毕业设计论文端盖零件的冲压成形工艺及模具设计(编辑修改稿)

毕业设计论文端盖零件的冲压成形工艺及模具设计(编辑修改稿)内容摘要：

 ）（）（。 P—单位压边力，由表 416[6]查得 P= Mpa，则压边力 QF = =。 ： 第 18–页 共 37 页 cF =，式中 L= 5 2+ 18=+= mm．∴ cF = 2 260=． ： TF =n tK cF ,式中 n— 卡在凹模内的工件数， n=4， tK =，∴ TF =4 =。 故总冲压力为 ZF =F+F +tF +QF +cF +TF =+++ ++=。 根据计算结果，冲压设备拟选 21 LL， … nL ，并求出各部分重心位置的坐标（ 11,yx ），（ 22,yx ）…（ nnyx, ）； （ 00,yx ）： nnnLLL xLxLxLx  2122110 nnnLLL yLyLyLy  2122110 [5] 计算压力中心时，先按比例画出零件图如下图（ 52）所示，把坐标原点取在工件的对称中心上，建立 xoy坐标系如下图所示，将冲裁轮廓线按几何图形分解成111∽ LL 共 11组基本线段。 这样使工件两边φ 5mm的孔对轴心的力矩之和为零，大大简化了计算，用解析法求得模具的压力中心 C点坐标（ 0， 0） ，有关计算如下表： 图（ 52） 零件图 第 19–页 共 37 页 表 51压力中心计算 由以上计算结果可以看出，该工件冲裁力不大，压力中心与模柄轴线以及压力机滑块中心线重合，若选用 J2340冲床，能满足要求。 、凹模工作部分尺寸并确定其制造公差 、凹模刃口尺寸计算原则： ⑴设计落料模先确定凹模刃口尺寸，以凹模为基准，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来获得。 设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸，以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲 裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来获得。 ⑵根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。 ⑶不管落料还是冲孔，冲裁间隙一般选用最小合理间隙。 ⑷选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，既要保证工件的精度要求，又要保证合理的间隙值。 一般冲模精度较工件精度高 2∽ 4级。 对于形状简单的圆形、方形刃口，其制造偏差值可按 IT6∽ IT7级来选用。 ⑸工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按 ―入体 ‖原则标注单向公差，所谓 ―入体 ‖ 原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注 [1]。 、凹模刃口尺寸计算 由工件图看，该工件是圆弧和圆构成的简单规则形状的工件，故冲裁此类工件的凸、凹模制造相对简单，精度易保证，所以采用分别加工。 凸、凹模分别加工法具有制造周期短，凸、凹模具有互换性，便于成批制造。 ⑴落料 设工件的尺寸为 0▲D ，根据计算原则得： ADD A   0m a x ▲ ）（ ； 0m inm a x0m in )▲) TT ZDZDD AT     （（ ⑵冲孔 设冲孔 尺寸为 ▲0d ，根据根据计算原则得： 0m in )▲( TddT   AA ZdZdd TA     0m inm in0m in )▲()( ⑶孔心距 孔心距属于磨损后基本不变的尺寸，在同一工步中，在工件上冲出孔距为 L177。 ▲第 20–页 共 37 页 /2两个孔时，其凹模型孔中心距 dL 可按下式确定： dL =L177。 ▲ /8； [1] 上述式中： TA、DD —落料凹、凸模尺寸； AT、dd —冲孔凸、凹模尺寸 ； maxD —落料件的最大极限尺寸； mind —冲孔件的最小极限尺寸； L、 dL —工件孔心距和凹模孔心距的公称尺寸；▲ —工件制造公差； minZ —最小合理间隙；χ —磨损系数；AT、 —凸、凹模的制造公差，按 IT6∽ IT7级来选取。 为了保证初始间隙不超过 maxZ即 AT  + minZ ≤ maxZ ， AT、 选取必须满足以下条件： AT  ≤ maxZ minZ。 由工件图可知，除孔 mm0  、  有精度要求外，其他未注公差按IT14级计算。 外形  mm, mm, mm由落料获得；φ mm， 由冲孔获得；查表 Z，得 minZ =， maxZ =，则 maxZ minZ =（ ） mm=．由公差表查得： mm0  、 为 IT12级，取χ =，其余为 IT14级，取χ =．因该工件是形状简单的圆弧组成，则凸、凹模分别按 IT6和 IT7级加工制造，故 0  mm的凸、凹模的制造公差由表 24标准公差值 [3]查得 A =， T =； [3]— 薛彦成主编《公差配合与技术测量》机械工业出版社。  mm的凸、凹模的制 造公差 A =，T =；  mm的凸、凹模的制造公差 A =， T =；φ mm的凸、凹模的制造公差 A =， T =；  的凸、凹模的制造公差 A =， T =； 尺寸及 分类 尺寸 转换 计算公式 结果 备注 落 料 φ  ADD A   0m a x ▲ ）（； 0m inm a x0m in)▲)TTZD ZDD AT （ （ AD  查表冲裁模初始双面间隙值，得minZ ， maxZ ，则maxZ minZ （）．由公 差 表 查 得 ：mm0  、 为级，取χ，其余为级，取χ，校核满0 TD  AR  TR 0   AR  TR 0  0m in )▲( TddT   Ad 第 21–页 共 37 页 冲 孔 φ φ AAZd Zdd TA    0m inm in 0m in )▲( )( 0 Td 足： AT  ≤maxZ minZ。 φ  Ad 0 Td 孔心距 48 48  dL =L177。 ▲ /8 dL 48177。 表（ 52）工作零 件刃口尺寸的计算 、凹模刃口尺寸计算 ⑴拉深间隙 拉深模的间隙是指凸、凹模横向尺寸的差值。 双边间隙用 Z来表示。 确定拉深间隙的原则是：既要考虑板料公差的影响，又要考虑毛坯口部增厚的现象，故间隙值一般比毛坯厚度略大一些。 间隙过小，工件质量较好，但拉深力大，工件易断，模具磨损严重，寿命低。 间隙过大，拉深力小，模具寿命虽提高了，但工件易起皱，变厚，侧壁不直，口部分线不齐，有回弹，质量不能保证。 [6] ⑵拉深模间隙取向的规则：对于最后一次拉深工序规定如下： ①当工件外形尺寸要求一定时，以凹模 为基准，凸模尺寸按凹模减小以取得间隙； ②当工件内形尺寸要求一定时，以凸模为基准，凹模尺寸按凸模放大以取得间隙；拉深凸模和凹模的单边间隙可按表 [1]，查得 Z/2=（ 1∽ ） t，∴ Z=2（ 1∽ ） t=（ 4∽ ） mm，取 Z=4mm． 当零件尺寸标注在外形时，以凹模为基准，工作部分尺寸为： ADD A  0m a x ▲ ）（ 0m a x )▲ TZDD T （ 当零件尺寸标注在内形时，以凸模为基准，工作部分尺寸为： 0m in )▲( TddT  Add A  0m in )Z▲( 式中： TTAA 、d、D、dD —凹、凸模尺寸； maxD 、 mind —拉深件外径的最大极限尺寸和内径的最小极限尺寸；▲ —零件的公差； AT、 —凸、凹模的制造公差，见表； Z—拉深模双面间隙，见表 ； 由于拉深工件的公差为 IT12级，因此凸、凹模的制造公差可采用 IT6∽ IT8级，取凸模 IT6级，凹模 IT7级。 