窄凸緣落料拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)

1、冷沖模課程設(shè)計(jì)說明書窄凸緣拉深件2模具設(shè)計(jì)摘要本次冷沖壓模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容為窄凸緣圓形筒形件工藝分析與模具設(shè)計(jì)，完成了落料首次拉深、二次拉深，三次拉深沖孔，切邊四道工序。落料和首次拉深復(fù)合模具為倒裝結(jié)構(gòu)，拉深工件先由壓邊圈將工件從凸模上頂出，再由打桿組成的剛性推出裝置推出制件，采用彈性卸料板卸除條料。由于不能一次拉深出，故要三次拉深出來，第三次拉深沖孔。條料排樣方式為單排。為了便于安裝平穩(wěn)以及方便操作選模座為標(biāo)準(zhǔn)中間導(dǎo)柱圓形模座，模柄為壓入式模柄，選用單動壓力機(jī)。在落料，拉深成形完成后再完成切邊工序以確保制件的形狀和尺寸。查閱相關(guān)資料和有關(guān)手冊，手工繪制裝配圖和相關(guān)的零件圖。關(guān)鍵字：沖孔拉深模、倒

2、裝、單排、后側(cè)導(dǎo)柱、彈性卸料板目 錄第1章 緒論11.1沖壓設(shè)計(jì)概論 11.2沖壓設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 11.3沖壓設(shè)計(jì)的一般工序1第2章 工藝分析22.1產(chǎn)品沖裁工藝分析32.1.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀分析工藝分析32.1.2產(chǎn)品尺寸精度、斷面質(zhì)量分析32.2 產(chǎn)品拉深工藝分析42.3計(jì)算模具壓力中心4第3章 工藝方案的確定及工藝計(jì)算53.1 工藝方案分析53.2 拉深部分主要工藝參數(shù)的計(jì)算53.2.1確定修邊余量 53.2.2計(jì)算毛坯直徑D53.2.3判斷能否一次拉成53.2.4試確定各工序拉深系數(shù)53.2.5 試確定圓角半徑63.2.6確定各次拉深高度63.2.7 畫出各拉深工序簡圖73.3確定排樣

3、圖 8第4章 工序計(jì)算94.1落料和首次拉深9 4.1.1凸凹模工作尺寸9 4.1.1.1刃口尺寸計(jì)算10 4.1.1.2外形尺寸計(jì)算11 4.1.1.3凸凹模壁厚校核11 4.1.2計(jì)算沖壓力114.2二次拉深11 4.2.1凸凹模工作尺寸11 4.2.2計(jì)算沖壓力124.3三次拉深與沖孔124.3.1 凸凹模工作尺寸124.3.2 計(jì)算沖壓力134.4 切邊13第5章模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)145.1模具的典型結(jié)構(gòu)145.2定位裝置155.3卸料裝置155.3.1 條料的卸除155.3.2 工件的卸除155.4其他零件尺寸的確定155.4.1 卸料彈簧155.4.2 卸料板15 5.4.3模座16

4、5.5壓力機(jī)的確定16結(jié)束語17參考文獻(xiàn)18第1章 緒論1.1沖壓設(shè)計(jì)概論隨著沖壓技術(shù)的不斷進(jìn)步和沖壓生產(chǎn)的迅速發(fā)展，對沖壓設(shè)計(jì)工作提出了愈來愈高的要求。沖壓設(shè)計(jì)是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作，其設(shè)計(jì)過程是實(shí)質(zhì)上是再創(chuàng)造的的勞動過程。沖壓設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣，不僅直接影響沖壓產(chǎn)品的質(zhì)量、成本及生產(chǎn)效率，而且也影響著沖壓生產(chǎn)的組織與管理。因此，沖壓設(shè)計(jì)工作不僅要求設(shè)計(jì)人員具有較好的理論基礎(chǔ)、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、熟練的設(shè)計(jì)技能和認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，而且還要求設(shè)計(jì)人員能在不斷積累總結(jié)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，及時獲取最新的科學(xué)技術(shù)知識，盡快掌握現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)手段。只有這樣，沖壓設(shè)計(jì)工作才能適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)迅速發(fā)展的需要。1.2 沖壓設(shè)

