沖壓拉深模的設計..

1、沖壓工藝及沖壓模設計課程設計設計說明書 起止日期： 2011 年 1 月 3 日 至 2011 年 1月 16 日學生姓名班級學號成績指導教師(簽字)機械工程學院（部）2010年 01 月 16 日目 錄第一章 拉深件工藝分析31.1 制件介紹31.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及形狀分析31.3 產(chǎn)品尺寸精度、粗糙度、斷面質(zhì)量分析31.3.1尺寸精度31.3.2沖裁件斷面質(zhì)量31.3.3 產(chǎn)品材料分析41.3.4 生產(chǎn)批量4第二章 零件沖壓工藝計算42.1 翻孔工序的計算42.2 零件毛坯尺寸計算52.2.1確定修邊余量a52.2.2 確定坯料直徑52.2.3 確定工藝方案52.2.4排樣、計算條料寬度及確定

2、步距52.3 沖裁力的計算62.4 確定拉深工序件尺寸62.4.1 判斷能否一次拉深成形62.4.2 確定首次拉深件尺寸72.4.3 計算第二次拉深工序件的尺寸72.5 計算拉深工序的力82.6 工作部分尺寸計算82.6.1 拉深間隙的計算82.6.2 拉深凸、凹模尺寸的計算8第三章 設計選用模具零件、部件93.1 拉深凹模的設計93.2 拉深凸模的設計93.3 壓邊、卸料及出件裝置設計103.3.1 壓邊圈103.3.2 推出與頂出裝置11第四章 模架的選擇124.1 模架的選用124.2導柱與導套134.3 模柄的選用13第五章 模具材料和熱處理14第六章 模具的總裝配圖15第七章 填寫沖

3、壓工藝卡16設計總結(jié)18參考文獻19第一章 拉深件工藝分析1.1 制件介紹零件名稱：芯子隔套材料：08鋼料厚：1mm批量：大批量零件圖：如圖1所示 圖11.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及形狀分析由圖1可知，產(chǎn)品為圓片落料、有凸緣筒形件拉深、圓片沖孔，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單對稱。1.3 產(chǎn)品尺寸精度、粗糙度、斷面質(zhì)量分析1.3.1尺寸精度查參考資料【4】上表5-11可知：拉深件直徑的極限偏差為：、 高度的極限偏差為：1.3.2沖裁件斷面質(zhì)量板料厚度為1mm，查參考資料【4】表2-67，可知沖裁件生產(chǎn)時毛刺允許高度為0.12mm，由于本產(chǎn)品在斷面質(zhì)量和毛刺高度上沒有嚴格的要求，所以只要模具精度達到一定要求，沖裁件的斷面質(zhì)量

4、可以保證。 1.3.3 產(chǎn)品材料分析沖壓材料不僅要滿足產(chǎn)品設計的技術(shù)要求，還要滿足沖壓工藝要求和沖壓后的加工要求，因此，對于沖裁件材料一般要求其力學性能是強度低，塑性高，表面質(zhì)量和厚度公差符合國家標準。本設計產(chǎn)品所用的材料是08鋼，為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其力學性能是強度、硬度和塑性指標適中，經(jīng)熱處理后，用沖裁的加工方法是完全可以成形的。1.3.4 生產(chǎn)批量產(chǎn)品生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，適于采用沖壓加工的方法，最好是單工序模，模具制造簡單，維修方便。第二章 零件沖壓工藝計算2.1 翻孔工序的計算由參考資料【1】表6-4可得極限翻邊系數(shù)：由參考資料【1】式（6-10）可知，翻孔的高度為： 取整：由參考資料

5、【1】式（6-12）預制孔直徑為： 實際取整：由參考資料【1】式（6-13）可得拉深高度為： 綜上所述，拉深后的毛坯圖如下所示：2.2 零件毛坯尺寸計算2.2.1確定修邊余量a板料厚度為1mm，故按外形尺寸計算，查參考資料【1】表5-7可得，故拉深件的實際凸緣直徑2.2.2 確定坯料直徑 由參考資料【1】式（5-13）可得： 2.2.3 確定工藝方案通過分析計算可以得出該零件的正確工藝方案是：落料、第一次拉深，第二次拉深、沖孔，第四道工序為翻邊，達到零件形狀和尺寸要求。2.2.4排樣、計算條料寬度及確定步距采用單排方案，如下圖：由參考資料【4】圓件的圓角的零件間間距，沿邊間距。送料步距，調(diào)料的

6、寬度，調(diào)料的長度l，根據(jù)附錄選用。裁板的方式為： 采用橫裁可裁條料數(shù)為（條），余8mm，每條板料可沖制件數(shù)（件），則每張板料可沖制件為（件）。經(jīng)計算采用豎裁每張板料可沖制件數(shù)也是352件。板料利用率為：2.3 沖裁力的計算本模具采用剛性卸料，根據(jù)公式3-24（文獻【1】）計算沖裁力f，查文獻【3】表2-29可知08鋼的抗剪強度為，則：由于該毛坯為圓，壓力中心在圓心。2.4 確定拉深工序件尺寸2.4.1 判斷能否一次拉深成形 查參考資料【1】上表（5-5、5-6）以及圖（5-18）可知，帶凸緣圓筒形件的極限拉深系數(shù)，首次拉深極限相對高度。比較可知，不能一次拉深成形，查參考資料【4】可知需要進行2

