落料拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)說明書

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1、 落料拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)說明書 班 級(jí) 05010903 學(xué) 號(hào) 2009301234 姓 名 陳 雄 日 期 2012年10月 目錄 一、工藝方案分析與確定 2 二、零件主要參數(shù)計(jì)算 3 三、排樣

2、 4 四、落料凹凸模尺寸 5 五、拉深凸凹模尺寸 6 六、拉深凸凹模圓角 6 七、落料凹模板的厚度H的確定 7 八、凹凸模長度 7 九、相關(guān)力的計(jì)算

3、 8 十、設(shè)備的選擇 10 十一、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 十三、參考文獻(xiàn) 17 一、 工藝方案分析及確定 材料20號(hào)鋼，材料厚度0.5mm，零件圖如下： t=0.5mm 其工藝性分析內(nèi)容如下： （1）材料分析 20號(hào)鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，屬于拉深級(jí)別鋼，具有良好的拉深成形性能。屬優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其力學(xué)性能

4、是強(qiáng)度、硬度低而塑性較好，非常適合沖裁加工。另外產(chǎn)品對(duì)于厚度與表面質(zhì)量沒有嚴(yán)格要求，所以盡量采用國家標(biāo)準(zhǔn)的板材，其沖裁出的產(chǎn)品表面質(zhì)量和厚度公差就可以保證。 （2）結(jié)構(gòu)分析 零件為一無凸緣錐形件，結(jié)構(gòu)簡單，底部圓角半徑為R2.5，滿足筒形拉深件底部圓角半徑大于一倍料厚的要求，因此，零件具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。 （3）精度分析 零件上尺寸均為未注公差尺寸，普通拉深即可達(dá)到零件的精度要求。 經(jīng)上述分析，產(chǎn)品的材料性能符合冷沖壓加工要求。 對(duì)零件進(jìn)行分析后，提出兩種方案： 方案一：先落料，再拉深，再修邊。采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料+拉深復(fù)合，后修邊。采用復(fù)合模+單工序模生產(chǎn)。

5、 此零件需要落料（制成Φ21mm的坯料）、一次拉伸和修邊共三道工序。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需三道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，工件精度也能滿足要求，成本較低。通過對(duì)上述兩種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。 綜上所述：該零件的沖壓工藝方案為：落料拉深修邊。 二、零件主要參數(shù)的計(jì)算 1）確定零件修邊余量 零件的相對(duì)高度，經(jīng)查得修邊余量，所以，修正后拉深件的總長。 2）確定坯料尺寸 由無凸緣錐形拉深件坯料尺寸計(jì)算公式得 3）相對(duì)厚度 ，又因?yàn)橄鄬?duì)高度，所以零件屬于中等深度錐形件

6、拉深，一次成形即可，但是為防止起皺采用壓邊圈。 三、排樣 制件毛坯為簡單的圓形件，而且尺寸比較小，考慮到操作方便，宜采用有廢料單排。 查表，確定搭邊值 材料厚度t （mm） 圓件及圓角r>2t 矩形件邊長L<=50 矩形件邊長L>50或圓角r<=2t 工件間 沿邊a 工件間 沿邊a 工件間 沿邊a 0～0.25 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.0 0.25～0.5 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 0.5～0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 1.8 2.0 0.8～1.2 0.8

7、1.0 1.2 1.5 1.5 1.8 1.2～1.6 1.0 1.2 1.5 1.8 1.8 2.0 查表知： 工件間搭邊值，沿邊搭邊值 步距 條料寬度 四、落料凸、凹模尺寸 落料時(shí)，零件的基本尺寸為，此處沒有零件公差，其值按標(biāo)準(zhǔn)公差（GB/T1800.3-1998）取，公差等級(jí)取IT13，查得：零件公差；落料板坯所用材料為20鋼，厚度t為0.5，查表得， 最小間隙，最大間隙； 所要落料的零件為圓形件，制造公差查表得： 凸模制造公差δ凸=0.025mm；凹模制造公差δ凹=-0.020mm； ； 因?yàn)棣耐?δ凹=0.045>0.02，不符合要求，故

8、： ； ； 磨損系數(shù)由查表得：x=0.5 計(jì)算 凹模直徑 ； 凸模直徑 ； 五、拉深凸、凹模尺寸 凸模制造公差δp=0.02；凹模制造公差δd=0.03；零件公差； 有壓邊圈時(shí)凸凹模單邊間隙值：Z2=（1~1.1）t，此處取Z2=1.1t，故Z=0.55mm； 凹模直徑 凸模直徑 六、拉伸凸、凹模圓角 由于是一次拉深成形，凸模圓角等于零件內(nèi)圓半徑，拉深凸模圓角γ凸=2.5mm 凹模圓角由公式得： γ凹=0.8D-dt=0.821-14.19560.51.5mm 式中： D為毛坯直徑， d為本道次工序的拉深直徑，

