落料拉深沖孔復合模具設計

1、專業(yè)課程設計說明書沖壓模具課程設計姓名：學號：班級：指導老師：_日期：_目錄一、工藝性分析 2二、工藝方案的分析和確定 2三、主要工作部分尺寸計算 7四、零件尺寸設計選取 9五、壓力機的校核 13六、設計總結(jié) 14參考文獻工藝性分析材料為Ly12M 料厚為0.8mm 大批量生產(chǎn)板料相對厚度1 I。0©5.5則可以采用一次拉深成形。拉深系數(shù)m = d/D =5/13 =0.3846 。根據(jù)公式丄_ k(1 - m)判斷其在拉深過程中是否起皺 D0.06154 = L _ k(1 - m) = 7 (1 - 0.3846) = 0.05385 D80則該工件在拉深過程不會起皺。根據(jù)制件的

2、材料，料厚形狀及尺寸在進行沖壓工藝過程中設計和模具設計時應注意以下幾點：1、該工件為錐形拉深沖孔件，設計時應保證工件內(nèi)尺寸的準確。2、沖裁間隙拉深凸凹模間隙的確定應符合制件的要求。 各工序凸 凹模動作的行程應保證各工序動作的穩(wěn)妥連貫工藝方案的分析和確定（一）、工藝方案的分析根據(jù)制件的工藝性分析，其基本工序有落料，拉深，沖孔。按其先后順序組合可得到以下幾種方案：1、落料拉深沖孔2、落料沖孔拉深3、落料拉深沖孔4、落料拉深沖孔 方案1、2屬于單工序沖壓，由于改件生產(chǎn)批量大且尺寸小，因此生 產(chǎn)效率低。方案3、4均屬于復合工序，減少了工序數(shù)量。方案 4改 成落料拉深沖孔復合，更減少了工序數(shù)量，提高了生

3、產(chǎn)效率，故擬采 用方案4.（二八 主要工藝參數(shù)計算1.毛坯尺寸計算根據(jù)等面積原則計算該零件的毛坯尺寸。首先將該零件分成圓、 圓錐臺兩個簡單幾何體。它們的面積分別如下：A1 二3.14 522mm42=19.625mmd2 F 2htan37 =5 2 3 tan37 9.52mmA?"® 亠(4)2cos37 2285.63mm毛坯展開尺寸 D= J4（A +a2）=(19.625 85.63)11.6mm查得拉深的修邊余量，h=1mm。則毛坯直徑D =11.6, 213.6mm ,取 D = 13mm。2.排樣 該工件排樣根據(jù)落料工序設計?？紤]操作方便及模具結(jié)構(gòu)簡單，故采

4、 用單排排樣設計。查得搭邊值a1.5mm ， a=1.5mm。貝卩：條料寬 b =13mm 2a = 16mm條料的進距為 h = 13mm -= 14.5mm沖裁單件材料的利用率：* nAn nD213.14I32100%100%100%57.2%bhbh 416 14.54式中A沖裁件面積n 個進距內(nèi)沖裁件數(shù)目b 條料寬度h 進距g1,5?- _ 送料方向為從右向左3. 計算工序壓力選擇壓力機(1) 落料力計算式中F落落料力（N ）；L 工件輪廓周長，L =叫D = 40.82mm ;t材料厚度，t = 0.8mm ；t 材料抗剪強度（MPa ）。查得i =280MPa。 落料力則為：F落

5、=1.3 40.82mm 0.8mm 280MPa ： 11.89kN（2）卸料力計算F卸=K卸F落式中K卸 卸料力因數(shù)，查得其值K卸=0.05。卸料力則為：F卸工0.05 11.89 ： 0.59kN（3）沖孔力計算F沖 =1.3Lt式中 L 工件內(nèi)輪廓周長（mm ）。L =3.14 1.5mm = 4.71mm沖孔力則為：F沖=1.3 4.71mm 0.8mm 280MPa ：1.37kN（4）推件力計算F 推二nK 推F沖式中K推 推件力因數(shù)，由參考書查得 K推 =0.05 ；n 卡在凹模內(nèi)的工件數(shù)，n=2。則推件力為：F 推=2 0.05 1.37=0.137kN（5）拉深力計算由于該

6、零件為淺拉深，故可按無壓邊圈的圓筒形件近似計算。F拉=K：dt；b式中F拉拉深力（N ）；d 拉深件直徑， d = 9.52mm ；t 材料厚度；-b材料的強度極限（MPa ），從參考書查得；t=400MPa ；K修正因數(shù)，K -1.25。則拉深力為F拉=1.25 x 3.14x 9.52x 0.8x 400 吒 11.96kN故總沖壓力為：F總=丘落+F卸+F沖+F推 +F拉 = （11.89+0.59+1.37+0.137+11.96）kN ： 25.95kN4. 沖壓設備的選擇對于淺拉深可按式F壓（1.61.8）F總，估算公稱壓力來選取壓力機。根 據(jù)參考書，選用公稱壓力為63kN的開式可

