圓筒件落料拉深沖壓模具課程設(shè)計(jì)說明書

1、筒件落料拉深沖壓模具課程設(shè)計(jì)說明書-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One 1課程設(shè)計(jì)課程名稱材料成型工藝及設(shè)計(jì)題目名稱圓筒件的模具設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)材控M2學(xué)號(hào) 33311227學(xué)生姓名張孝富指導(dǎo)教師聶信天夏榮霞徐秀英2014年9月25日目錄課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2產(chǎn)品圖及設(shè)計(jì)說明2丿卞3第1章制件的工藝性分析41.1圓筒件工藝性分析41.2零件工藝方案的確定4第2章 工藝方案的制定及分析比較5第3章 圓筒形拉深件工藝計(jì)算63.1 63.2 拉深力的確定83. 2. 1首次拉深93. 2.2第二次拉深93. 2.3第三次拉深93. 2.4第四次拉深103. 2.5確定壓力中心 1

2、03.3拉深模間隙103.4凸凹模工作部分的尺寸及公差的確定103. 4. 1第一次拉深103. 4.2第二次拉深113. 4.3第三次拉深113. 4.4第四次拉深113.5落料拉深復(fù)合模其它工藝計(jì)算113.6排樣圖設(shè)計(jì)及材料利用率計(jì)算123. 7壓邊的橡膠計(jì)算13 3.8卸料裝置的設(shè)計(jì)3. 8. 1剛性卸料裝置143. 8. 2彈性卸料裝置143. 8. 3橡皮的選用 3. 8. 4卸料板 3. 8. 5推件裝置3. 8.6卸料螺釘?shù)?章模具結(jié)構(gòu)的確定164. 1模具的形式164. 1.1正裝式特點(diǎn)164. 1.2倒裝式特點(diǎn)164. 2定位裝置164. 3卸料裝置164. 3. 1條料的卸

3、除164. 3. 2工件的卸除164. 4導(dǎo)向零件164. 5模架174. 5. 1標(biāo)準(zhǔn)模架的選用17第5章編寫工藝卡片17結(jié)束語18參考文獻(xiàn)191課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目名稱專業(yè)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)圓筒件的模具設(shè)計(jì)材控112張孝富33311227產(chǎn)品圖及設(shè)計(jì)說明零件簡圖：如右圖所示。名稱圓筒生產(chǎn)批量：大批量材料：30鋼材料厚度:0.5mm0.5要求設(shè)計(jì)此工件的落料拉深模。序弓沖壓是使板料經(jīng)分離或成形而得到制件的加工方法。沖壓利用沖壓模具對(duì)板料進(jìn)行加 工。常溫下進(jìn)行的板料沖壓加工稱為冷沖壓。模具是大批生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具.是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì) 的基礎(chǔ)工業(yè)。模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度.

4、使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而且在加工中不破壞產(chǎn)品表面。 用模具生產(chǎn)零部件可以采用冶金廠大量生產(chǎn)的廉價(jià)的軋鋼鋼板或鋼帶為壞料，且在生產(chǎn)中 不需加熱，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、重量輕、成本低且節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu) 點(diǎn)，是其他加工方法所不能比擬的。使用模具已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展 方向。現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展。目前，工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成形工業(yè)方法，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質(zhì)量。一般壓 力機(jī)加工，一臺(tái)普通的壓力機(jī)設(shè)備每分鐘可成形零件幾件到幾十件，高速壓力機(jī)的生產(chǎn)率 已達(dá)到每分鐘數(shù)百件甚至上千件。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，飛機(jī)、汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀 表、等產(chǎn)

5、品，有60%左右的零件是用模具加工出來的；而自行車、手表、洗衣機(jī)、電冰箱 及電風(fēng)扇等輕工業(yè)產(chǎn)品，有90%左右的零件時(shí)用模具加工出來的；至于日用五金、餐具等 物品的大批量生產(chǎn)基本上完全靠模具來進(jìn)行。顯而易見，模具作為一種專用的工藝設(shè)備， 在生產(chǎn)中的決定性作用和重要地位逐漸為人們所共識(shí)。本次課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容為用模具生產(chǎn)無凸緣圓筒件，其中包括落料、拉深、二次拉深、三 次拉深、四次拉深、切邊等工序。其中把落料和首次拉深用復(fù)合模完成，而其他不出圖但 進(jìn)行了相關(guān)的尺寸計(jì)算，重點(diǎn)在復(fù)合模上，解決落料和拉深的計(jì)算問題同時(shí)對(duì)相關(guān)的模具 的零件給以詳細(xì)的設(shè)計(jì)。生成裝配工程圖和相關(guān)的零件圖。21第1章制件的工藝性分析

