畢業(yè)設計落料拉深復合模設計

1、摘要在工業(yè)生產(chǎn)中沖壓成形技術應用是很廣泛的，板料沖壓技術是金屬加工的一種基本 方法，它主要用于生產(chǎn)各種板料零件，具有生產(chǎn)效率高、重量輕、尺寸精度好、低成本 并且容易實現(xiàn)機械化和自動化等特點。本文針對筒形零件的落料工藝性和拉深工藝性， 將其設計為落料拉深復合模。其設計說明中包括了沖壓件的工藝性分析、 工藝方案的擬定、排樣設計、拉深次數(shù)、 模具結(jié)構(gòu)形式的合理性分析、及模具工作尺寸的計算、沖壓設備的選擇。對于落料拉深 復合模來說，成形凸凹模的設計也較重要。為了設計的合理化，盡可能選用了標準件， 如模座，模架，導柱導套等。該論文中也對非標準的零件結(jié)構(gòu)設計，并且附有相應的零 件圖，最后根據(jù)零件結(jié)構(gòu)設計和

2、生產(chǎn)零件的要求生成了總裝配圖。關鍵詞：復合模；落料；拉深；裝配圖ABSTRACTStamp ing tech no logy is widely applied in in dustrial product ion, sheet metal stamp ing is a kind of basic method of metal process in g,it is used to produce all kinds of sheet metal parts, with high product ion efficie ncy, good dime nsional accuracy and l

3、ight weight, low cost and easy to realize mechanization and automation, etc.This article in view of the cylindrical parts bla nking tech no logy and deep draw ing process, the desig n of deep draw ing compo und die for blanking.lts design notes including stamping manufacturability analysis, processs

4、cheme of layout desig n, draft ing, draw ing nu mber, the rati on ality of the mould structure an alysis, and the calculati on of the die work ing size, the choice of stamp ing equipme nt.For bla nking deep draw ing die, the desig n of forming in ten sive also are quite importa nt.To the sta ndardiz

5、ati on of design, as far as possible choose the standard parts, such as mold, mold base, pressing machine, etc. Non-standard parts structure design is given at the same time, with the corresp onding part draw ing, fin ally accord ing to the requireme nt of the parts structure desig n and product ion

6、 of parts to gen erate the gen eral assembly draw ing.Key words: Composite molding; Blanking; Drawing; Assembly drawing目錄刖言 11. 工件分析 21.1分析工件沖壓工藝性 21.2 分析計算確定工藝方案 31.2.1 確定工藝方案 31.2.2 計算毛坯尺寸 31.2.3 計算拉深次數(shù) 31.3 主要工藝參數(shù)的計算 31.3.1 確定排樣、裁板方案 42. 模具有關計算 52.1計算工藝力，選設備 52.2模具工作部分尺寸計算 53. 模具總體及零件設計 73.1模具總體設

7、計 73.2模具零件尺寸計算 7凹模厚度的計算： 7拉深凸模長度的計算： 7凸凹模的長度 73.3 模架及零件的選擇 83.4標準零件的選擇 83.5冷沖壓工藝規(guī)程卡片 104. 模具零件的結(jié)構(gòu)設計 114.1落料凹模設計 114.2拉深凸模設計 114.3凸凹模設計 124.4剛性卸料板設計 134.5凸凹模墊板設計 144.6 壓邊圈設計 154.7 模柄設計 164.8導柱、導套設計 174.9打料塊設計 194.10 上模座設計 204.11 下模座設計 215. 模具裝配圖 235.1模具的裝配 255.2模具總裝 25結(jié)語 27致謝 28參考文獻 29、八前言沖壓技術是通過模具使板

8、材產(chǎn)生塑性變形而獲得成品零件的一種成型工藝方法。由于沖壓通常在冷態(tài)下進行的，因此也稱冷沖壓。金屬加工的一種基本方法就是板料沖壓， 其用以生產(chǎn)各種板料零件，具有生產(chǎn)效率高、重量輕、尺寸精度好、成本低并易于實現(xiàn) 機械化和自動化等特點。在現(xiàn)代汽車、拖拉機、電器電機、電子儀表、日用生活用品、 航空航天以及國防工業(yè)等各個工業(yè)部門中均占有越來越重要的地位。沖壓加工具有以下特點：1.材料利用率高2.可加工薄壁、形狀復雜的零件 3沖壓 件在形狀和尺寸精度方面互換性好 4.能獲得質(zhì)量輕而強度高、剛性好的零件5。生產(chǎn)效 率高，操作簡單，容易實現(xiàn)機械自動化。由于沖壓加工具有以上那些優(yōu)點，因此在批量 生產(chǎn)中得到了廣泛

