拉深模設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-08-04 05:15本頁面
【正文】 零件的蓋，不屬于易損工件，對(duì)材料的耐磨度要求不高，還應(yīng)滿足沖壓工藝對(duì)材料的要求，保證沖壓過程順利完成，即材料應(yīng)具有良好的塑性和表面質(zhì)量，以及板料厚度公差應(yīng)符合規(guī)定，鍍鋅鐵皮為一種優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼，該結(jié)構(gòu)鋼已退火，而退火的目的消除鋼的內(nèi)應(yīng)力，降低硬度提高塑性細(xì)化組織均勻化學(xué)成分，而且其抗剪和抗拉強(qiáng)度均不高（抗剪強(qiáng)度220～310 MPa，抗拉強(qiáng)度280～390 MPa）屈服強(qiáng)度亦不大（約為180 MPa）伸長(zhǎng)率約32％，所以綜合其所有的力學(xué)性能，鍍鋅鐵皮具有良好的拉深性能，適合拉深。在沖壓生產(chǎn)中拉深是一種廣泛使用的工序，用拉深工序可得到的制件一般可分為三類：1. 旋轉(zhuǎn)體零件：如搪瓷臉盆、鋁鍋等。3. 復(fù)雜形狀零件：如汽車覆蓋件等。在這一過程中，板料金屬是如何流動(dòng)的呢？把直徑為D的圓板料分成兩部分：一部分是直徑為d的圓板，另一部分直徑為（D—d）的圓環(huán)部分，把這塊料拉深成直徑為d的空心圓筒。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。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(zhǎng)、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。拉伸的變形區(qū)比較大，金屬流動(dòng)性比較大，拉深過程容易起皺、拉裂而失敗。設(shè)在拉深件的某一時(shí)刻，分析各部分的應(yīng)力狀態(tài)。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。 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。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(jì)?？傊?，了解拉深工藝的特點(diǎn)后，在制定工藝設(shè)計(jì)模具時(shí)，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。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(jiǎn)單對(duì)稱，模具制造并不困難。通過分析對(duì)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。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(jì)時(shí)對(duì)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(jí)的選擇和表面質(zhì)量要求。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。因此，作為冷沖模主要材料的鋼材，應(yīng)具有以下幾個(gè)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(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度等。工作零件熱處理后的硬度在60HRC，強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度才能保證，模具才會(huì)具有較高的變形能力。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(gè)重要依據(jù)，模具材料基體中碳含量越高，沖擊韌性越高。3. 應(yīng)具有較高的耐磨性和抗疲勞性能：對(duì)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。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。2. 要針對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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。而對(duì)于支撐板、卸料零件、導(dǎo)向件應(yīng)選用一般鋼材。 4. 主要設(shè)計(jì)尺寸的計(jì)算 毛坯尺寸的確定根據(jù)毛坯尺寸的確定原則可知有兩種方法來計(jì)算毛坯的計(jì)算原則：：由于拉深前和拉深后材料的體積不變，對(duì)于不變薄拉深，假設(shè)材料厚度拉深前后不變，拉深毛坯的尺寸按“拉深前后的表面積相等”來確定。根據(jù)本零件的特點(diǎn)：為簡(jiǎn)單形狀的旋轉(zhuǎn)體，可以采用面積相等的原則來確定。 零件圖 沖壓力的計(jì)算 落料力 式中，為材料抗剪強(qiáng)度，； L為沖裁周邊總長(zhǎng)，；t為材料厚度，；系數(shù)是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損；凸模與凹模間隙的波動(dòng)（數(shù)值的變化或分布不均），潤(rùn)滑情況、材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù)。采用壓邊圈的圓筒形件式中，拉深件的直徑； 材料厚度??；——材料的強(qiáng)度極限； 拉深力；修正因數(shù)；毛坯的相對(duì)厚度： 用式由表可查得無凸緣圓筒件用壓邊圈時(shí)的拉深因數(shù)，得。 式中，單邊壓邊力； 平板毛坯直徑； 第1～n次拉深直徑；r凹拉深凸模圓角半徑；得 沖壓工藝總力 拉深間隙的確定拉深間隙是指凸凹模橫向尺寸的差值，雙邊間隙用Z表示。間隙過大，拉深力小模具壽命提高了，但工件易起皺變厚，側(cè)壁不直，口部邊線不齊，有回彈，質(zhì)量不能保證。在模具設(shè)計(jì)中，排樣設(shè)計(jì)是一項(xiàng)極為重要的、技術(shù)性很強(qiáng)的設(shè)計(jì)工作，排樣的合理與否直接影響到材料的利用率、制件質(zhì)量、生產(chǎn)率與成本以及模具壽命等。沖裁所產(chǎn)生的廢料分為兩種：一是工件的各種內(nèi)孔產(chǎn)生的廢料，它取決于工件的形狀，一般不能改變，稱為設(shè)計(jì)廢料；二是由于工件之間的搭邊和工件與條料側(cè)面的搭邊、板料的料頭、料尾產(chǎn)生的廢料，它取決于沖壓方式和排樣方式，稱為工藝廢料。另外在滿足工件使用要求的前提下，適當(dāng)?shù)馗淖児ぜ慕Y(jié)構(gòu)形狀也可以提高材料的利用率。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差和保持條料有一定的剛度，以保證沖壓件質(zhì)量和送料方便。搭邊值的大小與下列因素有關(guān)：(1)材料的力學(xué)性能 硬材料可小些，軟材料的搭邊可要大些。(3)材料厚度 薄材料的搭邊應(yīng)取得大些。由上可知 常用的排樣方法有三種：(1)廢料排樣：指沿工件全部外形沖裁，工件與工件、工件與條料邊緣都留有搭邊，此種排樣的缺點(diǎn)是材料利用率低，但有了搭邊就能保證沖裁件的質(zhì)量，模具壽命也高。(3)無廢料排樣：指工件與工件之間及工件與條料側(cè)邊之間均無搭邊的存在，模具刃口沿條料順序切下，直接獲得工件。但這兩種排樣可以節(jié)省材料，還具有簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)、降低沖裁力和提高生產(chǎn)率等優(yōu)點(diǎn)，并且工件須具有一定的形狀，才能采用少、無廢
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