《电扇电机后盖单工序拉深模的设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电扇电机后盖单工序拉深模的设计.doc（21页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、冲压工艺与模具设计课程设计说 明 书设计题目 电扇电机后盖的拉深模设计 系 别 机械工程学院 专业班级 学生姓名 学 号 指导教师 日 期 一、 设计任务如图所示是风扇电机后盖的零件图，材料为冷板B-1/08F-Z，材料厚度1mm，大批量生产。其工艺过程大致为：落料、拉深、胀形（底部），切边，冲底孔、冲凸缘孔、切舌，整形8道。要求设计该零件的拉深工序的模具。二、 零件工艺性分析1. 材料分析风扇电机后盖的材料为冷板B-1/08F-Z，该材料属于较高级精度的精整表面、最深拉深级的08碳素结构钢，具有良好的拉深成形性能。2. 结构分析零件的拉深工艺是拉深出具有凸缘的圆筒形件，结构简单，底部圆角半径
2、为R5，满足圆筒形拉深件底部圆角半径大于一倍料厚的要求，因此，零件具有良好的结构工艺性。3. 精度分析零件上的尺寸要求较高，零件的加工的尺寸公差为=0.159mm，高度方向公差为 H=0.2mm，因此需要较高精度的拉深工艺，并且拉深后需进行整形才能满足要求。4. 工艺方案的确定由于零件的某些工序较复杂，用复合工序会使得模具较复杂，为节约模具制造成本，拉深工序选择用单工序模，可减少模具设计与制造的周期和成本。5. 零件的工艺计算（1） 零件的拉深工艺计算 零件的材料厚度为t=1mm，所以所有的工艺尺寸计算以中径为准。1)确定零件的修边余量零件的凸缘的相对直径/d=11889=1.33 ，经查表5
3、-7【1】得修边余量R=4.3，故实际凸缘直径=118+4.32=126.6mm2)预算坯料直径D=由零件图得：=78mm、=89mm、=93mm、=126.6mm、R=1.5mm、r=5mm、h=24.5mm代入公式得：D=160mm3)判断能否一次拉深成形 h/d=3289=0.36、t/D=1160100%=0.63%、/d=126.689=1.42、m=d/D=89160=0.56 查表5-5【2】得： 第一次拉深系数为=0.53，而m=0.56=0.53 且有在拉深工艺结束后，有精整工序，故可一次拉深成形。4）判断是否采用压边圈由t/D=0.63%1.5%、=0.530.6故由表5-
4、8【3】可知需采用压边圈5）检验拉深直径方向是否可一次成形 由3）可知=0.53 所以，第一次拉深直径为： =.D=0.53160=84.8mm32mm 故一次拉深可满足零件的拉深要求6.拉深模工艺计算（1）凹模圆角半径：由于工件直径d20mm,故可按式5-51【4】计算=0.039d+2=0.03989+2=5.47mm1.5mm故为了保证外圆角R=1.5mm所以，凹模圆角半径=R=1.5mm（2）凸模圆角半径由于该拉深件由一次拉深成形，故其内圆角应等于拉深件内圆角，即=r=5mm（3）凸模和凹模单边间隙Z由于该拉深件一次拉深成形，且有压边圈所以，按式5-55【5】计算： Z=+kt 由零件
5、图及表5-19【6】可得： =1mm k=0.2 所以，Z=1+0.21=1.2mm（4）凸、凹模工作部分尺寸及公差 由基本尺寸及表5-19【7】可得：拉深凸模制造公差=0.03mm拉深凹模制造公差=0.05mm由拉深件尺寸标注在内形，故采用式5-58、5-59计算即： 【8】 【9】 由零件图得：=+0.123-（-0.036）=0.087mm =87.964 m = 、 7.力的计算（1）压边力的计算 由压边计算公式【10】及表5-9【11】得： 取P=2.5MPa =37364N37.4kN（2）拉深力的选择 由该拉深工艺采用压边圈及一次拉深成形，故采用式5-28计算： 查相关资料可知：