9、應用，在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中占有特別重要的地位， 是國防工業(yè)在加工 生產(chǎn)中絕不能少的加工方法。但由于沖模制造一般是單件小批量生產(chǎn)，技術要求高，精 度高的產(chǎn)品，制造成本高，因此沖壓生產(chǎn)只有在大批量生產(chǎn)的情況下才能獲得好的經(jīng)濟 效益。到目前為止，我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達的國家相比還相對落后，主要原因是我國在沖壓基礎理論及成形工藝、模具設計、模具標準化、模具制造工藝和設備等方面與工業(yè) 發(fā)達國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、加工精度、效率、生產(chǎn)周期等方面 與先進工業(yè)發(fā)達國家的模具相比還是存在一定差距的。特別是在計算機輔助應用軟件方面，我國用的CAD/CA大多是進口的繪圖軟件，沒有對其進行二次開發(fā)，自

10、己開發(fā)的軟 件又缺乏通用性。而國外，特別是美國、日本、瑞士和德國等國每年出口模具約占本國模具總生產(chǎn)量 的三分之一。在日本，模具被譽為“進入富強社會的原始動力?！痹诘聡?，模具則冠名為“金屬切削加工中的帝國。”由此可見，模具工業(yè)將在國民經(jīng)濟發(fā)展過程中起到越來 越重要的作用。而在沖模的設計和生產(chǎn)上，目前正朝著兩個方向發(fā)展：一方面，為了適應高速、自 動、高壽命、高精密及多功能、多工位方向發(fā)展，與此相對應的新型模具材料及其表面 熱處理技術，各種高效、數(shù)控、精密、自動化的模具加工機床和檢測設備以及模具 CAD/CAM 技術也在迅速發(fā)展；與此同時，為了適應產(chǎn)品試制或小批量生產(chǎn)及更新?lián)Q代的需要，鋅 基合金沖模

11、、薄板沖模、聚氨醋橡膠沖模、組合沖模、鋼帶沖模等各種簡易沖模及模具 快速制造技術也發(fā)展迅速。1. 工件分析1.1 分析工件沖壓工藝性零件圖如下：圖 件料度稱例 零林厚名比08F40.0Imni 圓筒外殼 1：1總體來說:材料為08號鋼，料厚為1mm,制件尺寸精度IT14級，形狀簡單，尺寸 較小，能大批量生產(chǎn)，屬于普通沖壓件。工藝分析：該工件為圓筒件拉深，形狀簡單，工件的厚度也無嚴格要求，容易成型，可以設計 成一副落料拉深復合模。1.2 分析計算確定工藝方案1.2.1 確定工藝方案該工件包括基本工序：落料、拉深方案一：先落料、再拉深，采用單工序模具。方案二：落料+拉深復合模具。方案三：落料+拉深

12、級進沖壓模具。方案比較：對于方案一，模具結(jié)構(gòu)簡單，但要做兩幅模具才能完成，成本過高且降低工作效率。 對于方案二，只需一副模具，模具制造也并不難，可將拉深、落料一次性完成，生產(chǎn)效 率高，適合大批量生產(chǎn)。對于方案三，雖然只需一副模具，但模具結(jié)構(gòu)復雜，送料困難， 拉深工件質(zhì)量不好。最終考慮還是方案二比較好。1.2.2 計算毛坯尺寸根據(jù)等面積原理，用解析法求該零件的毛坯直徑，并且由于h/d=16.5/41=0.402<0.5較小所以不必考慮修邊余量，由毛坯的直徑公式：D= d2 4d(H h) 1.72rd0.56r2板厚為1mm,按板厚中經(jīng)計算。d=41mm H=16.5mm r=5mm計算得

13、D=63.4mm1.2.3 計算拉深次數(shù)t/D 1/63.41X100%1.577%查表可知，可用壓邊圈也可不用，為了保證質(zhì)量，還是采用壓邊圈。拉深系數(shù)計算 m總=d/D=41/63.4=0.65查文獻【1】P144表4.3： 08鋼首次拉深系數(shù)為0.5mm, m總>g可知該產(chǎn)品可以一次拉深成形。拉深件高度計算：h=H+ h=16.5+1.2=17.2mm1.3 主要工藝參數(shù)的計算確定排樣、裁板方案為了操作方便，采用單排排樣。(1) 沖裁件面積計算A= D2(2) 條料寬度查文獻【1】P46表2.9搭邊值：條料兩邊 a =1 mm,進距方向ai = 0.8 mm 進距 h = D + a