6、1.1件工藝性分析(1) 零件材料為30鋼，其塑性，韌性較好，屈服強(qiáng)度6為295MPa,抗拉強(qiáng)度為 490MPa.利于各種工序的加工。(2) 從零件圖樣上看其尺寸有公差要求故精度較高.屬于一般零件，其公差按IT14處理. 給模具制造帶來一系列方便.A、如果沖壓件零件圖上沒有標(biāo)注公差，只有公稱尺寸，則應(yīng) 該給以標(biāo)注公差；圓形件，沖模按IT7 6級(jí)制造模具。B、按“入體原則把它們逐個(gè)改為單向公差(目的是方便于以后的刃口尺寸計(jì)算)；外形部分，化為上偏差為零，下偏差為負(fù)(相當(dāng)為基軸制標(biāo)注，只小不大)；2零件的形狀、結(jié)構(gòu)及沖壓工藝性(1) 該零件總體屬于圓筒形拉深件無凸緣的普通件.(2) 該零件的厚度匸

7、0.5mm,且材料較軟對(duì)于各種工序都有可以適應(yīng)(3) 零件圓微形部分高為75mm,可能需要幾次拉深成形(4) 綜上所述，此零件可用冷沖壓加工成形(5) 成形半徑為10mm的半圓球形，需幾次成形1.2零件工藝方案的確定(1) 模具類型的確定經(jīng)分析，工件尺寸精度要求較高，形狀不復(fù)雜，且不大，根據(jù)材料較薄(0.5mm)的 特點(diǎn)，為保證較高的生產(chǎn)率，落料模具采用帶料(或條料、卷料)，漏料方式的沖裁模結(jié) 構(gòu)形式；從零件的結(jié)構(gòu)形狀，尺寸公差來看，該零件可以使用單工序模、級(jí)進(jìn)?；驈?fù)合 模，各種模具都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，下面通過對(duì)其進(jìn)行比較，得出較合適的模具類型。 單工序模。制件公差等級(jí)一般，生產(chǎn)率較低，在高速自

8、動(dòng)沖床上不能使用，安全性不 高，但模具制造工作量小，成本低。 級(jí)進(jìn)模。公差可達(dá)IT14IT10級(jí)，可加工復(fù)雜制件，生產(chǎn)率高，可使用高速自動(dòng)沖床 機(jī)，安全性高，模具制造工作量較大，成本高。 復(fù)合模。公差I(lǐng)T9IT8級(jí)，生產(chǎn)率略高，安全性不高，模具制造工作量大，成本高。 綜上所述制件公差為IT14級(jí)，比較簡單，生產(chǎn)率要求高，所以可采用單工序模。(2) 制件工藝方案的確定從產(chǎn)品零件結(jié)構(gòu)形狀可知，所需基本工序有落料、拉深；(3) 設(shè)計(jì)制圖落料拉深復(fù)合模第2章 工藝方案的制定及分析比較完成此工件需要落料、拉深兩道工序。其加工方案分為3種，見表2.1。表2.1工藝方案序號(hào)工藝方案結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1單工序模生產(chǎn)：落

9、料、首次拉深、二次 拉深、三次拉深、四次 拉深.切邊模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件 的加工，生產(chǎn)效率低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求。2復(fù)合模生產(chǎn)：落料-首次拉深復(fù)合、 二次拉深、三次拉深、 四次拉深、切邊同一副模具完成兩道不同的工序，大大減小了模具規(guī)模， 降低了模具成本，提高生產(chǎn)效率，也難以提髙壓力機(jī)等設(shè)備 的使用效率：操作簡單、方便，適合中批量生產(chǎn)；。3連續(xù)模生產(chǎn)：落料-拉深-拉深-拉深-拉深連續(xù)、切邊同一副模具不同工位完成兩道不同的工序，生產(chǎn)效率髙， 模具規(guī)模相對(duì)第二種方案要大一些，模具成本要高：兩道工 位之間的定位要求非常髙。根據(jù)本零件的設(shè)計(jì)要求以及各方案的特點(diǎn)，決

