階梯圓桶落料拉深復(fù)合模具設(shè)計(jì)

1、摘要此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是由蔡昀老師親自指導(dǎo)，設(shè)計(jì)一副簡(jiǎn)單的復(fù)合模具，經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)月的設(shè)計(jì)，基本完成此次設(shè)計(jì)的任務(wù)。此副模具主要是階梯圓筒形零件的設(shè)計(jì)，采用落料拉深兩道工序相結(jié)合的復(fù)合模，本人經(jīng)查閱相關(guān)書籍資料以隊(duì)此副模具所用到的相關(guān)公式數(shù)據(jù)做出了一個(gè)準(zhǔn)確的依據(jù)。此副模具的設(shè)計(jì)一共分為四章，和其他模具的設(shè)計(jì)一樣，首先第一章是對(duì)零件進(jìn)行了工藝分析，接著對(duì)工藝方案進(jìn)行了比較，最終確定采用先落料拉深后切邊的工藝方案，然后畫工序圖經(jīng)過(guò)計(jì)算選擇沖壓設(shè)備。第二章是選擇沖模類型以及結(jié)構(gòu)形式，接著是一些模具設(shè)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算。第三章是對(duì)模具凸模凹模加工工藝過(guò)程以及加工工藝方案的確定，最后填寫凸凹模加工工藝規(guī)程卡以及編制凸

2、模數(shù)控加工程序。第四章是設(shè)計(jì)總結(jié)謝辭以及參考文獻(xiàn)。本人在設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了其他同學(xué)的大力支持，并有蔡昀老師的息心指導(dǎo)，在此表示誠(chéng)懇的感謝。由于本人水平有限，此次設(shè)計(jì)難免還存在一些缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，懇請(qǐng)閱讀者批評(píng)指正。目 錄第1章 沖壓工藝設(shè)計(jì)······························11.

3、1 零件的工藝分析····································11.2 制定沖壓工藝方案··········&#

4、183;······················31.3 畫工序圖··························

5、;················41.4 初選沖壓設(shè)備································

6、······61.5編制沖壓工藝卡·····································8第2章 沖壓模具設(shè)計(jì)···&#

7、183;·························102.1 沖模類型及結(jié)構(gòu)形式······················

8、;·········102.2 模具設(shè)計(jì)計(jì)算·····································10第3章 模具主要零

9、件加工工藝設(shè)計(jì)·················14 3.1 制定凸凹模加工工藝過(guò)程···························143.2 填寫凸凹模

10、加工工藝規(guī)程卡·························16 3.3 編制凸?；虬寄?shù)控加工程序····················

11、83;··19第4章 設(shè)計(jì)總結(jié)·································21致謝············&

12、#183;·······························22參考文獻(xiàn)·················&

13、#183;······················23第1章 沖壓工藝設(shè)計(jì)1.1 零件的工藝分析此零件形狀為階梯圓筒形件，需要采用落料，拉深，切邊三道工序，通過(guò)計(jì)算確定拉深次數(shù)。由此可見(jiàn)，其塑性較好，有較高的強(qiáng)度，適合于成形加工。=260440MPa、抗拉強(qiáng)度b=300440MPa伸長(zhǎng)率10=29%、屈服強(qiáng)度=210MPa。由此可見(jiàn)，其塑性較好，有較高的強(qiáng)度，適合與成形加工

14、。此零件毛坯形狀為圓形，故采用沖裁工藝中的落料工序。首先計(jì)算出毛坯的尺寸，根據(jù)毛坯尺寸要求計(jì)算出凸凹模的尺寸，但要注意落料見(jiàn)的尺寸應(yīng)增加修邊余量，以保證零件的高度。后面還有拉深等其它工序，最重要的是毛坯外形尺寸精度要保證下一道工序的完成。拉深見(jiàn)工藝性的好壞，直接影響到該零件能否用拉深方法生產(chǎn)出來(lái)，不僅能滿足產(chǎn)品的使用要求，同時(shí)也能夠用最簡(jiǎn)單，最經(jīng)濟(jì)和最快的方法生產(chǎn)出來(lái)。拉深見(jiàn)外形尺寸的要求應(yīng)根據(jù)零件的高度以及厚度等選擇一次拉深還是多次拉深。1.計(jì)算落料毛坯尺寸：t=0.5mm<1mm. 故可以按外形尺寸計(jì)算 查指導(dǎo)表4-2. 取修邊余量=2.5mm則零件外徑 D=34+2×2.

