筒形件拉深模具設計

1、磨具設計 -拉深模具設計說明書姓名：吳瑾班級：車輛01學號：學校：西安交通大學目錄課程設計任務書一沖壓件工藝分析-9二工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型1 工藝方案分析-92 主要參數(shù)計算-9三確定排樣圖和裁板方案1 裁板方案-122 排樣設計-12四. 計算工序沖壓力、壓力中心以及初選壓力機1. 落料力的計算-132 卸料力和頂件力的計算-133 壓邊力的計算-134 拉深力的計算-145、 壓力中心的計算-156 壓力機的選擇-16五工件零件刃口尺寸的計算-16六工件零件結(jié)構(gòu)尺寸和公差的確定1 整體落料凹模板的厚度H的確定：-172 凹模板長度L的計算-173 其他零件結(jié)構(gòu)尺寸-17七、模具總裝配圖拉

2、深模總裝配-28一、沖壓件工藝分析1、材料：該沖裁件的材料spcen是碳素工具鋼，具有較好的可拉深性能。2、零件結(jié)構(gòu)：該制件為圓桶形拉深件，故對毛坯的計算要。3、單邊間隙、拉深凸凹模及拉深高度的確定應符合制件要求。4、 凹凸模的設計應保證各工序間動作穩(wěn)定。5、 尺寸精度：零件圖上所有未注公差的尺寸，屬于自由尺寸，可按IT14級確定工件尺寸的公差。 查公差表可得工件基本尺寸公差為： 二、工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型1、工藝方案分析2、 主要工藝參數(shù)的計算(1)確定修邊余量該H=50-1=49mm, d=50-2=48mm, 則H/d=49 / 48=1.02 查表5-5無凸緣零件切邊余量 = 2.5m

3、m 則可得拉深高度H H=h+=50+2.5=52.5mm(2)計算毛坯直徑D由于板厚小于1mm，故可直接用工件圖所示尺寸計算，不必用中線尺寸計算。 D= = (3)確定拉深次數(shù)按毛坯相對厚度t/D=0.8/130和工件相對高度H/d=49/69=0.71初步確定需要一次拉成。 (4)選取凸凹模的圓角半徑考慮到實際采用的拉深系數(shù)均接近其極限值,故拉深凹模圓角半徑r應取大些,根據(jù)壓工藝與模具設計表4-7知：r=10t=100.8=8 mm由沖壓工藝與模具設計式（4-49）和式（4-50）即：r=(0.70.8) r和r=(0.70.8)r計算拉深凹模與凸模的圓角半徑，分別為： r=8 mm r=

4、6 mm (5)畫出工序件簡圖工序簡圖如下圖2所示： 圖2三、確定排樣圖和裁板方案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。 于t=0.8mm,查沖壓工藝與模具設計附表7軋制薄鋼板擬選用規(guī)格為： 0. 的板料。2、 排樣設計圖3查沖壓工藝與模具設計表2-10，確定搭邊值 兩工件間的橫搭邊a=1.2mm；兩工件間的縱搭邊a=1.0mm； 步距S=d+a=50+1=51mm； 條料寬度B=（D+2a+）=52.8故一個步距內(nèi)的材料利用率為： =A/BS100 =/BS100 =72.9由于直板材料選取0. 故每塊板料可裁剪919=171個工件故每塊板料（0.）的利

5、用率為： =nA/LB100 =171(d/2)100 =67四、計算工序沖壓力、壓力中心以及初選壓力機1、落料力的計算F=1.3Lt式中L沖裁輪廓的總長度；t板料厚度；-板料的抗拉強度查沖壓工藝與模具設計附表1可知：=400MPa 。故：F=1.8400=65.31KN2、 卸料力和頂件力的計算 =KF =K F式中K為卸料力系數(shù)，K為頂件力系數(shù)查沖壓工藝與模具設計表1-7知：K=0.050；K =0.08故： =KF =0.0565.31 =3.27KN =K F =0.0865.31 =5.22KN3、壓邊力的計算采用壓邊的目的是為力防止變形區(qū)板料在拉深過程中的起皺，拉深時壓扁力必須適當

