沖壓模具畢業(yè)設(shè)計(落料拉深復(fù)合模)-文庫吧
2025-06-11 07:11 本頁面
【正文】 把這塊料拉深成直徑為d的空心圓筒。在這個拉深實驗完成后，發(fā)現(xiàn)板料的第一部分變化不大，即直徑為d的圓板仍然保持原形狀作為空心圓筒的底，板料的圓環(huán)部分變化相當(dāng)大，變成了圓柱的筒壁，這一部分的金屬發(fā)生了流動。扇形chef是從板料圓環(huán)上截取的單元，經(jīng)過拉深后變成了矩形chef。扇形單元體變形是切線方向受壓縮，徑向受拉深，材料向凹?？诹鲃?，多余的材料由于流動添補了雙點劃線部分。設(shè)扇形面積為，拉深后矩形面積為，由于拉深使厚度變化很小，可認(rèn)為拉深前后面積相等，即所以，綜合起來看，平板毛坯的環(huán)形區(qū)的金屬在凸模壓力的作用下，要受到拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的作用，徑向伸長、切向縮短，依次流入凸、凹模的間隙里成為筒壁，最后使平板毛坯完全變成圓筒形工件。拉伸時的應(yīng)力狀態(tài)和形變情況。拉伸的變形區(qū)比較大，金屬流動性比較大，拉深過程容易起皺、拉裂而失敗。因此，有必要分析拉深時的應(yīng)力狀態(tài)和變形特點，找出發(fā)生起皺、拉裂的根本原因，在制定工藝和設(shè)計模具時注意它，以提高拉深件的質(zhì)量。設(shè)在拉深件的某一時刻，分析各部分的應(yīng)力狀態(tài)。 由于凸模向下壓，迫使板料進(jìn)入凹模，故在凸緣產(chǎn)生徑向拉應(yīng)力，小單元體互相擠壓產(chǎn)生切向壓應(yīng)力，由于壓邊圈提供的壓邊力產(chǎn)生法向壓應(yīng)力，在這3個主應(yīng)力中的絕對值比、絕對值小得多，凸緣上、是變化的，由凸緣外到內(nèi)，是由小變大，而的絕對值是由大變小的，凸緣最外緣的壓應(yīng)力是最大的，則材料在切向上必然是壓縮變形。如果被拉深的材料厚度較薄壓邊力太小，就有可能使凸緣部分的材料失穩(wěn)而產(chǎn)生起皺現(xiàn)象。 該部分受到凸模傳來的拉應(yīng)力和凸模阻礙材料切向自由壓縮而產(chǎn)生的拉應(yīng)力，顯然的絕對值大，徑向是拉深變形，徑向的拉深是靠壁厚的變薄來實現(xiàn)的，故筒壁上厚下薄。 該部分受到徑向拉應(yīng)力和切向拉應(yīng)力的作用，厚度方向上受到凸模的彎曲作用而產(chǎn)生壓應(yīng)力。材料變形為平面應(yīng)變狀態(tài)，徑向拉深變形，是靠壁厚變薄來實現(xiàn)的，這部分材料變薄最為嚴(yán)重，最容易出現(xiàn)拉裂，此處稱為危險斷面。 這部分材料一開始就被拉入凹模中，始終保持平面狀態(tài)，它受兩向拉應(yīng)力和的作用。變形是三向的，是拉深，是壓縮。由于拉深變形受到凸模摩擦力的阻止，故變薄很小，可忽略不計。拉深是材料發(fā)生塑性變形，所以必然伴隨著加工硬化，如果工件需多次拉深才能成形，或工件是硬化效應(yīng)強的金屬，則應(yīng)合理安排退火工序以恢復(fù)材料的塑性，降低其硬度和強度。總之，了解拉深工藝的特點后，在制定工藝設(shè)計模具時，應(yīng)考慮如何在保證最大變形程度下避免毛坯起皺和工件被拉裂。 2. 沖壓工藝方案的確定沖壓工藝方案的確定， 沖壓工藝方案項目單工序模級進(jìn)模復(fù)合模無導(dǎo)柱有導(dǎo)柱沖壓精度低較低較高，相當(dāng)于IT10～I(xiàn)T13高，相當(dāng)于IT8～I(xiàn)T11制件平整程度不平整一般不平整，有時要校平因壓料較好，制件平整制件最大尺寸和材料厚度不受限制300mm以下厚度達(dá)6mm尺寸〈～6之間尺寸〈～3mm沖模制造的難度程度及價格容易、價格低導(dǎo)柱、導(dǎo)套的裝配采用先進(jìn)工藝后不難簡單形狀制件的級進(jìn)模比復(fù)合模具制造難度低，價格亦較低形狀復(fù)雜的制件用復(fù)合模比級進(jìn)模制造難度低，相對價格低生產(chǎn)率低較低可用自動送料出料裝置，效率較高工序組合后效率高使用高速沖床的可能性只能單沖不能連沖有自動送料裝置可以連沖，但速度不能太高使用于高速沖床高達(dá)400次/分以上由于有彈性緩沖器，不宜用高速，不宜連沖材料要求可用邊角料條料要求不嚴(yán)格條料或卷料要求嚴(yán)格除用條料外，小件可用邊角料，但生產(chǎn)率低生產(chǎn)安全性不安全手在沖模過程區(qū)不安全比較安全手在沖模工作區(qū)不安全，要有安全裝置沖模安裝調(diào)整與操作調(diào)整麻煩操作不便安裝、調(diào)整較容易、操作方便安裝、調(diào)整較容易，操作簡單安裝、調(diào)整比級進(jìn)模更容易，操作簡單 ，采用：單工序模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序兩副模具才能完成，且生產(chǎn)效率低難以滿足該工件大量生產(chǎn)的要求。