15、5=39由指導(dǎo)表4-4.將零件分為序號(hào)9和序號(hào)11兩部分由序號(hào)9得： 取 =21.7mm =28mm =39mm r=2mm D1=38.9mm去掉d1部分圓面積的材料則 A1=D-d=（38.92-21.72）×2 由序號(hào)11得: D2= 取 d1=5mm d2=9mm d3=12mm d4=21.7mm r1=1.5mm r2=2mm h=0.5mm則 A2=D=×23.72=×561.7mm2 毛坯的總面積 A=A1+A2=(1042.3+561.7)=×1604mm2 所以毛坯直徑 因此毛坯直徑為40mm 2.確定拉深次數(shù)： 查指導(dǎo)表4-8得：當(dāng)

16、 ×100%=1.25（1.51），一次拉深可得最大相對(duì)高度為0.840.65，故零件以以一次拉深成形。3.計(jì)算拉深系數(shù) 因該零件兼有凸緣見(jiàn)拉深與階梯圓筒件拉深的持性，所以近似按此兩種拉深方法估算總拉深系數(shù).由參考文獻(xiàn)2或（4-15）得：查參考文獻(xiàn)2表4-9 當(dāng)2.83.0時(shí) m1=0.160.20m總此零件厚度為0.5mm，拉深件的底部與側(cè)壁間的圓角半徑R1為1.5mm，1.50.5mm，各階梯連接處的半徑為1.5mm，1.5>2t=1mm，即滿足R1t,R2t ,所以拉深可以順利進(jìn)行，不需要增加整形工序，零件產(chǎn)品尺寸為、精度為IT10IT11級(jí)、，精度為IT14級(jí)，其中、

17、由拉深工序保證。拉深成形后切除零件多余外邊，保證零件最后的外形尺寸公差，故由切邊工序保證。1.2 制定沖壓工藝方案此零件外殼形狀表明它為拉深件，所以拉深為基本工序，其毛坯可用落料工序完成。根據(jù)前面的計(jì)算，只需要一次拉深，故根據(jù)該零件所需基本沖壓工序，做出一個(gè)合格的零件，可以有三種工藝方案：第一種方案是把落料、拉深、二道工序做一個(gè)簡(jiǎn)單復(fù)合模，然后再以切邊工序做一個(gè)單工序切邊模。第二種方案是以落料、拉深、切邊工序分開(kāi)，各做一副單工序模。第三種方案是把落料、拉深、切邊三道工序并在一起，做一副多工位的級(jí)進(jìn)模。三種方案的比較：第一種方案:落料、拉深是一個(gè)簡(jiǎn)單復(fù)合模，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，制造也不難生產(chǎn)效率高，裝夾方

18、便，切邊工序作為單工序模，只要保證一個(gè)尺寸精度要求，方便、簡(jiǎn)單。第二種方案：三道工序分開(kāi)，分布鮮明，有序進(jìn)行，看得懂，弄得請(qǐng)，但效率不高，占用設(shè)備多，若單用一個(gè)設(shè)備，則需拆下來(lái)，裝上去次數(shù)多，比較麻煩。第三種方案：三道工序一起進(jìn)行，效率比較高，但是制造麻煩，周期長(zhǎng)，成本高，只有大批量生產(chǎn)中才適合。根據(jù)工藝方案的比較：方案一：落料拉深復(fù)合切邊方案二：落料拉深切邊方案三：落料、拉深、切邊級(jí)進(jìn)模綜合所有因素，此零件選用方案一。1.3 畫工序圖1.工序1：落料拉深(1)毛坯圖圖1-1(2)工序圖圖1-2 (3)排樣圖 a.計(jì)算開(kāi)料寬度及步距=1.5mm =1.2mm=0.4mm 導(dǎo)料間隙C=0.1mm

