圓筒拉深沖壓工藝及模具設(shè)計說明書

1、 目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc9096 第1章 前言 PAGEREF _Toc9096 2 HYPERLINK l _Toc30105 第2章 沖壓件工藝分析 PAGEREF _Toc30105 4 HYPERLINK l _Toc24583 1、 材料性能分析 PAGEREF _Toc24583 4 HYPERLINK l _Toc24461 2、 工件結(jié)構(gòu)形狀分析 PAGEREF _Toc24461 4 HYPERLINK l _Toc17022 3、 工藝方案分析 PAGEREF _Toc17022 4 HYPERLINK l _Toc23374 第

2、3章 工藝參數(shù)計算 PAGEREF _Toc23374 6 HYPERLINK l _Toc22880 1、確定修邊余量 PAGEREF _Toc22880 6 HYPERLINK l _Toc7508 2、計算毛坯直徑D PAGEREF _Toc7508 6 HYPERLINK l _Toc4078 3、拉深次數(shù)的確定 PAGEREF _Toc4078 7 HYPERLINK l _Toc20980 4、排樣方式的選擇 PAGEREF _Toc20980 7 HYPERLINK l _Toc32465 （1）搭邊值的確定 PAGEREF _Toc32465 8 HYPERLINK l _To

3、c7706 （2）寬度的確定 PAGEREF _Toc7706 8 HYPERLINK l _Toc4751 5、材料利用率的計算 PAGEREF _Toc4751 8 HYPERLINK l _Toc12915 第4章 沖壓力及沖壓中心的計算 PAGEREF _Toc12915 9 HYPERLINK l _Toc15985 1、 沖壓力的計算 PAGEREF _Toc15985 9 HYPERLINK l _Toc27944 （1）落料時沖壓力 PAGEREF _Toc27944 9 HYPERLINK l _Toc26587 （2）拉深力 PAGEREF _Toc26587 9 HYPE

4、RLINK l _Toc9838 2、 沖壓壓力中心計算 PAGEREF _Toc9838 9 HYPERLINK l _Toc21796 第5章 沖壓壓力機的選擇 PAGEREF _Toc21796 10 HYPERLINK l _Toc26211 第6章 凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc26211 11 HYPERLINK l _Toc1136 1、 落料凸、凹模刃口尺寸計算 PAGEREF _Toc1136 11 HYPERLINK l _Toc30490 (1)沖裁間隙的確定 PAGEREF _Toc30490 11 HYPERLINK l _Toc12828 (2)刃口尺寸的

5、計算及依據(jù)與法則 PAGEREF _Toc12828 11 HYPERLINK l _Toc7108 2、 拉深凸凹模圓角半徑 PAGEREF _Toc7108 11 HYPERLINK l _Toc21430 3、 拉深凸模和凹模單邊間隙Z PAGEREF _Toc21430 11 HYPERLINK l _Toc15953 4、 拉深凸、凹模工作部分尺寸及公差 PAGEREF _Toc15953 11 HYPERLINK l _Toc13215 第7章 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc13215 13 HYPERLINK l _Toc12040 1、 模架選擇 PAGEREF _

6、Toc12040 13 HYPERLINK l _Toc31426 2、 模柄選用 PAGEREF _Toc31426 13 HYPERLINK l _Toc11746 3、 卸料裝置的設(shè)計 PAGEREF _Toc11746 13 HYPERLINK l _Toc8458 4、 銷釘、螺釘選擇 PAGEREF _Toc8458 13 HYPERLINK l _Toc29609 （1） 固定銷 PAGEREF _Toc29609 13 HYPERLINK l _Toc17018 （2） 螺釘 PAGEREF _Toc17018 13 HYPERLINK l _Toc24876 第8章 模具閉合

7、高度的校核 PAGEREF _Toc24876 15 HYPERLINK l _Toc1558 總結(jié) PAGEREF _Toc1558 16 HYPERLINK l _Toc27916 參考文獻 PAGEREF _Toc27916 17第1章 前言沖壓是使板料經(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板料進行加工。常溫下進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)是國民經(jīng)濟的基礎(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)的廉價的軋鋼鋼板或鋼帶為壞料，且在生

