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目 录
摘 要 1
1 .引言 3
1.1拉深件的结构工艺性分析 4
1.2对拉深材料的要求 4
2.工艺方案的确定 7
3模具的总体结构形式的确定 8
3.1正、倒装模具结构的选择 8
3.2凹模的结构形式及固定方式 9
3.3凸模结构形式及固定方式 11
4.工艺计算 12
4.1判断是否一次拉深成形 12
4.2 压边力的计算 13
5.制件在拉深过程中的受力分析 14
6.模具结构 16
6.1模具的整体结构 16
结束语 16
致 谢 17
参考资料 18
摘 要
在国民经济高速发展的同时,模具工业起着不可忽视的角色,模具技术得到了迅速发展。模具作为高效率、高质量的一种生产方式,一直倍受到各个行业,特别是航空、航天、汽车、电器、IT等行业的青睐。与传统的切削加工相比,模具的生产效率相当的高,易于实现自动化生产和管理。随着科学技术和工业技术的不断发展,冷冲压作为一种重要的塑性加工手段,更加体现出其特有的优越性。在现代工业生产中,企业的市场竞争日益激烈,产品的性能和质量要求越来越高。冲压的产品朝着复杂化、多样化,高性能、好质量方向发展,模具也朝着复杂化、高效率、高精度长寿命方向发展。因此,模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低,已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一,直接影响着国民经济中许多部门的发展。
图1.1 制件的三维图
图1.2制件的二维图
通过对制件材料、尺寸精度和形状等进行分析
由图1.2所示,制件厚度为1mm,制件拉深部分内壁直径30mm,制件深43.5mm。
零件图中仅有一处公差。
零件内壁圆角半径分别为R3,适合于拉深。
根据《冷冲模设计》表6-3 “有凸缘拉深件的修边余量△d”得,有凸缘零件修边余量△d=2.5mm
此制件的材料为45钢,材料在拉深的过程中受到各向应力作用。
综合上述分析,该制件适合于拉深。
2.工艺方案的确定
通过对产品的结构工艺性分析得知:该制件只需一道工序即可成形,即拉深工序。
目前成形该制件的方案:
方案一:在单动拉深机上实现拉深成形。目前采用的压边装置是弹性压边装置。1) 橡皮压边装置 2)弹簧压边装置等。但是,该类型的压边装置,在拉深的过程中,压边力是一直增加的,不利于深筒件的一次性拉深成形。
方案二:在双动拉深机上实现拉深成形。对于刚性压边装置,由于该装置用于双动压力机上,不可用于单动压力机上,在生产实际中比较麻烦。
方案三:液压胀形拉深成形。该方式成形的制件可以更好的发挥材料的成形性能,制件的极限拉深深度大。但是,在实际生产中,所对设备的要求较高。
基于以上各方案,目前拉深过程中,压边装置大多不能更好的提供制件成形所需的压边力。对于简单的圆筒拉深件,拉深过程中所需的压边力应该是:先是逐渐的增大,再保持不变,再逐渐的减小,最后保持不变。如下图所示:
图2.1 最优的压边力变化F-t
为此,本文通过对压边装置的优化设计,提出了可控制压边力保持恒定的压边装置。利用凸轮机构的特性曲线,以及拉深模具的特点,可以很好的满足圆筒件在拉深的过程中所需要的压边力。
3模具的总体结构形式的确定
3.1正、倒装模具结构的选择
正装拉深模具结构是:凸模装在上模座上,通过凸模固定板和内六角螺钉等固定;凹模装在下模座上,通过凹模固定板、内六角螺钉等固定。该模具结构在拉深的过程中制件受到顶尖块和整个弹顶装置拖着,在拉深结束后,由于弹顶装置的伸张,将制件送出凹模。
倒装拉深模具结构是:凸模装在下模座上,通过凸模固定板和内六角螺钉等固定;凹模装在上模座上,通过凹模固定板、内六角螺钉等固定。在拉深的过程中制件的外围受到压边圈的压边力,缓缓的流入凹模。拉深接收后,制件通过受到打件棒的力而落出凹模。
针对于本文的可控制压边力保持很定的拉深模具的特点,正装与倒装拉深模具的结构选择:本文提出的拉深模具结构在拉深过程中,控制压边力变化的只要是凸轮机构。压边力根据凸轮的运动曲线发生变化。而本结构中,凸轮的运动时通过齿轮和齿条的啮合运动,从而带动凸轮运动的,进而控制压边圈的受力变化。因此,上模与下模之间要安装齿轮和齿条,若是将齿轮安装在上模部分,则凸轮和一系列的支架都需要安装在上模座上。且此时压边圈在上面,无法通过凸轮和滚子来控制。
综上所述,考虑到本文整体模具结构的优化和便于控制压边力的变化,采用倒装复合模。
通过查阅关于常用机械传动零件的运动特性分析,制定了以下模具结构形式设计方案,如图3.1所示。
图3.1 模具装配草图
3.2凹模的结构形式及固定方式
3.2.1 拉深凹模的结构分析
拉深时,板材是经过凹模圆角流入筒壁部分。凹模圆角对材料的流动起到很大的影响。圆角部分是凸缘进入筒壁部分的过度变形区。材料的变形比较复杂
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