6、材料抗拉强度=365MP查表5-10【12】得：=1.0F=7813651.0=89441N89.4kN（3）顶件力计算由公式：及表3-11【13】得：=0.06=0.0689.4=5.36kN 拉深总压力为：=37.4+89.4+5.36=132.2kN（4）拉深功的计算 对拉深成形除了计算拉深力外，还需要校核压力机的电动机功率 拉深功：W= 取C=0.7 =89.4 代入数据得：W=2002.6 J 电动机功率： 取=0.7、=0.9、K=1.3、n=2 代入数据得：N=1.4 kW二、压力机的选用1.该工件的拉伸工艺模采用弹性卸料板卸料兼压边圈，故其总压边力为：=132.2kN。为使压力
7、机能正常工作，不至于出现功率不足，一般选用1.3 1.5的公称压力。即： =1.3132.2=171.86kN 与=1.5132.2=198.3kN查表2-1【14】（冲压设备）可知，应选用JH23-25JH23-25的基本参数如下：选压力机的型号为：JH23-40，其基本参数为：公称压力：250kN滑块行程：75 mm滑块行程次数：80 次/min最大封闭高度：260 mm封闭高度调节量：55 mm立柱间距：270 mm工作台尺寸：370560 mm垫板尺寸：26050 mm模柄尺寸：4060 mm电动机功率：2.2 kW其公称力250kN198.3kN，故可满足压力需求JH23-25电动机
8、功率P=2.2kW1.4 kW, 故满足功率要求 JH23-25为开式压力机，操作空间大，操作方便，适用于单工序模。三、确定模具总体结构1.模具类型的选择如前所述，选用单工序模对该零件进行拉深加工。2.压边圈选择 因为该零件属于中小拉深件，其压边力37.4kN属于较小类型，故采用弹性压边圈即可满足，同时可简化模具结构。3.导向机构选择 拉深件尺寸属于精度高的拉深尺寸精度，故需模具具备良好的导向机构，故选用中间导柱导套导向机构。4.标准模架的选用 标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以应首先计算凹模周界的大小。根据计算公式有： 凹模高度：H=Kb=0.2160=32mm 凹模壁厚：C=（1.2
9、1.5）H=1.832=57.6mm 凹模外径：D=160+257.6=275.2mm 故取凹模外径为D=280mm 由模具设计简明手册得：采用的标准模架为： 上模座尺寸：h：31555 GB/T 2855.11 下模座尺寸：h：31570 GB/T 2855.12 导柱： h: 45 260 GB/T 2861.1 导套： ：4514053 GB/T 2861.6 标准模架的闭合高度为：275320mm5.压边圈的设计 因模具采用定位板对坯料进行定位，为了弹性元件的安装方便，故应采用阶梯式圆柱形压边圈。故外圆柱应与凹模外径相等，即=280 mm. 为使坯料在拉深过程中修正位置，内圆柱直径选为
10、=140 mm 由表15.27简明手册【15】得：18 mm 内圆柱凸台高度：h=a-t+(0.10.3)t【16】图15.4（b） h=4-1+0.31=3.3 mm 卸料板孔和凸模的单边间隙：/2=0.10.2t 取/2=0.15t 得： /2=0.151=0.15mm 卸料螺钉孔直径处的l最小值为：=d d:此处的螺钉直径6.定位板的设计为方便定位，故固定板设计成圆柱形状，外径应与凹模外径相等，即： =280 mm 由上道工序落料可知，落料件尺寸为：D=1600.35 mm， 故定位板内孔形状直径选为： 定位板厚度：a=t+3 【17】表15.56 即：a=4 mm7.弹性元件的设计 因
