模具课程设计--气瓶缩口件的模具设计.docx

书/彳力上孽Jinggangshanuniversity课程设计说明书题目：气瓶缩口件的模具设计1 .序言2 .设计任务和产品图3 .制件的工艺分析和计算4 .模具的结构设计5 .模具工作零件刃口尺寸计算6 .生产中可能出现的问题和及解决措施7 .模具零件的选用、设计及必要的计算8 .模具的总装图9 .结束语10 .参考的文献资料序言缩口工序的毛坯是经过拉伸成型后的圆筒件，所以拉深是冲压基本工序之一，它是利用拉深模在压力机作用下，将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。它不仅可以加工旋转体零件，还可以加工盒形零件及其他形状复杂的薄壁零件，但是，加工出来的制件的精度都很底。一般情况下，拉深件的尺寸精度应在IT13级以下,不宜高于ITll级。只有加强拉深变形基础理论的研究，才能提供更加准确、实用、方便的计算方法，才能正确地确定拉深工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸，解决拉深变形中出现的各种实际问题，从而，进一步提高制件质量。圆筒件是最典型的拉深件，其工作过程很简单就一个拉深，根据计算确定它不能一次拉深成功.因此，需要多次拉深。在最后的一次拉深中由于制件的高度太高，根据计算的结果和选用的标准模架，判断此次拉深不能采用标准的模架。为了保证制件的顺利加工和顺利取件，模具必须有足够高度。要改变模具的高度，只有从改变导柱和导套的高度。导柱和导套的高度可根据拉深凸模与拉深凹模工作配合长度决定,设计时可能高度出现误差，应当边试冲边修改高度。设计的任务和产品图工件名称：气瓶；生产批量：中批量；材料：08钢；料厚Imm。产品图：制件的工艺分析和计算:分析气瓶为带底的筒形缩口工件，可采用拉深工艺制成圆筒形件，再进行缩口成形。缩口时底部不变。由于在拉深时须知道缩口件的毛胚尺寸，根据图样计算出拉深件的毛坯尺寸如图所示：050IG0、此工件为无凸缘圆筒形工件，要求外形尺寸，没有厚度不变的要求。此工件的形状满足拉深的工艺要求，可采用拉深工序加工。工件底部圆角半径r=2mm,外形尺寸为50三n由于没有公差等级标注，所以可以按未标公差等级处理。50mm的公差等级满足拉深工序对工件公差等级的要求。工件的总体高度到最后可由修边达到要求。计算(I)计算缩口系数:d=35mmD=50-l=49mm,则缩口系数。因为该工件是有底的缩口件，所以只能采用外支承方式的缩口模具，查教材的表6T0得mmin=06,m>m11in所以只需要一次缩口成型。(2)计算毛坯缩口前的高度也+比4+8。Sinad)代入数据的H=79÷-49-35-fl÷l849XSin25。(V35JJ取H=99.5mm,缩口前拉伸制成的圆筒形件就是缩口的坯料如上图所示。(3)计算缩口力已知凹模与工件得摩擦系数为=0.1，材料%=430MPa,则缩口力F为：F=KDtah 1(l + cota)1CoSa=1.15*1.1*3.14*49*l*430*(l-)(1+)*=32057(N)=32(KN)模具的的结构设计常见的缩口成型模结构形式如下a）无支承b）外支承c）内外支承图1所示为不同支承方法的缩口模。图1a是无支承形式,其模具结构简单，但缩口过程中坯料稳定性差。图Ib是外支承形式，缩口时坯料的稳定性较前者好。图IC是内外支承形式，其模具结构较前两种复杂，但缩口时坯料的稳定性最好。本题中采用外支承式一次成型，缩口凹模的工作表面要求表面粗糙度为Ra为0.4微米，使用标准下弹顶器，采用后侧导柱架，导柱、导套加长210mm。模具工作零件刃口尺寸计算缩口凹模的工作部分尺寸计算缩口模的尺寸是以壳体产品图尺寸为依据的，并考虑壳体退出缩口凹模的回弹余量而确定1) 回弹量的确定回弹量的大小主要取决于缩口直径的缩小量，缩口零件的壁厚和零件的机械性能。当缩口零件的缩小量越大，缩口零件的壁厚越薄，则缩口后的回弹量越大。计算缩口后的回弹余量是很困难的，目前尚无精确的计算公式，一般采用近似的计算公式。缩口后的回弹量与可采用下列公式计算rf=JdE在式中：外-材料的抗拉强度极限，对于08钢，该值为430mpaE-零件材料的弹性模量，取202GPad-缩口后工件的直径2) 凹模工作部分尺寸&凹模的工作部分尺寸可按下式计算4=j-rf在式中：&凹模的工作尺寸d一-缩口后的工件直径-缩口后工件直径的公差，在本题中把数据代入上式以后可以算的4mm3) 缩口模下起始点的圆角半径缩口模下起始点的圆角半径r的确定与缩口部分材料厚度和材料的性能有关。如果r选取不当，将引起工件缩口部分起皱。该题中r取4mm。4) 导入角。为使每次缩口时，工件能顺利进入凹模。在缩口模口部需设置一个导入角。该导入角与渐变区起始点圆角半径!相切。导入角。一般取3。5。，在本题中取4。5)凹模材料的选择为保证缩口凹模具有较高的使用寿命，缩口凹模可采用硬质合金镶套模具，常用的为双层组合镶套模具。