5、計(jì)的基本內(nèi)容沖壓設(shè)計(jì)包括工藝設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)兩方面內(nèi)容。沖壓工藝設(shè)計(jì)是針對給定的產(chǎn)品圖樣，根據(jù)其生產(chǎn)批量的大小、沖壓設(shè)備的類型規(guī)格、模具制造能力及工人技術(shù)水平等具體生產(chǎn)條件，從對產(chǎn)品零件圖的沖壓工藝分析入手，經(jīng)過必要的工藝計(jì)算，制定出合理的工藝方案，最后編寫出沖壓工藝卡片的綜合性的分析、計(jì)算、設(shè)計(jì)過程。沖壓模具設(shè)計(jì)則是依據(jù)制定的沖壓工藝規(guī)程，在認(rèn)真考慮毛柸的定位、出件、廢料排除諸問題以及模具的制造維修方便、操作安全可靠等因素后，構(gòu)思出與沖壓設(shè)備相適應(yīng)的模具總體結(jié)構(gòu)，然后繪制出模具總體裝配圖和所有非標(biāo)準(zhǔn)零件圖的整個繪圖設(shè)計(jì)過程。1.3沖壓設(shè)計(jì)的一般工作程序在實(shí)際生產(chǎn)中，沖壓件的形狀、尺寸及其精度要

6、求各異，且具體生產(chǎn)條件也不盡相同，這常給開始從事沖壓設(shè)計(jì)的人員帶來一定困難。從另一方面看，只要遵循沖壓變形的基本規(guī)律，搞清楚沖壓基本工序的各自變形特點(diǎn)，盡管沖壓件的形狀、尺寸及精度要求不同，沖壓設(shè)計(jì)的基本原則與方法則還是大同小異的。一般情況下按以下工作程序進(jìn)行：（1） 搜集沖壓設(shè)計(jì)必要的原始資料；（2） 分析產(chǎn)品零件圖的沖壓工藝性；（3） 確定沖壓工藝方案；（4） 確定模具類型；（5） 選擇沖壓設(shè)備；（6） 編寫沖壓工藝過程卡；（7） 重新審查產(chǎn)品零件圖和沖壓工藝過程卡；（8） 進(jìn)行模具的總體設(shè)計(jì)；（9） 進(jìn)行模具的主要零部件設(shè)計(jì)；（10） 繪制模具總裝配圖和零件圖；（11） 編寫模具設(shè)計(jì)計(jì)算

7、說明書。 第2章 工藝分析2.1產(chǎn)品沖裁工藝分析2.1.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀分析 圖2.1 制件圖由圖2.1可知，產(chǎn)品為圓形落料、筒形拉深件。產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)比較簡單，且對稱，無狹槽、尖角，滿足沖裁要求。2.1.2 產(chǎn)品尺寸精度、斷面質(zhì)量分析1.尺寸精度 任務(wù)書對沖件的技術(shù)要求為制件表面不得有劃傷，無其它特殊要求，故定為IT14級。 2.沖裁件斷面質(zhì)量 因?yàn)橐话阌闷胀_裁方式?jīng)_2mm以下的金屬板料時，其斷面粗糙度Ra可達(dá)12.53.2，毛刺允許高度為0.050.1mm；本產(chǎn)品在斷面粗糙度上沒有太嚴(yán)格的要求，單要求孔及輪廓邊緣無毛刺，所以只要模具精度達(dá)到一定要求，在沖裁后加修整工序，沖裁件斷面的質(zhì)量就可

