的尺寸只取等於毛坯的過渡尺寸即可。此工件內形尺寸公差有要求,故以凸模為基準,先定凸模尺寸考慮到凸模基本不磨損,(其尺寸關係如圖3所示)以及工件的回彈情況,凸模開始尺寸不要取得過大。其值為:
 Dp=(d+0.4Δ)-δp
凸模尺寸為:Dd=(d+0.4Δ+2C)+ δd

凸、凹模的製造公差δp和δd可根據工件的公差來選定。工件公差為TT13級以上時δp和δd可按TT6~8級取,工件公差在IT14級以下時,則δp和δd可按IT10級取:
 Dp=(20+0.4×0.2)0-0.021=20.080-0.021mm
 Dd=(d+0.4Δ+2c)0+d
       =(20+0.4×0.2+2×1.1)0+d=22.280+0.021mm

5、凹模圓角半徑 rd
 拉深時,材料在經過凹模圓角時不僅因為發生彎曲變形需要克服彎曲阻力,還要克服因相對流動引起的磨檫阻力,所以rd大小對拉伸工件的影響非常大。主要有以下影響:
1)拉伸力的大小;2)拉伸件的質量;3)拉伸模的壽命。rd小時材料對凹模的壓力增加,磨檫力增大,磨損加劇,使磨具的壽命降低。所以rd的值即不能太大,也不能太小。在生產上一般應儘量避免採用過小圓角半徑,在保證工件質量的前提下儘量取大值,以滿足模具壽命要求。通常可按經驗公式計算:
 rd=
式中D為毛坯直徑或上道工序拉深件直徑;d為本道拉深後的直徑rd應大於或等於2t,若其值小於2t,一般很難拉出,只能靠拉深後整形得到所需零件,故可取rd=2.5mm
6、凸模圓角半徑rp
 凸模圓角半徑對拉深工序的影響沒有凹模圓角半徑大,但其值也必須合格,一般首次拉深時凸模圓角半徑為rp=(0.7~1.0)rd
這裡取rp =1.0rd=2.5mm

三、衝裁工藝及衝裁模具的設計
 1、凸模與凹模刃口尺寸的計算
 衝裁件的尺寸精度主要決定於模具刃口的尺寸精度。模具的合理間隙也要靠模具刃口尺寸製造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其製造公差,是設計衝裁模的`主要任務之一。從生產實踐可發現:由於凸凹模之間存在間隙,使落下