9、 t為材料厚度； 七、落料凹模板的厚度H的確定 計(jì)算按公式：H=KS 式中：K為厚度系數(shù) S為凹模刃口最大尺寸 K值查表（《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》P236，表7.6）可知，其值取0.20~0.30，此處取0.3， 計(jì)算： 壁厚C=1.5H=22mm 八、凸凹模長度 落料時(shí)凸模長度計(jì)算按公式： L=h1+h2+h 式中： h1為凸模固定板厚度，一般取值（0.6~0.8）H，此處取9mm； h2為卸料板厚度，一般取值（5~20mm），此處取5mm；； h為附加長度，主要考慮凸模進(jìn)入凹模的深度（0.5~1.0mm）及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板間的安全距離，

10、此處分別取值1mm,10mm. 計(jì)算： L=h1+h2+h=9+5+1+10=25mm 九、相關(guān)力的計(jì)算 1、落料力的計(jì)算 式中： L為沖裁輪廓的總長度 t為板料厚度 為材料的抗剪強(qiáng)度 20鋼 故： 2、卸料力F卸和頂件力F頂?shù)挠?jì)算 式中，K卸為卸料力系數(shù)；K頂為頂件力系數(shù)； 查表（《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》P52表2.3）知：K卸=0.07 K頂=0.08 故： 3、壓邊力及壓邊裝置的確定 在生產(chǎn)中采用壓邊的目的是為了防止變形區(qū)板料在拉深過程中的起皺，拉深時(shí)壓邊力必須適當(dāng)，壓邊力過大會(huì)引起拉深力的增加，甚至造成制件拉裂，壓邊力

11、過小則會(huì)造成制件直壁或凸緣部分起皺，所以是否采用壓邊裝置主要取決于毛坯或拉深系數(shù)m和相對(duì)厚度tD100 由于相對(duì)厚度tD100=0.521100=2.38 拉深系數(shù) 查表（《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》知該工件拉深時(shí)應(yīng)該采用平板壓邊圈 1）壓邊力：F壓邊=π4D2-d+2rp p為單位面積壓料力，其值查表（《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》P199，表5-12），得：p=2.5MPa 2）壓邊圈尺寸： 計(jì)算按公式：壓邊圈內(nèi)經(jīng)d內(nèi)=（0.02~0.20）+d凸；壓邊圈外徑d外=D-(0.03~0.08) d凸為拉深凸模外徑，D為拉深前半成品工件內(nèi)經(jīng) 計(jì)算： 內(nèi)徑 d內(nèi)=0.02+d

12、凸=0.02+14.5=14.52mm 外徑 d外=D-0.03=21-0.03=20.97mm 4、拉深力的計(jì)算 計(jì)算按公式： 式中： d為零件直徑 t為模具厚度 σb為A3鋼抗拉強(qiáng)度 K1為修正系數(shù)，其值查表（《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》P134，表4.9）得：K1=0.66； 十、設(shè)備的選擇 1、 壓力機(jī)的選擇原則 沖壓設(shè)備的選擇直接關(guān)系到設(shè)備的合理使用，安全，產(chǎn)品質(zhì)量，模具壽命，生產(chǎn)效率和成本等一系列問題。 對(duì)于中小型沖裁件，彎曲件或淺拉深件多用具有C形床身的開式曲柄壓力機(jī)。在大中型和精度要求較高的沖壓件生產(chǎn)中，多采用閉式壓力機(jī)。對(duì)于大型，較復(fù)雜的拉深件

13、多采用閉式雙動(dòng)拉深壓力機(jī)。對(duì)于形狀復(fù)雜零件的大量生產(chǎn)，應(yīng)優(yōu)先考慮選用多工位自動(dòng)壓力機(jī)。而對(duì)落料，沖孔件的大量生產(chǎn)，則應(yīng)選用效率高，精度高的自動(dòng)高速壓力機(jī)。在小批生產(chǎn)中尤其是大型厚板的生產(chǎn)，多采用液壓機(jī)。校正彎曲，校平整形工序要求壓力機(jī)有較大的剛度，以便或得較高的蟲牙件尺寸精度。 對(duì)曲柄壓力機(jī)所要考慮到的重要參數(shù)是： 1.壓力機(jī)的許用負(fù)荷； 2.完成各工序所需要的壓力； 3.行程和行程次數(shù)； 4.最大裝模高度； 5.壓力機(jī)的臺(tái)面尺寸應(yīng)大于沖模的平面尺寸，并留有固定模具的余地，臺(tái)面上的漏孔應(yīng)與所要進(jìn)行的工藝相適合； 6.壓力機(jī)精度 當(dāng)拉深行程過大，特別是采用落料

