沖壓拉深模的設(shè)計(jì)..

1、沖壓工藝及沖壓模設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 起止日期： 2011 年 1 月 3 日 至 2011 年 1月 16 日學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)成績(jī)指導(dǎo)教師(簽字)機(jī)械工程學(xué)院（部）2010年 01 月 16 日目 錄第一章 拉深件工藝分析31.1 制件介紹31.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及形狀分析31.3 產(chǎn)品尺寸精度、粗糙度、斷面質(zhì)量分析31.3.1尺寸精度31.3.2沖裁件斷面質(zhì)量31.3.3 產(chǎn)品材料分析41.3.4 生產(chǎn)批量4第二章 零件沖壓工藝計(jì)算42.1 翻孔工序的計(jì)算42.2 零件毛坯尺寸計(jì)算52.2.1確定修邊余量a52.2.2 確定坯料直徑52.2.3 確定工藝方案52.2.4排樣、計(jì)算條料寬度及確定

2、步距52.3 沖裁力的計(jì)算62.4 確定拉深工序件尺寸62.4.1 判斷能否一次拉深成形62.4.2 確定首次拉深件尺寸72.4.3 計(jì)算第二次拉深工序件的尺寸72.5 計(jì)算拉深工序的力82.6 工作部分尺寸計(jì)算82.6.1 拉深間隙的計(jì)算82.6.2 拉深凸、凹模尺寸的計(jì)算8第三章 設(shè)計(jì)選用模具零件、部件93.1 拉深凹模的設(shè)計(jì)93.2 拉深凸模的設(shè)計(jì)93.3 壓邊、卸料及出件裝置設(shè)計(jì)103.3.1 壓邊圈103.3.2 推出與頂出裝置11第四章 模架的選擇124.1 模架的選用124.2導(dǎo)柱與導(dǎo)套134.3 模柄的選用13第五章 模具材料和熱處理14第六章 模具的總裝配圖15第七章 填寫沖

3、壓工藝卡16設(shè)計(jì)總結(jié)18參考文獻(xiàn)19第一章 拉深件工藝分析1.1 制件介紹零件名稱：芯子隔套材料：08鋼料厚：1mm批量：大批量零件圖：如圖1所示 圖11.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及形狀分析由圖1可知，產(chǎn)品為圓片落料、有凸緣筒形件拉深、圓片沖孔，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單對(duì)稱。1.3 產(chǎn)品尺寸精度、粗糙度、斷面質(zhì)量分析1.3.1尺寸精度查參考資料【4】上表5-11可知：拉深件直徑的極限偏差為：、 高度的極限偏差為：1.3.2沖裁件斷面質(zhì)量板料厚度為1mm，查參考資料【4】表2-67，可知沖裁件生產(chǎn)時(shí)毛刺允許高度為0.12mm，由于本產(chǎn)品在斷面質(zhì)量和毛刺高度上沒有嚴(yán)格的要求，所以只要模具精度達(dá)到一定要求，沖裁件的斷面質(zhì)量

4、可以保證。 1.3.3 產(chǎn)品材料分析沖壓材料不僅要滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，還要滿足沖壓工藝要求和沖壓后的加工要求，因此，對(duì)于沖裁件材料一般要求其力學(xué)性能是強(qiáng)度低，塑性高，表面質(zhì)量和厚度公差符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)產(chǎn)品所用的材料是08鋼，為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其力學(xué)性能是強(qiáng)度、硬度和塑性指標(biāo)適中，經(jīng)熱處理后，用沖裁的加工方法是完全可以成形的。1.3.4 生產(chǎn)批量產(chǎn)品生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，適于采用沖壓加工的方法，最好是單工序模，模具制造簡(jiǎn)單，維修方便。第二章 零件沖壓工藝計(jì)算2.1 翻孔工序的計(jì)算由參考資料【1】表6-4可得極限翻邊系數(shù)：由參考資料【1】式（6-10）可知，翻孔的高度為： 取整：由參考資料