10、泄采用第2種方案復(fù)合模比較合理。第3章 圓筒形拉深件工藝計(jì)算3.1工藝尺寸的計(jì)算(1)確定切邊余量6由 H=75-0.25=74.75、d=40-0.5=39.5 H/d=74.75/39.5 1.89見文獻(xiàn)|lpl20查表4-2得：取修邊值6=5mm(2)計(jì)算毛坯直徑D=/2 +422t即 116-39.5=76.522x0.5 得 76511,故:D-d22t 成立所以應(yīng)采用壓邊圈。確定每次拉深的拉深系數(shù)和直徑毛坯的相對(duì)厚度t/Dx 1000.4總拉深系數(shù)為m總=d/D=39.5/l 16=0.341取 m 1=0.56, m2=0.78, 1113=0.8 得：mn = 宣=0.976

11、0.83由上計(jì)算可得共需要4次拉深；取 m 1=0.57, 012=0.78, 1“3=08, m4=0.82則：g =?)= 662 取 =66.1mmd2 =m2d1 =51.56 取=51.5mmd3 =/n3d2 =41.2 取山=41.2mmd4 = /n4d3 = 33.78 取=33.7mm由于d4=33.7mm39.5mm,所以可適當(dāng)増大拉深系數(shù)但變形程度分布合理，現(xiàn)調(diào)整為mi=o.6, m2=o.8i, 調(diào)整后拉深件直徑：d =D = 696d2 =in2d =56.376d3 = /w3d2 = 46.812d4 = z4d3 = 39.49013=0.83, 014=0.

12、844取山=69.6mm取 2 =56.4mm取山=446.8mm取 4 =39.5mm（5）凸凹模圓角半徑的確定凹模圓角半徑的確定第一次：3=0.80=0.80J(116 39.5)x2 =5mm第二次：rd2 = (0.6 0.8)心=3 4 取 35mm第三次：= (0.6 08)么=2.1- 2.8 取 2.5mm第四次：rd4 = r = 0mm凸模圓角半徑的確定第一次：第二次：rpi=(0.7 1.0)r(ii=(0.7 1.0)x 5=3.5 5 取 4mm% _2 一 2/rn7 = = o. imn卩-2第三次：rp3 =冬_y_ = 4.3/n/n第四次：rdA = r =

13、(6) 計(jì)算每次拉深工序件的高度見文獻(xiàn)(11P127根據(jù)式4-8計(jì)算各次拉深工序件的高度 hi=0.25(D2/di-d)+0.43ri/di(di+0.32ri)=0.25(1162/69.6-69.6)+0.43 x 4/69.6x (69.6+0.32 x 4)=32.68mm 取 33mmh2=0.25(D2/d2-d2)+0.43r2/d2(d2+032r2)=0.25(1162/56.4-56.4)+0.43 x 6.1/56.4x(56.4+0.32x 6.1)=48.26mm 取 48mm同理 h3 =62mm t h4=80mm由8O-75=5mm即有5mm的修邊余量，滿足要

14、求。3.2拉深力的確定3. 2.1首次拉深模具為落料拉深復(fù)合模，動(dòng)作順序是先落料后拉深，現(xiàn)分別計(jì)算落料力F落、拉深力 F拉和壓邊力F樂oF落=KLtr= 1.3x3.14x116x0.5x490N116.01kN= K卸P掘式中Kn卸料系數(shù)，查參考文獻(xiàn)1知K卸=0.045 0.055,取K卸=0.05。所以Pp= 0.05 x 116.01 = 5.8 KN查表得 ki=0.86 ab=490N 公式 P=7rdtabkjP 拉=3.14 x 696x 0.5 x 490x0.86 46KNFl：; =D2-Cdl+t + 2rA)2P,其中 p HX3.5因?yàn)槔?深力與= H62-(69.6

15、+0.5 +2x4)2x3.54a 20.2kN壓邊力的和落料力，即巧立+ b +質(zhì)=46 + 20.2+116.01 =182.2KN p3 p4則:Q=(l/3 1/6)P2=(11658)KN 取 Q=10P 3=Pi+Q=34.7+10=44.7KN63KN由文獻(xiàn)Ilpl5表1-5得：壓力機(jī)選63KN,型號(hào)J23-6.3。3. 2. 5確定壓力中心該模具屬圖形對(duì)稱旋轉(zhuǎn)件，圓心即壓力中心，不必進(jìn)行壓力中心的計(jì)算。3.3拉深模間隙有壓邊圈模具的間隙第一次拉深 c= l.lt=0.55mm第二次拉深 C=(l - 1.05)t=0.5 0.525 取 C=0.5mm第三次拉深 C=(l -