8、以保證。3.產(chǎn)品材料分析 本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品材料為08A，本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品材料為08A，屬優(yōu)質(zhì)有色金屬材料，其力學(xué)性能是強(qiáng)度、硬度低而塑性較好，非常適合沖裁加工。另外產(chǎn)品對于厚度與表面質(zhì)量沒有嚴(yán)格要求，所以盡量采用國家標(biāo)準(zhǔn)的板材，其沖裁出的產(chǎn)品表面質(zhì)量和厚度公差就可以保證 經(jīng)上述分析，產(chǎn)品的材料性能符合冷沖壓加工要求。4.產(chǎn)量要求零件圖中無產(chǎn)量要求，但考慮到此零件可能被用于標(biāo)準(zhǔn)件，故初步定為中等批量生產(chǎn)。適合中等批量生產(chǎn)的沖壓加工方法，最好采用復(fù)合模或連續(xù)模2.2產(chǎn)品拉深工藝分析1.根據(jù)產(chǎn)品圖樣，本次所給工件為“窄凸緣筒形件”，是嚴(yán)格的回轉(zhuǎn)對稱零件。圖上未標(biāo)注公差等級，取為IT14級。工件要求表面不劃傷

9、，技術(shù)要求較低。所使用的材料為08A，是沖壓常用材料。查“沖壓設(shè)計(jì)手冊”得：材料的抗剪強(qiáng)度 294 MP抗拉強(qiáng)度 392 MP2.拉深件的圓角半徑要求拉深件底部圓角半徑應(yīng)滿足，一般取rp=（3-5）t；凸緣圓角半徑。本次課程設(shè)計(jì)，如圖示：rp=2mm rd=2mm 不滿足要求，故拉深后增加整形工序。3.拉深件各部分尺寸比例要適當(dāng)，拉深件高度不宜太大，一般控制在其中，h為拉深件高度，d為拉深件直徑。拉深件凸緣寬度不宜太寬，一般控制在如下范圍：本設(shè)計(jì)中：h=35mm, d=23.4mm, t=1.6mm, 30mm 因此 h<2d d+12t=42.6mm, d+25t=63.4mm工件不滿

10、足尺寸比例要求，但制件結(jié)構(gòu)不允許修改，故用壓邊圈防止起皺和移位。4.拉深件的尺寸精度一般情況下，拉深件的精度應(yīng)在IT13級以下，不宜高于IT11級，本工件的精度等級為IT14級，滿足拉深加工的精度要求。2.3計(jì)算模具壓力中心由于該零件完全對稱于相互垂直大大兩條多層次線，所以模具的壓力中心在幾何圖形的狹槽點(diǎn)上。第3章工藝方案的確定及工藝計(jì)算3.1工藝方案分析該工件包括落料、拉深、沖孔、切邊四個基本工序，可有以下兩種工藝方案：方案一：落料+拉深復(fù)合，后拉深二，三次拉深+沖孔，切邊，采用復(fù)合模+單工序；方案二：落料、首次拉深與沖底孔復(fù)合，其余按基本工序進(jìn)行。分析：方案一只需四副模具，工件的精度及生產(chǎn)

11、效率都較高，工件精度也能滿足要求，操作方便，成本較低。方案二中沖孔凹模與拉深凸模做成一體，給修磨造成困難，特別是沖底孔后再經(jīng)過二三次拉深孔徑會有偏差。通過對上述方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案一為佳。故選用第一種方案進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。 3.2拉深部分主要工藝參數(shù)的計(jì)算 3.2.1確定修邊余量 查表4.5可知，=2.5, 30+2×2.5=35mm3.2.2 計(jì)算毛坯直徑D =64.2365mm3.2.3判斷能否一次拉成=1.49, =2.46 ，=0.36查表1-26得 ， 而=1.47 ， 故制件不能一次拉出3.2.4 試確定各工序拉深系數(shù)由表1-19查得：， 0.48×

12、;65=31.2mm 0.73×31.2=22.623.4故可兩次拉深出來?？紤]到保證好的拉深條件，而選用大的圓角半徑，這對零件t=1.6mm，直徑又較小難以做到，況且R=2mm又偏小，這就需要在二次拉深后增加一次整形工序，所以采用3次拉深，以減小各次拉深工序變形程度且選用較小圓角半徑。 ，0.54×65=35mm0.8×35=28mm0.835×28=23.4mm3.2.5 試確定圓角半徑取 ， ， ，3.2.6確定各次拉深高度首次拉深 =23.5mm=23.5+0.8=24.324.5mm第二次拉深=30.0530.1mm第三次拉深35mm3.2.7

