多工位拉深級進(jìn)模說明書

1、 沖壓基礎(chǔ)知識沖壓的特點(diǎn)和應(yīng)用沖壓-是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。在沖壓零件的生產(chǎn)中，合理的沖壓成形工藝、先進(jìn)的模具、高效的沖壓設(shè)備是必不可少的三要素。沖壓成形加工必須具備相應(yīng)的模具，而模具是技術(shù)密集型產(chǎn)品，其制造屬單件小批量生產(chǎn)，具有難加工、精度高、技術(shù)要求高、生產(chǎn)成本高(約占產(chǎn)品成本的10%30%)的特點(diǎn)。沖壓現(xiàn)狀與發(fā)展方向目前，我國沖壓技術(shù)與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)落后，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命

2、、效率加工精度、生產(chǎn)周期等方面與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)正呈現(xiàn)多品種、少批量，復(fù)雜、大型、精密，更新?lián)Q代速度快的變化特點(diǎn)，沖壓模具正向高效、精密、長壽命、大型化方向發(fā)展。拉深件的工藝性分析工件的材料給定板料為A3；查資料A3即Q235。Q235機(jī)械性能如下表：材料名稱牌號材料狀態(tài)抗剪強(qiáng)度t/MPa抗拉強(qiáng)度b/MPa伸長率5(%)屈服強(qiáng)度b/MPah10S普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235未退火31380384702125240工藝方案的分析該工件形狀簡單，為無凸緣圓階梯筒形件，在圓周方向上的變形是均勻的，沒有厚度不變的要求，工件的形狀滿足拉深的工藝要求

3、，可以采用多次階梯拉深工序加工。該拉深件為階梯圓筒形件，相當(dāng)于若干個直壁圓筒形件的組合，所以與直壁圓筒形件的拉深基本相似，每一個階梯的拉深相當(dāng)于相應(yīng)的圓筒件的拉深，但拉深工藝的設(shè)計(jì)與直壁圓筒形件有較大差別。拉伸件側(cè)壁與底面或凸圓連接處的圓角R,特別是外圓角R1應(yīng)盡量放大，因?yàn)樗鼈兿喈?dāng)于最后一副拉深模的凸模及凹模圓角。放大這些圓角半徑，能夠減少拉深次數(shù)，或使零件容易拉深成形。采用如下兩種方案：方案一單工序模（落料、多次拉深、沖孔）方案二多工位拉深級進(jìn)模綜合分析，級進(jìn)模比單工序模生產(chǎn)效率高，減少了模具和設(shè)備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化。先判定是否能一次拉深成，否則要經(jīng)多次拉深。就

4、該工件而言，根據(jù)計(jì)算查表大概確定要多次拉深，先拉深大直徑后多次拉深小的。工藝方案的確定首先根據(jù)零件形狀確定沖壓工序類型和選擇工序順序。沖壓該零件需要的基本工序有拉深、沖孔、落料。其中拉深決定了零件的總體形狀和尺寸，因此選擇合理的拉深方法十分重要。查沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊采用無工藝切口帶料連續(xù)拉深工藝。多工位拉深級進(jìn)模：側(cè)刃定距首次拉深（大徑40mm）二次拉深（大徑40mm）三次拉深（大徑40mm）四次拉深（大徑40mm）階梯拉深（小徑34mm）側(cè)面沖孔（3X8mm）切斷落料（40mm）2.4毛坯尺寸計(jì)算確定修邊余量h為使計(jì)算盡可能準(zhǔn)確，各工序均按料厚中心線尺寸計(jì)算。取h=60mm,d=36mmn

5、（h直徑為d的圓筒形件首次拉深時可能得到的最大高度）n根據(jù)工件的相對高度h/d=60/36=1.667查vv沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表4-4取修邊余量h=5mm計(jì)算過程如下：已知數(shù)據(jù)D=40;d=34;r=3;h=5;h=65;t=2;h2=16;H=h1+h=(65-16)+5=54A=n(D+t)(H-r)=3.14X(40+2)(54-3)=6725.88A=nr/2Xn(D+t-r)+4r=3.14X3F2X3.14X39+4X3=633.31A23=nr/2Xn(d+r+t)-4r=3.14X3F23.14X39-4X3=520.27im2A=n(d+t)(h2-2r)=3.14X(34+

6、2)X(16-2X3)=1130.4A=n/4X2nr(d+t-2r)+8r2+n/4X(d+t-2r)25=1/4X3.14(637.2+900)=1206.7毛坯z展開表面積:nD2=10216.562DA=A總m2+A+A+A+A=-1234-仁54所以毛坯直徑:判斷階梯圓筒形件的拉深次數(shù)判斷階梯圓筒形件能否一次拉伸成形根據(jù)沖沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)式4-21h1h2/dn=65/36=1.81;h/dn=60/36=1.67由于h1h2/dnh/dn故該工件不能一次拉出。判斷是否使用壓邊圈2根據(jù)毛坯相對厚度1_X100%=X100%宀1.75查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表4-11首次拉伸允許的相對拉