14、1 = 63.4 + 1 = 64.4 mm條料寬度 b = D + 2a = 63.4 + 2X 1 = 65.4mm查【1】P47表2.11，條料的偏差為0.6mm,即 65.40。.6查【2】P208表11-16,擬選用板料規(guī)格1 X 800X 1000若縱裁：條數(shù)n1=800/65.4=12條 余15.2mm每條個數(shù) n2 =(1000-1)/64.4=15 個 余 33 mm每板總個數(shù)12x15=180個進距s計算進距 h = D + a1 = 63.4 + 0.8 = 64.2 mm(4)材料利用率=A/Bs*100 % 2. 模具有關計算2.1計算工藝力，選設備落料力計算：F落=

15、1.3Lt bL 工件外輪廓周長 T=1mmb材料抗剪強度，查【1】P19表1.6取300MPa卸料力的計算：FX KX F落料=0.04*77649=3106NKx-卸料力系數(shù)（查【1】P51表2.15取0.04）拉深力計算：F拉dt bK =3.14*40*1*350*1=43960Nd-工件直徑b-材料抗拉強度（查【1】P19表1.6取350）K為修正系數(shù)取1推件力的計算：Ft KtF 拉=0.55*43960=24178N心為推件力系數(shù)（查【1】P51表2.15取0.55）壓邊力計算：Q =0.25 F拉 =0.25*43960=10990N沖壓工藝總力：Fz=卩落 F拉 Q =776

16、49+43960+10990=132599N頂件力計算：Fd K dF總=0.06*132599=7956NKd為頂力系數(shù)查（【1】P51表2.15取0.06）公稱壓力計算：F壓力機Ft Fd Fx Fz=24178+7956+3106+132599=167839N2.2模具工作部分尺寸計算（1）落料相關計算落料（即為拉深件坯料）按IT14級精度取極限偏差，尺寸取63.400.46凸凹模直徑尺寸為：Dd （Dmax X）0d， Dp （Dmax XZm. ）° p 式中x按工件精度為IT14級而選定x = 0.5;S d、S p 按制造精度 IT6 IT7 選定，取 S d = 0.

17、02 mm p = 0.03 mm 按【1】P35 表 2.5 查得：Zmin=0.1, Zmax=0.14再按 p d 0.03 0.02 0.05 Zmax Zmin 0.04 沒法滿足間隙公差條件。重選 Zmin 0.126Zmax0.180貝U p d 0.03 0.02 0.05 Zmax Zmin 0.180 0.126 0.054經(jīng)檢驗上述設計合理。Dd (63.4 0.5 0.46)00.0263.17。0.02Dp (63.4 0.5 0.46 0.132)00.03 63.038°0.O3(2)拉深相關計算工件按未注公差的極限偏差考慮，且零件是標準內(nèi)形尺寸，按IT

18、14級公差處理,工件的內(nèi)徑尺寸取4000.62。C 查【1】P172 表 4.16,取 C = 1.1t，則有：C=1.1Dp(D 0.752C)0p (42 0.75 0.62 2 1.1)00.03 39.33500.03Dd (D 0.75 )0 d (42 0.75 0.62)00.02 41.6900.02拉深凹模圓角半徑計算：rd0.8 (D_d)trd-凹模圓角半徑D-毛坯直徑t-料厚d-凹模內(nèi)徑rd 0.8 (63.441.69廠1 3.7拉深凸模圓角半徑計算：rp(0.71.0)rd 系數(shù)取 0.8rp 0.8 3.7 3.03. 模具總體及零件設計3.1 模具總體設計（1）

19、模具類型選擇：分析工藝性，采用落料-拉深復合模生產(chǎn)效率較高。（2）定位方式選擇：該模具采用條料進給，用剛性卸料板導料，送進步距采用擋料銷。（3）卸料、出件方式：模具采用剛性卸料裝置，正裝復合模，在拉深完成后，用推件板將工件從拉深凸 模推出。（4）進料方式：采用前后進料方式。（5）壓力中心確定：因為該零件落料、拉深均為中心對稱形狀，壓力中心都是在圓心位置，所以不用進 行壓力中心的計算。3.2模具零件尺寸計算凹模厚度的計算：H=kD 查表得k=0.4，選標準厚度為 28mmW=1.2H貝U W=33.6mm落料凹模的外形直徑計算：d=2W+ 落料凹模刃口尺寸=60+63.4=123.4mm取標準為