5、【1】式（6-12）預(yù)制孔直徑為： 實(shí)際取整：由參考資料【1】式（6-13）可得拉深高度為： 綜上所述，拉深后的毛坯圖如下所示：2.2 零件毛坯尺寸計(jì)算2.2.1確定修邊余量a板料厚度為1mm，故按外形尺寸計(jì)算，查參考資料【1】表5-7可得，故拉深件的實(shí)際凸緣直徑2.2.2 確定坯料直徑 由參考資料【1】式（5-13）可得： 2.2.3 確定工藝方案通過分析計(jì)算可以得出該零件的正確工藝方案是：落料、第一次拉深，第二次拉深、沖孔，第四道工序?yàn)榉叄_(dá)到零件形狀和尺寸要求。2.2.4排樣、計(jì)算條料寬度及確定步距采用單排方案，如下圖：由參考資料【4】圓件的圓角的零件間間距，沿邊間距。送料步距，調(diào)料的

6、寬度，調(diào)料的長(zhǎng)度l，根據(jù)附錄選用。裁板的方式為： 采用橫裁可裁條料數(shù)為（條），余8mm，每條板料可沖制件數(shù)（件），則每張板料可沖制件為（件）。經(jīng)計(jì)算采用豎裁每張板料可沖制件數(shù)也是352件。板料利用率為：2.3 沖裁力的計(jì)算本模具采用剛性卸料，根據(jù)公式3-24（文獻(xiàn)【1】）計(jì)算沖裁力f，查文獻(xiàn)【3】表2-29可知08鋼的抗剪強(qiáng)度為，則：由于該毛坯為圓，壓力中心在圓心。2.4 確定拉深工序件尺寸2.4.1 判斷能否一次拉深成形 查參考資料【1】上表（5-5、5-6）以及圖（5-18）可知，帶凸緣圓筒形件的極限拉深系數(shù)，首次拉深極限相對(duì)高度。比較可知，不能一次拉深成形，查參考資料【4】可知需要進(jìn)行2

7、次拉深。2.4.2 確定首次拉深件尺寸根據(jù)上面求出的、以及查參考資料【4】上表（5-40）可得第一次拉深系數(shù)：查表9-36可得首次拉深凹模圓角半徑：則第一次拉深后的直徑為： 高度為： 總的拉深高度為30.5mm，而拉深次數(shù)為2，為了確保第二次拉深質(zhì)量，充分發(fā)揮板材在第一次拉深變形中的塑性潛力，實(shí)際定為第一次拉深高度。拉深后圖形如下：2.4.3 計(jì)算第二次拉深工序件的尺寸查參考資料【1】上表（5-3）可得： 則第二次拉深凹模圓角半徑： 拉深直徑為： 拉深高度為： 拉深次數(shù)n凸緣直徑筒體直徑d高度h圓角半徑r圓角半徑r197452010102974030.52.52.52.5 計(jì)算拉深工序的力查參

8、考資料【1】式（5-24）可知，第二次拉深用普通的平端面凹模拉深時(shí)毛坯不起皺的條件為：，代入數(shù)據(jù)得：，按照公式判斷要使用壓邊圈。按參考資料【1】公式（5-29）計(jì)算得拉深力為： 按參考資料【1】公式（5-27）壓邊力為： 式中的值按相應(yīng)表選取為總拉深力： 拉深功： 初選公稱壓力為250 kn的jh21系列開式固定臺(tái)壓力機(jī)（型號(hào)為jh21-25）。其最大裝模高度為250mm，裝模高度調(diào)節(jié)量為50mm，工作臺(tái)孔尺寸為150mm，主電機(jī)功率為2.2 kw。2.6 工作部分尺寸計(jì)算 2.6.1 拉深間隙的計(jì)算拉深間隙指單邊間隙，即。拉深工序采用壓邊裝置，查參考資料【1】式（5-55），可得拉深間隙為：

9、。式中k為間隙系數(shù)，查【1】表（5-18）可知k=0.1。故得2.6.2 拉深凸、凹模尺寸的計(jì)算2.6.2.1 凸凹模圓角半徑的計(jì)算 第二次拉深為最后一次拉深，故拉深凹凸模的圓角半徑都等于工件的圓角半徑2.5mm，即： 2.6.2.2 拉深模工作部分尺寸計(jì)算查參考資料【1】表（9-38）可得拉深模工作部分尺寸：(mm) (mm)式中： d拉深件的基本尺寸，mm； 拉深件的尺寸公差，從零件圖可知其值為0.05mm。拉深凸模出氣孔的尺寸由參考資料【4】表（9-39）可得出氣孔直徑 第三章 設(shè)計(jì)選用模具零件、部件3.1 拉深凹模的設(shè)計(jì)凹模采用矩形板狀結(jié)構(gòu)和直接通過螺釘、銷釘與固定板固定的方式連接。凹

