落料拉深復合模具設計終改(共24頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 摘要 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要基礎工業(yè)之一。模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎工藝裝備，是一種高附加值的高精密集型的產(chǎn)品，也是高新技術產(chǎn)業(yè)化的重要領域，其技術水平的高低已經(jīng)成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志。而復合模生產(chǎn)效率較高，適合大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。 本次設計對典型的復合模中包含的四種沖壓工序落料、拉深、沖孔與切邊變形特性進行了分析，并從模具結(jié)構的角度對各工序變形影響因素進行了討論。運用大學期間所學的專業(yè)課程知識、理論和畢業(yè)實習中學到的實踐知識，正確地解決復合模設計中工藝分析、方案論證等模具結(jié)構設計等問題，充分利用與本復合模設計有關的各種資料，做到科學合理地

2、熟練應用。同時提高自己繪圖能力，通過對帶法蘭圓筒拉深沖孔復合模的設計，鞏固對模具理論的掌握，增強動手的能力，培養(yǎng)嚴謹科學態(tài)度，并且也達到理論與實際相結(jié)合的目的。 關鍵詞：復合模；落料；拉深；沖孔；切邊 目錄 序言 模具是機械制造中技術先進、影響深遠的重要工藝裝備,它具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量優(yōu)良、工藝適應性好等優(yōu)點,被廣泛應用于汽車、機械、航天、航空、輕工、電子、電器等行業(yè)，更是汽車制造的四大工藝之一。 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)，受到國家和企業(yè)的高度重視，發(fā)達國家有“模具工業(yè)是進入富裕社會的源動力”的說法，由此可見其受重視的程度。在當代，“模具就是經(jīng)濟效益”的觀念已經(jīng)被越來越多

3、的人接受。模具的技術水平在很大程度上取決于人才的整體水平，而模具技術水平的高低，又決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、經(jīng)濟效益以及新產(chǎn)品的開發(fā)能力，因此模具技術已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志。冷沖壓是在常溫條件下，利用沖模在壓力機上對板料或坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得零件所需的形狀、尺寸的一種壓力加工方法。利用沖壓模具生產(chǎn)能夠保證產(chǎn)品的尺寸精度，使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而且在加工中不會破壞產(chǎn)品表面。用模具生產(chǎn)零部件具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、重量輕、成本低以及節(jié)約能源和材料等一系列優(yōu)點。而模具則是大批量生產(chǎn)同形狀產(chǎn)品的工具，是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備。沖壓技術的發(fā)展現(xiàn)狀及方向： (1)

4、 精密沖裁：普通沖裁件有斷面粗糙、精度低等缺點，而精密沖裁可以使零件有光潔的斷面和較高的精度。 (2) 快速經(jīng)濟模具技術的推廣應用：快速模具制造及快速成型技術是在近兩來迅速發(fā)展起來的，并正向著高精度、更快捷的方向發(fā)展。 (3) 應用先進工藝：氣體、液體、橡膠、超塑性成型等先進工藝，對某些復雜零件的成型有明顯的效果，要深入研究其變形機理，確定合理工藝參數(shù)，提高成型效能和實用性(4) 提高模具標準化水平和模具標準件的使用率。(5) 沖壓成形技術將更加科學化、數(shù)字化，可控化。 (6) 成形過程的數(shù)值模擬技術會在實用化方向取得很大發(fā)展，并與自動化制造系統(tǒng)很好的集成。 (7) 沖壓技術在未來將具有更大的

5、靈活性或柔性，以適應未來小批量多品種混流生產(chǎn)模式和市場多樣化、修改化需求的發(fā)展趨勢，加強企業(yè)對市場變化的快速響應能力。1. 零件沖壓工藝分析1.1 制件介紹材料：LY12M料厚：1mm零件圖：如圖1.1所示 、 圖1.11.2 產(chǎn)品結(jié)構形狀分析由圖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)構簡單對稱，孔壁與制件直壁之間的距離滿足LR+0.5t的要求（L（38-12）÷213，R+0.5t3+0. 5×1 3.5）。2. 零件沖壓工藝方案的確定 在本設計中，將設計落料、拉深復合模，沖孔切邊復合膜。該零件加工需先落料，然后拉深，在拉深后的底部進行沖孔，最后切邊。