16、1.05)t=0.5 0.525 取 C=0.5mm第四次拉深 C=(0.9 0.95)1=0.45 0.475 取 C=0.45mm3.4凸凹模工作部分的尺寸及公差的確定3. 4.1第一次拉深第一次拉深后零件直徑為69. 6mm,由公式c二1. 2t確定拉深凸凹模間隙值c,所以 c=l 2x0. 5=0. 6mm,則:以凹模為基準(zhǔn)；凹模尺寸的計(jì)算為：Dd =氏% = 69.603 查表得 6尸0.03凸模尺寸的計(jì)算為Dp=(Dt- 2c)68.4打02 查表得 Sp=-0.023. 4. 2第二次拉深以凹模為基準(zhǔn)；C二1.2x0. 5二0.6mm;凹模尺寸的計(jì)算為：Dd = 56.03 查表

17、得 6尸0.03凸模尺寸的計(jì)算為Dp=(D,-2c)55.202 查表得 6p=-O.O23. 4. 3第三次拉深以凹模為基準(zhǔn)；C二1.2x0. 5二0.6mm;凹模尺寸的計(jì)算為：Dd =46.醴3查表得6尸0.03凸模尺寸的計(jì)算為Dp=(D,-2c) Jp= 45.,% 查表得 6p=-O.O23. 4. 4第四次拉深以凹模為基準(zhǔn)；凹模尺寸的計(jì)算為Dtl = (D-0.75A) 查表得 6d=0.03Dd = (40- 0.75x0.5)= 39.62家 則凸模尺寸的計(jì)算為Dp=(D-O.75A-2c) 查表得 6P=-0.04Dp = (40-0.75x0.5 - 2x0.45)3&72$

18、爲(wèi)3.5落料拉深復(fù)合模其它工藝計(jì)算根據(jù)零件形狀特點(diǎn)，刃口尺寸計(jì)算采用分開制造法。査文獻(xiàn)2p574落料尺寸為0 116：87,落料凹模刃口尺寸汁算如下。查得該零件沖裁凸、凹模最小間隙C,最大間隙Zmax = 0.08nini ,最小間隙Zmin = 0.06mm ,凸模制造公差Jp= 0.02nun ,凹模制造公差Jd=0.03mm o將以上各 值代入校驗(yàn)是否成立。經(jīng)校驗(yàn)，不等式成立，則鬲=0.6|Zmax-Zmin| = 0.012t 4 =0沖ZmZmi= 0.008所以可按下式計(jì)算工作零件 刃口尺寸。落料時(shí)以凹模為基準(zhǔn)件計(jì)算：Dd=(Dmax-Xd)=(116-0.5 x 0.87 )；0

19、 訥$+ 1.27 % = O+1.27 x 202% = 227.5 nun為保證橡膠墊不過早失去彈性而破壞，其允許的最大壓縮兩不得超過摘要髙度的45%, 般取自由高度的35%45%。橡膠墊的預(yù)壓縮疑一般取自由高度的10%1概。橡膠墊產(chǎn)生的F = Ap式中：F壓力；A橡膠墊橫截面積：p 與橡膠墊壓縮疑有關(guān)的單位壓力，如表3-1所示。表3-1橡膠壓縮量和單位壓力橡膠壓縮量(%)單位壓力(MPa)橡膠壓縮量(%)單位壓力(MPa)100. 26251.03150. 50301.52200. 70352. 10/繚=(01015)縮II, = = 135mm10.30.3方預(yù)=0.15x135 =

20、 20.25mmh& = 32.5 + 20.25 = 42.75mm又因?yàn)榇? = 5.4 1.5則分成4小塊侮塊沏。=33.75mm3.8卸料裝置的設(shè)計(jì)卸去沖裁后緊箍在凸模外而的帶孔部分（制件或條料），卸料裝置分為剛性卸料裝 置和彈性卸料裝置；3. 8.1剛性卸料裝置特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：卸料力大。缺點(diǎn)：沖裁時(shí)，板料沒有受到壓料力作用，因此沖裁后的帶孔部分有明顯的翹曲現(xiàn)象。適用場合：常用于材料較硬、厚度較大、精度要求不太高的工件的沖裁。（當(dāng)t3時(shí)，一般都采用剛性卸料）3. 8. 2彈性卸料裝置特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：沖裁時(shí)彈性卸料板對(duì)條料有預(yù)壓作用，因此沖裁后的帶孔部分表而平整，精度較高。缺點(diǎn)：卸料力小。適用場

