落料拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)

1、 課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱： 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 題目名稱： 落料拉深復(fù)合模設(shè)計(jì) 班 級(jí)： 級(jí) 班姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 評(píng)定成績：教師評(píng)語： 指導(dǎo)老師簽名： 20 年 月 日目錄零件圖一、零件沖壓加工工藝性分析-31、毛坯尺寸計(jì)算-32、判斷是否可一次拉深成形- 33、確定是否使用壓邊圈- 44、凹凸模圓角半徑的計(jì)算-45、確定工序內(nèi)容及工序順序-4二、排樣圖和裁板方案- 41、板料選擇-42、排樣設(shè)計(jì)-4三、工藝參數(shù)的計(jì)算1、工藝力計(jì)算-62、壓力機(jī)的選擇-6四、模具設(shè)計(jì)1、模具結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)-72、模具工作尺寸與公差計(jì)算-7五、工作零件結(jié)構(gòu)尺寸和公差的確定1、落料凹模板-82、拉深凸

2、模-93、凹凸模-9六、其他零件結(jié)構(gòu)尺寸1、模架的選擇-92、凹凸模固定板的選擇-103、磨柄的選擇-104、卸料裝置-10 5、推薦裝置的選擇-11 6、銷、釘?shù)倪x擇-117、模具閉合高度的校核-11七、參考目錄-11零件名稱：蓋生產(chǎn)批量：大批量材料：Q235材料厚度：1mm 學(xué)號(hào)尾數(shù)為0：落料模學(xué)號(hào)尾數(shù)為1，3，5：第一次拉深模學(xué)號(hào)尾數(shù)為2，4，6：第二次拉深模學(xué)號(hào)尾數(shù)為7，8，9：落料拉深復(fù)合模一、零件沖壓加工工藝性分析材料：該沖裁件的材料1Cr18Ni9Ti是不銹鋼，拉深強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度較高。零件結(jié)構(gòu)：該制件可近似看做圓筒形有凸緣淺拉深件，需要對(duì)毛坯進(jìn)行計(jì)算，且間隙、落料拉伸凸凹模及拉深

3、高度的確定應(yīng)符合制件要求。模具設(shè)計(jì)方面：凹凸模的設(shè)計(jì)應(yīng)保證各工序間動(dòng)作穩(wěn)定。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IT11級(jí)確定工件尺寸的公差。 查公差表可得工件基本尺寸公差為： 1毛坯尺寸的計(jì)算（1）選取修邊余量d凸/d=68/50=1.36，按課本上表2-32查表得=3.5（2）計(jì)算凸緣部分實(shí)際尺寸dtdt=d凸+2=68+23.5=75（3）預(yù)定毛坯直徑D（按幾何表面積相等原則）由于板厚小于1mm，故可直接用工件圖所示尺寸計(jì)算，不必用中線尺寸計(jì)算。D=，其中h1=3.71，故D=89.89，預(yù)定毛坯直徑為90mm。2. 判斷是否可一次拉深成形，dt/d=1.5，相對(duì)高度

4、查課本上表2-37得第一次拉深的最大相對(duì)高度為0.570.70，相比可知，一次拉深便可成形。3. 確定是否使用壓邊圈毛坯相對(duì)厚度，查課本上表2-44可知，此處需采用壓邊圈。4. 凹凸模圓角半徑的計(jì)算凹模圓角半徑：r凹=，故r凹取4mm。凸模圓角半徑：r凸=（0.61）r凹=（0.61）4=2.44，故r凸取3mm。5. 確定工序內(nèi)容及工序順序沖壓件的工序性質(zhì)是指沖壓件成形所需的各種工序種類如沖孔、落料等，由沖壓件的幾何形狀可直觀確定，當(dāng)工序較多時(shí)，不易確定。分析該零件的形狀可知其基本沖壓工序?yàn)槁淞?、拉深、切邊。由于板料厚度?.5mm，比較薄，拉深后坯料外圓變形可忽略，故對(duì)切邊工藝不做另行設(shè)計(jì)

5、。綜合分析零件的工藝性和生產(chǎn)規(guī)模等具體情況，加工該零件采用落料拉伸復(fù)合模。二、確定排樣圖和裁板方案1. 板料的選擇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。根據(jù)零件厚度t=0.5mm,查中國模具設(shè)計(jì)大典表18.3-24冷軋制薄鋼板擬選用的板料規(guī)格為： 0.58501200 2. 排樣設(shè)計(jì)板料的初步排樣如下：查中國模具設(shè)計(jì)大典表19.1-17，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=1.5mm； 考慮到板料送進(jìn)時(shí)無側(cè)壓裝置，需要在板料一側(cè)增加一個(gè)條料與導(dǎo)尺間的間隙寬度Z0取Z0=1.2mm則條料寬度B：-條料寬度的單向極限偏差（mm）查中國模