6、，壓邊力過大會引起拉伸力的增加，甚至造成制件拉裂，壓邊力過小則會造成制件直壁或凸緣部分起皺，所以是否采用壓邊裝置主要取決于毛坯或拉深系數(shù)m和相對厚度t/D100 由于t/D100=0.8/ =0.62 拉深系數(shù)=0.53故：查沖壓工藝與模具設計表4-3知拉深需要采用壓邊裝置。壓邊力:=式中A為初始有效面積；為單位壓邊力（MPa）查沖壓工藝與模具設計表4-4可知：=2MPa = = = =15.2 KN 4、拉深力的計算拉深時拉深力=式中：d1為拉深時工件的直徑； 為材料抗拉強度（MPa）； 為修正系數(shù)。查沖壓工藝與模具設計表4-1可知：=1拉深力：= = =69.33 KN由于制件屬于深拉深，

7、故確定壓力機的公稱壓力應滿足： 故： =67.2KN綜上所述：=+ + =158.33KN5壓力中心的計算 圖4由于是圓形工件，如圖4所示，所以工件的壓力中心應為圓心即o(25,25)6、壓力機的選擇由于該制件數(shù)億小型制件，且精度要求不高，因此選用開始可傾壓力機，它具有工作臺面三面敞開，操作方便，成本低廉的有點。根據(jù)總壓力選擇壓力機，前面已經(jīng)算得壓力機的公稱壓力為158.33 KN，查沖壓工藝與模具模具設計表7.3提供的壓力機公稱壓力中可選取壓力機的型號為：J23-16F五、工件零件刃口尺寸的計算刃口尺寸按凹模實際尺寸配作，用配作法，因此凸模基本尺寸與凹模尺寸相同，保證單邊間隙(mm)圖5 查

8、沖壓工藝與模具設計表1-3可知： 拉深模的單邊間隙為：Z=0.015 mm式中x為補償刃口磨損量系數(shù)。查沖壓工藝與模具設計表2-21可知：x=0.5 取落料的尺寸公差I(lǐng)T14，則公差為=0.4mm所以落料凹模的尺寸為： =（130-0.50.4） =129.8mm六、工件零件結(jié)構(gòu)尺寸和公差的確定1、整體落料凹模板的厚度H的確定： H=式中為凹模材料的修正系數(shù)，碳素工具鋼取=1.3；為凹模厚度按刃口長度修正系數(shù)，查沖壓工藝與模具設計表2-18可知：=1 H= =1.31 =52.35mm2、凹模板長度L的計算 L=D+2C查沖壓工藝與模具設計表2-17可知：C取2836mm，根據(jù)要求C值可取30

9、mm故： L=D+2C =50+230 =110 mm故確定凹模板外形尺寸為：（mm）。凸模板尺寸按配作法計算。3、 其他零件結(jié)構(gòu)尺寸序號 名稱長寬厚（mm）材料數(shù)量1上墊板T8A12凸模固定板45鋼13空心墊板45鋼14卸料版45鋼15凸凹模固定板45鋼16下墊板T8A17壓邊圈45鋼1(1)拉深 拉深凸模,由于其毛坯尺寸與公差沒有必要予以嚴格的限制,這時凸模和凹模尺寸只要取等于毛坯的過渡尺寸即可,以凸模為基準.取公差等級為IT10=0.12mm.d凸=d -0凸=670-0.12mmd凹=( d凸+ 2Z) 0+凹=(67+20.015)0+0.12=67.03 0+0.12mm拉深凸模采

10、用臺階式，也是采用車床加工,與凸模固定板的配合按H7/m6的配合,拉深凸模結(jié)構(gòu)如下圖6所示。圖6凸凹模結(jié)合工件外形并考慮加工，將凸凹模設計成帶肩臺階式圓凸凹模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換，采用車床加工，與凸凹模固定板的配合按H7/m6，凸凹模長度L=99mm,具體結(jié)構(gòu)可如下圖7所示。圖7落料凹模凹模采用整體凹模，各沖裁的凹模孔均采用線切割機床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。凹模的輪廓尺寸應要保證凹模有足夠的強度與剛度，凹模板的厚度還應考慮修磨量，根據(jù)沖裁件的厚度和沖裁件的最大外形尺寸在標準中選取凹模板的各尺寸為：長230mm，寬

