落料反拉深復合模設計說明書講解

1、沖壓成型技術第17頁目錄1前言 31.1 題目的由來 31.2 具體的題目及零件工藝分析 32沖壓工藝方案32.1 修邊余量的確定 32.2 坯料直徑的計算 42.3 拉深系數(shù)的計算42.4 拉深次數(shù)的計算42.5 沖壓工藝設計及工藝方案確定（工序沖件圖繪制）43沖壓模具設計53.1 落料模、拉深模的設計或落料拉深復合模的設計 53.2 沖壓力的計算 73.3 沖壓設備的選定 83.4 模柄尺寸及其它相關尺寸確定 83.5 強度校核 93.6 模具材料與熱處理 94模具關鍵零件加工工藝編制 164.1 凸模加工工藝編制 164.2 凹模加工工藝編制 16174.3 凸凹模加工工藝編制5結束語

2、17前言1.1 題目的由來在教育主管部門的關懷下，在院系領導的關心、關注下，在沖壓成型技術 課程實踐考核方案獲得通過之后，由專業(yè)老師出題，進行與沖壓、模具、加工有 關的綜合設計，重點考核綜合運用沖壓知識、工序與工序銜接復合、拉深曲線擬 合（或正拉深與反拉深的應用）、在掌握模具制造工藝基礎上正確利用合理模具結 構解決沖壓件成形問題能力。1.2 具體的題目及零件工藝性分析1對以下沖壓件（材料08FA1,厚度1mm進行沖壓工藝設計、模具設計，對 關鍵模具零件進行加工工藝編制，按要求繪制模具裝配圖、關鍵模具零件的零件 圖，編寫設計計算說明書，正確回答有關提問。將以上長度方向尺寸各加上1mm圖1.1 沖

3、壓件2、材料及強度、剛度。該零件的材料為硬度t=1.5的08FAL鋼，具有優(yōu)良的沖壓性能。隨著沖壓后 零件強度和剛度的增加，都有助于使產品保證足夠的強度和剛度。3、根據產品的技術要求，分析其沖壓工藝性：從零件的結構特性以及沖壓變形特點來看，該零件屬于無帶凸緣的旋轉圓筒件，且相對高度 h/d都比較合 適，沒有厚度不變的要求，且外圓半徑 r=8mmt,r=5t,滿足拉深工藝對形狀 和圓角半徑的要示，且零件尺寸精度要求不高，拉深工藝性較好。2沖壓工藝方案2.1修邊余量的確定由于工件拉深后口部不平，通常拉深后便切邊，因此在毛坯尺寸上相應在工件高 度上增加修邊余量A h,修邊余量可根據相對高度查表求得，

4、由于該零件圖比較復 雜，所以首先根據沖壓件，將沖壓件分為 5段，如圖求得其面積 A= Ai+A+A+A+A=22*3.14*115+2*3.14*50*8*3.14+20*3.14*8*3.14+2*3.14*34*8*3.14+.50* 50 4* 50* 7 -1.72* 5* 50 -0.56* 252=25762mm求得 h1=73mm所以相又t高度h1/d=73/114 =0.63查表得 h=3mm2.2 坯料直徑的計算求得總坯料面積 AS=A+A h tt (d/2) & 26835mm所以坯料直徑g 185mm2.3 拉深系數(shù)的計算根據零件圖所示，求出每次拉深的拉深系數(shù)m=d/D

5、=114/185 = 0.616m2=dk/D1=82/114 = 0.719m3=db/D2=50/82=0.612.4 拉深次數(shù)的計算查表可知，每次工序的拉深系數(shù)都比各自極限拉深系數(shù)大，所以每次工序拉深次數(shù)都為1.2.5 沖壓工藝設計及工藝方案確定(工序沖件圖繪制)對于零件比較復雜、沖壓加工流程較長因而需要采用較多工序時，往往不容易很直觀地就確定出具體的沖壓工藝方案， 此時通常采用以下方法：先確定出 工件所需要的基本工序；然后將基本工序按照沖壓的先后順序進行適當?shù)募信c 分散，確定各工序的具體內容，組合排列出可能的不同的工藝方案， 再結合各種 因素，分析比較，找出最適合生產規(guī)模和適應現(xiàn)場具