7、次拉深。2.4.2 確定首次拉深件尺寸根據(jù)上面求出的、以及查參考資料【4】上表（5-40）可得第一次拉深系數(shù)：查表9-36可得首次拉深凹模圓角半徑：則第一次拉深后的直徑為： 高度為： 總的拉深高度為30.5mm，而拉深次數(shù)為2，為了確保第二次拉深質(zhì)量，充分發(fā)揮板材在第一次拉深變形中的塑性潛力，實際定為第一次拉深高度。拉深后圖形如下：2.4.3 計算第二次拉深工序件的尺寸查參考資料【1】上表（5-3）可得： 則第二次拉深凹模圓角半徑： 拉深直徑為： 拉深高度為： 拉深次數(shù)n凸緣直徑筒體直徑d高度h圓角半徑r圓角半徑r197452010102974030.52.52.52.5 計算拉深工序的力查參

8、考資料【1】式（5-24）可知，第二次拉深用普通的平端面凹模拉深時毛坯不起皺的條件為：，代入數(shù)據(jù)得：，按照公式判斷要使用壓邊圈。按參考資料【1】公式（5-29）計算得拉深力為： 按參考資料【1】公式（5-27）壓邊力為： 式中的值按相應表選取為總拉深力： 拉深功： 初選公稱壓力為250 kn的jh21系列開式固定臺壓力機（型號為jh21-25）。其最大裝模高度為250mm，裝模高度調(diào)節(jié)量為50mm，工作臺孔尺寸為150mm，主電機功率為2.2 kw。2.6 工作部分尺寸計算 2.6.1 拉深間隙的計算拉深間隙指單邊間隙，即。拉深工序采用壓邊裝置，查參考資料【1】式（5-55），可得拉深間隙為：

9、。式中k為間隙系數(shù)，查【1】表（5-18）可知k=0.1。故得2.6.2 拉深凸、凹模尺寸的計算2.6.2.1 凸凹模圓角半徑的計算 第二次拉深為最后一次拉深，故拉深凹凸模的圓角半徑都等于工件的圓角半徑2.5mm，即： 2.6.2.2 拉深模工作部分尺寸計算查參考資料【1】表（9-38）可得拉深模工作部分尺寸：(mm) (mm)式中： d拉深件的基本尺寸，mm； 拉深件的尺寸公差，從零件圖可知其值為0.05mm。拉深凸模出氣孔的尺寸由參考資料【4】表（9-39）可得出氣孔直徑 第三章 設計選用模具零件、部件3.1 拉深凹模的設計凹模采用矩形板狀結(jié)構(gòu)和直接通過螺釘、銷釘與固定板固定的方式連接。凹

10、模刃口采用直刃壁結(jié)構(gòu)，尺寸為，刃壁的高度取2.5mm。模具的壁厚根據(jù)條料的寬寬68mm和料厚t=1mm選取，查閱文獻【5】表2-48選取凹模壁厚c=25mm。凹模長度等于寬度為：凹模板厚度按文獻【5】97頁公式估算： 式中： 則： 該模板的厚度要求較厚，可以省略墊板，凹模板直接與下模座連結(jié)固定。那么確定凹模板的總體尺寸大小為：3.2 拉深凸模的設計其結(jié)構(gòu)尺寸為。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，凸模的長度l可由安裝固定的厚度、下推板厚度、拉深深度和附加長度h之和再減去一個板厚取得。根據(jù)模架結(jié)構(gòu)取固定厚度為22mm，下推板此處的作用相當于壓邊圈，其厚度取為18 mm，附加長度主要考慮滿足制件的拉深深度要求，取5 m

11、m。由此可得凸模的長度為 其固定方式直接用螺釘、銷釘連結(jié)在模座上。作為拉深凸模，要開設排氣孔，大小為，具體結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示：3.3 壓邊、卸料及出件裝置設計3.3.1 壓邊圈根據(jù)模具的總體結(jié)構(gòu)的要求，使用彈性壓邊裝置中的帶限位裝置的壓邊圈，由于第二次拉深的零件尺寸較小，故彈性裝置使用橡皮墊結(jié)構(gòu)，使其壓邊力隨行程的變化極小，該裝置在沖模完成后用于頂出工件，即做卸料板。壓邊圈與凹模板間隙配合，內(nèi)圈大于凸模直徑2mm，結(jié)構(gòu)如圖所示：3.3.2 推出與頂出裝置根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)，該拉深工件首先需要從下凸模中頂出，然后再從凹模內(nèi)推出。頂出裝置如上圖所示，采用橡皮墊式平板壓邊圈頂出。推出裝置安裝在上模內(nèi)，通過

