圓筒件落料拉深沖壓模具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書DOC

1、課程設(shè)計(jì)課程名稱材料成型工藝及設(shè)計(jì)題目名稱圓筒件的模具設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí) 材控112學(xué) 號(hào) 33311227學(xué)生姓名 張孝富指導(dǎo)教師聶信天 夏榮霞 徐秀英2014年9 月25日目錄課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 3產(chǎn)品圖及設(shè)計(jì)說(shuō)明 3序言 4第1章制件的工藝性分析 51.1 圓筒件工藝性分析 51.2 零件工藝方案的確定 5第2章工藝方案的制定及分析比較 6第3章圓筒形拉深件工藝計(jì)算 73.1 工藝尺寸的計(jì)算 73.2 拉深力的確定 93.2.1首次拉深 93.2.2第二次拉深 103.2.3第三次拉深 103.2.4第四次拉深 103.2.5 確定壓力中心 113.3 拉深模間隙 113.4 凸凹模工作部分的尺寸

2、及公差的確定 113.4.1第一次拉深 113.4.2 第二次拉深 113.4.3第三次拉深 123.4.4第四次拉深 123.5 落料拉深復(fù)合模其它工藝計(jì)算 123.6 排樣圖設(shè)計(jì)及材料利用率計(jì)算 133.7 壓邊的橡膠計(jì)算 14153.8 卸料裝置的設(shè)計(jì)153.8.1剛性卸料裝置 153.8.2彈性卸料裝置 153.8.3橡皮的選用 163.8.4卸料板 163.8.5推件裝置 163.8.6卸料螺釘?shù)?章模具結(jié)構(gòu)的確定 174.1模具的形式 174.1.1 正裝式特點(diǎn) 174.1.2 倒裝式特點(diǎn) 174.2定位裝置 174.3卸料裝置 174.3.1 條料的卸除 174.3.2 工件的卸

3、除 174.4導(dǎo)向零件 174.5模架 174. 5. 1標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 18第5章編寫工藝卡片 18結(jié)束語(yǔ) 19參考文獻(xiàn) 20課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目名稱圓筒件的模具設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)材控112姓名張孝富學(xué)號(hào)33311227產(chǎn)品圖及設(shè)計(jì)說(shuō)明零件簡(jiǎn)圖：如右圖所示。名稱：圓筒生產(chǎn)批量：大批量材料：30鋼材料厚度：0.5mm要求設(shè)計(jì)此工件的落料拉深模。序言沖壓是使板料經(jīng)分離或成形而得到制件的加工方法。沖壓利用沖壓模具對(duì)板料進(jìn)行加 工。常溫下進(jìn)行的板料沖壓加工稱為冷沖壓。模具是大批生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì) 的基礎(chǔ)工業(yè)。模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度，使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而且在加

4、工中不破壞產(chǎn)品表面。用模具生產(chǎn)零部件可以采用冶金廠大量生產(chǎn)的廉價(jià)的軋鋼鋼板或鋼帶為壞料，且在生產(chǎn)中不需加熱，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、重量輕、成本低且節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點(diǎn)，是 其他加工方法所不能比擬的。使用模具已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展。目前，工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成形工業(yè)方法，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質(zhì)量。一般壓 力機(jī)加工，一臺(tái)普通的壓力機(jī)設(shè)備每分鐘可成形零件幾件到幾十件，高速壓力機(jī)的生產(chǎn)率已達(dá)到每分鐘數(shù)百件甚至上千件。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，飛機(jī)、汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀表、 等產(chǎn)品，有60%左右的零件是用模具加

5、工出來(lái)的；而自行車、手表、洗衣機(jī)、電冰箱及電風(fēng) 扇等輕工業(yè)產(chǎn)品，有 90%左右的零件時(shí)用模具加工出來(lái)的；至于日用五金、餐具等物品的大 批量生產(chǎn)基本上完全靠模具來(lái)進(jìn)行。顯而易見，模具作為一種專用的工藝設(shè)備，在生產(chǎn)中的決定性作用和重要地位逐漸為人們所共識(shí)。本次課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容為用模具生產(chǎn)無(wú)凸緣圓筒件，其中包括落料、拉深、二次拉深、三次拉深、四次拉深、 切邊等工序。其中把落料和首次拉深用復(fù)合模完成，而其他不出圖但進(jìn)行了相關(guān)的尺寸計(jì)算， 重點(diǎn)在復(fù)合模上，解決落料和拉深的計(jì)算問(wèn)題同時(shí)對(duì)相關(guān)的模具的零件給以詳細(xì)的設(shè)計(jì)。生成裝配工程圖和相關(guān)的零件圖。第1章制件的工藝性分析1.1圓筒件工藝性分析(1) 零件材料