19、考慮落料后需自然卸下條料 單惻需沖開(kāi)0.5mm深缺口則開(kāi)料寬度 B=(D-0.5+2+C) =(40-0.5+1.5+2×0.4+0.1) =41.9mm 取B=41.9mm 步距A=D+=40+1.2=41.2mm. 取A=42mmb.畫排樣圖圖1-3 2.工序2：切邊圖1-41.4 初選沖壓設(shè)備(1)計(jì)算拉深工藝力，相對(duì)厚度=1.25%<1.5%q=40MPa則 (2)計(jì)算沖裁工藝力F沖=Ltb=×40×0.5×440=27632N由參考文獻(xiàn)1取頂件力系數(shù)K頂=0.08則 F頂=K頂F沖=0.08×27632=2210.6NF總2=F

20、沖+F頂=27632+2210.6=29842.6N(3)計(jì)算沖壓工藝力F總=F總1+F總2=47759.4+29842.6=77602N按F總=77602N,以及F總(0.70.8)F公 得 F公97002.5110860N查參考文獻(xiàn)2表8-10 初選壓力機(jī)為J23-161.5 編制沖壓工藝卡表1-1 沖壓工藝過(guò)程卡無(wú)錫技師學(xué)院沖壓工藝過(guò)程卡產(chǎn)品型號(hào)C003零（部）件名稱共1 頁(yè)產(chǎn)品名稱階梯圓筒零（部）件型號(hào)第 1 頁(yè)材料牌號(hào)及規(guī)格材料技術(shù)要求毛 坯 尺 寸每個(gè)毛坯可制件數(shù)毛坯重量輔助材料10鋼0.5×48×1000工序號(hào)工序名稱工 序 內(nèi) 容加 工 簡(jiǎn) 圖設(shè) 備工藝裝備

21、備注0下料剪床上裁板48×1000材料厚度為0.5mm1落料拉深落料與拉深復(fù)合模J23-10落料拉深落料與拉深復(fù)合模編制(日期)審核(日期)會(huì)簽(日期)標(biāo)記處數(shù)更該文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更該文件號(hào)簽字日期續(xù)表1-1無(wú)錫技師學(xué)院沖壓工藝過(guò)程卡產(chǎn)品型號(hào)C003零（部）件名稱共 1 頁(yè)產(chǎn)品名稱階梯圓筒零（部）件型號(hào)第 1 頁(yè)材料牌號(hào)及規(guī)格材料技術(shù)要求毛 坯 尺 寸每個(gè)毛坯可制件數(shù)毛坯重量輔助材料10鋼0.5×48×1000工序號(hào)工序名稱工 序 內(nèi) 容加 工 簡(jiǎn) 圖設(shè) 備工藝裝備備注2切邊切除凸圓邊達(dá)尺寸要求J23-10切邊模表示沖壓方向3檢驗(yàn)檢驗(yàn)所有尺寸編制(日期)審核

22、(日期)會(huì)簽(日期)標(biāo)記處數(shù)更該文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更該文件號(hào)簽字日期第2章 沖壓模具設(shè)計(jì)2.1 沖模類型及結(jié)構(gòu)形式此零件形狀為階梯圓筒形件，分為落料拉深（C003-1）、切邊（C003-2）兩副模具，本人設(shè)計(jì)C003-1模具，即落料拉深復(fù)合模，采用正裝式。利用擋料釘定距，模具本身利用M8螺釘固定及8銷釘定位，本模具采用彈頂器以及打桿作為卸料裝置。2.2 模具設(shè)計(jì)計(jì)算1壓力中心此零件為階梯圓筒形件，即屬于旋轉(zhuǎn)體件，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，所以壓力中心應(yīng)該在其幾何中心。2各主要零件外形尺寸(1)落料凹模外形尺寸 H1=Kb=0.3×40=12mm 按要求需滿足H115mm因?yàn)槭菑?fù)合模，另有拉深工序

23、，零件高度為6mm，材料厚度為0.5mm，加之有凸模進(jìn)入凹模的深度，綜上所述，查參考文獻(xiàn)2，H=25mm）H1=(1.52)×15=22.530mm 按要求需滿足C3040mm 故取 C=30mm為便于加工模板取圓形則D=2×30+40=100(2)固定板外形尺寸直徑D與凹模相同 為100mm厚度H2=(0.60.8)H1(0.60.8)×25 =(1520)mm 取H2=20mm(3)墊板外形尺寸 直徑D=100mm厚度H3=(612)mm取H3=8mm各模板采用8與M8螺釘定位與連接根據(jù)參考文獻(xiàn)4 孔距取76mm(4)凸凹模、凸凹模型芯、成形頂塊、拉深凸模外形