6、具設(shè)計(jì)大典表19.1-21得=0.10所以 =（mm）步距S：S=D+a=90+1.5=91.5mm；故一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為： =A/BS100 =/BS100 =/(93.891.5)100=74.1%由于直板材料選取0.58501200 故每塊板料可裁剪913=117個(gè)工件，故每塊板料（0.58501200）的利用率為： =nA/LB100=117(D/2)/(1200850)100=73.0最終的排樣設(shè)計(jì)如下：三、主要工藝參數(shù)的計(jì)算1. 工藝力計(jì)算根據(jù)課本表2-3，可取=500MPa，并查得=600MPa落料力F0：F0=KLt，其中K=1.3，L=D=3.1490=282.60mm

7、故F0=1.3282.600.5500=91.84KN由課本表2-6查得推件力系數(shù)K推=0.063 卸料力系數(shù)K卸=0.08推件力F推：F推=nK推F0=10.06391.84=5.79KN卸料力F卸：F卸=K卸F0=0.0891.84=7.35KN查模具設(shè)計(jì)簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)表4.47，由不銹鋼材料選取p=3.6MPa壓邊力F壓：F總=F0+F推+F壓=91.84+5.79+13.39=111.02KN由模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊(cè)1-6-38可得系數(shù)K1=1，及拉深力的計(jì)算公式如下：拉深力：2. 壓力機(jī)的選擇選擇壓力機(jī)公稱壓力時(shí)，應(yīng)該使落料力和拉深力分別在壓力機(jī)的許用公稱壓力范圍內(nèi)，而不是簡單的將落料

8、力與拉深力相加后去選擇壓力機(jī)。落料時(shí)，欲使壓力機(jī)的精度高保持良好的工作狀態(tài)，最好在公稱壓力的80%以下使用。落料時(shí)：F公稱>=F總/80%=111.02/80%=138.78KN拉深時(shí)：公稱壓力F公稱>=1.31.4（F拉+F壓）=1.31.4（47.12+13.39）=78.6684.71（KN）根據(jù)沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)表13.9，可預(yù)選選擇公稱壓力為160KN的開式可傾壓力機(jī)，其參數(shù)如下：滑塊行程：70mm行程次數(shù)：115次/mm最大封閉高度：220mm封閉高度調(diào)節(jié)量：60mm滑塊中心線到床身距離：160mm工作臺(tái)尺寸：左右：450mm 前后：300mm工作臺(tái)板厚度：60mm四

9、、模具設(shè)計(jì)1. 模具結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)該零件由落料、拉深兩工序加工而成，考慮到薄板成形，為使沖壓精度較高，減少模具數(shù)量，設(shè)計(jì)成落料拉深復(fù)合模。復(fù)合?？捎姓b和倒裝結(jié)構(gòu)，綜合考慮以下情況：1）沒有沖孔工序，廢料不會(huì)出現(xiàn)在模具工作區(qū)域，采用正裝操作也方便2）提高凹凸模強(qiáng)度3）對(duì)于薄沖件能達(dá)到平整要求采用正裝結(jié)構(gòu)。采用剛性卸料裝置。拉深完成后，工件卡在凹凸模內(nèi)，應(yīng)使用推件裝置將其推出。2. 模具工作尺寸與公差計(jì)算1）落料工序中圓形凸模與凹模分開加工，落料件未注公差，按IT11級(jí)選取極限偏差，查機(jī)械制圖表16-5可知落料件公差尺寸為，由此根據(jù)課本表2-5，可得系數(shù)x=0.5，因?yàn)閷?duì)刃口精度要求不是很高，可取

10、二類間隙值，查課本表2-3，間隙比值(Z/t) % >16.022.0, 故可得：Zmin=16.00.5/100=0.08mm Zmax=22.00.5/100=0.11mmp=0.4(Zmax-Zmin)=0.4(0.11-0.08)=0.012mmd=0.6(Zmax-Zmin)=0.6(0.11-0.08)=0.018mm落料凹模直徑：Dd=(D-x)=(90-0.50.22) =89.89mm落料凸模直徑：dp=(Dd-Zmin)=(89.89-0.08) =89.81mm2)拉深部分 按外形公差尺寸，零件IT11精度，查機(jī)械制圖表16-5可知拉深筒部公差尺寸為，查課本表2-4

