件图可知此工件为浅阶梯零件,而且直径比例接近 2:1,即直径差别大不能一次拉出,由经验得知可首次拉成大圆角的圆筒件,然后通过较形得到零件的形状和尺寸。
(即首次拉深出带凸缘筒形件) d 84 凸缘的相对直径 1.82 >1.4,为宽凸缘件,即在首次拉深时先拉深 d 1 46成工件要求的凸缘直径,而在以后各次拉深工序中,凸缘直径保持不变。
3.2 确定工艺方案 通过上述分析计算,不难看出需包括以下基本工序: 落料,首次拉深,二次拉深,校形,切边根据这些基本工序,可拟出如下三种方案:方案一:落料——首次拉深——二次拉深——较形——切边方案二:落料与首次拉深复合,其余按基本工序方案三:落料与首次拉深复合,然后二次拉深,最后将校形与切边复合。
-5- 毕业论文分析比较上述三种方案,可以看到:方案一中,是按各基本工序进行加工的,每一副模具均为单工序模,模具简单,压力机吨位较小,生产率低,适合于小批量生产。
方案二中,复合模具较复杂,且压力机吨位要求较大,生产率比方案一高,可适合与较大批量生产。
方案三中,模具结构较为复杂,需要大吨位压力机,但生产效率高,适合于大、中批量生产。
综上所述,方案三所得到的工件尺寸精度较其他两种要高,因为在最后是将整形与切边相复合的,即方案三尽量保证了减少工步的原则,因此选择方案三。
因此,该工件的加工需要三副模具,第一副为落料拉深复合模,第二副为再次拉深单工序模,第三副为校形切边复合模。
四 主要工艺参数的计算4.1 确定各中间工序尺寸1确定拉深次数 H 26 1.5 24.5 工件最大高度与最小直径之比: 1.089 d 24 1.5 22.5 t 1.5 坯料相对厚度 ×100 ×1001.53 D 98经查表可知该工件不能一次拉出,即需要多次拉深。
由工件图可知此工件为浅阶梯零件,而且直径比例接近 2:1,即直径差别大不能一次拉出,由经验得知可首次拉成大圆角的圆筒件,然后通过较形得到零件的形状和尺寸。
(即首次拉深出带凸缘筒形件) d 84 凸缘的相对直径 1.82 >1.4,为宽凸缘件,即在首次拉深时先拉深 d 1 46成工件要求的凸缘直径,而在以后各次拉深工序中,凸缘直径保持不变。
(2)确定拉深的工序尺寸①确定拉深 46 ,h 为 26 的拉深次数 dt 84判断一次能否拉出:由 h/d24.5/44.50.55 1.89 d 44.5 -6- 毕业论文 t 1 .5 100 %1.53% d 98 查表得第一次拉深许可的相对高度 h1 d1 0.42~0.51,小于工件的相对高度 0.55,所以一次不能拉出。
②确定首次拉深的工序尺寸a. 选取 m1 d1 取首次相对拉深直径 d t d1 1.5,则 d1 56 ,取 m1 0.47b.确定 R凸1 及 R凹1 一般来说,大的凹模圆角半径可以降低极限拉深系数,而且还可以提高拉深件的质量。
但凹模圆角半径太大又会削弱压边的作用,可能会引起起皱现象。
因此凹模圆角半径大小要适当。
凸模圆角半径对拉深工作的影响不象凹模那么显著。
但过小的凸模圆角半径会降低桶壁传力区危险断面的有效抗拉强度。
如果凸模圆角半径过大,会使在拉深初始阶段不与模具表面接触的毛坯宽度加大,因而这部分毛坯容易起皱(称此为内皱)。
由此看来,凹模的圆角半径对拉深成形影响很大,确定此值时要特别注意。
R凹1 0.8 (D d1 t 0.8 98 56 1.5 6.35则拉深的半成品 r R凹1 t/27.1取 r7mm取 R凸1 R凹1 6.5mmb. 重新计算毛坯直径: 为保证以后拉深时凸缘不参加变形,宽凸缘拉深件首次 拉入凹模的材料面积比零件实际需要的面积多 5%,则需对坯料作相应放大。
第一次拉深的半成品,其凸缘的圆环面积 A 环 A环 4 d 2 凸 d 1 2r 2 ( d凸 84, d1 56 , r7 A 环 2432 4工件的面积应等于毛坯的面积 -7- 毕业论文 A工件 D2 98 2 9604 4 4 4被拉入凹模的面积应等于 A凹 A工件 A环 7172 4多拉入凹模 5%的材料后,被拉入凹模的面积为 1.05 A凹 7530.6 4使扩大的毛坯面积 A环 1.05 A凹 A环 7530.6 2432) ‘ ( 9962.6 4 4 故扩大后的坯料直径为 ‘ 4 A环 D ’ 9962.6 99.8 100 mmc. 计算首次拉深高度 H 1 由 D d t2 4dh 3.44dR 可解得 D 2 d t2 H 0.25 0.86 R d所以 H 1 19.2mm,取 19mm 工件的第一次相对拉深高度 19.2/560.34由表查得有凸缘圆筒形件第一次拉深的最大相对高度为 0.58,即工件的相对拉深高度小于最大相对拉深高度,所以第一次拉深直径%56 选择合理。
