落料拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)解析

1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課程名稱(chēng)：沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 題目名稱(chēng)：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(jī)：教師評(píng)語(yǔ)：指導(dǎo)老師簽名:20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

2、模固定板的選擇 103、磨柄的選擇104、卸料裝置105、推薦裝置的選擇 116銷(xiāo)、釘?shù)倪x擇117、模具閉合高度的校核 11七、參考目錄1115零件名稱(chēng)：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

3、證各工序間動(dòng)作穩(wěn)定。IT11級(jí)確定工件尺寸精度：零件圖上所有未注公差的尺寸，屬于自由尺寸，可按 尺寸的公差。查公差表可得工件基本尺寸公差為:皈人帕80田19120°.111 .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+2 3.5=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= .dt2 4(h； dh2)，其中 h1=86- .862 -252 =3.71,故 D= 752 4(3

4、.712 50 12) =89.89,預(yù)定毛坯直徑為 90mm。2.判斷是否可一次拉深成形。二05 100 =0.56 , dt/d=1.5 ,相對(duì)高度h _ 山 h2 d d3743150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,次拉深便D90可成形。3. 確定是否使用壓邊圈毛坯相對(duì)厚度 -100 =0.56，查課本上表2-44可知，此處需采用壓邊圈。D4. 凹凸模圓角半徑的計(jì)算凹模圓角半徑：r 凹=0.8 ( D -d) t = 0.8 (90 - 50)0.5 = 3.58，故 r 凹取 4mm。凸模圓角半徑：r 凸=(0.61) r 凹=(0.61)4=

5、2.44,故 r 凸取 3mm。5. 確定工序內(nèi)容及工序順序落料等，由沖壓件的沖壓件的工序性質(zhì)是指沖壓件成形所需的各種工序種類(lèi)如沖孔、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)。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(jiǎn)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(guó)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

6、：0.5850 12002. 排樣設(shè)計(jì)板料的初步排樣如下：兩工件間的橫搭邊 a1 =1.2mm;兩工件間的縱搭邊 a=1.5mm；考慮到板料送進(jìn)時(shí)無(wú)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：B0j廣 D 2Z。J-條料寬度的單向極限偏差（ mm查中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典表 19.1-21得 =0.10 所以B= 90 + 20.2+0.1)+1.240 = 93.8。(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1為：,=A/BS 10000 =二(D/2)2/BS 10000=二(90/2)2/(93.891.5)10

7、0°。=74.1%由于直板材料選取 0.5 850 1200故每塊板料可裁剪 9 13=117個(gè)工件，故每塊板料(0.5 850 1200)的利用率為：=nA/LB 10000=117 二(D/2) 2 心200850) 100°o=73.0°o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，并查得二b=600MPa落料力 F0： F0=KLt，其中 K=1.3, L=nD=3.14 90=282.60mm故 F0=1.3 282.60 0.5 500=91.84KN由課本表2-6查得推件力系數(shù) K推=0.063卸料

8、力系數(shù) K卸=0.08推件力 F 推：F 推=門(mén)«推 F°=1 0.063 91.84=5.79KN卸料力 F 卸：F 卸=K卸 F0=0.08 91.84=7.35KN查模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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& =- b2 - d 2r凹 2 b =匸 9o2 - 50 2 4 2 丨 3.6 二 13.39KNF 總=Fo+F推+F 壓=91.84+5.79+13.39=111.02KN由模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)1-6-38可得系數(shù)Ki=1,及拉深力的計(jì)算公式如下:拉深力：F立=庶沐50 0.5 600 1 -47.12K

9、N2.壓力機(jī)的選擇選擇壓力機(jī)公稱(chēng)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(chēng)壓力范圍內(nèi)，而不是簡(jiǎn)單的將落料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(chēng)壓力的80%以下使用。落料時(shí)：F 公稱(chēng) >=F 總/80%=111.0280%=138.78KN拉深時(shí)：公稱(chēng)壓力 F 公稱(chēng) >=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(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)表13.9，可預(yù)選選擇公稱(chēng)壓力為160KN的開(kāi)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：2

10、20mm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、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(méi)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(kāi)加工，落料件未注公差，按IT1

11、1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090；22，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，可取二類(lèi)間隙值，查課本表2-3，間隙比值(Z/t) % >16.022.0,故可得：Zmin=16.0 0.5/100=0.08mm Z ma>=22.0 0.5/100=0.11mm3 p=0.4(Z max-Z min)=04(011-0.08)=0.012mm3 d=0.6( Zma-Zmin)=0.6(0.11-0.08)=0018mm落料凹模直徑：Dd=(D-x )0 - =(90-0.50.22)00.018 =89.89 0

12、0.018 mm落料凸模直徑：dp=(Dd-Zmin)=(89.89-0.08)，。伐=89.81 久仁 mm2)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050紜.16，查課本表2-40可知拉深凹模直徑：D凹=(d+0.4A +Z) 0'凹，拉深凸模直徑：d凸=(d+0.4 A ) ,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3 凹=0.04mm 3 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+0.4 0.16+1.05

13、) 00.04 =51.114 00.04d 凸=(50+0.4 0.16 )-0.030=50.064-0.030五、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=0.2 90=18mm但毛坯拉深高度 h1+h2=12+3.7=15.7 ,考慮到還需要空間安裝壓邊圈，查沖壓模具簡(jiǎn)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)算故：凹模壁厚 c= (23) H= (23) 18=3654mm凹模板長(zhǎng)度：L=D+2CL=D+2C=90+2 40=170 (mm)根據(jù)表2

14、.61選擇最接近的直徑160mm故確定凹模板外形尺寸為 ：16040 (mr) 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(jiǎn)單筒形，刃口無(wú)斜度，采用車(chē)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。MB3. 、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(jiǎn)單，另一方面又便于裝配與更換，采用車(chē)床加工，與凸凹模固定板的配合按H7/n6，凸凹模長(zhǎng)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(guó)標(biāo)GB/T2851.3-1990

15、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200 200 45材料HT200下模座 GB/T2855.6 尺寸 200 200 50 材料 HT20Q導(dǎo)柱GB/T2861.1尺寸 32 160導(dǎo)套 GB/T2861.6 尺寸 32 105 43。2）凸凹模固定板的選擇外形尺寸與凹模相對(duì)應(yīng)，由國(guó)標(biāo) JB/T7643.5-1994,選擇為 160 25,材料為Q235-AF。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 50 115,材料 Q235-A - F。4）卸料裝置由于落料拉深過(guò)程中，若選用選用彈

16、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(jiǎn)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=0.2mm5）推件頂尖裝置的選擇推桿：按JB/T7650.1-1994選擇帶肩推桿，材料 45, 熱處理硬度4348HRC,尺寸12 150。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Q235A6) 銷(xiāo)、釘?shù)倪x擇定位銷(xiāo)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(zhǎng)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(xiāo)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(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)強(qiáng)度和所需連接高度選擇，參考標(biāo)準(zhǔn) GB70-857) 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)，