24、尺寸綜上所述，歸納所得 (單位:mm)落料凹模100×25 GB2858.4-81上、下固定板100×20 GB2858.5-81上、下墊板100×8 GB2858.5-81凸凹模：46×40凸凹模型芯：9×35.5成形頂塊：40×18.5拉深凸模：14×42.5聯(lián)接螺釘：M8 GB70-85定位銷釘：8 GB119-86孔距763.凸凹模間隙及凸凹模工作部分尺寸(1)落料凸凹模尺寸及公差 因?yàn)槊鞒叽鏒=40mm，無(wú)公差要求 根據(jù)參考文獻(xiàn)1，落料尺寸以凹模為基準(zhǔn)，凸模采用配合加工，由于該零件最后需要切邊保證最終尺寸，故落料

25、凹模尺寸直接采用計(jì)算尺寸(2)拉深凸、凹模尺寸及公差由零件圖知，工件外形尺寸及公差有要求，故以拉深凹模為基準(zhǔn)，其值為：D=(28-0.75×0.52)=27.6D=27.7D=(9-0.75×0.36)D=(D-2c)=(8.7-2×0.5)=7.7mm注：以上凸、凹模制造公差取0.03mm4.選用模架 因?yàn)榘寄Ｖ芙鐬?00，根據(jù)參考文獻(xiàn)3，采用冷沖?；瑒?dòng)導(dǎo)向中間導(dǎo)柱模架，根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)，選用模架為：模架100×130150 GB2851.6-81.HT20-40 上、下模板厚度分別為H=25mm. H=30mm5.校核壓力機(jī)(1)閉合高度校核模具閉合高度

26、H=H+ H+HtH+H+H =25+8+35.5+0.5+42.5+8+30=149.5mm由2表8-10得 壓力機(jī)最大裝模高度H=220-40=180mm由2表8-10得 壓力機(jī)最小裝模高度H=180-45=135mm 滿足H-5HH+10(2)公稱壓力F校核F=160KNF=77.6KN所以F合格。(3)滑塊行程校核根據(jù)參考文獻(xiàn)2表8-10得滑塊行程H=55模具工作行程H=(22.5)H=(22.5)×6=(1215)mmHH 滿足使用要求(4)工作臺(tái)尺寸校核由參考文獻(xiàn)2. 工作臺(tái)前后尺寸為300mm，左右為450模架型號(hào)100×130150 由參考文獻(xiàn)3. 模架左右

27、為260，前后為170，滿足工作臺(tái)尺寸每邊大于模具5070mm的要求因?yàn)楣ぷ髋_(tái)孔尺寸直徑為210，能容納下彈頂器，所以滿足要求。第3章 模具主要零件加工工藝設(shè)計(jì)3.1 制定凸凹模加工工藝過(guò)程(1)凸凹模(落料凸模兼拉深凹模）根據(jù)凸模加工方法，可以制定出的凸模加工工藝過(guò)程有很多種，現(xiàn)選兩種方案進(jìn)行比較：方案一：備料（下料、鍛造）去應(yīng)力退火毛坯外形加工（普通車床）數(shù)控車削粗加工（外形）數(shù)控車削半精加工數(shù)控車削精加工內(nèi)輪廓粗加工（數(shù)控加工中心加工）精加工鉗工精修淬火、回火研磨（拋光）。方案二：備料（下料、鍛造）去應(yīng)力退火毛坯外形加工（普通車床）數(shù)控內(nèi)輪廓粗加工精加工數(shù)控車削外形粗加工半精加工精加工鉗