6、體生產條件的工工藝方案?；竟ば颍焊鶕厦胬畲螖?shù)分析和零件的具體結構，該零件所需的基本工序：落料、 第一次拉深，第二次反拉深，第三次反拉深。沖壓方案根據零件加工所需要的基本工序，將各工序予以適當?shù)慕M合，可以有下五種沖壓 Zu 0方案一：落料與第一次拉深復合，其余各工序按照單工序進行。如下圖所示：方案二：落料與第一次拉深復合，其次兩次反拉深也復合。如下圖所示:方案二沖壓流程圖方案比較方案二第一次反拉深和第二次反拉深復合在一起，節(jié)省了一副模具，使模具的 制造時間縮短，成本稍微降低，但由于材料本身較薄，容易拉裂，所以不宜采用。 方案二采用了三副模具，除了落料拉深工序外，均使用了單工序簡單模具，存在

7、 工序組合少，生產效率低的特點。但不容易使材料拉裂，所以決定采用方案一。最后再進行切邊，得到所需模具。3沖壓模具設計3.1 落料模、拉深模（或反拉深模）的設計或落料拉深復合模的設計1、模具類型的選擇根據確定的方案，選用三副模具：第一副，落料拉深模；第二副，第一次反拉 深模；第三副，第二次反拉深模。2、定位方式的選擇第一副模具采用擋料銷形式定位，第二副和第三副模具都采用壓邊圈定位3、卸料，出件方式的選擇第一副模具采用卸料板進行卸料，推件塊對工序件推出。第二副和第三副模具利用壓邊圈對零件進行卸出。4、導向方式的選擇采用中間導柱導向模架，便于安全操作。1、落料拉深模的設計零件排樣由于毛坯直徑為185

8、mm考慮到操作的安全與方便，采用單排的方式,如下圖所示，為零件的排樣圖。其中搭邊值查表選取 a=2mm,a1=1.5mm進距 L=D+a1=185+1.5=186.5mm條料寬度 b=D+2*a=185+2*2=189mm.條料尺寸根據零件圖和板料規(guī)格選用板料為 1.0*190*950mm.2其利用率8*3.14*(185/2)190*950各工作零件尺寸查表得其制造公差6凸=-0.012mm, 6凹=0.017mm0.017落料凹模刃口尺寸D凹=1860 mm落料凸模刃口尺寸D凸=18500.012 mm拉深凸模刃口尺寸D凸1 = 114、.012 mm拉深凹模刃口尺寸D凹1=1160.01

9、7mm拉深凸模的高度H1= 115mm凸凹模的高度H2= 150mm落料凹模高度H3= 105mm2第一次反拉深拉深凸模刃口尺寸D凸2=8200.012拉深凸凹模內緣刃口尺寸D2凹=840.017拉深凸凹模外緣刃口尺寸D凸3=1141012拉深凸凹模高度H2= 100 51012拉深凸模H3= 11600.0123第二次反拉深拉深凸模刃口尺寸D凸4= 50北.012拉深凸凹模內緣刃口尺寸 d凹3= 520.017拉深凸凹模外緣刃口尺寸D凸5= 821.012拉深凸凹模高度H4= 61.012拉深凸模H5= 7600.0123.2 沖壓力的計算1、落料拉深工序的沖壓力；落料力 F落=lt （rb

10、=1.3*2*3.14*185*353 -54KN拉深力 F 拉二九 t （rbk1=3.14*114*1*54*0.86 =17KN隹口料力5卸=卜卸F沖=0.04*54=2.16KN推件力 F 推=k 推 F 拉= 0.055*17=0.935KN壓邊力 F 壓=（兀/4） *D2-（d 1+2r 凹）2q =3KN沖壓力 曰=5沖+5拉+F卸+F推+F壓=54+17+2.16+0.935+3=77.095KN2 第一次反拉深：拉深力 F 拉 1=兀 d1t（rbk1=3.14*82*1*0.55*353 -50KN壓邊力 F 壓 1=（兀/4） *d 1-（d 2+2r 凹）q=0.72