10、模刃口采用直刃壁結(jié)構(gòu)，尺寸為，刃壁的高度取2.5mm。模具的壁厚根據(jù)條料的寬寬68mm和料厚t=1mm選取，查閱文獻(xiàn)【5】表2-48選取凹模壁厚c=25mm。凹模長(zhǎng)度等于寬度為：凹模板厚度按文獻(xiàn)【5】97頁(yè)公式估算： 式中： 則： 該模板的厚度要求較厚，可以省略墊板，凹模板直接與下模座連結(jié)固定。那么確定凹模板的總體尺寸大小為：3.2 拉深凸模的設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)尺寸為。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，凸模的長(zhǎng)度l可由安裝固定的厚度、下推板厚度、拉深深度和附加長(zhǎng)度h之和再減去一個(gè)板厚取得。根據(jù)模架結(jié)構(gòu)取固定厚度為22mm，下推板此處的作用相當(dāng)于壓邊圈，其厚度取為18 mm，附加長(zhǎng)度主要考慮滿足制件的拉深深度要求，取5 m

11、m。由此可得凸模的長(zhǎng)度為 其固定方式直接用螺釘、銷釘連結(jié)在模座上。作為拉深凸模，要開設(shè)排氣孔，大小為，具體結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示：3.3 壓邊、卸料及出件裝置設(shè)計(jì)3.3.1 壓邊圈根據(jù)模具的總體結(jié)構(gòu)的要求，使用彈性壓邊裝置中的帶限位裝置的壓邊圈，由于第二次拉深的零件尺寸較小，故彈性裝置使用橡皮墊結(jié)構(gòu)，使其壓邊力隨行程的變化極小，該裝置在沖模完成后用于頂出工件，即做卸料板。壓邊圈與凹模板間隙配合，內(nèi)圈大于凸模直徑2mm，結(jié)構(gòu)如圖所示：3.3.2 推出與頂出裝置根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)，該拉深工件首先需要從下凸模中頂出，然后再?gòu)陌寄?nèi)推出。頂出裝置如上圖所示，采用橡皮墊式平板壓邊圈頂出。推出裝置安裝在上模內(nèi)，通過

12、沖床滑塊內(nèi)的打料機(jī)構(gòu)，將拉深后的工件從凸凹模的凹模內(nèi)推出。為了盡量保證制件表面光滑，故采用推塊將制件從凹模內(nèi)頂出。第四章 模架的選擇 4.1 模架的選用模架包括上模座、下模座、導(dǎo)柱和導(dǎo)套。沖壓模具的全部零件都安裝在模架上。選擇模架尺寸時(shí)要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮，一般在長(zhǎng)度及寬度上都應(yīng)比凹模大3040mm，模版厚度一般等于凹模厚度的11.5倍。根據(jù)凹模板的尺寸120mm×120mm，參考文獻(xiàn)【5】表10-31，選取滑動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)模架：選用的模架為、上模座、下模座分別為： 模架： 250×250×（210255） gb/t2851.3 上模座：250×250

13、15;50 gb/t2855.5 下模座：250×250×65 gb/t2855.6 凹模：120×120×52 導(dǎo)柱：35×200 gb/t2861.1 導(dǎo)套：35×115×43 gb/t2861.6根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)，可知其閉合高度為 式中： h閉合模具的閉合高度，mm； h1上模座厚度，mm， h2拉深深度，mm， h3凸模高度，mm， h4- 凹模的厚度，mm， h5下模座厚度，mm， h6凸模裝入下模座的深度，取15mm將前面計(jì)算的數(shù)值代入：介于210mm和255mm之間，符合設(shè)計(jì)要求。4.2導(dǎo)柱與導(dǎo)套根據(jù)模架的選取，