復(fù)合模需一副模具，生產(chǎn)率較高，盡管模具結(jié)構(gòu)較單工序模復(fù)雜，但由于零件的幾何零件形狀簡單對稱，模具制造并不困難。雖然級進(jìn)模也需一副模具，且生產(chǎn)率較高，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，送進(jìn)料不方便，加之工件尺寸偏大。通過分析對上述三種模具的比較，該件若能一次成形，則采用復(fù)合模最佳。 3. 模具的技術(shù)要求及材料選用利用模具生產(chǎn)制品零件，其模具質(zhì)量的好壞，壽命的長短，直接關(guān)系到產(chǎn)品制造精度、性能和成本，是提高勞動生產(chǎn)率、降低消耗、創(chuàng)造效益，盡快使產(chǎn)品占領(lǐng)市場的重要性條件。而模具的質(zhì)量、使用壽命、制造精度及合格率很大程度上取決于設(shè)計時對模具材料的選用、熱處理工藝要求、模具零件配合精度及公差等級的選擇和表面質(zhì)量要求。一、冷沖模材料的性能冷沖模包括沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模和冷擠壓模等。冷沖模在工作中承受沖擊、拉深、壓縮彎曲、疲勞磨擦等機(jī)械的作用。模具常常發(fā)生脆斷、堆塌、磨損、啃傷和軟化等形成的失效。因此，作為冷沖模主要材料的鋼材，應(yīng)具有以下幾個方面的性能：1. 應(yīng)具有較高的變形抗力：主要抗力指標(biāo)包括淬火、回火抗壓強度、抗彎強度等。其中硬度是模具重要的抗力指標(biāo)，高的硬度是保持模具耐磨性的必要條件。工作零件熱處理后的硬度在60HRC，強度和抗彎強度才能保證，模具才會具有較高的變形能力。2. 應(yīng)具有較高的斷裂抗力：主要抗力指標(biāo)有材料的抗沖擊性能、抗壓強度、抗彎強度、 斷裂抗力等。沖擊載荷下抵抗模具產(chǎn)生裂紋的性質(zhì)也是作為防止斷裂的一個重要依據(jù)，模具材料基體中碳含量越高，沖擊韌性越高。故載荷較大的冷沖鐓及剪切模易受偏心彎曲載荷的細(xì)長凸模或有應(yīng)力集中的模具，都需要有較高的韌性。3. 應(yīng)具有較高的耐磨性和抗疲勞性能：對于在一定條件下工作的模具鋼，為了提高耐磨性，可在硬度高的材料表面上均勻涂抹大量細(xì)小硬的碳化物。在相同硬度下提高鋼的耐磨性可減小模具在交變應(yīng)力條件下產(chǎn)生的疲勞破壞，如模具長期使用刮痕凹槽等。4. 應(yīng)具有較好的冷、熱加工工藝性：鋼材的加工工藝性能包括可鍛性、可加工性、淬透性、淬硬性較小的脫碳敏感性和較小變形傾向等，以方便模具的加工，易于成形及防止熱處理后變形等。二、冷沖模材料的選擇原則1. 要選擇滿足模具零件工作要求的最佳綜合性能的材料。2. 要針對模具失效形式選用鋼材：鋼材的失效是影響模具壽命的主要因素，包括：(1)為防模具開裂，要選用韌性好的材料(2)為防磨損，應(yīng)選用合金元素高的材料(3)對于大型沖模應(yīng)選用淬透性好的材料(4)為保持鋼材硬度性能，要選用耐回火性高的含鉻、鉬合金鋼(5)為防熱處理變形，對于形雜的零件應(yīng)選用含碳量高、淬透性好的高合金材料3. 要根據(jù)制品批量大小，以最低成本的選材原則選用：對于需沖壓數(shù)量較多模具，一般采用優(yōu)質(zhì)合金鋼，而數(shù)量少的則采用碳素鋼，以降低成本。4. 要根據(jù)沖模零件的作用選擇：凸、凹模模具應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)的鋼材制作，對于數(shù)量不多或厚度不大的可采用有色金屬或黑色金屬。而對于支撐板、卸料零件、導(dǎo)向件應(yīng)選用一般鋼材。5. 要根據(jù)沖模精密程度選用： 在制造小型精密模具而又復(fù)雜時，可選用優(yōu)質(zhì)合
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