6、現(xiàn)要求設計該零件加工的第一副落料拉深模具，所以只需要考慮落料和拉深工序，工序組合比較簡單，設計為落料拉深復合模。3 確定毛坯的形狀，尺寸和主要參數(shù)3.1毛坯尺寸和主要參數(shù)的計算 （1）切邊余量的確定： =70÷38=1.8 根據(jù)零件尺寸查表得切邊余量 R=3.0mm，故實際凸緣直徑 ： =(70+2×3.0)mm=76mm 式(3.1) 圓整為 =76mm 圖3.1 加入切邊余量的零件示意圖 (2) 預算毛坯尺寸： D= 式(3.2) 依圖 圖3.2 毛坯尺寸計算圖 可得，d=32mm, R=r=3mm, d=39mm, d=46mm, d=76mm，h=16m 圖3.3

7、毛坯尺寸計算示意圖代入公式得： D = 93.5mm（3） 判斷能否一次拉深成形： h/d = 16/39 = 0.41 t/D = 1/93.5×100%=1.1% /d = 76/39 = 1.95 m = d / D = 4.4 查表4-20、表4-21可說明能一次拉深成形。（4）確定是否用壓邊圈 ×100%=1.2 < 1.5 因此拉深時會起皺，需要用壓邊圈。4 確定排樣裁板方式4.1排樣方式 沖壓件在配料上的布置方式稱為排樣。合理的確定產(chǎn)品的排樣方式、坯料形式及尺寸，能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量、材料利用率、沖壓效率和模具壽命，同時便于沖壓操作。 按照材料的利用情況，排

8、樣方式分為三種： （1）有廢料排樣 產(chǎn)品與產(chǎn)品之間、產(chǎn)品與坯料邊緣之間均有搭邊。 （2）少廢料排樣 僅在產(chǎn)品與產(chǎn)品（或產(chǎn)品與坯料邊緣）之間有搭邊 （3）無廢料排樣 產(chǎn)品與產(chǎn)品之間、產(chǎn)品與坯料邊緣之間均無搭邊。 根據(jù)零件圖可以選取少廢料排樣。這種排樣利用率高，用于某些精度要求不是很高的裁件排樣。按照產(chǎn)品在坯料上的布置方式分類，排料方式可以分為直排、斜排、多排、對排、混排等。根據(jù)零件圖可以選取為直排排樣。 4.2 搭邊與料寬搭邊是指排樣時產(chǎn)品與產(chǎn)品之間、產(chǎn)品與坯料之間留下的余料。它可以補償坯料的定位誤差，保證模具具有足夠的強度，使條料具有足夠的剛度，以便送料。綜合考慮材料的力學性能和厚度，及零件的

9、外形尺寸和排樣方式，初步選取搭邊值為a=0.8mm，a1=1mm。 圖4.1 零件排樣圖 條料寬度的選取原則：最小條料寬度要能夠保證沖裁件周邊有足夠的搭邊值。最大條料寬度要保證沖裁時在導料板之間順利送行并與導料板之間有一定的間隙。條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距（簡稱為步距或進距）其大小為條料上兩個對應沖裁件的對應點之間的距離。條料寬度 b=D+2a1=94mm+2×1mm=96mm送料步距 s=D+a=94mm+0.8mm=94.8mm 5.確定沖模類型及結(jié)構形式?jīng)_壓工藝性分析之后擬定沖壓工藝方案時選擇復合模，因為零件的幾何形狀簡單對稱，工件之間無搭邊值，所以復合模結(jié)構相對簡

10、單，操作方便，能夠直接利用壓力機的打桿裝置進行推件，卸件可靠方便，模具類型為少廢料落料拉深復合模。6 工序壓力、壓力中心的計算和壓力機的選擇6.1工序壓力的計算 已知工件的材料為LY12M,是硬鋁，其力學性能如下：=275304Mpa, =392432Mpa, =361Mpa。 在沖壓模具設計時，沖壓力是指落料力、卸料力、拉深力、壓邊力、切邊力、沖孔力、推件力和頂件力的總稱。它是沖壓時選擇壓力機，進行模具設計時校核強度和剛度的重要依據(jù)。 （1）落料力的計算 KLt 式(6.1) =1.3Dt =1.3×3.14×94×1×290N =.32N 111.3

