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油杯模具設計

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更新時間：2016-01-09
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00390-油杯模具設計.rar
1.1 原始資料
一、設計題目
油杯落料、拉深、成型、修邊復合模設計及典型工作零件的工藝分析
二、原始數據
1、沖壓件零件圖（包括零件尺寸、精度、材料等）。
2、生產批量為大批大量。
三、設計要求
1、保證規定的生產率和高質量的沖壓件的同時，力求成本低、模具壽命長。
2、設計的冷沖模必須保證操作安全、方便。
3、沖模零件必須具有良好的工藝性，即制造裝配容易、便于管理。
4、便于搬運、安裝、緊固到沖床上并且方便、可靠。
5、保證模具強度前提下，注意外形美觀，各部分比例協調。
四、設計圖紙
模具總裝圖一張
全部模具零件圖紙（其中至少有一張電腦繪圖）
所有圖紙折合成0號圖不得少于3張。
五、設計說明書
1、資料數據充分，并標明數據出處。
2、計算過程詳細、完全。
3、公式的字母含義應標明，有時還應標注公式的出處。
4、內容條理清楚，按步驟書寫。
5、說明書要求有計算機打印出來。
六、自選一個重要模具零件編制加工工藝路線，進行相關的計算，并編制加工工藝卡和工序卡。
1.零件的工藝性
1.2 零件材料及其沖壓工藝性分析
1.2.1 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合模、級進模等各種模具。設計這些模具時，首先要了解被加工材料的力學性能。材料的力學性能是進行模具設計時各種計算的主要依據。故在分析零件沖壓成形工藝，設計沖壓模具前，必須要了解和掌握材料的一些力學性能，以便設計。現將油杯零件材料為10號鋼的力學性能主要參數及其概念敘述如下：
（1）應力：材料單位面積上所受的內力，單位是N/mm2　　，用Pa表示。106 Pa=1MPa；1MPa = 1N/mm2 ；109　　 Pa = 1GPa。
（2）屈服點σs：材料開始產生塑性變形時的應力值，單位是N/mm2　　。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。經查表取σs = 206 MPa。
（3）抗拉強度σb。材料受到拉深作用，開始產生斷裂時的應力值，單位是MPa。σb = 294～432MPa。
（4）抗剪強度τb。材料受到剪切作用，開始產生斷裂時的應力值，單位是MPa。取τb = 255～333MPa。
（5）彈性模量E。材料在彈性范圍內，表示受力與變形的指標，彈性模量大，表示材料受力后變形較小，或者說，產生一定的變形需要較大的力。E = 194 x 103　　MPa。
（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，其數值用“％”表示，其數值越大表示材料的塑性越好。經查表可得，材料為10號鋼的伸長率δ=29％。
綜上所述，對油杯零件材料10號鋼的力學性能分析，主要是為了便于模具設計中各參數的計算，故在后序的模具設計中各參數的計算均以上面所取的數值進行計算。
1.2.2零件工藝性的分析
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，由于生產單位的生產條件、工藝裝備情況及生產的傳統習慣等不同，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構工藝性。
該零件為油杯，結構簡單，對稱，是典型的拉深件。在拉深過程中要注意控制拉深程度，加工時，根據零件的結構，形狀等一些技術要求，應考慮以下幾點：
（1）拉深件圓角半徑：拉深件的圓角半徑要適合，應盡量大些，以便于成形和減少拉深次數，避免在拉深過程中出現失穩現象即拉裂。拉深件底與壁的圓角半徑應滿足r1≥t。而在此設計中圓角半徑R2＞t，故滿足設計要求。
（2）考慮拉深件厚度不均勻的現象：在拉深過程中，一般為不變薄拉深，從理論分析上說是不符合的，在拉深過程中壁厚應有少量的變化，如果在拉深件精度要求不高時，一般可以忽略不計，而在此設計當中我們應該考慮壁厚不均勻現象問題，加工出符合圖樣要求的零件。
（3）拉深件的孔位布置：根據示圖所示，該零件的孔位布置合理，處于中心部位。在沖孔時，要注意孔與拉深件的同心度的問題，孔到拉深底部邊緣的距離d≤d1-2r1-t。
根據零件圖，初步分析可以知道油杯零件的沖壓成形需要多道工序才能完成，首先進行正拉深，形成外形尺寸形狀，其次底部要成型。
綜上所述，油杯由平板毛坯沖壓成形應包括的基本工序有：沖裁（落料、成型）、拉深等，由于是多道工序，多套模具成形，還要特別注意各工序間的定位。
1.3 確定工藝方案和模具形式
在沖壓分析的基礎上，找出工藝與模具設計的特點與難點，根據實際情況提出各種可能的沖壓工藝方案，內容包括工序性質，工序數目，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缺點，應從產品質量生產效率，設備占用情況，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，確定出適合于現有生產條件的最佳方案，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，在保證加工質量的前提下，選擇經濟合理的工藝方案。
確定工藝方案及模具形式：
1、根據對沖壓零件的形狀、尺寸、精度及表面質量要求的分析結果，確定沖壓所需的基本的工序，如落料、沖孔、拉深、整形等。
2、根據初步工藝計算，確定工藝數目，如沖壓次數、拉深次數等。
3、根據個工序的變形特點、質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）、對于形狀復雜的拉深件，為便于材料變形和流動，應先形成內部形狀，再拉深外部形狀。
4）、整形或校平工序，應在沖壓件基本成型以后進行。
4、根據生產批量和條件（沖壓加工條件和模具制造條件）確定工序組合。生產批量大時，沖壓工序應盡可能組合在一起，用復合模具；小批量生產用單工序簡單模。
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