12、沖床滑塊內(nèi)的打料機構(gòu)，將拉深后的工件從凸凹模的凹模內(nèi)推出。為了盡量保證制件表面光滑，故采用推塊將制件從凹模內(nèi)頂出。第四章 模架的選擇 4.1 模架的選用模架包括上模座、下模座、導柱和導套。沖壓模具的全部零件都安裝在模架上。選擇模架尺寸時要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮，一般在長度及寬度上都應比凹模大3040mm，模版厚度一般等于凹模厚度的11.5倍。根據(jù)凹模板的尺寸120mm×120mm，參考文獻【5】表10-31，選取滑動標準模架：選用的模架為、上模座、下模座分別為： 模架： 250×250×（210255） gb/t2851.3 上模座：250×250

13、15;50 gb/t2855.5 下模座：250×250×65 gb/t2855.6 凹模：120×120×52 導柱：35×200 gb/t2861.1 導套：35×115×43 gb/t2861.6根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)，可知其閉合高度為 式中： h閉合模具的閉合高度，mm； h1上模座厚度，mm， h2拉深深度，mm， h3凸模高度，mm， h4- 凹模的厚度，mm， h5下模座厚度，mm， h6凸模裝入下模座的深度，取15mm將前面計算的數(shù)值代入：介于210mm和255mm之間，符合設計要求。4.2導柱與導套根據(jù)模架的選取，

14、采用a型導套，參考文獻【5】表（15-21）選用的型號為：導套 a35h7×115×43 gb/t 2861.6；導柱采用b型，按文獻【5】表（15-4）選用的型號為：導柱b35h6×200×35 gb/t 2861.2.導柱與導套為h7/h6的間隙配合，導柱導套與模架均為h7/r6的過盈配合。為了保證使用中的安全性和可靠性，當模具處于閉合位置時，導柱上端面與上模座的上平面應留10-15mm的距離；導柱下端面與下模座下平面應留有2-5mm的距離，導套與上模座上平面六不小于3mm的距離，上模座開橫槽以便排氣,。4.3 模柄的選用根據(jù)壓力機模柄孔的尺寸：直徑

15、: 40 mm，深度: 65 mm，查參考文獻【5】表15-20，選擇c型凸緣式模柄，可知其參數(shù)如下：d=40，極限偏差±0.05 mm，d1=122 mm,總高度l=91 mm，凸緣高l1=23 mm，模柄倒角高度l2=4 mm，打桿孔d2=11 mm，凸緣螺釘環(huán)繞直徑d3=81 mm，凸緣固定螺釘沉孔的直徑d4=9 mm，沉孔臺階直徑d5=15 mm，臺階高度h=9 mm，材料為q235。如下圖所示：第五章 模具材料和熱處理使用的模具材料應具備良好的耐磨性、韌性和較高的強度、硬度，本模具為沖裁拉深復合為第二次拉深模，又為大批量生產(chǎn)，要求凹模能承受較大的拉應力，凸模承受較大的壓應力

16、，因此凹模和凸模必須具有較高的強度和耐磨性。對于拉深的凸模和凹模，由于與工件接觸，受到比較強烈的磨損選用耐磨性良好的和淬透性好的模具鋼。凹模和凹模材料選用t20a，均進行淬硬的熱處理，使凹模工作部分熱處理硬度為60-62hrc，凹模和凸模工作部分熱處理淬硬58-62hrc。其他結(jié)構(gòu)件的材料見裝配圖明細表。第六章 模具的總裝配圖1下模座2卸料螺釘3導柱4壓邊圈5導套6凸模7上模座8、12、17螺釘9推板10推桿11模柄13凹模14螺母15特種螺釘16頂桿工作原理：經(jīng)首次拉深后的毛坯件放在壓邊圈4的下凹圈內(nèi)定位，壓邊圈通過頂桿16由橡皮墊壓邊，通過三根特種螺釘15對壓邊圈進行限位，用以控制壓料間隙

17、，防止壓料力過大。第七章 填寫沖壓工藝卡 (廠名)冷沖壓工藝卡片產(chǎn)品型號零件名稱芯子隔套共 頁產(chǎn)品名稱零件型號第 頁材料牌號及規(guī)格材料技術(shù)要求毛坯尺寸每毛坯可制件數(shù)毛坯重量輔助材料08鋼板料3000mm×600mm×1mm352件工序號工序名稱工序內(nèi)容加工簡圖設備工藝裝備工時0下料剪床上裁板1首次拉深jh21-1102再次拉深3翻邊切邊剪床上裁板4檢驗按產(chǎn)品零件圖檢驗編制（日期）審核（日期）會簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期設計總結(jié)經(jīng)過這次的設計，我學到了很多上課無法學到的東西，雖然算不上是經(jīng)驗，但是總算有種接觸專業(yè)的感覺。我設計的是芯子隔套的二次拉深模，經(jīng)過幾次的修改，總算有點成形的樣子，這個設計是我們二個人一組開始的，每個人的數(shù)據(jù)和材料各不相同。這樣既培養(yǎng)了我們的團隊精神，又鍛煉了我們處理問題的能力，更重要的是，我們從中學到了如何一個人去解決問題，查找資料。為了做好這個設計，我們都很努力，經(jīng)常到了凌晨兩三點，還抱著資料翻找