11、为本拉深件的行程为32mm，故可选择橡胶作为弹性元件，压边力为=37.4kN为确保压边圈受力平衡，选择4个橡胶元件均匀地安装在压边圈的四周。 所以：=/4=9.35kN 由公式15.4【18】简明手册可知：P=Aq查表15.38【19】简明手册得：q=2.3/MPa所以，A=P/q=9.3510002.3=4065 橡胶直径为：=72 mm工作行程及修磨量的长度为：L=32+t+5=32+1+5=38 mm橡胶的自由高度为：H=（2.53）L=95105 取H=95mm因为0.5H/=1.321.5所以，橡胶的高度选取合适橡胶在安装是存在一定的压应力，因此，装配高度为：=(0.850.9)H
12、取=80mm8.凸模固定板的选择选固定板的材料为45钢，选用圆柱形固定板，板厚一般选为凹模厚度的0.60.8倍。因此，凸模固定板的厚度为：=（0.60.8）32=19.2mm25.36 mm 由表15.58【20】简明手册选用的固定板尺寸为：25020 mm9.凸模垫板的选取 垫板的作用是防止因凸模较大的冲击力对上模座造成凹坑使得凸模产生松动的作用，垫板的材料一般选择淬火钢，保证刚度和耐磨性，材料一般选为45钢. 由表15.58【21】简明手册可选垫板的尺寸为：25010 mm 10.凸模长度计算 拉深模的凸模长度主要受凸模固定板、弹性元件、压边圈的影响，这几个因素决定着拉深凸模的长度，同时为
13、了便于凸模的安装定位，拉伸凸模应选用阶梯式凸模。 凸模长度为：=+h : 凸模固定板的厚度：弹性元件的高度：压边圈的厚度h： 修磨量+（0.51） 取h=修磨量+0.7=5+0.7=5.7 mm因此：=20+95+21.3+5.7=142 mm 凸模与凸模固定板的配合处的直径为：由图3-32【22】冲压工艺可得：=d+10=88+10=98 mm , =+14=98+14=112 mm 配合处的高度为：h=（0.70.8） ，取h=0.75=0.7520=15 mm凸模处的拉深排气孔的尺寸： 在凸模上开排气孔是为了排出在拉深的过程中在拉深件内腔中产生的气体，为防止产生的气体对拉深件精度的影响。
14、因此，开设通气孔是拉深模必须要进行的工艺过程。通气孔的尺寸选择：因为拉深的工作行程为32mm，为了使得成功拍出气体，通气孔高度必须大于32 mm,故根据模具的凸模长度，可选通气孔长度为60mm。通气孔直径选择参考下表：表2.6.2 拉深凸模通气孔尺寸凸模直径D5050100100200200出气孔直径d56.589.5结合零件图可知，凸模直径的基本尺寸为88mm，根据表中数据可知，通气孔直径=6.5 mm凸模尺寸图如图所示：11.顶尖装置的设计 因本拉深工序的顶件力为5.63kN，可知其顶件力较小，故可选用橡胶弹性顶出装置。选两块橡胶，则每块的顶件力为：=5.3610002=2680 N 查表
15、得：q=2.1MPa 所以，A=/q=26802.1=1276 所以，橡胶的直径为：=40.340mm橡胶的自由高度：h=(2.53)L L=32+t=32+1=33所以，h=(2.53) 3.3=82.599 mm 取h=90 mm因为h/D=40/90=0.45=260 mm ， 所以选重新选择压力机的型号 由表2-1【24】（冲压设备）得：选压力机的型号为：JH23-40，其基本参数为：公称压力：400kN滑块行程：80 mm滑块行程次数： 55 次/min最大封闭高度：330 mm封闭高度调节量：65 mm立柱间距：340 mm工作台尺寸：460700 mm垫板尺寸：32065 mm模柄尺寸：5070 mm电动机功率：5.5 kW13.模柄的选择模柄的安装方式有：压入式模柄、旋入式模柄、凸缘模柄，因本拉深工序的冲击力较小，主要是拉深力，因为在拉深过程中拉深力较平稳，冲击小，故可选旋入式模柄。旋入式模柄安装简单，在满足工艺要求及模具制造周期和成本上考虑，旋入式模柄可满足全部的因素要求。由上述参数可知：JH23-40所对应的模柄尺寸为：直径深度 5070 mm、旋入部分的尺寸规格为：M302.023 mm13.卸料螺钉的选用
