圓筒件落料拉深沖壓模具課程設計說明書DOC

1、課程設計課程名稱材料成型工藝及設計題目名稱圓筒件的模具設計專業(yè)班級 材控112學 號 33311227學生姓名 張孝富指導教師聶信天 夏榮霞 徐秀英2014年9 月25日目錄課程設計任務書 3產(chǎn)品圖及設計說明 3序言 4第1章制件的工藝性分析 51.1 圓筒件工藝性分析 51.2 零件工藝方案的確定 5第2章工藝方案的制定及分析比較 6第3章圓筒形拉深件工藝計算 73.1 工藝尺寸的計算 73.2 拉深力的確定 93.2.1首次拉深 93.2.2第二次拉深 103.2.3第三次拉深 103.2.4第四次拉深 103.2.5 確定壓力中心 113.3 拉深模間隙 113.4 凸凹模工作部分的尺寸

2、及公差的確定 113.4.1第一次拉深 113.4.2 第二次拉深 113.4.3第三次拉深 123.4.4第四次拉深 123.5 落料拉深復合模其它工藝計算 123.6 排樣圖設計及材料利用率計算 133.7 壓邊的橡膠計算 14153.8 卸料裝置的設計153.8.1剛性卸料裝置 153.8.2彈性卸料裝置 153.8.3橡皮的選用 163.8.4卸料板 163.8.5推件裝置 163.8.6卸料螺釘?shù)?章模具結構的確定 174.1模具的形式 174.1.1 正裝式特點 174.1.2 倒裝式特點 174.2定位裝置 174.3卸料裝置 174.3.1 條料的卸除 174.3.2 工件的卸

3、除 174.4導向零件 174.5模架 174. 5. 1標準模架的選用 18第5章編寫工藝卡片 18結束語 19參考文獻 20課程設計任務書題目名稱圓筒件的模具設計專業(yè)班級材控112姓名張孝富學號33311227產(chǎn)品圖及設計說明零件簡圖：如右圖所示。名稱：圓筒生產(chǎn)批量：大批量材料：30鋼材料厚度：0.5mm要求設計此工件的落料拉深模。序言沖壓是使板料經(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 的基礎工業(yè)。模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度，使產(chǎn)品質量穩(wěn)定，而且在加

4、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，且在生產(chǎn)中不需加熱，具有生產(chǎn)效率高、質量好、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?，F(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展和技術水平的提高，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)率和質量。一般壓 力機加工，一臺普通的壓力機設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

5、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；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。本次課程設計的內容為用模具生產(chǎn)無凸緣圓筒件，其中包括落料、拉深、二次拉深、三次拉深、四次拉深、 切邊等工序。其中把落料和首次拉深用復合模完成，而其他不出圖但進行了相關的尺寸計算， 重點在復合模上，解決落料和拉深的計算問題同時對相關的模具的零件給以詳細的設計。生成裝配工程圖和相關的零件圖。第1章制件的工藝性分析1.1圓筒件工藝性分析(1) 零件材料

6、為 30鋼，其塑性，韌性較好，屈服強度d s為295MPa,抗拉強度r b為 490MPa,利于各種工序的加工。(2) 從零件圖樣上看，其尺寸有公差要求，故精度較高，屬于一般零件，其公差按IT14處理, 給模具制造帶來一系列方便 A、如果沖壓件零件圖上沒有標注公差，只有公稱尺寸，則應該給以標注公差；圓形件，沖模按IT76級制造模具。B、按 入體”原則把它們逐個改為單向公差(目的是方便于以后的刃口尺寸計算)；外形部分，化為上偏差為零，下偏差為負(相當為基軸制標注，只小不大)；2零件的形狀、結構及沖壓工藝性(1) 該零件總體屬于圓筒形拉深件，無凸緣的普通件(2) 該零件的厚度t=0.5mm,且材料

7、較軟對于各種工序都有可以適應(3) 零件圓微形部分高為 75mm,可能需要幾次拉深成形(4) 綜上所述，此零件可用冷沖壓加工成形(5) 成形半徑為10mm的半圓球形，需幾次成形1.2 零件工藝方案的確定(1) 模具類型的確定經(jīng)分析，工件尺寸精度要求較高，形狀不復雜，且不大，根據(jù)材料較薄(0.5mm)的特點，為保證較高的生產(chǎn)率，落料模具采用帶料(或條料、卷料)，漏料方式的沖裁模結構形式；從零件的結構形狀，尺寸公差來看，該零件可以使用單工序模、級進?；驈秃夏?，各種 模具都有各自的優(yōu)缺點，下面通過對其進行比較，得出較合適的模具類型。 單工序模。制件公差等級一般，生產(chǎn)率較低，在高速自動沖床上不能使用，