8、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，是其他加工方法所不能比擬的。使用模具已成為當代工業(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。一般壓力機加工，一臺普通的壓力機設(shè)備每分鐘可成形零件幾件到幾十件，高速壓力機的生產(chǎn)率已達到每分鐘數(shù)百件甚至上千件。據(jù)不完全統(tǒng)計，飛機、汽車、拖拉機、電機、電器、儀表、等產(chǎn)品，有60%左右的零件是用模具加工出來的；而自行車、手表、洗衣機、電冰箱及電風扇等輕工業(yè)產(chǎn)品，有90%左右的零件時用模具加工出來的

9、；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進行。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。為了滿足制件更新?lián)Q代快和生產(chǎn)批量小的發(fā)展趨勢，發(fā)展了一些新的成形工藝(如高能成形和旋壓等)、簡易模具（如軟模和低熔點合金模等）、通用組合模具和數(shù)控沖壓設(shè)備等。這樣，就使沖壓生產(chǎn)既適合大量生產(chǎn)，也同樣適用于小批生產(chǎn)。不斷改進板料性能，以提高其成形能力和使用效果，例如研制高強度鋼板，用來生產(chǎn)汽車覆蓋件，以減輕零件重量和提高其結(jié)構(gòu)強度。接線端子零件是沖壓生產(chǎn)的一個典型零件，在客車生產(chǎn)中有很強的作用，其模具設(shè)計有一定的實用價值。對于該制件我們利用先進的模具

10、生產(chǎn)提高生產(chǎn)效益、保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約成本，從而取得很高的經(jīng)濟效益。沖壓件與 HYPERLINK /doc/413699-438176.html t /doc/_blank 鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強的特點。沖壓可制出其他方法難于制造的帶有加強筋、 HYPERLINK /t017bfb9b17b2806525.jpg 沖壓肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具，工件精度可達微米級，且重復(fù)精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔窩、凸臺等。冷沖壓件一般不再經(jīng)切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面狀態(tài)低于冷沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件、鍛件， HYPERLINK /doc/6971

11、365-7194051.html t /doc/_blank 切削加工量少。 本次課程設(shè)計的內(nèi)容為用模具生產(chǎn)不帶凸緣圓筒拉深件，其中包括落料、拉深等工序。其中把落料和拉深用復(fù)合模完成，解決落料和拉深的計算問題同時對相關(guān)的模具的零件給以詳細的設(shè)計。生成裝配工程圖和相關(guān)的零件圖。第2章 沖壓件工藝分析材料性能分析該沖裁件的材料是79NiMo4，具有較好的拉深性能。圖2-1 制件圖工件結(jié)構(gòu)形狀分析根據(jù)制件的材料、厚度、形狀及尺寸，在進行沖壓工藝設(shè)計和模具設(shè)計時，應(yīng)特別注意以下幾點：該制件為圓形拉深件，因此在設(shè)計時，毛坯尺寸的計算是一個重點。要確定落料、拉深各工序的順序。制件不大，可能需要經(jīng)過多次拉深

12、。如果需要經(jīng)過多次拉深，則拉深工序的確定以及拉深工序件尺寸的計算是正確進行工藝和模具設(shè)計的關(guān)鍵。沖裁間隙、拉深凸凹模間隙以及每道拉深工序的高度的確定，應(yīng)符合制件的要求。各工序凸凹模動作行程的確定應(yīng)保證各工序運動穩(wěn)妥、連貫。工藝方案分析根據(jù)該零件的形狀特征，該產(chǎn)品屬于拉伸件，需要進行落料、拉深兩個基本恭喜工序?？梢杂幸韵鹿に嚪桨福悍桨敢唬合嚷淞希状卫?，再次拉深。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：先落料，后兩次復(fù)合拉深。采用單工序模+復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：先落料+拉深復(fù)合，后再拉深，采用復(fù)合模+單工序模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，需要三道工序三副模具，成本高效率低。方案二只要兩副模具，但制造難度大，成本也

13、大。而方案三只需兩幅模具，工件的精度以及生產(chǎn)效率較高，操作方便，成本較低，從而該沖壓生產(chǎn)采用方案三比較好。第3章 工藝參數(shù)計算1、確定修邊余量h=31mm，d=32.5-1=31.5，則h/d=31/31.5=0.98。查表5-2得出修邊余量=2.5mm，從而拉深高度H=h+h=33.5mm。2、計算毛坯直徑D圖3-1 圓筒形拉深件毛坯尺寸計算旋轉(zhuǎn)體零件的毛坯應(yīng)該是圓形的，其直徑按面積相等的原則計算。計算時，首先應(yīng)該將拉深零件劃分成若干個便于計算的部分，分別計算出各部分的面積并相加，即可得到零件的總面積F。然后根據(jù)旋轉(zhuǎn)體零件的總面積，計算出圓形毛坯的直徑。如圖3-1所示，為便于計算，將其分為三

