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Y12型拖拉机轮圈落料与首次拉深模设计

2013-10-14 17:07   来源:未知 人参与在线咨询

  本模具毕业设计编号为MJ_003,由CAD+PROE设计
  内容:CAD设计图,PROE设计图,模具毕业设计网(13110字)
  目      录
  引  言
  一、设计课题
  二、设计过程
  (一)零件的工艺性分析
  (二)工件的毛坯面积的计算
  (三)第一工序件尺寸计算
  (四)落料与首次拉深模设计程序
  ⒈ 工序件的工艺分析
  ⒉ 工序件工艺方案的确定
  ⒊ 排  样
  ⒋ 模具的压力中心的确定
  ⒌ 冲压设备的选择
  5.1 落料力的计算
  5.2 拉深力的计算
  5.3 压边力的计算
  ⒍ 主要工作部分尺寸的计算
  6.1 落料刃口尺寸计算
  6.2 拉深工作部分尺寸计算
  6.3 拉深凹模的圆角半径
  ⒎ 模具主要零件的结构设计
  7.1 落料凹模的结构设计
  7.2 固定卸料板的结构设计
  7.3 其它非标准零件的结构设计
  ⒏ 压力机的校核
  ⒐ 模具的动作分析
  ⒑ 模具的安装
  三 参考文献
  设计体会
  四、 确定工艺方案及模具型式:
  1、根据对冲压零件的形状、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果,根据所需的冲压基本工序,如落料、冲孔、拉深、整形等。
  2、根据初步工艺计算,确定工序数目,如冲压次数、拉深次数等。
  3、根据各工序的变形特点、质量要求等确定工序顺序。一般可以按照下列原则来进行:
  1)、对冲带孔或者带有缺口的冲裁件,如果选用简单模具,一般先落料,再冲孔或者切口,使用级进模,则先冲孔或者切口后落料。
  2)、对于带孔的拉深拉深件,一般先拉深,后冲孔,但是孔的位置在零件的底部且孔径尺寸要求不高时,也可以先冲孔而后拉深。
  3)、对于形状复杂的拉深件,为了便于材料的变形和流动,应该先形成内部形状,再拉深外部形状。
  4)、整形或者校平工序,应该在冲压件基本成形以后进行。
  4、 根据生产批量和条件(冲压加工条件和模具制造条件)确定工序组合。生产批量大的时候,冲压工序应该尽可能地组合在一起,采用复合模冲压;小批量生产的时候采用单工序简单模。
  五、进行必要的工艺计算
  1、 计算毛坯尺寸,进行排样和计算条料宽度及材料利用率。
  2、 计算冲压力(冲裁力、拉深力、卸料力、推件力、压边力等),对于厚板冲裁、
  拉深工艺,还需要计算冲裁功、拉深功及功率。
  3、 确定模具的压力中心。
  4、 计算凹、凸模工作部分尺寸,确定凹、凸模间隙。
  5、 计算或者估算模具各主要零件的高度尺寸及卸料、压边所需要采用的弹性元件的
  自由高度。
  6、 对于拉深工序,还需要决定拉深方式(是否决定采用压边圈),计算拉深次数和
  中间工序的半成品尺寸。
  六、 进行模具的整体设计
  模具的整体设计是指在上述分析计算的基础上画出模具的整体草图并且初步计算出模具的闭合高度,大致确定出模具的外形尺寸。
  七、 模具主要零部件的结构设计
  1、 设计工作部分零件,如凸模、凹模的结构型式,或者根据国家标准选择其结构型式及固定型式。
  2、 根据具体情况确定定位形式,如可调定位板,固定挡位板,后动挡料销,定距侧刃等,并且选择或者是设计定位零件的结构。
  3、 决定卸料或者是推件的型式,如采用刚性或者是弹性的卸料方式,则应该对弹簧或者是橡胶块进行选择与计算。
  4、 根据国家标准选择导向和安装紧固零件,如导柱、导套、模柄、上、下模座等的结构型式。
  八、 选定冲压设备
  对于曲柄压力机必须满足以下的要求:
  1、 压力机的公称压力必须大于冲压的工艺力。
  2、 压力机闭合高度必须满足模具的闭合高度要求。
  3、 对于拉深工序所选用的压力机,其工作行程必须大于工序中工件高度的2~2.5倍,以便于放入毛坯和取出工件。
  4、 压力机的工作台面尺寸必须大于模具下模座的外形尺寸,并且要留有固定模具的位置。