11、KN沖壓力 F2 = F 拉 i+F壓 1=50+0.72=50.72KN3 第二次反拉深：拉深力 F 拉2=兀 d2t（rbk2=3.14*50*1*0.55*353 =30.48KN壓邊力 F 壓 2=（兀/4） *d 2-（d 3+2r 凹）q=0.49KN沖壓力 F3 = F 拉 2+F 壓 2=30.48+0.49=30.97KN3.3 沖壓設備的選定沖壓設備的選用原則：對許用負荷圖的再認識，曲柄壓力機的能耗分配，沖壓力的計算壓力機類型的選擇初選設備設備做功校核裝模高度校核滑塊行程校核模具安裝空間尺寸主要根據沖壓力和模具的裝模高度來選擇設備，選J31 16的壓力機3.4 模柄尺寸及其

12、它相關尺寸確定1模具閉高度第一副模具的閉合高度：H= 263,前面選取模架的閉合高度為240-285,模具 的閉合高度滿足Hmax-5H模Hmin+10,因此模具的閉合高度合適。第二副和第三副模具的閉合高度：H1= 220,前面選取的模架的閉合高度均為 215-250,也能滿足要求，因此模具的閉合 高度也合適。2其他模具結構零件根據凹模零件尺寸，結合各模具的特點，查表確定其他模具結構零件第一副模具廳P名稱長*寬*厚1上墊板1315*210*82凸凹模固定板315*210*203卸料板315*210*104凸模固定板1315*210*145卜墊板315*210*8第二副模具廳P名稱直徑1凸模固定

13、板A 3152壓邊圈A 3153推件板0 80第三副模具廳P名稱直徑1凸模固定板卜 A 2502壓邊圈1 6 2503推件板城493.5強度校核1凸模強度校核在一般情況下，凸模的強度是足夠的，無需進行強度核算。在這幾副模具 中，凸模的危險斷面尺寸和自由長度都能夠滿足強度要求，以防止凸?？v向失穩(wěn)和折斷。2凹模強度校核校核凹模強度的目的主要是檢查其厚度 H,因為凹模下面的模板或墊板上 的孔口較凹?？卓诖?，使凹模工作時受彎曲，若凹模厚度不夠便會產生彎曲變形 以至損壞。b / a彎=3F/H2* (一=彎1 b /aHmin= 3F /b/a1 b2/a23凸凹模強度的校核凸凹模存在復合模中，是復合模

14、的工作零件。凸凹模工作面的內、外緣之 間的壁厚取決于沖裁件的尺寸。因此從強度方法考慮，其壁厚應受最小值限制。 查表可知，以上三副模具的最小壁厚均大于最小極限值，所以滿足強度要求。3.6 模具材料與熱處理1、材料選擇：選用材料時，應遵循的基本原則是：要滿足模具的使用性能要求，同時兼顧 材料的工藝性和經濟性。由于該零件材質較軟，且形狀，尺寸，厚度等各種因素對模具壽命影響較大， 要求模具材料的強度和剛度較高，要有很高的耐磨性。同時還要有一定的韌 性和較好的切削加工性，并要求熱處理時模具變形小。所以模具的主要工作 零件選G12MoV為了節(jié)省模具成本，并要求一定的壽命，其他結構零件則 選用45鋼。2、熱