14、個部分，每部分的面積分別為： 將三部分的面積相加，并使，可得： 式中，A為拉深件的總面積（含修邊余量）；D0為拉深件的毛坯直徑；Ai為拉深件各組成部分的面積。計算得：3、拉深次數(shù)的確定拉深次數(shù)的確定可根據(jù)拉深系數(shù)和零件相對高度h/d來確定，在這里選擇根據(jù)零件的相對高度h/d來確定。無凸緣拉深件相對高度h/d與拉深次數(shù)的關(guān)系如下表：表3-1 拉深件相對高度h/d與拉深次數(shù)的關(guān)系（無凸緣圓筒形件）拉深次數(shù)坯料的相對厚度（t/D）（%）21.51.51.01.00.60.60.310.940.770.840.650.710.570.620.521.881.541.601.321.361.11.130

15、.9433.52.72.82.22.31.81.91.545.64.34.33.53.62.92.92.4根據(jù)零件拉深后尺寸計算，可以得到h/d0.98，而原坯料的相對厚度t/D1.16%，根據(jù)表3-1可以得到該拉深零件的拉深次數(shù)為1，因此可知該拉深零件可一次拉深成型。4、排樣方式的選擇分析零件形狀，應(yīng)采用直排的排樣方式，零件可能的排樣方式有圖3-2所示。圖3-2 示意圖（1）搭邊值的確定排樣中相鄰兩工件之間的余料或工件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應(yīng)愈小愈好。但過小的搭邊容易擠進凹模，增加刃口磨損，降低模具壽命，并且也影響沖裁件的剪切表面質(zhì)量。一般來說，搭邊值

16、是由經(jīng)驗和查表來確定的，該制件的搭邊值采用查表取得。經(jīng)查表可確定最小搭邊值a和a1，a取1.2mm，a1取1.5mm。（2）寬度的確定根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)不同，可分為有側(cè)壓裝置的模具和無側(cè)壓裝置的模具，側(cè)壓裝置的作用是用于壓緊送進模具的條料（從料帶側(cè)面壓緊），使條料不至于側(cè)向竄動，以利于穩(wěn)定地加工生產(chǎn)。本套模具導(dǎo)料板為無側(cè)壓裝置。故按下式計算：式中:B為條料寬度；為條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a為側(cè)搭邊值；為條料寬度的單向（負向）偏差，查表得=0.4。所以根據(jù)以上理論數(shù)據(jù)得出：5、材料利用率的計算沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比就叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的經(jīng)濟性指標。關(guān)于材料利用率

17、，可用下式表示：=A/BS100%式中: A為一個步距內(nèi)沖裁件的實際面積（mm2）；B為條料寬度（mm）； S為步距（mm）。計算得： 具體排樣圖如圖3-3所示：圖3-3 排樣圖第4章 沖壓力及沖壓中心的計算沖壓力的計算計算沖裁力的目的是為了選用合理的壓力機、設(shè)計模具以及檢驗?zāi)＞叩膹姸?。壓力機的噸位必須大于所計算的總沖壓力，以適應(yīng)沖壓工藝的需求。（1）落料時沖壓力根據(jù)沖裁力計算公式，其中沖裁周邊長度長度，材料厚度，材料抗拉強度。因此可得沖裁力卸料力推件力頂件力（2）拉深力根據(jù)拉深圓筒形零件拉深力計算公式：可得拉深力為總沖壓力為：計算得：沖壓壓力中心計算模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點

18、位置。為了確保壓力機和模具正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合，否則會使沖模和壓力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過大的摩擦，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。分析本制件圖2-1可知，該圖關(guān)于中心對稱，外輪廓為中心對稱。所以壓力中心即為工件的幾何中心，即壓力中心距兩邊距離均為16.25mm。第5章 沖壓壓力機的選擇 壓力機可分為機械式和液壓式，機械式分為摩擦壓力機、曲柄壓力機、高速沖床，液壓式分為油壓機、水壓機，而在生產(chǎn)中一般常選用曲柄壓力機，曲柄壓力機分有開式和閉式兩種，開式機身形狀似英文字母C