13、畫出各拉深工序簡圖 工序1 ：首次拉深與落料 工序2 ：二次拉深 工序3 ：三次拉深與沖孔 工序4 ：切邊3.3 確定排樣圖 3.1排樣圖1.制件的毛坯為簡單的圓形件，而且尺寸比較小，考慮到操作方便，宜采用單排。t=1.6mm2.排樣設(shè)計(jì)由表2-17查得搭邊數(shù)值 a=2,b=1.5 進(jìn)距 S=D+b=65+1.5=66.5 條料寬度 B=D+2a=65+4=69條料規(guī)格選用 1.6×900×1800采用縱排：裁板條數(shù) =13條余3mm 每條個數(shù) =27個余3mm 每板總個數(shù) =13×27=351板的材料利用率 ×100%=69.5%第4章 工序計(jì)算4.1

14、落料和首次拉深4.1.1凸凹模工作尺寸 圖4.1落料凹模 圖4.2拉深凸模 圖4.3凸凹模4.1.1.2 刃口尺寸計(jì)算1） 落料： 標(biāo)準(zhǔn)尺寸 凸模與凹模分開加工 查表2-23得，2=0.132，2=0.240查表2-28得，=+0.03 ，=-0.02 -=0.052-2=0.108查表2-30得，x=0.5 2）首次拉深: 標(biāo)準(zhǔn)尺寸 查表4-76得，=+0.09 ，=-0.06 C=1.2t=1.92 4.1.1.2 外形尺寸尺寸計(jì)算 1）凹模：厚度56mm 直徑130mm 2）凸模：h1=45mm，h2=10mm，h3=15mm H=h1+h2+h3=70mm 直徑50mm 3)凸凹模：=

15、20mm，=50mm，=30mm H=+=73mm 輪廓尺寸100×70mm4.1.1.3凸凹模壁厚校核查參考文獻(xiàn)2知，倒裝復(fù)合模凸凹模最小壁厚（料厚.6mm）；本設(shè)計(jì)中 所以凸凹模壁厚校核合格，按圖設(shè)計(jì)的凸凹模符合要求。4.1.2計(jì)算沖壓力1）落料力： =1.3×3.14×65×1.6×294=124811N2）卸料力：=0.04×124811=4680N 其中查表2-37得， 3）拉深力： =3.14×35×1.6×392×0.75 =51697N 其中查表4-86得， 4）壓邊力： =38

16、45N 其中查表4-82得， p=2.5Mpa選用壓力機(jī)J23-164.2二次拉深4.2.1凸凹模工作尺寸標(biāo)準(zhǔn)尺寸 查表4-76得，=+0.09 ，=-0.06 C=1.1t=1.76 4.2.2計(jì)算拉壓力1）拉深力： =3.14×28×1.6×392×0.52 =28675N 其中查表4-86得， 2） 壓邊圈不做壓邊用，無壓邊力選用壓力機(jī)J23-104.3三次拉深與沖孔4.3.1凸凹模工作尺寸1）三次拉深: 標(biāo)準(zhǔn)尺寸 查表4-76得，=+0.09 ，=-0.06 C=t=1.6 2） 沖孔： 標(biāo)準(zhǔn)尺寸 凸模與凹模分開加工 查表2-23得，2=0.17

17、0，2=0.270查表2-28得，=+0.02 ，=-0.02 -=0.042-2=0.1查表2-30得，x=0.5 4.3.2計(jì)算拉壓力1）拉深力： =3.14×23.4×1.6×392×0.52 =23964N 其中查表4-86得， 2） 整形力： =57578N3） 沖孔力：=1.3×3.14×6×1.6×294=11521N4） 頂件力：=0.1×23964=2396N 95.93KN 選用壓力機(jī)J23-164.4切邊 1）切邊力：=1.3×3.14×35×1.6&#