mm0  的凸、凹模的制造公差 A =， T =； 尺寸及 分类 尺寸 转换 计算公式 结果 备注 第 22–页 共 37 页 拉 深 φ 0  ADD A  0m a x ▲ ）（ 0m a x )▲ TZDD T （ 拉深工件的公差为级，因此凸、凹模的制造公差可采用∽级，取凸模级 ， 凹 模 级。 mm0  的凸、凹模的制造公差 A ， T。 0 TD φ  0m in )▲( TddT  Add A  0m in )Z▲( Ad 0 Td 表（ 53）拉深凸、凹模的尺寸计算 为了得到较平整的工件，本模具采用弹压式卸料结构， 使条料在落料、拉深过程中始终处在一个稳定的压力之下，从而改善了毛坯的稳定性，避免材料在切向应力的作用下起皱的可能。 选取橡胶作为弹性元件的原因，是由于橡胶允许承受的载荷较大，安装调整灵活方便。 根据工艺性质和模具结构确定采用较硬橡胶，形状是圆筒形，数量为 4块。 ⑴橡胶的选择原则： ①为保证橡胶正常工作，所选橡胶必须满足压力要求，即 卸预 FF  ， 预F —橡胶在预压缩状态时的预压力， 卸F —卸料力；橡胶所能产生的压力 F， F=AP， A—橡胶垫的横截面积， P—橡胶的单位压力。 ②为保证橡胶不过早失效，所选橡胶必须满足压缩量的要求，即 许H ≥ 预H + 工H ，许H —橡胶的允许最大压缩量，一般取 许H =35%∽ 45% 0H ， 0H —橡胶的自由高度；预H —橡胶的预压缩量，一般可取 预H =10%∽ 15% 0H ； 工H —橡胶的工作行程，它包括卸料板工作行程 工作h +凸模总修磨量 修磨h ，即 工H =工作h +修磨h。 其中 工作h =δ+1mm，δ为材料厚度， 修磨h 一般可取 5∽ 10mm． ③所选橡胶必须满足模具结构空间的要求，即在橡胶垫周围应留有足够的空隙，以容纳橡胶压缩时断面尺寸的胀大量。 ⑵橡胶选用步骤： 第 23–页 共 37 页 ①确定橡胶垫的自由高度，由 许H =35%∽ 45% 0H ， 工H =25%∽ 30% 0H ，则橡胶垫的自由高度 0H = 工H /（ ∽ ） =（ ∽ 4） 工H。 ②确定橡胶垫的横截面积 A：为使橡胶满足压力的要求， 预F =AP≥ 卸F ，所以橡胶垫的横截面积与卸料力及单位压力之间存有如下关系： A=卸F /P． ③确定橡胶垫的平面尺寸：圆筒形橡胶垫的外径为 D，内孔为 d，则横截面积A= 4 22 ）（ dD  ，代入上面公式 A=卸F /P后，则可得外径 D= PFd 。 ④校核橡胶垫的自由高度，橡胶垫的自由高度 0H 与其直径 D之比应在下式范围内，即 ≤ 0H /D≤。 确定橡胶垫安装高度 装H ， 装H = 0H 预H。 [1] ⑶卸料橡胶的设计计算如下表： 项 目 公式 结果 备注 卸料板工作行程 工作h 工作h =h1=t+h2 h1—为凸模凹进卸料板的高度 1mm，h2—为凸模冲裁后进入凹模的深度。 橡胶的工作行程 工H 工H = 工作h + 修磨h 13mm 修磨h 为凸模总修磨量，取 , 橡胶的自 由高度 0H 0H =4 工H 52mm 取 工H 为 0H 的 25% 橡胶的预压缩量 预H 预H =15% 0H 一般取 预H =10%∽ 15% 0H 每个 橡胶承受的载荷 F1 F1= 预F /4 选用四个圆筒形橡胶 第 24–页 共 37 页 橡胶垫的外径 D D= PFd  66mm d为圆筒形橡胶的内径，取d=13mm。 P= 校核橡胶垫自由高度 0H ≤ 0H /D=≤ 满足要求 橡胶垫安装高度 装H 装H = 0H 预H 表（ 54）卸料橡胶的设计计算 下 顶 块 压 边 也 采 用 橡 胶 作 为 弹 性 元 件 ： 其 设 计 计 算 见 下 表 ： 项目 公式 结果 备注 橡胶的自由高度 0H 0H =4 工H 40mm 工H =（ +） =10mm，取 工H 为 0H的 25% 橡胶的预压缩量 预H 预H =15% 0H 6mm 一般取 预H =10%∽ 15% 0H 橡胶承受的载荷 F1 F1=QF +TF。