14、采用a型導(dǎo)套，參考文獻(xiàn)【5】表（15-21）選用的型號(hào)為：導(dǎo)套 a35h7×115×43 gb/t 2861.6；導(dǎo)柱采用b型，按文獻(xiàn)【5】表（15-4）選用的型號(hào)為：導(dǎo)柱b35h6×200×35 gb/t 2861.2.導(dǎo)柱與導(dǎo)套為h7/h6的間隙配合，導(dǎo)柱導(dǎo)套與模架均為h7/r6的過盈配合。為了保證使用中的安全性和可靠性，當(dāng)模具處于閉合位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座的上平面應(yīng)留10-15mm的距離；導(dǎo)柱下端面與下模座下平面應(yīng)留有2-5mm的距離，導(dǎo)套與上模座上平面六不小于3mm的距離，上模座開橫槽以便排氣,。4.3 模柄的選用根據(jù)壓力機(jī)模柄孔的尺寸：直徑

15、: 40 mm，深度: 65 mm，查參考文獻(xiàn)【5】表15-20，選擇c型凸緣式模柄，可知其參數(shù)如下：d=40，極限偏差±0.05 mm，d1=122 mm,總高度l=91 mm，凸緣高l1=23 mm，模柄倒角高度l2=4 mm，打桿孔d2=11 mm，凸緣螺釘環(huán)繞直徑d3=81 mm，凸緣固定螺釘沉孔的直徑d4=9 mm，沉孔臺(tái)階直徑d5=15 mm，臺(tái)階高度h=9 mm，材料為q235。如下圖所示：第五章 模具材料和熱處理使用的模具材料應(yīng)具備良好的耐磨性、韌性和較高的強(qiáng)度、硬度，本模具為沖裁拉深復(fù)合為第二次拉深模，又為大批量生產(chǎn)，要求凹模能承受較大的拉應(yīng)力，凸模承受較大的壓應(yīng)力

16、，因此凹模和凸模必須具有較高的強(qiáng)度和耐磨性。對(duì)于拉深的凸模和凹模，由于與工件接觸，受到比較強(qiáng)烈的磨損選用耐磨性良好的和淬透性好的模具鋼。凹模和凹模材料選用t20a，均進(jìn)行淬硬的熱處理，使凹模工作部分熱處理硬度為60-62hrc，凹模和凸模工作部分熱處理淬硬58-62hrc。其他結(jié)構(gòu)件的材料見裝配圖明細(xì)表。第六章 模具的總裝配圖1下模座2卸料螺釘3導(dǎo)柱4壓邊圈5導(dǎo)套6凸模7上模座8、12、17螺釘9推板10推桿11模柄13凹模14螺母15特種螺釘16頂桿工作原理：經(jīng)首次拉深后的毛坯件放在壓邊圈4的下凹圈內(nèi)定位，壓邊圈通過頂桿16由橡皮墊壓邊，通過三根特種螺釘15對(duì)壓邊圈進(jìn)行限位，用以控制壓料間隙

17、，防止壓料力過大。第七章 填寫沖壓工藝卡 (廠名)冷沖壓工藝卡片產(chǎn)品型號(hào)零件名稱芯子隔套共 頁(yè)產(chǎn)品名稱零件型號(hào)第 頁(yè)材料牌號(hào)及規(guī)格材料技術(shù)要求毛坯尺寸每毛坯可制件數(shù)毛坯重量輔助材料08鋼板料3000mm×600mm×1mm352件工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容加工簡(jiǎn)圖設(shè)備工藝裝備工時(shí)0下料剪床上裁板1首次拉深jh21-1102再次拉深3翻邊切邊剪床上裁板4檢驗(yàn)按產(chǎn)品零件圖檢驗(yàn)編制（日期）審核（日期）會(huì)簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期設(shè)計(jì)總結(jié)經(jīng)過這次的設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多上課無(wú)法學(xué)到的東西，雖然算不上是經(jīng)驗(yàn)，但是總算有種接觸專業(yè)的感覺。我設(shè)計(jì)的是芯子隔套的二次拉深模，經(jīng)過幾次的修改，總算有點(diǎn)成形的樣子，這個(gè)設(shè)計(jì)是我們二個(gè)人一組開始的，每個(gè)人的數(shù)據(jù)和材料各不相同。這樣既培養(yǎng)了我們的團(tuán)隊(duì)精神，又鍛煉了我們處理問題的能力，更重要的是，我們從中學(xué)到了如何一個(gè)人去解決問題，查找資料。為了做好這個(gè)設(shè)計(jì)，我們都很努力，經(jīng)常到了凌晨?jī)扇c(diǎn)，還抱著資料翻找