  九、 绘制模具总图
  模具总图包括:
  1、 主视图: 绘制模具工件位置的剖面图。
  2、 俯视图: 一般情况下绘制下模部分的全俯视图,也可以一半绘制下模部分的俯视图,另一半绘制上模部分的俯视图。
  3、 侧视图、仰视图及局部剖视图等。
  4、 工件图: 一般将工件图绘在右上角。
  5、 排样图
  6、 列出零件明细表,注明材质和数量,凡是国家标准件必须注明其规格。
  7、 技术要求及说明,技术要求包括冲压力,所选设备的型号,模具的闭合高度,模具的冲裁间隙及其其它要求。
  二、  设计过程
  (一)  零件的工艺性分析
  这是一个有底的且带锥形阶梯的阶梯型壳形零件,大端跟小端的直径相差较大,在其底部有两条对称的加强筋和均布的18个直径为 Φ13mm的孔,结构比较复杂,但其高度不大,零件的尺寸精度也不高,零件壁厚为3mm、没有壁厚均匀的要求,材料为Q235 钢板,各处的圆角半径见上图,经分析,该零件各处的圆角半径,材料性能及尺寸精度符合拉深工艺的各项要求,可以用拉深的方法来完成零件壳形部分的成型,再利用冲孔,切边来完成零件的加工。
  根据工件的加工工艺分析,初步拟定零件按如下的步骤来完成加工:
  落料--拉深--冲孔--切边
  根据带锥形阶梯的阶梯形零件的工艺性要求,零件的阶梯形部分不能一次拉深成形,应该先拉深其大端直径的阶梯部分,接着拉深其锥形阶梯部分,最后拉深其小端直径的阶梯部分。
  因为零件的加工工序比较多,如果利用单工序模,则所需的模具比较多,模具的设计、生产成本比较高,再者该零件为大批量生产,如果用单工序模则零件的生产成本会比较高,零件的生产效率也比较底,但是如果采用复合模或者级进模,则模具的设计和加工难度大,模具的维修也会比较麻烦,但是零件的生产效率会较单工序模成倍的提高,零件的生产成本也会在此因素下大副的降低。
  综合考虑到模具的生产成本和加工难易,零件的生产批量及生产效率,为了使产品所获得的经济效率最高,决定将落料和大端直径阶梯拉深成形这两道工序复合,利用一副模具完成(落料、拉深复合模);小端直径阶梯和其底部的加强筋这两道工序复合,利用一副模具完成(拉深、成形复合模);零件的锥形阶梯部分利用一副模具完成(拉深模);零件底部中心的Φ100的孔及均布的18个Φ13的小孔部分利用一副模具来完成(冲孔模)还可顺便完成零件的整形;零件的修边工作(即13+1.0尺寸的保证)则利用后续机械加工来保证。
  综上所叙,决定用三副模具来完成此零件的落料、拉深工序和一副模具来完成零件的冲孔工序,加上修边工序,总共需5道工序来完成该零件的加工。
  第一副模具为落料,拉深复合模,用于工件大端直径阶梯部分成型,加工后工件的尺寸和形状如下图1所示:
  第二副模具为拉深模,用于工件锥形阶梯部分成型,加工后工件的尺寸和形状如下图2所示:
  第三副模具为拉深成形模,用来完成工件底部阶梯和加强筋部分成型,加工后工件的尺寸和形状如下图3所示:
  (二)   计算工件的毛坯面积
  该零件不属于基本的旋转体,其旋转母线比较复杂,故采用复杂旋转体零件表面积计
  算的方法,将其分解为几个简单的基本旋转体分别计算其面积,再累加为该工件的毛坯面积,根据该工件的结构分析可以得出,其底部加强筋的表面积不需要算入整个工件的毛坯面积之中。
  先作出计算毛坯的分析图:
  以工件壁厚的中性层画出工件图,其各类尺寸如图4所示:
  参考文献
  《冲模设计手册》 《冲模设计手册》编写组 编著 机械工业出版社
  《几何量公差与检测》第六版  甘永立    主编 上海科学技术出版社
  《冲模设计应用实例》 模具实用技术丛书编委会编 机械工业出版社
  《实用冲压技术手册》王孝培    主编 机械工业出版社
  《冲模结构图册》 王新华  袁联富    编 机械工业出版社
  《冲压与塑压设备》 华北航天工业学院  孙凤勤    主编机械工业出版社
  《冷冲压模具设计指导》  王芳    主编 机械工业出版社
  《冲压工艺与模具设计》  华北航天工业学院  钟毓斌  主编 机械工业出版社

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