15、處理：G12MoVi于萊氏體鋼，鑄態(tài)時存在魚骨狀共晶碳化物，因為軋制或鍛造存 在方向性，加工后碳化物分布不均勻，會給熱處理帶來變形、開裂缺陷。碳化物 越不均勻，抗彎強度越低，并產生各向異性。所以對原材料進行改鍛，降低碳化 物的不均勻性是提高G12M0V1具質量的一個重要途徑。消除應力，降低硬度，進行退火處理。退火冷卻速度應小于或等于30c/h,冷卻到550c以下可以出爐空冷。其次進行淬火處理，采用貝氏體等溫淬火處理。由于該材料具有很高的穩(wěn) 定性，淬火時一般采用油冷最后，為了完全消除應力和穩(wěn)定工件尺寸，進行回火處理。3.7 裝配圖繪制1落料拉深復合模如下圖所示為正裝復合模，凸凹模裝在上模，落料凹

16、模和拉深凸模裝在下模。 工作時，條料靠導料銷和擋料銷定位。上模下壓后，凸凹模外形和凹模進行落料， 落下的料卡在凹模中，同時拉深凸模與凸凹模內孔進行拉深。 卡在凸凹模的拉深 件由推件裝置推出，當上模上行時，原來在沖裁時被壓縮后的彈性元件恢復， 使 卡在凸凹模外的廢料卸下。1上模座板，2墊板，3卸料導套4導柱5卸料螺釘6頂柱7導料銷8推件板9 19 25彈簧10拉深凸模固定模11 21螺釘12下模座板13推件螺釘14墊板15凸模16凹模17卸料板18凸凹模20凸凹模固定板21螺栓22銷釘23止轉銷24模柄2第一次反拉深模下圖為第一次反拉深。凸模裝在下模，首先把拉深工序件放在壓邊圈上，由于 放工序件

17、的壓邊圈的位置與工序件形狀相適應， 所以安放工序件安全方便，且定 位可靠。模具下行時，凸凹模和壓邊圈壓住工序件，而拉深凸模向上拉深。止匕時, 隨著模具的下行，工序件的金屬將隨著流動，其高度也相應地減少。模具上行時， 工序件會包緊在凸模上，由于壓邊圈下彈簧將恢復原狀，提供一定的力將工序件從拉深凸模頂出1模柄2上模座板3導套4凹模5推桿6推件塊7壓邊圈8卸料桿9下模座板10凸模固定板11彈簧12凸模3第二次反拉深下圖為第三次反拉深的模具。具結構和原理與第二副反拉深的模具相似。 為了能 夠很好地安放工序件，使工序件定位準確，將工序件倒放在與其壓邊圈相適應的 位置，這樣能使工序件在拉深過后不發(fā)生偏移。

18、模具下行時，隨著金屬流動，拉深成最終所需要的沖壓工件，模具上行時，壓邊圈又起到卸件的作用，將最后所 形成的零件卸下來。1模柄2上模座板3導套4導柱5下模座板6卸料桿7凸模固定板8彈簧9 壓邊圈10凸模11推件塊12推件塊13打桿14螺母15螺栓16橡膠17圓板3.8關鍵模具零件的零件圖繪制1第一副落料拉深模凸凹模的零件圖如下所示：2、第一次反拉深模 凹模的零件圖凸模的零件圖3、第二次反拉深模凹模的零件圖如下圖所示4模具關鍵零件加工工藝編制4.1 凸模加工工藝編制凸凹模加工工藝過程工序號工序名稱工序內容設備1備料將毛坯鍛 118*124 mm圓料2熱處理退火3車車兩端面，保持長度117 mm mm,鉆中心孔車床4車車外圓、圓角、切槽、mm留單面磨量0.20.3車床5鉆孔山0一，一一鉆1130.012 mm孔，去毛刺鉆床6鎮(zhèn)孔鎮(zhèn)床6熱處理淬火、回火、保證 58.62HRC7鉗工研中心孔車床8磨外圓0磨 120q012 mm及其端面到尺寸，磨 mm留研磨量0.01mm ,并保軸度公差要求。外圓磨床9平磨0磨1130.012 mm尺寸的端面平向磨床10鉗工研磨113 012 mm達要求,拋光R 2的圓角1 1 0 0.012車床11檢驗4.2 凹模加工工藝編制落料凹模加工工藝過程工序號工序名稱工序內容設備備料將毛坯鍛272*210 mm圓料熱處理退