【正文】 湖南12型拖拉機輪圈再次拉深成形模設(shè)計畢業(yè)論文目 錄1 前言 11 零件的工藝性 3 原始資料 3 零件材料及其沖壓工藝性分析 4 零件材料的分析 4 4 確定工藝方案和模具形式 53 主要工藝參數(shù)的計算 8 8 9 9 10 114 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 13 13 14 1凹模刃口的尺寸及公差的計算 145 沖模零件的設(shè)計 16 16 拉深凹模的設(shè)計 16 凹模的尺寸計算 16 凹模的結(jié)構(gòu)形式 18 拉深凸模的設(shè)計 18 計算 18 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 定位裝置的設(shè)計 21 21 21 22 22 24： 24： 2推件裝置的設(shè)計 26 26 26 26 27 27 27 27 27 28 286 模具的裝配 29 2凹模間隙的調(diào)整 297 典型模具零件的加工工藝 30參考文獻 32致 謝 33附錄 34321 零件的工藝性 原始資料圖1所示為輪圈零件，材料為Q235號鋼，厚度為t=3mm，大批量生產(chǎn)。 圖1 輪圈零件 零件材料及其沖壓工藝性分析 零件材料的分析冷沖壓模具包括沖裁、彎曲、拉深、成形等各種單工序模和由這些基本工序組成的復(fù)合模、級進模等各種模具。設(shè)計這些模具時，首先要了解被加工材料的力學(xué)性能。材料的力學(xué)性能是進行模具設(shè)計時各種計算的主要依據(jù)。故在分析零件沖壓成形工藝，設(shè)計沖壓模具前，必須要了解和掌握材料的一些力學(xué)性能，以便設(shè)計?，F(xiàn)將輪圈零件材料Q235號鋼的力學(xué)性能主要參數(shù)及其概念敘述如下：（1）應(yīng)力：材料單位面積上所受的內(nèi)力，單位是N/mm，用Pa表示。10Pa=1MPa；1MPa = 1N/mm；10Pa = 1GPa。（2）屈服點σs：材料開始產(chǎn)生塑性變形時的應(yīng)力值，單位是N/mm。彎曲、拉深、成形等工序中，材料都是在達到屈服強度時進行塑性變形而完成該工序的成形的。經(jīng)查表取σs =235 MPa。（3）抗拉強度σb。材料受到拉深作用，開始產(chǎn)生斷裂時的應(yīng)力值，單位是MPa。σb = 380MPa。（4）抗剪強度τb。材料受到剪切作用，開始產(chǎn)生斷裂時的應(yīng)力值，單位是MPa。取τb =310MPa。（5）彈性模量E。材料在彈性范圍內(nèi)，表示受力與變形的指標(biāo)，彈性模量大，表示材料受力后變形較小，或者說，產(chǎn)生一定的變形需要較大的力。E =206 103MPa。（6）屈服比σs/σb。是材料的屈服強度與抗拉強度之比，其值越小，表示材料允許的塑性變形區(qū)越大，在拉深工序中，材料的屈服比較小時，所需的壓邊力和所需克服的摩擦力相應(yīng)的減小，有利于提高成形極限。（7）伸長率δ。在材料性能實驗時，試件由拉伸試驗機拉斷后，對接起來測量長度，其伸長量與原長度之比稱為伸長率，其數(shù)值用“％”表示，其數(shù)值越大表示材料的塑性越好。經(jīng)查表可得，材料Q235號鋼的伸長率δ=26％。綜上所述，對輪圈零件材料Q235號鋼的力學(xué)性能分析，主要是為了便于模具設(shè)計中各參數(shù)的計算，故在后序的模具設(shè)計中各參數(shù)的計算均以上面所取的數(shù)值進行計算。沖壓件工藝性是指沖壓零件在沖壓加工過程中加工的難易程度。雖然沖壓加工工藝過程包括備料—沖壓加工工序—必要的輔助工序—質(zhì)量檢驗—組合、包裝的全過程，但分析工藝性的重點要在沖壓加工工序這一過程里。而沖壓加工工序很多，各種工序中的工藝性又不盡相同。即使同一個零件，由于生產(chǎn)單位的生產(chǎn)條件、工藝裝備情況及生產(chǎn)的傳統(tǒng)習(xí)慣等不同，其工藝性的涵義也不完全一樣。這里我們重點分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性。這是一個有底的且?guī)уF形階梯的階梯型殼形零件,大端跟小端的直徑相差較大，在其底部有兩條對稱的加強筋和均布的18個直徑為 Φ13mm的孔，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但其高度不大，零件的尺寸精度也不高，零件壁厚為3mm、沒有壁厚均勻的要求，材料為Q235 鋼板，各處的圓角半徑見上圖，經(jīng)分析，該零件各處的圓角半徑，材料性能及尺寸精度符合拉深工藝的各項要求，可以用拉深的方法來完成零件殼形部分的成型，再利用沖孔，切邊來完成零件的加工。 