14、拉深復(fù)合沖壓時(shí)，不能簡單得將落料力與拉深力疊加取選擇壓力機(jī)，因?yàn)閴毫C(jī)的公稱壓力是直滑塊在接近下死點(diǎn)時(shí)的壓力，所以應(yīng)該注意曲柄壓力機(jī)的允許壓力曲線。如果不注意壓力機(jī)的壓力曲線，很可能由于過早出現(xiàn)最大沖壓力而使壓力機(jī)超載破壞。同時(shí)，由于拉深的工作行程大，消耗的功就多，因此還要審核壓力機(jī)的功率，且壓力機(jī)滑塊的行程必須為拉深行程的兩倍以上。 對(duì)于拉深工作，由于施力行程較大，不能按壓力機(jī)的額定壓力選用，為了選用方便，可以近似取為： 在深拉深時(shí)，最大拉深力壓力機(jī)公稱壓力； 在淺拉深時(shí)，最大拉深力壓力機(jī)公稱壓力。 式中 F——拉深力，在用復(fù)合模沖壓時(shí)，還包括其他變形力。 2、 選擇壓力機(jī) 取落

15、料力和拉深力中較大的一個(gè)力，根據(jù)以上原則，初選開式雙柱可頃壓力機(jī)J23-3.15，根據(jù)公稱壓力大于31.5kN，滑塊行程s≥2=24.5=9mm及閉合模具高度H=120mm。 其主要參數(shù)如下表5-1： 表 5-1 J23-6.3開式雙柱壓力機(jī)參數(shù) 公稱壓力（KN） 31.5 滑塊行程（mm） 25 行程次數(shù)（次/分鐘） 200 最大閉合高度（mm） 120 連桿調(diào)節(jié)長度（mm） 25 工作臺(tái)尺寸（mmmm） 160250 模柄尺寸（mmmm） 直徑25深度40 電動(dòng)機(jī)功率（KW） 2.2 3、模架選擇 由凹模外形尺寸，

16、查《實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》得，根據(jù)閉合高度選擇后側(cè)滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套模架，按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體的結(jié)構(gòu)尺寸： 上模板： GB/T 2855.5 11010030 下模板： GB/T 2855.6 11010035 導(dǎo)柱： GB/T 2861.1 1580 導(dǎo)套： GB/T 2861.1 186023 模具閉合高度： 最大120mm，最小90mm 十一、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 采用落料、拉深復(fù)合模，考慮落料凸模（兼拉深凹模）的壁厚能保證足夠強(qiáng)度，故可采用復(fù)合模。 落料、拉深復(fù)合模常采用下圖所示的典型結(jié)構(gòu)，即落料采用正裝式，拉深采用倒裝式。 對(duì)于生產(chǎn)該模具，

17、由于拉深深度不算大，材料也不厚，因此采用彈性卸料較合適。 考慮到裝模方便，模具采用后側(cè)布置的導(dǎo)柱導(dǎo)套模架。 2 落料凹模 3 凸凹模 4 拉深凸模 5、裝配示意圖 1、 打料桿 2、模柄 3、螺釘M4 4、螺釘M4 5、上模座 6、導(dǎo)套 7、導(dǎo)柱 8、下模座 9、螺釘M6 10、頂料桿 11、銷釘 12、凸模固定板 13、壓邊圈 14、拉深凸模 15、落料凹模 16、彈性卸料版 17、彈簧 18、固定板 19、固定板 20、銷釘 21、打料塊 參考文獻(xiàn) [1].翟平、林兆榮. 飛機(jī)鈑金成形原理與工藝.[M]. 西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社.1995 [2].張如華、趙向陽.沖壓.[M]. 北京.清華大學(xué)出版社，2006 [3].鄂大辛. 成形工藝與模具設(shè)計(jì). [M]. 北京：北京理工大學(xué)出版社,2007 [4].張國文、吳安德.機(jī)械制造基礎(chǔ).[M].北京：人民郵電出版社.2006 [5].黨根茂、駱志斌、李集仁.模具設(shè)計(jì)與制造.[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社.1995 [6].劉京華.模具識(shí)圖與制圖.[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2007 [7].王玉、劉篤喜、蔡安江.機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測技術(shù).[M].北京：國防工業(yè)出版社.2008 18