11、0可知拉深凹模直徑：D凹=（d+0.4+Z），拉深凸模直徑：d凸=（d+0.4），查課本表2-41，由拉深凹凸模的制造公差I(lǐng)T8（高于零件公差23個(gè)等級(jí)），可選凹=0.04mm，凸=0.030mm，凹凸模間隙Z=（22.2）t，該零件可取Z=2.1t=2.10.5=1.05mm故D凹=（50+0.40.16+1.05）=51.114d凸=（50+0.40.16）=50.064五、工作零件結(jié)構(gòu)尺寸和公差的確定1、落料凹模板1）厚度H的確定：可由經(jīng)驗(yàn)公式凹模厚度H=Kb計(jì)算得，查表2-16得K=0.2，圓形凹模的b為直徑D，故H=Kb=0.290=18mm,但毛坯拉深高度h1+h2=12+3.7=

12、15.7，考慮到還需要空間安裝壓邊圈，查沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.62選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，H=40。2）凹模板直徑的計(jì)算凹模壁厚c=（23）H=（23）18=3654mm。 凹模板長度：L=D+2C故： L=D+2C=90+240 =170 (mm)根據(jù)表2.61選擇最接近的直徑160mm故確定凹模板外形尺寸為：16040（mm），材料T10A。落料凹模板的尺寸設(shè)計(jì)如下圖：2、拉深凸模凸模設(shè)計(jì)成簡單筒形，刃口無斜度，采用車床加工，由于其直徑較大，故設(shè)計(jì)為直接壓入緊固在下模座上，并采用螺栓連接。3.、凸凹模結(jié)合工件外形并考慮加工，將凸凹模設(shè)計(jì)成帶肩圓凸凹模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換，采

13、用車床加工，與凸凹模固定板的配合按H7/n6，凸凹模長度L=73.2mm,具體結(jié)構(gòu)可如下圖6所示。六、其他零件結(jié)構(gòu)尺寸1）模架的選擇為使凹模能放在下模座內(nèi)，模架凹模周界尺寸L應(yīng)大于凹模直徑160，根據(jù)國標(biāo)GB/T2851.3-1990 L取200mm，B取200mm，并查得相應(yīng)的模座和導(dǎo)柱導(dǎo)套的標(biāo)準(zhǔn)如下：上模座GB/T2855.5 尺寸為20020045 材料HT200，下模座GB/T2855.6 尺寸20020050材料HT200，導(dǎo)柱GB/T2861.1尺寸32160導(dǎo)套GB/T2861.6尺寸3210543。2）凸凹模固定板的選擇外形尺寸與凹模相對(duì)應(yīng)，由國標(biāo)JB/T7643.5-1994

14、,選擇為16025，材料為Q235-A·F。圖6 凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3)磨柄的選擇按JB/T7646.1-1994 選擇壓入式50115,材料Q235-A·F。4）卸料裝置 由于落料拉深過程中，若選用選用彈性卸料，則拉深行程中，橡膠亦被壓縮，產(chǎn)生不必要的壓縮力，增大壓力機(jī)壓力，故采用剛性卸料裝置，材料為45鋼，卸料板與導(dǎo)料尺做成整體，綜合卸料板和導(dǎo)料尺的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)導(dǎo)料板厚度為4mm，卸料板厚度為6mm，固定螺釘選用M6，查沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)表15.30，卸料板孔與凹模的單邊間隙Z/2=0.2mm。5）推件頂尖裝置的選擇 推桿：按JB/T7650.1-1994選擇帶肩推桿，材料

15、45， 熱處理硬度4348HRC ，尺寸12150。 推件器： 由于工件尺寸較小，推件器的外形與凸凹模為間隙配合H8/f7，工作面形狀與工件形狀相似，圓角為R3，材料為Q235A。6)銷、釘?shù)倪x擇定位銷的選擇由于排樣時(shí)，兩工件間的縱向搭邊距離只有1.5mm，不能選用廢料的后端定位，而落料時(shí)工件尺寸為90mm，凹模的長度不夠前端定位所需值，故在凹模上，送料放向添加一個(gè)支架，定位銷尺寸選用M6。螺釘?shù)倪x擇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(shí)不影響模具在壓力機(jī)上的安裝，應(yīng)采用內(nèi)六角圓柱頭螺釘，其直徑和長度應(yīng)根據(jù)強(qiáng)度和所需連接高度選擇，參考標(biāo)準(zhǔn)GB70-85。7）模具閉合高度的校核 上模座高度45mm，凸凹模固定板厚度25mm，模具閉合時(shí)，固定板與卸料板之間的間隙19.5mm，