8、安全性不高，但模具制造工作量小，成本低。 級進模。公差可達IT14IT10級，可加工復雜制件，生產(chǎn)率高，可使用高速自動沖床機， 安全性高，模具制造工作量較大，成本高。 復合模。公差IT9IT8級，生產(chǎn)率略高，安全性不高，模具制造工作量大，成本高。 綜上所述制件公差為IT14級，比較簡單，生產(chǎn)率要求高，所以可采用單工序模。(2) 制件工藝方案的確定從產(chǎn)品零件結構形狀可知，所需基本工序有落料、拉深；(3) 設計制圖落料拉深復合模3種，見表2.1 o第2章工藝方案的制定及分析比較完成此工件需要落料、拉深兩道工序。其加工方案分為表2.1工藝方案序號工藝方案結構特點1單工序模生產(chǎn)：落料、首次拉深、二次

9、拉深、二次拉深、四次 拉深、切邊模具結構簡單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的 加工，生產(chǎn)效率低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求。2復合模生產(chǎn)：落料-首次拉深復合、二次拉深、三次拉深、四次拉深、切邊冋一副模具完成兩道不冋的工序，大大減小了模具規(guī)模， 降低了模具成本，提咼生產(chǎn)效率，也難以提咼壓力機等設備 的使用效率；操作簡單、方便，適合中批量生產(chǎn)； 。3連續(xù)模生產(chǎn)：落料-拉深-拉深-拉深-拉深連續(xù)、切邊冋一副模具不冋工位完成兩道不冋的工序，生產(chǎn)效率咼， 模具規(guī)模相對第二種方案要大一些，模具成本要咼；兩道工 位之間的定位要求非常高。根據(jù)本零件的設計要求以及各方案的特點，決定采用第2種方案復合模

10、比較合理。第3章圓筒形拉深件工藝計算3.1工藝尺寸的計算(1) 確定切邊余量s由 H=75-0.25=74.75、d=40-0.5=39.5H/d=74.75/39.5 :. 1.89見文獻1p120查表4-2得：取修邊值S =5mm計算毛坯直徑D= d2 4dH -1.72rd -0.56r2= ；39.52 4 39.574.75 5 -1.72 10 39.5-0.56 102=116 mm確定拉深形式及拉深次數(shù)根據(jù)毛坯首次拉深不起皺的條件是：D-d22t即 116-39.5=76.522x0.5 得 76.511,故：D-d22t 成立所以應采用壓邊圈。確定每次拉深的拉深系數(shù)和直徑毛坯

11、的相對厚度t/D 10 0.4總拉深系數(shù)為m總=d/D=39.5/116=0.341取 m1=0.56, m2=0.78, m3=0.8 得：mn=0.9760.83m1 m2m3由上計算可得共需要 4次拉深;取m2=0.78, m3=0.8, m4=0.82貝 U： d1 =miD =66.12 取 dl =66.1mmd2 =m2d1 =51.56 取d2=51.5mm-Jd3 =m3d2 =41.2 取 d3=41.2mmd4 =m4d3 =33.78 取d4=33.7mm由于d4=33.7mmP3 P4 貝V：Q=(1/3 1/6)P2=(11.6 5.8)KN取 Q=10P 總=卩計

12、Q=34.7+10=44.7KN Jd2 +1.27 % =（202 +1.27X202% 5 = 227.5mm為保證橡膠墊不過早失去彈性而破壞，其允許的最大壓縮兩不得超過摘要高度的45% 般取自由高度的35%-45%橡膠墊的預壓縮量一般取自由高度的10%- 15%橡膠墊產(chǎn)生的力F 二 Ap式中：F 壓力；A 橡膠墊橫截面積；p 與橡膠墊壓縮量有關的單位壓力，如表3-1所示。表3-1橡膠壓縮量和單位壓力橡膠壓縮量（單位壓力（MPa橡膠壓縮量（）單位壓力（MPa）100.26251.03150.50301.52200.70352.10h預(0.10.15)店h自二 h工作 二405 = 135

13、mm0.30.3h 預=0.15 135 = 20.25mm又因為h總=32.5 20.25 = 42.75mm= 5.4 45則分成4小塊每塊高h、33.75mm3.8 卸料裝置的設計，卸料裝置分為剛性卸料裝卸去沖裁后緊箍在凸模外面的帶孔部分（制件或條料） 置和彈性卸料裝置；3.8.1剛性卸料裝置特點：優(yōu)點：卸料力大。缺點：沖裁時，板料沒有受到壓料力作用，因此沖裁后的帶孔部分有明顯的翹曲現(xiàn)象。適用場合：常用于材料較硬、厚度較大、精度要求不太高的工件的沖裁。（當t 3時，一般都采用剛性卸料）3.8.2 彈性卸料裝置特點：優(yōu)點：沖裁時彈性卸料板對條料有預壓作用，因此沖裁后的帶孔部分表面平整，精度