18、215;294=67206N 2) 廢料刀力：2×1.3×（35-30）×1.6×294=6115N73.32KN選用壓力機(jī)J23-10第5章模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1模具的典型結(jié)構(gòu) 圖5.1落料與首次拉深復(fù)合模圖5.1所示為單沖床上使用的落料拉深復(fù)合模。工作時，送入的毛柸放在凹模、壓邊圈和承料板上。依靠擋料銷和導(dǎo)料銷定好位置。上模下行時，由卸料板將毛柸壓住，凸凹模開始落料。隨后進(jìn)行拉深。此時，壓邊圈通過頂桿靠彈簧的力緊緊地壓住了毛柸，防止拉深時起皺。上模回程時，壓邊圈將工件從凸模上頂出，卡在凸凹模內(nèi)，直到推桿碰到?jīng)_床的打料橫梁，推動推件塊將工件推出。 該模

19、具采用的有壓邊圈、頂桿、彈簧及夾板等組成的彈性壓邊裝置，直接裝在模具上，用來防止拉深時的起皺。如果工件的拉深深度較深，需要的壓邊力又較大時，則應(yīng)采用附設(shè)在沖床上的拉深氣墊進(jìn)行壓邊。5.2 定位裝置 采用固定式擋料銷縱向定位，安裝在凹模上；導(dǎo)料銷橫向定位，安裝在承料板上。5.3 卸料裝置 5.3.1 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。5.3.2 工件的卸除 采用壓邊圈將工件從凸模上頂出，卡在凸凹模內(nèi)，直到推桿碰到?jīng)_床的打料橫梁，推動推件塊將工件推出。落在模具工作表面上。5.4 其他零件尺寸的確定5.4.1 卸料彈簧 卸料力前面已經(jīng)算出4680N，擬選用8個彈簧

20、每個彈簧擔(dān)負(fù)卸料力為585N，彈簧的工作壓縮量為 24.5+a+b=24.5+1+0.4=25.9mm其中， a落料凹模高出拉深凸模距離，取a=1mm b卸料板超出凸凹模刃口的距離，以保證卸料，取b=0.4mm查表10-1選用彈簧為根據(jù)該型號彈簧壓力特性可知，彈簧最大工作負(fù)荷下的總變形量=36.6mm除去工作壓縮量25.9mm外，取預(yù)壓縮量=10mm5.4.2卸料板對于本課設(shè)，由于拉深深度不算大，材料也不厚，因此采用彈性卸料板。卸料板材料選A5鋼，不用熱處理淬硬；取卸料板與凸凹模的雙面間隙為0.10.3mm；卸料板上設(shè)置4個卸料螺釘，公稱直徑為8mm，螺紋部分為M8×8mm。卸料釘尾

21、部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面0.4mm，有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。卸料板上彈簧孔深取5mm外形尺寸為185×152×125.4.3模座考慮到裝模方便，根據(jù)凹模板的尺寸，采用后側(cè)布置的導(dǎo)柱導(dǎo)套模架，材料采用HT200。標(biāo)記為：上模座 GB2855.581；下模座 GB2855.681。導(dǎo)柱25×160 GB2861.181導(dǎo)套25×95×38 GB2861.681閉合高度:最大h=205mm 最小h=170mm5.5 壓力機(jī)的確定模具的閉合高度為H閉 =上模座厚下模座厚凸凹模高 凹模高（凹模與凸模刃面高度差+拉深高-t）=40+50+73+56-（1+25-1.6）mm=194.6mm 選擇壓力機(jī)J23-16公稱壓力160KN最大閉合高度220mm最小閉合高度175mm 所以壓力機(jī)工作臺尺寸，一般工作臺面尺寸每邊應(yīng)大于模具下模座尺寸5070mm，所以壓力機(jī)合格，可用。結(jié)束語通過本次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多。最大的收獲是對復(fù)合模有了更深刻得認(rèn)識。通過三周的課程設(shè)計(jì)