7、傾工作臺壓力機。其主要 技術參數(shù)為：公稱壓力：63kN滑塊行程：50mm最大閉合高度：170mm 圭寸閉高度調(diào)節(jié)量：40mm工作臺尺寸：315mm 200mm模柄孔尺寸：j30mm 50mm三、主要工作部分尺寸計算對于工件未注公差可按IT14計算，也可由參考書查得各尺寸的未注 公差。根據(jù)參考書查得，沖裁模刃口雙面間隙Zmi廠0.045mm，Zmax = 0.075mm 。(1) 落料刃口尺寸計算的3；43mm的凸、凹模的制造公差由參考書查得'凸=0.02'凹=0.02mm。由于、凸+、凹Zmax-Zmin，故采用凸模和凹模配合加工方法。落料模具應 以凹模為基準，然后配作凸模。查

8、得因數(shù)X = 0.5。貝心D 凹=(D-xA)彩=(13-0.5 漢0.43)；0.02=12.785+0.02D凸按凹模尺寸配制，其雙面間隙為0.045mm 0.075mm 。其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如下圖凸模按凹模配制(2) 沖孔刃口尺寸計算對于孔1.5o°'25mm的凸、凹模的制造公差查參考書得d凸二&凹=0.02mm 由于、凸+、凹 >Zmax-Zmin，故采用凸模和凹模配合加工方法。沖孔模具應 以凸模為基準，然后配作凹模。查得因數(shù)X-0.5。貝心d 凸=(d+x 心)0 酉=(1.5+0.5x 0.25)00.02mm=1.6250.02mmd凹按凸模尺寸配

9、制，其雙面間隙為0.045mm 0.075mm。其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如下圖凹模按凸模尺IY； 110.0632(3) 拉深工作部分尺寸計算拉深凸模和凹模的單邊間隙可按式 Z/2 = 1t計算，Z/2 = 0.8mm。由于拉深工件的公差為IT14級，故凸、凹模的制造公差可采用IT10 級精度。對于500.amm ,查參考書得6凸=6凹=0.048mm ；對于9. 52306m，查參考書得6凸=6凹=0.058mm。按式d凹 = (d-0.7於)；血、式d凸=（d凹-Z）凸可求拉深凸、凹模尺寸及尺寸公差如下表:工件尺寸d凹 =（ d-0.70）；每d凸 =（ d凹 -Z）帝 500.3mm人&quo

10、t;U H0.0484.7750mm3.175 0.048 mm 9.520036mmC clH0.0589.25o mm7.65 0 058 mm其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如下圖04775+?c J/TJfJ/ jT#j/./Z/9*25 o 乙65 -0,058H*,c* 1w-i WWWD3.i?5 幾481 z1.、J J四、零件尺寸設計選取1. 彈性元件的設計計算為了得到較平整的工件，此模具采用彈壓式卸料結(jié)構(gòu)，使條料在落料、 拉深過程中始終處在一個穩(wěn)定的壓力之下，從而改善了毛坯的穩(wěn)定 性，避免材料在切向應力的作用下起皺的可能。卸料板上卸料采用橡膠作為彈性元件按下式計算橡膠的自由高度H自由=（

11、3.54）s工乍式中 H自由橡膠的自由高度（mm ）;s工作工作行程和模具修磨量或調(diào)整量（46m m）之和。s工作二（3+1+4） mm=8mm貝卩H自由=（3.54） 8mm=2832 mm取H自由=30mm計算橡膠的裝配高度：H2 =（0.85 0.9）H 自由=（0.850.9） 30=25.527mm取 H2 = 26mm。橡膠的斷面面積，在模具裝配時按模具空間大小確定使橡膠直徑HD=20mm，貝卩1.5，滿足。D2. 落料凹模的尺寸設計凹模外形尺寸按以下經(jīng)驗公式確定：由于材料厚度為t = 0.8mm，應滿足h - 5mm，可取h = 8mmH 二 Kb =0.35 13= 4.55m

12、m，般 H 一 8mm，故可取 H =12mm 按照 JB/T7643.1-2008 標準，可選取 L B =63 503. 落料凸模拉深凹模的設計選用類似圓柱頭直桿圓凸模，材料為Cr12 ,由于毛坯尺寸D=13mm ,按照 JB/T5825-2008 標準，H =5mm , D16mm，可選取 L= 42mm。4. 沖孔凸模的設計選用沖模圓柱頭直桿圓凸模，根據(jù)沖孔尺寸 1.5mm,按JB/ T5 8 2-5 20（標準，取H =3mm, D 3mm ,其長度比落料凸模長，根據(jù)需求取L = 58.8mm 。5. 沖孔凹模拉深凸模的設計根據(jù)沖孔直徑d = 1.5mm，及外形尺寸D5mm , D