③计算以后各次拉深的工序尺寸a. 确定拉深次数 根据毛坯的相对厚度(t/D)×1001.5/100×1001.5由表取值: m2 0.75 用推算法确定所需次数 d 2 m2 d1 0.75 56 42 mm即当第二次拉深时, d 2 42mm。
已小于零件尺寸 d44.5mm,所以不必再拉深,即是以后还需要拉一次,共拉两次。
b. 重新调整各次拉深系数,计算各次拉深后工序件的直径,取 d 2 44.5mmc. 确定后续拉深的圆角半径 因为半成品底部圆角需为大圆角,取工件底部圆角 r2 12mm , -8- 毕业论文R凹2 0.6 ~0.8) R凹1 3.8 mm ( 工件凸缘圆角半径 r3.81.5/2≈5mmd.第二次拉深高度即拉到半成品要求的高度即 24.5mm。
最后通过较形工序得到零件的形状与尺寸。
各工序得到的工件图如图 4—1 所示。
a -9- 毕业论文 图 4-1 各工序得到的零件图4.2 确定排样、裁板方案这里毛坯直径 100 较大,考虑到操作方便,才用单排。
查表得搭边数值:a 2mm a1 1.5mm ,条料宽度为 b(D2a) 0 ,由《冲压手册》查得△1.0(△为条料宽度的允许偏差)条料宽度 b D 2a 104 1.0 mm送料步距 AD a1 101.5mm条料规格拟选用:1.5×1000×2000裁板方案有纵裁和横裁两种比较两种方案,选用其中利用率高的一种。
纵裁时:每张板料裁成的条料数 n1 1000÷1049 条 每条冲制的毛坯个数 n2 (A-a1)/h(2000-1.5)/101.519 个 每板冲制的毛坯数 n总 n1n2 9×19171 个冲片面积 A 100 2 7850mm 2 2 材料利用率 : η n 总 A/ab --- n 总— 一个条料内冲裁的零件总数 A—冲裁件的面积 b—条料或带料的宽度 a—条料的长度 - 10 - 毕业论文 所以η n 总 A/ab171×7850/(2000×1000)×100% 67.12%横裁时:每张板料裁成的条料数 n1 2000÷10419 条 每条冲制的毛坯个数 n2 (A-a1)/h(1000-1.5)/101.59 个 每板冲制的毛坯数 n总 n1n2 19×9171 个冲片面积 A 100 2 7850mm 2 2所以η n 总 A/ab171×7850/(2000×1000)×100% 67.12%即横裁,纵裁材料利用率相同,所以横裁纵裁均可。
排样图如下 4-2 所示: 图4-2 排 样 图4.3 计算各工序压力,选用压力机已知工件材料为 Q235,料厚 1.5mm(1)落料拉深工序冲裁力: F0 Lt L :冲裁件的周长;t:材料厚度:τ:材料抗剪强度查表得:τ350mpaF0 Lt 3.14×100×1.5×350164.85 KN而实际所需冲裁力考虑到凸凹模刃口的磨损,模具间隙的波动,材料力学性能的变化以及材料厚度偏差,实际冲裁力需增加 30%,故选择冲床时的落料力应为: - 11 - 毕业论文F落 1.3F0 1.3×164.85214.3 KN落料的卸料力 F 卸 0.03 F 落料 0.03×214.36.42 kN顶件力 K顶=0.06 F顶=0.06×214.3=9.89 KN压边圈的判断:用平面端面凹模 不用压边圈的条件是:t/D 0.0451-m 计算得 0.015lt0.0198 所以要用压边圈压边力 F 压3.14/4L×K-(d1+2r凹)2q =12.5KN拉深因数 md/D56/1000.57 由表查得休整因数为 k0.93拉深力 F 拉深 ∏d1 t K1σcp 3.14×56×1.5×0.93×380 100KN 式中: σcp380MPa这一工序的总压力F 总压力 F落料 F卸 F顶 F压 F拉 2146.426.9812.5100 343KN在考虑各因素后,取一安全系数 0.7 左右 F343/0.7583 KN 所以必须选用大于 583KN 的公称压力机.则根据所需总压力初选公称压力为 (参看《冲压手册》相关章节 543 页。
630KN 的开式压力机。
技术参数如下表 4-3 所示 表 4-3.630KN 开式压力机相关技术参数 公称压力 滑块行程/㎜ 行 程 次 数 最大闭合高 /min-1 度/㎜ 630KN 120 70 360 - 12 - 毕业论文 工作台 封高度调节量 ㎜ 前后㎜ 左右㎜ 90 480 .
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