28、工精修淬火、回火研磨（拋光）。方案一的工藝過(guò)程占用設(shè)備多，拆、裝麻煩，影響工件精度，效率較低。方案二的工藝過(guò)程有序進(jìn)行，能消除熱處理變形對(duì)凸模精度的影響，加工精度較高。圖3-1* 尺寸與凹模配制雙面間隙0.040.06（2）落料凹模根據(jù)凹模形狀以及要求，可以制定出的凹模加工工藝過(guò)程有很多種?，F(xiàn)選兩種方案進(jìn)行比較：方案一：備料（下料、鍛造）去應(yīng)力退火毛坯外形加工（普通車床車削） 數(shù)控車削內(nèi)輪廓粗加工半精加工精加工鉆削粗加工精加工鉗工精修淬火、回火研磨。 方案二：備料（下料、鍛造）去應(yīng)力退火毛坯外形加工（普通車床車削）數(shù)控加工中心鉆半精加工精加工鉗工精修淬火、回火研磨。方案一的工藝過(guò)程：設(shè)備占用多

29、，以至于影響工件精度，且效率偏低。方案二的工藝過(guò)程：加工精度高，成本較大，但效率高，加工方便。圖3-2凸凹模的加工工藝過(guò)程：選方案二：備料（下料、鍛造）去應(yīng)力退火毛坯外形加工（普通車床）數(shù)控內(nèi)輪廓粗加工精加工數(shù)控車削外形粗加工半精加工精加工鉗工精修淬火、回火研磨（拋光）。凹模加工工藝過(guò)程：選方案二：備料（下料、鍛造）去應(yīng)力退火毛坯外形加工（普通車床車削）數(shù)控加工中心鉆半精加工精加工鉗工精修淬火、回火研磨。3.2 填寫凸凹模加工工藝規(guī)程卡表3-1 機(jī)械加工工藝規(guī)程無(wú)錫技師學(xué)院機(jī)械加工工藝過(guò)程卡產(chǎn)品型號(hào)產(chǎn)品名稱C003階梯圓筒零件名稱零件材料毛坯種類毛坯尺寸凈重備注凸凹模Cr12MoV圓件58&#

30、215;60工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料(鍛造)備制尺寸58×60圓形件，進(jìn)行鍛造2熱處理退火(改善切削加工性能)3毛坯粗加工車床車削(光一刀，去處表面氧化層)普通車床4內(nèi)輪廓粗加工內(nèi)輪廓尺寸留有余量為0.1mm數(shù)控車床5精加工達(dá)到尺寸要求，留拋光余量為0.1mm數(shù)控車床6外形粗加工車出外形，余量為1mm數(shù)控車床7半精加工按照尺寸要求，余量為0.4mm數(shù)控車床8精加工達(dá)到尺寸要求，外形留有磨削余量0.15mm-0.20mm數(shù)控車床9淬火、回火提高硬度10鉗工去除毛刺，打光內(nèi)輪廓銼刀、油石11外圓磨磨削外形至尺寸要求外圓磨床12檢驗(yàn)檢驗(yàn)所有尺寸編制審核批準(zhǔn)年月日第頁(yè)表3-2 數(shù)控加

31、工工序卡片單位名稱無(wú)錫技師學(xué)院產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱零件圖號(hào)階梯圓筒凸凹模C003-1-13工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱使用設(shè)備車間工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度背/側(cè)吃刀量備注1鉆9H7孔T01中心鉆500r/min0.32鉆9H7孔至55T028.9鉆頭500r/min0.33忽9H7孔T03100r/min0.34粗車內(nèi)輪廓27.8，斜角60度，深2mmT04鏜刀500r/min0.35粗車27.8，斜角60度T04鏜刀500r/min0.36粗車外形55×5，53×15（退刀槽0.5×1.5倒角）41×30T05粗車刀500r/min0.

32、3編制審核批準(zhǔn)年月日第頁(yè)續(xù)表3-2單位名稱無(wú)錫技師學(xué)院產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱零件圖號(hào)階梯圓筒凸凹模C003-1-13工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱使用設(shè)備車間工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度背/側(cè)吃刀量備注7半精車55×5，52.5×15(退刀槽0.5×1.5倒角)40.05×30T05粗車刀500r/min0.38精車55×5，52×15(退刀槽0.5×1.5倒角)40×30T06精車刀500r/min0.39鉸9H7的孔T079絞刀100r/min0.3編制審核批準(zhǔn)年月日第頁(yè)3.3 編制凸?；虬寄?shù)控加工程序凸凹模數(shù)控加工程序（車削）O0001G43 G80 M03 T0101 S500G00 X25 Z2G73 U0 W2 R2G73 P5 Q10 U0.1 W01 F0.3N5 G0 X19.3G1