6、為 30鋼，其塑性，韌性較好，屈服強(qiáng)度d s為295MPa,抗拉強(qiáng)度r b為 490MPa,利于各種工序的加工。(2) 從零件圖樣上看，其尺寸有公差要求，故精度較高，屬于一般零件，其公差按IT14處理, 給模具制造帶來(lái)一系列方便 A、如果沖壓件零件圖上沒有標(biāo)注公差，只有公稱尺寸，則應(yīng)該給以標(biāo)注公差；圓形件，沖模按IT76級(jí)制造模具。B、按 入體”原則把它們逐個(gè)改為單向公差(目的是方便于以后的刃口尺寸計(jì)算)；外形部分，化為上偏差為零，下偏差為負(fù)(相當(dāng)為基軸制標(biāo)注，只小不大)；2零件的形狀、結(jié)構(gòu)及沖壓工藝性(1) 該零件總體屬于圓筒形拉深件，無(wú)凸緣的普通件(2) 該零件的厚度t=0.5mm,且材料

7、較軟對(duì)于各種工序都有可以適應(yīng)(3) 零件圓微形部分高為 75mm,可能需要幾次拉深成形(4) 綜上所述，此零件可用冷沖壓加工成形(5) 成形半徑為10mm的半圓球形，需幾次成形1.2 零件工藝方案的確定(1) 模具類型的確定經(jīng)分析，工件尺寸精度要求較高，形狀不復(fù)雜，且不大，根據(jù)材料較薄(0.5mm)的特點(diǎn)，為保證較高的生產(chǎn)率，落料模具采用帶料(或條料、卷料)，漏料方式的沖裁模結(jié)構(gòu)形式；從零件的結(jié)構(gòu)形狀，尺寸公差來(lái)看，該零件可以使用單工序模、級(jí)進(jìn)?；驈?fù)合模，各種 模具都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，下面通過(guò)對(duì)其進(jìn)行比較，得出較合適的模具類型。 單工序模。制件公差等級(jí)一般，生產(chǎn)率較低，在高速自動(dòng)沖床上不能使用，

8、安全性不高，但模具制造工作量小，成本低。 級(jí)進(jìn)模。公差可達(dá)IT14IT10級(jí)，可加工復(fù)雜制件，生產(chǎn)率高，可使用高速自動(dòng)沖床機(jī)， 安全性高，模具制造工作量較大，成本高。 復(fù)合模。公差I(lǐng)T9IT8級(jí)，生產(chǎn)率略高，安全性不高，模具制造工作量大，成本高。 綜上所述制件公差為IT14級(jí)，比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率要求高，所以可采用單工序模。(2) 制件工藝方案的確定從產(chǎn)品零件結(jié)構(gòu)形狀可知，所需基本工序有落料、拉深；(3) 設(shè)計(jì)制圖落料拉深復(fù)合模3種，見表2.1 o第2章工藝方案的制定及分析比較完成此工件需要落料、拉深兩道工序。其加工方案分為表2.1工藝方案序號(hào)工藝方案結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1單工序模生產(chǎn)：落料、首次拉深、二次

9、拉深、二次拉深、四次 拉深、切邊模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的 加工，生產(chǎn)效率低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求。2復(fù)合模生產(chǎn)：落料-首次拉深復(fù)合、二次拉深、三次拉深、四次拉深、切邊冋一副模具完成兩道不冋的工序，大大減小了模具規(guī)模， 降低了模具成本，提咼生產(chǎn)效率，也難以提咼壓力機(jī)等設(shè)備 的使用效率；操作簡(jiǎn)單、方便，適合中批量生產(chǎn)； 。3連續(xù)模生產(chǎn)：落料-拉深-拉深-拉深-拉深連續(xù)、切邊冋一副模具不冋工位完成兩道不冋的工序，生產(chǎn)效率咼， 模具規(guī)模相對(duì)第二種方案要大一些，模具成本要咼；兩道工 位之間的定位要求非常高。根據(jù)本零件的設(shè)計(jì)要求以及各方案的特點(diǎn)，決定采用第2種方案復(fù)合模