確定工藝方案和模具形式在沖壓分析的基礎(chǔ)上，找出工藝與模具設(shè)計的特點與難點，根據(jù)實際情況提出各種可能的沖壓工藝方案，內(nèi)容包括工序性質(zhì)，工序數(shù)目，工序順序及組合方式等，有時同一種沖壓零件也可能存在多個可行的方案，通常每種方案各有優(yōu)缺點，應(yīng)從產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)效率，設(shè)備占用情況，模具制造的難易程度和模具的使用壽命的高低，生產(chǎn)成本，操作方便與安全程度等方面進行綜合分析、比較，確定出適合于現(xiàn)有生產(chǎn)條件的最佳方案，故在一定的條件下，以最簡單的方法，最快的速度，最少的勞動量，最少的費用，可靠的加工出符合圖樣各項要求的零件，在保證加工質(zhì)量的前提下，選擇經(jīng)濟合理的工藝方案。確定工藝方案及模具形式：根據(jù)對沖壓零件的形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量要求的分析結(jié)果，確定沖壓所需的基本的工序，如落料、沖孔、拉深、整形等。根據(jù)初步工藝計算，確定工藝數(shù)目，如沖壓次數(shù)、拉深次數(shù)等。根據(jù)個工序的變形特點、質(zhì)量要求等確定工序順序。一般可按照下列原則進行：1）、對沖帶孔的或有缺口的沖裁件，如選用簡單模，一般先落料，再沖孔或切口，使用級進模，則先沖空孔或切口后落料2）、對于到孔的拉深件，一般先拉深，后沖孔，但孔的位置在零件底部且孔徑尺寸要求不高時，也可先沖孔后拉深。3）、對于形狀復(fù)雜的拉深件，為便于材料變形和流動，應(yīng)先形成內(nèi)部形狀，再拉深外部形狀。4）、整形或校平工序，應(yīng)在沖壓件基本成型以后進行。根據(jù)生產(chǎn)批量和條件（沖壓加工條件和模具制造條件）確定工序組合。生產(chǎn)批量大時，沖壓工序應(yīng)盡可能組合在一起，用復(fù)合模具；小批量生產(chǎn)用單工序簡單模。根據(jù)帶錐形階梯的階梯形零件的工藝性要求，零件的階梯形部分不能一次拉深成形，應(yīng)該先拉深其大端直徑的階梯部分，接著拉深其錐形階梯部分，最后拉深其小端直徑的階梯部分。因為零件的加工工序比較多，如果利用單工序模，則所需的模具比較多，模具的設(shè)計、生產(chǎn)成本比較高，再者該零件為大批量生產(chǎn)，如果用單工序模則零件的生產(chǎn)成本會比較高，零件的生產(chǎn)效率也比較底，但是如果采用復(fù)合?；蛘呒夁M模，則模具的設(shè)計和加工難度大，模具的維修也會比較麻煩，但是零件的生產(chǎn)效率會較單工序模成倍的提高，零件的生產(chǎn)成本也會在此因素下大副的降低。綜合考慮到模具的生產(chǎn)成本和加工難易，零件的生產(chǎn)批量及生產(chǎn)效率，為了使產(chǎn)品所獲得的經(jīng)濟效率最高，決定將落料和大端直徑階梯拉深成形這兩道工序復(fù)合，利用一副模具完成（落料、拉深復(fù)合模）；小端直徑階梯和其底部的加強筋這兩道工序復(fù)合，利用一副模具完成（拉深、成形復(fù)合模）；零件的錐形階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個Φ13的小孔部分利用一副模具來完成（沖孔模）還可順便完成零件的整形；零件的修邊工作（即13+）則利用后續(xù)機械加工來保證。綜上所敘，初步擬定零件按如下的步驟來完成加工：落料——拉深——沖孔——切邊，總共用三副模具來完成此零件的落料、拉深工序和一副模具來完成零件的沖孔工序，加上修邊工序，總共需5道工序來完成該零件的加工。第一副模具為落料，拉深復(fù)合模，用于工件大端直徑階梯部分成型，加工后工件的尺寸和形狀如下圖2所示：圖2 第一步工序件第二副模具為拉深模，用于工件錐形階梯部分成型，加工后工件的尺寸和形狀如下圖3所示： 圖3 第二步工序件第三副模具為拉深成形模，用來完成工件底部階梯和加強筋部分成型，加工后工件的尺寸和形狀如下圖4所示： 圖4 第三步工序件第四副模具為沖孔模，用來完成工件底面18Φ13小孔和Φ100孔的加工。 3 主要工藝參數(shù)的計算 在考慮拉深的變形程度時，必需保證使毛坯在變形過程中的應(yīng)力既不超過材料的變形極限，同時還能充分利用材料的塑性。也就是說，對于每道拉深工序，應(yīng)在毛坯側(cè)壁強度允許的條件下，采用最大的變形程度，即極限變形程度。極限拉深系數(shù)值可以用理論計算的方法確定。即使得在傳力區(qū)的最大拉應(yīng)力與在危險斷面上的抗拉強度相等，便可求出最小拉深系數(shù)的理論值，此值即為極限拉深系數(shù)。但在實際生產(chǎn)過程中，極限拉深系數(shù)值一般是在一定的拉深條件下用實驗的方法得出的，我們可以通過查表來取值。 該工件拉深一個過程，因此可以計算其拉深系數(shù)來確定拉深次數(shù)。其實際拉深系數(shù)為：…………………………(1)材料的相對厚度為 …………………(2)由相對厚度可以從表1中查得二次拉深的極限拉深因數(shù)為 m2 = ， 因為m＞m2 ，所以此工序件只需一次拉深便可成形。判斷是否需要壓邊:因為 （1/m1）= （1/）= ， 而 t/D = ＞ （1/m1）= ，故不需要加壓邊圈。注： 用普通平端面凹模拉深時，不加壓邊圈的條件 首次拉深： t/D ≥（1m） 以后各次拉深： t/d ≥（1/m 1）表1 無凸緣圓筒件用壓邊圈拉深時的拉深因數(shù)拉深因數(shù)毛坯的相對厚度t/D100%2～～～～～～m1～～～～～～m2～～～～～