20、：125mm3.2.2 拉深凸模長度的計算：為了實現(xiàn)先落料后拉深，必須讓拉深凸模端面的高度比落料凹模端面低，拉深凸模的長度L為：L H固定板H凹模板H低H固定板凸模固定板的厚度H凹模板凹模板的厚度H低 取拉深凸模的端面比落 料凹模低的高度為3H=28+16-3=41mm3.2.3 凸凹模的長度凸凹模的長度包括凸模的修模量及固定板與卸料板之間的安全距離，L=hi+h2+ +h=20+12+17+15=64mmL-凸凹模的長度hi-凸凹模固定板的厚度h2-卸料板厚度-拉深高度h-附加長度，安全距離取153.3 模架及零件的選擇選擇滑動導向中間導柱圓形模架，再按其標準選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸，查【2】P25

21、3表12-12,選取上模座 160 X 45 HT200下模座 160X 50 HT200導柱32 X 16020鋼導套32 X 105X 45 20 鋼凸凹模墊板厚度取6mm拉深凸模墊板模墊板厚度取6mm凸凹模固定板厚度取20mm拉深凸模固定板厚度取16mm剛性卸料板厚度取15mm凸緣式模柄 © 40X 60 Q235模具閉合高度 H H 上模 H上墊板H凸凹模 H凹模 H下固定 H下墊板 H下模 H凸凹模墊=45+6+52+28+16+6+50+6=209mm選取開式雙柱可傾壓力機 J23-25,壓力機的最大裝模為 220mm,大于模具的閉合 高度，滿足要求。壓力機參數(shù)：公稱壓力

22、：250KN滑塊行程：65mm最大閉合高度:270mm連桿調(diào)節(jié)長度:55mm最大裝模咼度:220mm工作臺尺寸：370X560mm墊板尺寸：50X200mm模柄孔尺寸：© 40X603.4 標準零件的選擇1模柄的選擇模柄的規(guī)格為：A40X80（ GB2862.1-81 材料：Q235）2螺釘：選M10，長度根據(jù)模具結(jié)構(gòu)定。3圓柱銷：選© 10,長度由結(jié)構(gòu)定。4推桿的尺寸：選取直徑為© 10的推桿，推桿的長度=模柄總長+凸凹模墊板厚度+凸凹模高-推件塊厚=70+6+64-9=131mm取L=130mm則推件桿的尺寸為：©10X130，材料為 S45C,熱處

23、理硬度:4348HRC5擋料銷的選擇選擇圓柱頭固定擋料銷，其結(jié)構(gòu)簡單，制造方便型號為A 6 （GB2866,11-81冷沖模設計指導材料：S45C熱處理：4246HRC3.5冷沖壓工藝規(guī)程卡片沖壓工藝規(guī)程卡片東華理工大學長江產(chǎn)品名稱學院產(chǎn)品圖號工件名稱工件圖號圓筒產(chǎn)量大批量材料牌號及技術規(guī)格08F毛料形狀及尺寸工序名稱工序草圖工裝名稱1 下料1X 800X 1000落料拉深復合模哪III 固；H ? kN ?4:曲以模 落深1:13 檢驗原底圖更改標記總號文件號選用板料 1 X 800 X 1000設備檢驗要求工種備注底圖總號簽名日期按草圖JB23- 檢驗63按沖壓件圖檢驗編制校對核對簽名日期

24、4. 模具零件的結(jié)構(gòu)設計4.1 落料凹模設計材料選擇為T10A，熱處理硬度為58-62HRC該零件有三個M10螺紋孔，以便與下模板固定；四個 M6螺紋孔，用于與卸料板 連接；有兩個與下模板同時加工的銷釘孔，用于定位；和一個擋料銷；具體尺寸要求及零件材料等相關信息見零件圖。0.02 扎+0*020|A丄0.02A|II0K 怕2 <).030剖面C-C37.500 +0*0102a吏工4.2拉深凸模設計材料選擇為T10A，熱處理硬度為58-62HRC配有有出氣孔；具體尺寸要求及零件材料等相關信息見零件圖。003?-355 -OJ0300.02: A0®44 -0.030剖面丸*4

25、.3 凸凹模設計材料選擇為Cr12MoV，熱處理硬度為58-62HRC；有兩個模座及墊板同時配做的銷孔；具體尺寸要求及零件材料等相關信息見零件圖。68 ±D.O1 0+0.020241 90 0|j7 Q.(E II0M.O36 -ClOGO削頁A-A4.4 剛性卸料板設計設計要點：內(nèi)形與凸凹模間隙配合，與凸凹模單邊間隙為0.5mm；有四個螺紋孔與落料凹模連接；厚度一般取12mm；具體尺寸要求及零件材料等相關信息見零件圖。4.5凸凹模墊板設計設計要點：設計內(nèi)、外形尺寸；有兩個模座和凸凹模同時配做的銷孔；具體尺寸要求及零件材料等相關信息見零件圖0UOLz z 1 b r z z z d