10、比較合理。第3章圓筒形拉深件工藝計(jì)算3.1工藝尺寸的計(jì)算(1) 確定切邊余量s由 H=75-0.25=74.75、d=40-0.5=39.5H/d=74.75/39.5 :. 1.89見文獻(xiàn)1p120查表4-2得：取修邊值S =5mm計(jì)算毛坯直徑D= d2 4dH -1.72rd -0.56r2= ；39.52 4 39.574.75 5 -1.72 10 39.5-0.56 102=116 mm確定拉深形式及拉深次數(shù)根據(jù)毛坯首次拉深不起皺的條件是：D-d22t即 116-39.5=76.522x0.5 得 76.511,故：D-d22t 成立所以應(yīng)采用壓邊圈。確定每次拉深的拉深系數(shù)和直徑毛坯

11、的相對(duì)厚度t/D 10 0.4總拉深系數(shù)為m總=d/D=39.5/116=0.341取 m1=0.56, m2=0.78, m3=0.8 得：mn=0.9760.83m1 m2m3由上計(jì)算可得共需要 4次拉深;取m2=0.78, m3=0.8, m4=0.82貝 U： d1 =miD =66.12 取 dl =66.1mmd2 =m2d1 =51.56 取d2=51.5mm-Jd3 =m3d2 =41.2 取 d3=41.2mmd4 =m4d3 =33.78 取d4=33.7mm由于d4=33.7mmP3 P4 貝V：Q=(1/3 1/6)P2=(11.6 5.8)KN取 Q=10P 總=卩計(jì)

12、Q=34.7+10=44.7KN Jd2 +1.27 % =（202 +1.27X202% 5 = 227.5mm為保證橡膠墊不過(guò)早失去彈性而破壞，其允許的最大壓縮兩不得超過(guò)摘要高度的45% 般取自由高度的35%-45%橡膠墊的預(yù)壓縮量一般取自由高度的10%- 15%橡膠墊產(chǎn)生的力F 二 Ap式中：F 壓力；A 橡膠墊橫截面積；p 與橡膠墊壓縮量有關(guān)的單位壓力，如表3-1所示。表3-1橡膠壓縮量和單位壓力橡膠壓縮量（單位壓力（MPa橡膠壓縮量（）單位壓力（MPa）100.26251.03150.50301.52200.70352.10h預(yù)(0.10.15)店h自二 h工作 二405 = 135

13、mm0.30.3h 預(yù)=0.15 135 = 20.25mm又因?yàn)閔總=32.5 20.25 = 42.75mm= 5.4 45則分成4小塊每塊高h(yuǎn)、33.75mm3.8 卸料裝置的設(shè)計(jì)，卸料裝置分為剛性卸料裝卸去沖裁后緊箍在凸模外面的帶孔部分（制件或條料） 置和彈性卸料裝置；3.8.1剛性卸料裝置特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：卸料力大。缺點(diǎn)：沖裁時(shí)，板料沒有受到壓料力作用，因此沖裁后的帶孔部分有明顯的翹曲現(xiàn)象。適用場(chǎng)合：常用于材料較硬、厚度較大、精度要求不太高的工件的沖裁。（當(dāng)t 3時(shí)，一般都采用剛性卸料）3.8.2 彈性卸料裝置特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：沖裁時(shí)彈性卸料板對(duì)條料有預(yù)壓作用，因此沖裁后的帶孔部分表面平整，精度

14、較高。缺點(diǎn)：卸料力小。適用場(chǎng)合：常用于材料較?。╰v 2 ）、硬度較小、精度要求高的工件的沖裁。所以：選用彈性卸料裝置一一卸料橡膠3.8.3 橡皮的選用橡皮材料：聚氨酯橡膠（PUR。聚氨酯橡膠：2=1535% ;仁10%橡皮工作時(shí)的總壓縮量L: L=A+t+B+ （ 35） =15+0.5+33+ （ 35） =51.553.5取52mm式中：A裝配完成時(shí)，凸模低于卸料板的高度；t料厚；35 刃口磨損量橡皮自由高度 H計(jì)算公式：hB沖裁完成時(shí)，凸模將落料推入凹模的深度;L _ 52巾-d （15% 35%） T0% 2081040mm式中：L橡皮工作時(shí)的總壓縮量，mm;& 1橡皮預(yù)壓縮率， %