14、較高。缺點：卸料力小。適用場合：常用于材料較?。╰v 2 ）、硬度較小、精度要求高的工件的沖裁。所以：選用彈性卸料裝置一一卸料橡膠3.8.3 橡皮的選用橡皮材料：聚氨酯橡膠（PUR。聚氨酯橡膠：2=1535% ;仁10%橡皮工作時的總壓縮量L: L=A+t+B+ （ 35） =15+0.5+33+ （ 35） =51.553.5取52mm式中：A裝配完成時，凸模低于卸料板的高度；t料厚；35 刃口磨損量橡皮自由高度 H計算公式：hB沖裁完成時，凸模將落料推入凹模的深度;L _ 52巾-d （15% 35%） T0% 2081040mm式中：L橡皮工作時的總壓縮量，mm;& 1橡皮預壓縮率， %

15、;& 2橡皮工作時的總壓縮率，。3.8.4 卸料板卸料板外形尺寸計算：外形尺寸：同凹模（或凹模固定板）外形尺寸；內形尺寸：與凹模孔形狀基本相同，和凸模間有一定間隙； 彈性卸料時：與凸模單面間隙按（0.050.1 ） Z/2配合； 剛性卸料時：與凸模單面間隙?。?.20.5 ） Z/2配合； 導板式卸料板時：與凸模刃口尺寸按H7/h6配合。采用剛性卸料，材料：45鋼厚度：僅作卸料時： Hx=（ 1020） mm既作導板又作卸料時：Hx 二（0.8 1.0）Ha式中：Hx卸料板厚度， mmHa凹模厚度， mm3.8.5 推件裝置推件裝置安裝在上模部分，利用壓力機橫梁或模具內彈性元件，通過推桿、推板

16、等，將制件或廢料從凹模型腔內推出。分為彈性推件裝置和剛性推件裝置。彈性推件裝置：利用壓力機橫梁，通過安裝在模柄內的打桿進行推件。特點：壓平使沖裁件質量較好；但模具較厚；推件力小。岡性推件裝置：禾U用安裝在模具內部的彈性元件完成推出動作。特點：模具緊湊；推件力大、可靠。采用：剛性推件裝置，材料：45鋼3.8.6卸料螺釘卸料螺釘作用：固定彈性卸料板，限制彈性卸料板的靜止位置。卸料螺釘?shù)男螤睿簶藴始﨡B/T7650.5-94第4章模具結構的確定4.1模具的形式復合模又可分為正裝式和倒裝式。4.1.1正裝式特點沖出的工件表面比較平直為后續(xù)加工提供條件。4.1.2倒裝式特點操作方便，應用很廣，但工件表面

17、平直度較差，凸凹模承受的張力較大，因此凸凹模的 壁厚應嚴格控制，以免強度不足。經(jīng)分析，此工件，若采用正裝式復合模，操作很不方便；另外，此工件無較高的平直度 要求，工件精度要求也較低，所以從操作方便、模具制造簡單等方面考慮，決定二、三、四 次拉深采用倒裝式復合模，首次拉深用正裝。4.2定位裝置首次拉深采用固定式擋料銷縱向定位，安裝在凹模上，工作很方便。4.3卸料裝置4.3.1條料的卸除采用彈性卸料板。因為是正裝式復合模，所以卸料板安裝在上模。4.3.2工件的卸除采用打料裝置將工件從落料凹模中推下，落在模具工作表面上。4.4導向零件而且導向零件有許多種，如用導板導向，則在模具上安裝不便而且阻擋操作

18、者視線，所以 不采用；若用滾珠式導柱導套進行導向，雖然導向精度高、壽命長，但結構比較復雜，所以 也不采用；針對本次加工的產(chǎn)品的精度要求不高，采用滑動式導柱導套極限導向即可。模具在壓力機上的安裝比較簡單，操作又方便，還可降低成本。4.5模架若采用中間導柱模架，則導柱對稱分布，受力平衡，滑動平穩(wěn)，拔模方便，但只能一 個方向送料。若采用對焦導柱模架，則受力平衡，滑動平穩(wěn)，可縱向或橫向送料。若采用后 側導柱模架，則可三方向送料，操作者視線不被阻擋，結構比較緊湊，但模具受力不平衡， 滑動不平穩(wěn)。本設計決定采用后側導柱模架。4. 5. 1標準模架的選用落料拉深復合模零部件設計標準模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸，所以應首先計算凹模周界的大小。根據(jù)凹模高度和壁厚的計算公式得拉深凹模的工作部分長為33mm,由于在凹模內要安裝打料塊且與打桿相連，為保證修模余量且能正常工作，在凹模內留至少20mm自由尺寸。即拉深凹模高度為 80mm內徑為69.603 mm夕卜徑為 115.O500.08mm拉深凸模直經(jīng)為68.400.02 mm落料凹模內徑為115.5650O.012 mm模具采用后置導柱模架，根據(jù)以上計算結果，查得模架規(guī)格為：上模座 200mrnK160mmx 40mm ,下模座