7、深高度0.940.77查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表4-1壓邊圈可用可不用。查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表4-10得：筒形件大徑第一次極限拉深系數(shù)m1=0.65；m2=0.75；m3=0.80；m4=0.842%)，由于材料為拉深性能較差的Q235,其極限拉深系數(shù)應(yīng)增大(1.5%取2%故m1=1.02X0.65=0.663m2=1.02X0.75=0.765m3=1.02X0.80=0.816m4=1.02X0.84=0.8573.2判斷大徑d40mm處的拉深次數(shù)用拉深系數(shù)判斷m=d1/D=0.368mvm1;所以直徑40mm部分不能一次拉成。拉深次數(shù)確定試判斷一次拉深系數(shù)m1=0.663m=0.368說明一

8、次拉深不夠；試判斷兩次拉深系數(shù)m1m2=0.663X0.765=0.51m=0.368所以兩次拉深不夠試判斷三次拉深系數(shù)mlm2m3=0.663X0.765X0.816=0.414m=0.368mlm2m3m4=0.663X0.765X0.816X0.857=0.355vm=0.368所以需采用4次拉深3.3判斷拉階梯小徑d34mm處的拉深次數(shù)2%），由于材料為拉深性能較差的Q235，其極限拉深系數(shù)應(yīng)增大（1.5%取2%。m1=0.663；m=d2/d1=36/42=0.86m1一次拉深成形。調(diào)整拉深系數(shù)共5次拉深，大徑40mm四次拉深，小徑34mm一次拉深。取m1=0.66m2=0.76m3

9、=0.82m4=0.896m5=0.857各次工序件的直徑為：d1=m1D=0.66X114=75.24mmd2=m2d1=0.76X74.24=57.2mmd3=m3d2=0.82X57.2=46.9mmd4=m4d3=0.896X46.9=42mmd5=m5d4=0.857X42=36mm計(jì)算各次拉深的圓角半徑和拉深高度拉深的圓角半徑計(jì)算大徑首次拉深的圓角半徑：t=2mm拉深凹模的圓角半徑可按經(jīng)驗(yàn)公式：r=0.8、（Dd”d式中r凹模圓角半徑（mm）；dD毛坯直徑或上道工序拉深件直徑；d本道拉深后的直徑;t材料厚度(mm)。r=0.8、(D-d”t=0.8(11475.24)x27.04凹

10、模圓角半徑：r=7mmd1凸模圓角半徑：r=(0.71.0)r=6mmp1d工序件圓角半徑：r=rt/2=7mm1p1計(jì)算大徑d40mm二次拉深的圓角半徑凹模圓角半徑：r=5mmd2凸模圓角半徑：r=4mmp2工序件圓角半徑：r=5mm2計(jì)算大徑d40mm三次拉深的圓角半徑凹模圓角半徑：r=4mmd3凸模圓角半徑：r=3mmp3工序件圓角半徑：r=4mm3計(jì)算大徑d40mm四次拉深的圓角半徑凹模圓角半徑：r=3mmd4凸模圓角半徑：r=3mmp4工序件圓角半徑：r=3mm4計(jì)算小徑d34mm拉深的圓角半徑凹模圓角半徑：r=3mmd5凸模圓角半徑：r=3mmp5工序件圓角半徑：r=3mm53.4

11、.2計(jì)算各次拉深高度=0.251142I75-75丿+。垠(75+0.32x7)=24.57+3.1=27.67mm=0.25114257-57丿+0.4唁匕+0.3225)=松75+2.2=44.95mm=0.25114247-47丿+。.喘(47+0.3224)=5+1-859.2mm=0.25114242-42丿+0.4得(42+O.3223)=66.9+68.2mm=0.25D2+0.43(d+0.32r)nnn=彩x100%=3.14x()22-100 x126100%=88.2%工藝計(jì)算排樣毛坯直徑D=114mm由于采用無工藝切口帶料連續(xù)拉深D=D+h=114+5=119mm查沖壓

12、模具簡明設(shè)計(jì)手冊表7.25側(cè)面搭邊值a=2mm條料寬度B=D+2a=119+4=123mm步距A=(0.80.9)D=107mm采用用側(cè)刃定距查沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì)表2-9C=1mm查沖壓工藝與(1142)3/、H=0.2536+0.43V36+0.32x3丿=81.25+1.3=82.55mm沖模設(shè)計(jì)表5(36丿362-10y=0.15mmb=2mm1條料寬度B=D+1.5a+nb=119+1.5X2+2X2=126mm1導(dǎo)料板寬度B=B+C=D+2a+nb+C=119+2X1.35+2X2+1=128mm1B1=D+2a+y=119+2X1.35+0.15=123mm材料利用率沖壓力、沖裁力