有时候为了加强硬质合金模具的强度，也有采用三层镶套模具。双层组合镶套模具具有结构简单、容易制造，强度较三层组合镶套模具差，用于受力不大的的缩口模。三层组合镶套模具有结构复杂、强度好，用于受力较大的缩口模。采用硬质合金镶套模具模具工作部分选用硬质合金YG8或YG6,外套选用TlOA或45钢制造。生产中可能出现的问题及解决措施1. 口裂和折皱产生口裂和折皱的原因1) .缩口前，毛坯端面发生口裂2) .毛坯内外表面有严重的划分印痕3) .变薄拉伸时毛坯壁厚差过大4) .多次缩口时，模具排气孔堵塞5) .缩口前毛坯内外表面残存润滑剂过多解决措施1) .严格控制缩口前毛坯的质量，防止口部发生裂纹的毛坯流入缩口工序2) .严格控制变薄拉伸凸模，凹模表面质量。防止变薄拉伸毛坯内外表面发生划分缺陷3)严格控制变薄拉伸毛坯的壁厚差4) .多次缩口前防止模具排气孔堵塞5) .缩口前毛坯内外表面有薄而均匀的润滑剂1) .变薄拉伸毛坯口部壁厚过厚或过薄2) .缩口凹模的起始点圆角半径过大或过小3) .缩口凹模的工作部分磨损或制造不正确解决措施1) .修改变薄拉伸凸模凹模，使变薄拉伸口部壁厚符合要求2) .修磨缩口凹模起始点圆角半径，使其符合要求3) .更换凸凹模模具零件的选择和压力机的选择一些标准件的选用表3-1模架规格选用名称尺寸材料热处理上模座315×200×50HT200下模座315×200×65HT200导柱35X23020渗碳5862导套35×125X4820渗碳5862螺栓¢8XL(10"140)40Cr销钉MlOxL(12180)45模具的闭合高度H可用下式计算：H="上模+H下模+"凹模+H外支承套+HF固定线+H间隙=50+65+40+90+20+10=275mm模柄的设计模柄的材料选用45号钢，其规格为050x70x17（中间通孔的直径）对模柄进行简单的强度校核:二230MPaYF400×IO37"o.25×11×(5O2-172)x106所以该模柄是安全的。常见的压力机的型号和其参数表型CJ23-3.15÷J23-6.IJ23-10÷J23-J23-25÷JG23-4GJB23-69J23-100÷公称压力31.56310016Oa25g400÷163皿1000滑块行程Q25/35。45554j65-IOg13W132滑块行程次数200÷117皿145-12W105805038-最大闭合后度,12W150P18g22M27230036O48g连杆调节长度一25。3g35345"55*65*80÷1100÷1滑块中心线至床身距离790PIlg130p160÷1200250P26g380。床身两立柱间距离，12M15M18022027g34皿35g450工作台尺寸W前后16g20024W300370P460P48g710÷左右252310370P45g56O÷1700710÷11080垫板尺寸:厚度一25q3g354(k1视65-82100孔径，110140p17g21W20022g25g25W模柄孔尺寸：直径/253030p40p4050p5W60深度小45。5255÷6g60708075一最大倾斜角,45-45。35c35。30÷1303W3皿电动机功率/0.55-0.75。4.Ip1.52.2P5.5*35.510÷1机床外型尺寸：前后675"777895。1130÷11335p168517002472"压力机的选用几条原则:1) .选择的压力机闭合高度应与模具的闭合高度相匹配2) .压力机滑块模柄孔的直径与模柄直径相符、模柄孔深度应大于模柄的长度3) .压力机的滑块行程长度应保证毛坯顺利放入，冲件能顺利取出，成型拉深件和弯曲件时应大于制件高度的2.53倍。4) .压力机的行程次数应当保证有最高的生产效率。5) .压力机应该使用方便和安全。根据以上几条原则选用JG23-40的压力机。凹模的设计:凹模的厚度H=kb凹模的壁厚C二(1.52)HK求的”=0.35x49.77=17.42wmC=(1.52)x17.42=26.1334.84%,取C=30mmo外支承套的尺寸为085（外径）×50（内径）×90下固定板其尺寸为。IOoX20垫板的尺寸姬0x60模具的总装图如下1.顶杆2.下模板3.14.螺栓4.10.销钉5.下固定板6.垫板7.外支承套8.缩口凹模9.上模板IL顶出器12.打料板13.模柄15.导柱16.导套结束语气瓶的工艺制作过程是先落料，再拉深，再缩口的过程，其中需要多次拉深成形，然后再缩口，根据所给气瓶的尺寸仅需要一次缩口。深圆筒件属于简单拉深件，分析其工艺性，并确定工艺方案。根据计算确定本制件是多次拉深成的，然后相应选取各次拉深时的压力机。本设计主要是最后一次拉深模具设计，需要计算拉深时的间隙、工作零件的圆角半径、尺寸和公差，并且还需要确定模具的总体尺寸和模具零件的结构，然后根据上面的设计绘出模具的总装图。由于在零件制造前进行了预测，分析了制件在生产过程中可能出现的缺陷，采取了相应的工艺措施。因此，模具在生产零件的时候才可以减少废品的产生。深圆