19、，其機身前端及左右均敞開，操作可見大，但機身剛度差，壓力機在工作負荷作用下會產(chǎn)生變形，一般壓力機噸位不超過2000KW。閉式機左右兩側(cè)封閉，操作不方便，但機身剛度好，壓力機精度高?？紤]到經(jīng)濟性能、加工要求和操作方便在此選開式壓力機。由于總沖壓力，而由公式選取J23-10固定開式可傾曲柄壓力機。參數(shù)如下表：表5-1 壓力機參數(shù)型號J23-10公稱壓力（KN）100滑塊行程（mm）45滑塊行程次數(shù)（）145最大閉合高度（mm）210閉合高度調(diào)節(jié)量（mm）55滑塊中心線至機身距離（mm）150工作臺尺寸（mm）前后275左右425模柄孔尺寸（mm）直徑40深度60工作臺孔尺寸（mm）前后195左右1

20、55第6章 凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計落料凸、凹模刃口尺寸計算沖裁件的尺寸精度主要決定于模具的刃口尺寸精度，模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設(shè)計沖裁模主要任務(wù)之一。(1)沖裁間隙的確定根據(jù)實用間隙表查得材料79NiMo4的最小雙面間隙Zmin=0.100mm，最大雙面間隙Zmax=0.140mm。 (2)刃口尺寸的計算及依據(jù)與法則配作法就是先按設(shè)計尺寸制出一個基準件（凸模或凹模），然后根據(jù)基準件的實際尺寸按間隙配制另一件。這種加工方法的特點是模具的間隙由配制保證，工藝比較簡單，并且還可適當放大基準件的制造公差，使制造容易，故目前一般工廠常常采用此種加

21、工方法。根據(jù)工件的具體結(jié)構(gòu)得到該工件的沖裁尺寸為落料尺寸，應(yīng)該以凹模為基準件來配作凸模。該工件的尺寸86mm為凹模磨損后變大的尺寸，即A類尺寸。其中，x為磨損系數(shù)，取0.5；為工件公差（按IT11計算，=0.22mm）。計算得：拉深凸凹模圓角半徑由于工件保證外形尺寸，所以由圖知，取。所以凸模圓角半徑為5mm。凹模圓角半徑為5mm。拉深凸模和凹模單邊間隙Z根據(jù)凸模和凹模單邊間隙計算公式：其中，為材料最大厚度。計算得凸模和凹模的單邊間隙。拉深凸、凹模工作部分尺寸及公差 由于工件保證外形尺寸，由參考文獻1得凸、凹模工作部分尺寸及其公差計算公式分別為 式中，為凹模的公稱尺寸；為凸模的公稱尺寸；為拉深件

22、外徑下極限尺寸；為拉深件公差；、為凸模、凹模的制造公差，由參考文獻1得：mm、；為拉深模的間隙。 計算得：、第7章 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計模架選擇由凹模的尺寸計算出凹模周界，再由凹模周界從標準 中選取標準模架125125110140 GB/T2851.3，如下表所示。凹模周界(mm)閉合高度(H/mm)零件件號、名稱及標準號1234上模座GB/T2855.5下模座GB/T2855.6導(dǎo)柱GB/T2861.1導(dǎo)套GB/T2861.6數(shù)量LB最小最大1122規(guī)格125125110140175170301751703522100226028模柄選用根據(jù)壓力機的模柄中心孔尺寸，按JB/T 7646.3-20

23、08選擇凸緣式A 20 JB/T 7646.3-2008，材料為Q235A。卸料裝置的設(shè)計根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，模具凸凹模處選用打料桿的卸料方式，為剛性卸料；模具下模部分選用橡膠和推桿的形式來推出制件，為彈性卸料。銷釘、螺釘選擇固定銷根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，銷釘選用：銷GB/T 119.1 10m540、銷GB/T 119.1 10m525和銷GB/T 119.1 10m520，材料為35鋼。螺釘為使凸凹模固定板安裝在上模架和凹模安裝在下模架上時不影響模具在壓力機上的安裝，應(yīng)采用內(nèi)六角圓柱頭螺釘，其中上模固定螺釘拉深凸模固定螺釘選用螺釘GB/T 70.1 M520，拉深凸模固定螺釘選用螺釘GB/T 70.1 M525，下模固定螺釘選用GB/T 70.1 M530，模柄螺釘選用GB/T 70.1 M412；另外，承料板固定螺釘選用六角頭螺栓：螺栓GB/T 5783 M310，卸料板固定螺釘選用開槽沉頭螺釘：螺釘 GB/T 68-2000 M410。第8章 模具閉合高度的校核上模座高度25m