13、9.52mm，按照JB/T58302008 標準，選取 L = 24.2mm , hi = 3mm , I = 2mm , di = 2.8mm6. 上下固定板的設計固定板主要用于固定小型凸模和凹模。凸模固定板厚度約取凸模固定 部分直徑的11.5倍。它和凸模采用過度配合（H?/m6 ）。上固定板和 落料凸模配合，下固定板和拉深凸模配合。貝心根據(jù)洛料凸模固定部分直徑D1 =16mm，上固定板和蓋板總厚度取為24mm，取蓋板厚度為2.2mm 。根據(jù)拉深凸模固定部分直徑D2 = 9.52mm，下固定板取厚度為13mm。7. 上下墊板的設計先根據(jù)公式6二£叮（上下模座均采用鑄鐵HT25-47

14、,其6=9014M（Pa ）判斷是否需要墊板：上墊板:-139.91MPa_P_1.37kNF 1223 mm4為了妥當應使用上墊板上墊板材料選擇45鋼，厚度選擇為8mm下墊板:P 11.96kNF 1 二 9.522mm24= 168.11MPa ；二因此需使用下墊板下墊板材料選擇45鋼，厚度選擇為8mm。8. 卸料板的設計采用彈性卸料板，其材料選用 45鋼。彈性卸料板具有卸料和壓料的 雙重作用。I卸料板孔和凸模的單邊間隙Z = ( 0 . 1 Ct £ )0 . 0 8mm0，6取2IZ = 0 . mm。2卸料板的厚度查表選取ho =8mm。卸料板導向孔高度取h= 4mm。卸

15、料板底面高出凸模底面的尺寸k =0.5mm。9. 上、下模座的設計采用后側(cè)導柱模座，材料選用鑄鐵 HT25-47。上模座：根據(jù)GB/T2855.1-2008標準，以及落料凹模周界 L B = 63 50，選擇 其基本尺寸， H = 20mm ， Li = 70mm ， S = 70mm ， A = 45mm ， A = 75mm ， R = 25mm ， l2 =40mm 。下模座：同樣，根據(jù)GB/T2855.1 -2008標準，以及落料凹模周界L B=63 50 ， 選擇其基本尺寸，H =25mm ， h = 20mm ， J = 70mm ， S=70mm ，A = 45mm ， A2 =

16、 75mm ， R = 25mm ， l2 =40mm。10. 模柄的設計采用沖模壓入式模柄，材料選用Q235。根據(jù)所選壓力機模柄孔尺寸30 50 ，參考JB/T7646.1-2008標準,L| =20mm , L2 =5mm , L3 =3mm , d3 =11mm , d4 = 6mm 。11擋料銷的設計采用圓柱頭式固定擋料銷，其材料為 45鋼。擋料銷圓頭部分直徑應小于落料直徑，參考 JB/T 7649.10- 2008標準,選取擋料銷尺寸為：d =6mm ， a =3mm ， h = 3mm ， L =8mm。12. 定位銷的設計定位銷采用材料45鋼，其尺寸d=5mm，L =10mm，定

17、位銷銷頭高度為 h =t 2 = 2.8mm。13. 導向裝置設計滑動導向?qū)е喊凑諛藴蔊B/T2861.1-2008選擇導柱：d=16mm ,125mm。材料選用20Cr?；瑒訉?qū)祝喊凑諛藴?GB/T2861.5 200選擇導套：D=16mm ， d = 25mm ，L =60mm ， H =18mm。材料選用 20Cr 。五、壓力機的校核選用的是公稱壓力為63kN的開式可傾工作臺壓力機。其主要技術參數(shù)為：公稱壓力：63kN滑塊行程：50mm 最大閉合高度：170mm封閉高度調(diào)節(jié)量：40mm 工作臺尺寸：315mm 200mm模柄孔尺寸：G30mm 50mm模具的閉合高度為H =144.8m m,而壓力機的最大圭寸閉高度為170mm, 其調(diào)節(jié)量為40mm,則壓力機最小圭寸閉高度為130mm ,模具閉合高度H 應符合Hmin T0乞H乞Hmax -5，即H應在140165mm之間，因此閉合高 度符合要求。該模具下模座的外形尺寸為120 103mm，而壓力機工作臺尺寸為315 200mm，模具四周留下了足夠空間來安裝固定模具用的螺