26、 * iz /irA 14.6 壓邊圈設計壓邊圈在該模具兼作頂料板。設計要點：內(nèi)形須要與拉深凸模間隙配合，外形受落料凹模內(nèi)孔限制;與頂料桿相配合時可用作頂料板；具體尺寸要求及零件材料等相關信息見零件圖。4.7模柄設計設計要點：根據(jù)冷沖模 GB2862.3-81進行設計，具體尺寸及零件材料等相關信息見零件圖+ 0.040胡面A-A4.8導柱、導套設計A型;設計要點：根據(jù)GB-T2862.6-90進行設計，導柱、導套均選擇為導柱型號為 32X 160;導套型號為32X 105X 45;具體尺寸公差等參數(shù)見GB-T2862.6-90。R1 .500+0.02()0+C.020532 0剖面A-A4.

27、9 打料塊設計設計要點：前部外形與拉深凹模間隙配合而后部必須比前端外徑大；打料塊和打料桿聯(lián)合使用，靠兩者的自重把工件打出來； 打料桿的長度=模柄總高+運動高度+上模板厚度+墊板厚度=70+35+40+6=151mm0殆-0X10©陽衛(wèi)00 ±0燉剖苗A-A4.10 上模座設計設計要點：根據(jù)沖?；瑒訉蛑虚g導柱下模座GB-T2851.6-90進行設計;具體尺寸要求及零件材料等相關信息見零件圖。汛p E運礙時2104X 011完全貫芽L 0 2 P 20£/4.11 下模座設計設計要點：根據(jù)沖?；瑒訉蛑虚g導柱下模座GB-T2851.6-90進行設計;注意與凹模和頂料

28、板的螺紋孔配合，具體尺寸及零件材料等相關信息見零件圖。2+0.030/如02+010頁亦/住斗嗟錄：5.模具裝配圖主視圖俯視圖5.1模具的裝配(1) 模柄的裝配此模具采用的是C型凸緣模柄，模柄與上模座的配合為 H7/js6， 將模柄裝上模座，用角尺檢查上模座上平面與模柄圓柱面的垂直度，誤差不能大于 0.03m m,然后用螺釘將其固定在上模座上。(2) 導柱和導套的裝配導柱導套與上下模座都采用壓入式連接，導套和導柱與模座 的配合分別為H7/r6和R7/r6，壓入時注意校正導柱對模座底面的垂直度，裝配后的導柱的固定端面與下模座底面距離要求須大于12mm。(3) 凸模和凹凸模的裝配 本模具的凸模與凸

29、模固定板的配合按 H7/m6，凸模裝入固定板后，其固定端面應和固定板的支承面應處于同一平面內(nèi)，在壓力機上調(diào)整好凸模與固定板的垂直度，將凸模壓入固定板內(nèi)，凸模對固定支承面的垂直度經(jīng)檢查合格后將 凸模上端鉚合，裝配前在平面磨床上將凸模的上端面和固定板一起磨平，并以固定板支承面定位將凸模工作端面磨平。凹凸模與固定板的配合按H7/m6，總裝前應將凹凸模壓 入固定板內(nèi)，壓在平面磨床將上下平面磨平。5.2模具總裝(1)把組裝上了凸模的固定板放在下模座上， 按中心線打正固定板的位置，用平行夾 頭夾緊，通過螺釘孔在下模座上鉆出錐窩，拆去凸模固定板，在下模座上按錐窩鉆螺紋 底孔并攻絲，重新將凸模固定板置于下模座上并找正，用螺釘緊固，鉆孔，打入銷釘定 位。配鉆卸料螺釘孔時，將卸料板套在已裝入固定板的凹凸模上， 在固定板與卸料板 之間墊上適當高度的等高墊鐵，并用平行夾頭將其夾緊，按卸料板上螺孔位置在模座上 鉆錐窩，然后拆開，按錐窩鉆孔。(3) 用(1)中同樣的方法配鉆墊板和上模座上的螺釘孔，推桿孔，然后依次將墊片 和卸料板、凹凸模、凹凸模固定板的組合部件裝入上模座，用緊固螺釘固定，打入銷釘 定位。(4) 在落料凹模上裝入擋料銷，將推件塊裝入落料凹模，并將推桿裝入固定板上的推 桿孔，用緊固螺釘將落料凹模與凸模固定板固定，鉆孔，打入銷釘定位。本文是在劉洪泉老師的精心指導和大力支