13、的計(jì)算總拉深力首次拉伸的拉深力按下式計(jì)算：F二k兀dtG=0.72X3.14X75.24X111bk1=0.72)2X400=136082.0736N（查表4-15以后各次拉深的拉伸力計(jì)算F二k兀dtG=0.85X3.14X57.2X2X400=122133.44N（查表4-15222bk2=0.85)k2=0.8)k2=0.6)k2=0.4)F二k兀dQ=0.8X3.14X46.9X2X400=94250.24N(查表4-15TOC o 1-5 h z23bF二k兀dQ=0.6X3.14X42X2X400=63302.4N(查表4-1524bF二k兀dQ=0.4X3.14X36X2X400=

14、36172.8N(查表4-1525b式中：d1第一次拉深直徑，根據(jù)料厚中心計(jì)算(mm)g材料抗拉強(qiáng)度(Mpa),380470Mpa取g=400bbK系數(shù)，由沖模設(shè)計(jì)手冊P185頁表5-5查得0.82t材料厚度1mmF=F+F+F+F+F=135648+122133.4494250.2463302.436172.8拉12345=451940N公稱壓力：P=1.8F=1.8X451505=813494N拉沖孔的沖裁力k=1.3；L-=3.14X8=25.12；t=2mm查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表1-3t=310380取t=350MPa查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表2-18K=0.055推F二kLtT=1.3X

15、25.12X2X350=22859.2沖F二2.5KF=2.5X0.055X22859.2=3143.14推推沖F=3(F+F)=(22859.2+3143.14)X3=26002X3=78007N孔沖推落料模的沖裁力查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)k=1.3;L-=3.14X42=131.88;t=2mm表1-3t=310380取t=350MPA查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表2-18K=0.055推F二kLtT=1.3X131.88X2X350=120010.8N沖F二2.5KF=2.5X0.055X120010.8=16501.5N推推沖F=F+F=120010.8+16501.5=136512N落沖推側(cè)刃沖

16、裁力L=100mm;s=2mm;k=1.3;L-=2X(100+2)=204;t=2mm查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表1-3t310380取t=350MPA查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表2-18K=0.055推F二kLtT=1.3X204X2X350=185640N沖F二2.5KF=2.5X0.055X142800=25525.5N推推沖F=F+F=185640+25525.5=211165.5N側(cè)沖推總壓力計(jì)算F=+FF+F=21116681349478007136512=1239179KN總側(cè)拉孔落壓力機(jī)的選用根據(jù)總壓力與閉合高度選取國產(chǎn)板料多工位壓力機(jī)主要技術(shù)參數(shù)公稱壓力（KN）2500滑塊行程（mm）

17、200行程次數(shù)（次/分鐘）20-25最大裝模高度（mm）490工位數(shù)9工位間距300標(biāo)稱壓力行程6.6模具工作部分尺寸和公差計(jì)算計(jì)算各次拉深凸、凹模的尺寸計(jì)算大徑d40mm首次拉深的凸、凹模的尺寸d二(d+0.4A)o二75ommplmin-50.074pd=(d+0.4A+2Z)+5d=79+0-12mmTOC o 1-5 h zd1min00計(jì)算大徑d40mm二次拉深的凸、凹模的尺寸d二(d+0.4A)0二570mmp2min-5-0.074pd-(d+0.4A+2Z)+5d=61+0-12mmd2min00計(jì)算大徑d40mm三次拉深的凸、凹模的尺寸d二(d+0.4A)0二470mmp3m

18、in-5-0.062pd=(d+0.4A+2Z)+5d-51+0-1mmd3min00計(jì)算大徑d40mm四次拉深的凸、凹模的尺寸d二(d+0.4A)0二400mmp4min-5-0-062pd=(d+0.4A+2Z)+5d=44+0-1mmd4min00計(jì)算小徑d34mm拉深的凸、凹模的尺寸d二(d+0.4A)0二340mmp5min-5-0-062pd=(d+0.4A+2Z)+5d=38+0-1mmd5min005.2沖e8孔的凸、凹模刃口尺寸Z=0-360mmmaxt=2mm；Q235x=0-5；d=8mm；Z=0-246mmmin自由公差精度等級IT14查機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測標(biāo)準(zhǔn)公差表2-2取e8+0.36；n5=0.015；d5=0.009沖孔e8+0.360pd=d+x)0=(8+