11、200mm，因考慮到整套模具的整體布置要求，選其厚度為52mm，結(jié)構(gòu)如下圖8所示。圖8固定擋料銷落料凹模上部設置固定擋料銷，采用固定擋料銷的進行定距.擋料裝置在復合模中,主要作用是保持沖件輪廓的完整和適量的搭邊.,如圖11所示為鉤形擋料銷,因其固定孔離刃口較遠,因此凹模強度要求,結(jié)構(gòu)上帶有防轉(zhuǎn)定向銷. 擋料銷采用H7/r6安裝在落料凹模端面 圖11導料板的設計導料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，查表知導料板與條料之間的間隙取0.5mm，這樣就可確定了導料板的寬度，導料板的厚度查表可知選擇。導料板采用45鋼制作，熱處理硬度為2832HRC，用螺釘固定在凹模上。卸料部件設計卸料裝置用彈壓卸料板

12、的卸料裝置，如下圖12所示，卸料板內(nèi)孔每側(cè)與凸模保持間隙C=0.10.2t=0.16mm;卸料板周界尺寸與凹模周界尺寸一樣，厚度根據(jù)沖裁件料厚t和卸料板寬度B查模具手冊之四2中表14-10得其厚度為16mm。卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為4348HRC。圖12卸料螺釘?shù)倪x用卸料板上設置2個卸料螺釘，公稱直徑為12mm，螺紋部分為M816mm。卸料釘尾部應留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后， 應使卸料板超出凸模端面lmm，有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。壓邊圈設計為了防止拉深過程中起皺，生產(chǎn)中主要采用壓邊圈，查沖壓工藝與模具設計表4-3知，拉深需要采用壓邊裝置。壓邊圈采用45鋼制

13、造，熱處理硬度為4245HRC。其結(jié)構(gòu)如下圖13所示。圖13 凸模固定板圖15 技術(shù)要求：a.上、下平行度為0.02，粗糙度為1.6 b.材料為45#鋼，調(diào)質(zhì)為2428HRC c.帶*號尺寸按凸模實際尺寸配作并保證凸模呈H7/m6配合 凸凹模固定板圖16 技術(shù)要求：a.上、下平行度為0.02，粗糙度為1.6 b.材料為45#鋼，無需熱處理落料拉深復合模架采用滑動導向后側(cè)導柱式模架的導向方式，如圖17所示，帶有導柱的沖裁模適合于精度要求較高，生產(chǎn)批量較大的沖裁件，且導柱模結(jié)構(gòu)比較完善，對后側(cè)導柱的導向方式可從左右和前后兩個方向進行送料。故相應選后側(cè)導柱模架。因為它的模具較高所以選取比較大一點的模

14、架模架的結(jié)構(gòu)與尺寸都直接由標準中選取，相關(guān)參數(shù)如下：凹模周界L：315凹模周界B：250 圖17閉合高度(參考)|最?。?75閉合高度(參考)|最大：320a上模座 數(shù)量1 規(guī)格：31525055b下模座 數(shù)量1 規(guī)格：31525070c導柱 數(shù)量1 規(guī)格：40260 d導套 數(shù)量1 規(guī)格：4014053導柱與導套結(jié)構(gòu)由標準中選取，尺寸由模架中參數(shù)決定。 導柱的長度應保證沖模在最低工作位置時，導柱上端面與上模座頂面的距離不小于10-15mm，而下模座底面與導柱底面的距離應為0.5-1mm。導柱與導套之間的配合為H7/h6,導套與上模座之間的配合為H7/r6，導柱與下模座之間的配合為R7/h5。導柱與導套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）56-62HRC。上下模座材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)28-32HRC。5、彈