15、;& 2橡皮工作時(shí)的總壓縮率，。3.8.4 卸料板卸料板外形尺寸計(jì)算：外形尺寸：同凹模（或凹模固定板）外形尺寸；內(nèi)形尺寸：與凹模孔形狀基本相同，和凸模間有一定間隙； 彈性卸料時(shí)：與凸模單面間隙按（0.050.1 ） Z/2配合； 剛性卸料時(shí)：與凸模單面間隙取（0.20.5 ） Z/2配合； 導(dǎo)板式卸料板時(shí)：與凸模刃口尺寸按H7/h6配合。采用剛性卸料，材料：45鋼厚度：僅作卸料時(shí)： Hx=（ 1020） mm既作導(dǎo)板又作卸料時(shí)：Hx 二（0.8 1.0）Ha式中：Hx卸料板厚度， mmHa凹模厚度， mm3.8.5 推件裝置推件裝置安裝在上模部分，利用壓力機(jī)橫梁或模具內(nèi)彈性元件，通過(guò)推桿、推板

16、等，將制件或廢料從凹模型腔內(nèi)推出。分為彈性推件裝置和剛性推件裝置。彈性推件裝置：利用壓力機(jī)橫梁，通過(guò)安裝在模柄內(nèi)的打桿進(jìn)行推件。特點(diǎn)：壓平使沖裁件質(zhì)量較好；但模具較厚；推件力小。岡性推件裝置：禾U用安裝在模具內(nèi)部的彈性元件完成推出動(dòng)作。特點(diǎn)：模具緊湊；推件力大、可靠。采用：剛性推件裝置，材料：45鋼3.8.6卸料螺釘卸料螺釘作用：固定彈性卸料板，限制彈性卸料板的靜止位置。卸料螺釘?shù)男螤睿簶?biāo)準(zhǔn)件JB/T7650.5-94第4章模具結(jié)構(gòu)的確定4.1模具的形式復(fù)合模又可分為正裝式和倒裝式。4.1.1正裝式特點(diǎn)沖出的工件表面比較平直為后續(xù)加工提供條件。4.1.2倒裝式特點(diǎn)操作方便，應(yīng)用很廣，但工件表面

17、平直度較差，凸凹模承受的張力較大，因此凸凹模的 壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制，以免強(qiáng)度不足。經(jīng)分析，此工件，若采用正裝式復(fù)合模，操作很不方便；另外，此工件無(wú)較高的平直度 要求，工件精度要求也較低，所以從操作方便、模具制造簡(jiǎn)單等方面考慮，決定二、三、四 次拉深采用倒裝式復(fù)合模，首次拉深用正裝。4.2定位裝置首次拉深采用固定式擋料銷縱向定位，安裝在凹模上，工作很方便。4.3卸料裝置4.3.1條料的卸除采用彈性卸料板。因?yàn)槭钦b式復(fù)合模，所以卸料板安裝在上模。4.3.2工件的卸除采用打料裝置將工件從落料凹模中推下，落在模具工作表面上。4.4導(dǎo)向零件而且導(dǎo)向零件有許多種，如用導(dǎo)板導(dǎo)向，則在模具上安裝不便而且阻擋操作

18、者視線，所以 不采用；若用滾珠式導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向，雖然導(dǎo)向精度高、壽命長(zhǎng)，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以 也不采用；針對(duì)本次加工的產(chǎn)品的精度要求不高，采用滑動(dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo)套極限導(dǎo)向即可。模具在壓力機(jī)上的安裝比較簡(jiǎn)單，操作又方便，還可降低成本。4.5模架若采用中間導(dǎo)柱模架，則導(dǎo)柱對(duì)稱分布，受力平衡，滑動(dòng)平穩(wěn)，拔模方便，但只能一 個(gè)方向送料。若采用對(duì)焦導(dǎo)柱模架，則受力平衡，滑動(dòng)平穩(wěn)，可縱向或橫向送料。若采用后 側(cè)導(dǎo)柱模架，則可三方向送料，操作者視線不被阻擋，結(jié)構(gòu)比較緊湊，但模具受力不平衡， 滑動(dòng)不平穩(wěn)。本設(shè)計(jì)決定采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。4. 5. 1標(biāo)準(zhǔn)模架的選用落料拉深復(fù)合模零部件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸，所以應(yīng)首先計(jì)算凹模周界的大小。根據(jù)凹模高度和壁厚的計(jì)算公式得拉深凹模的工作部分長(zhǎng)為33mm,由于在凹模內(nèi)要安裝打料塊且與打桿相連，為保證修模余量且能正常工作，在凹模內(nèi)留至少20mm自由尺寸。即拉深凹模高度為 80mm內(nèi)徑為69.603 mm夕卜徑為 115.O500.08mm拉深凸模直經(jīng)為68.400.02 mm落料凹模內(nèi)徑為115.5650O.012 mm模具采用后置導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，查得模架規(guī)格為：上模座 200mrnK160mmx 40mm ,下模座