21、合：常用于材料較?。╰Z/2配合： 剛性卸料時(shí)：與凸模單而間隙取（0.20.5） Z/2配合; 導(dǎo)板式卸料板時(shí)：與凸模刃口尺寸按H7/h6配合。采用剛性卸料，材料：45鋼厚度:僅作卸料時(shí)：Hx= （1020） mm既作導(dǎo)板又作卸料時(shí)：式中：Hx一一卸料板厚度，唄：Ha一凹模厚度，3. 8. 5推件裝置推件裝置安裝在上模部分，利用壓力機(jī)橫梁或模具內(nèi)彈性元件，通過推桿、推板等，將制件或廢料從凹模型腔內(nèi)推出。分為彈性推件裝苣和剛性推件裝置。彈性推件裝程：利用壓力機(jī)橫梁，通過安裝在模柄內(nèi)的打桿進(jìn)行推件。特點(diǎn)：壓平使沖裁件質(zhì)量較好：但模具較厚；推件力小。剛性推件裝宜：利用安裝在模具內(nèi)部的彈性元件完成推出

22、動(dòng)作。特點(diǎn)：模具緊湊：推件力大、可靠。采用：剛性推件裝程，材料：45鋼3. 8. 6卸料螺釘卸料螺釘作用：固左彈性卸料板，限制彈性卸料板的靜止位置。卸料螺釘?shù)男螤睿簶?biāo)準(zhǔn)件JB/T7650. 5-94pjOJ+ZH CE02OQ-第4章模具結(jié)構(gòu)的確定41模具的形式復(fù)合模又可分為正裝式和倒裝式。4.1.1正裝式特點(diǎn)沖岀的工件表面比較平直為后續(xù)加工提供條件。4.1.2倒裝式特點(diǎn)操作方便，應(yīng)用很廣，但工件表面平直度較差，凸凹模承受的張力較大，因此凸凹模 的壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制，以免強(qiáng)度不足。經(jīng)分析，此工件，若采用正裝式復(fù)合模.操作很不方便；另外，此工件無較高的平直度 要求，工件精度要求也較低，所以從操作方便

23、、模具制造簡單等方面考慮，決定二、三、 四次拉深采用倒裝式復(fù)合模，首次拉深用正裝。4. 2定位裝置首次拉深采用固定式擋料銷縱向定位，安裝在凹模上，工作很方便。4. 3卸料裝置4. 3.1條料的卸除采用彈性卸料板。因?yàn)槭钦b式復(fù)合模，所以卸料板安裝在上模。4. 3. 2工件的卸除采用打料裝置將工件從落料凹模中推下，落在模具工作表面上。4. 4導(dǎo)向零件導(dǎo)向零件有許多種，如用導(dǎo)板導(dǎo)向，則在模具上安裝不便而且阻擋操作者視線，所以不 采用；若用滾珠式導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向，雖然導(dǎo)向精度高、壽命長，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以 也不采用；針對(duì)本次加工的產(chǎn)品的精度要求不高，采用滑動(dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo)套極限導(dǎo)向即可。而 且模具在壓力機(jī)上的安裝比較簡單，操作又方便，還可降低成本。4.5模架若采用中間導(dǎo)柱模架，則導(dǎo)柱對(duì)稱分布，受力平衡，滑動(dòng)平穩(wěn)，拔模方便，但只能一 個(gè)方向送料。若采用對(duì)焦導(dǎo)柱模架，則受力平衡，滑動(dòng)平穩(wěn)，可縱向或橫向送料。若采用 后側(cè)導(dǎo)柱模架，則可三方向送料，操作者視線不被阻擋，結(jié)構(gòu)比較緊湊，但模具受力不平 衡，滑動(dòng)不平穩(wěn)。本設(shè)訃決左采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。4. 5. 1標(biāo)準(zhǔn)模架的選用(1)落料拉深復(fù)合模零部件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸，所以應(yīng)首先計(jì)算凹模周界的大小。根據(jù)凹模 髙度和壁厚的計(jì)算公式得拉深凹模的工作部分長為33mm,由于在凹