11、KN 落料力（KN)； K 安全系數(shù)，一般可取K=1.3； L 沖裁輪廓周長（mm）； T 料厚（mm）； 材料的抗剪強度（Mpa）； （2）卸料力的計算 = 式(6.2) =0.05×111.3KN 5.6KN 卸料力（N）； 卸料力系數(shù)（查1表3-11）； F 沖裁力（N)； （3）拉深力的計算 = 式(6.3) =3.14×39×1×410×1.1N =55229.46N 55.2KN 拉深力（N)； 首次拉深修正系數(shù)（查1表5-10）； 材料抗拉強度（Mpa）； （4）壓邊力的計算 圓筒形件第一次拉深時壓邊力 =p 式(6.4) =93

12、.5-（39+2×3）×1N =5275.7158N 5.3KN 首次拉深凹模圓角半徑； P 單位壓邊力（查1表5-9）； 第一次拉深時的壓邊力（N)； （5）推件力的計算 = nF 式(6.5) =1×0.05×111.3KN 5.6KN 推件力（N)； 推件力系數(shù)（查1表3-11）； F 沖裁力(N)； （6）頂件力的計算 = F 式(6,6) =0.05×111.3KN 5.6KN 頂件力（N）； 頂件力系數(shù)； F 沖裁力（N)；6.2 計算模具壓力中心沖壓力合理的作用點稱為模具的壓力中心。模具的壓力中心應該通過壓力機滑塊的中心線。對于有

13、曲柄的沖模來說，虛實壓力中心通過曲柄的中心線。以便于沖模平穩(wěn)工作，減少導向件的磨損，從而提高模具的壽命。 由于該工件的毛坯和各工序工件均為軸對稱圖形，而且只有一個工位，因此壓力機的中心必定與制件的幾何中心重合，所以模具的壓力中心就在圓心部位，無需再次計算。6.3壓力機的選擇壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖壓力。計算總沖壓力原則上只計算同時發(fā)生的力。拉深力出現(xiàn)在落料力之后，因此最大沖壓力出現(xiàn)在沖裁階段，模具采用彈性卸料裝置和上出料方式，故總沖壓力為： =+ =（111.3+5.6+5.6）KN =122.5KN對于沖孔、落料等施力行程較小的沖壓工序，可以直接選用公稱壓力大于所需沖壓力總和的壓力機

14、。從滿足沖壓力要求看，可以初選160KN規(guī)格的壓力機 J2316，其主要技術參數(shù)為： 公稱壓力： 160KN 滑塊行程： 70mm 最大封閉高度： 220mm 封閉高度調(diào)節(jié)量： 60mm 工作臺尺寸： 300mm×450mm 工作臺墊板尺寸： 150mm 模柄孔尺寸： 30mm×50 mm 工作臺厚度： 60mm 墊板厚度： 40mm 最大傾斜角： 30 電動機功率： 1.1KW7 計算模具主要工作部分的刃口尺寸7.1刃口尺寸的計算原則： （1）刃口尺寸應保證能沖出合格工件由于落料件的實際尺寸基本與凹模刃口尺寸一致，設計落料模時應以凹模尺寸為基準。因此，落料模應先決定凹模的

15、尺寸，間隙取在凸模上，用減小凸模尺寸來保證合理的間隙。沖孔模的尺寸取決于凸模，因此，沖孔模應先決定凸模尺寸。間隙取在凹模上，用增大凹模尺寸來保證合理的間隙。 （2)刃口磨損一些仍能沖出合格件考慮刃口的磨損對沖件尺寸的影響。刃口磨損后尺寸變大，設計模具時其刃口的基本尺寸應接近或等于沖件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸變小，設計模具時其刃口基本尺寸應接近或等于沖件的最大極限尺寸。 （3）設計模具時應取最小合理沖裁間隙 隨著凸模與凹模磨損量的不斷增大，沖裁間隙也會不斷增大。所以模具設計時沖裁間隙應取其允許的最小值。 （4）考慮沖件精度與模具精度之間的關系選擇模具制造公差時，既要保證沖件的精度要求又要保

16、證有合理的間隙值。一般沖模精度較沖件精度高23級。采用分別制造法制造凹凸模。7.2 刃口尺寸的計算及公差的確定（1）落料刃口尺寸的計算： 式(7.1) =（93.5-0.5×0.87） mm =93.07 mm 式(7.2) =（93.07-0.06） mm =93.01 mm 、分別為落料凹、凸模刃口尺寸； D落料件外徑的最大極限尺寸； 沖裁件制造公差； X磨損系數(shù)，其值在0.51之間，與沖裁件精度等級有關； 最小初始雙面間隙； 、分別為凹、凸模的制造公差，取=0.6（） =0.4()； （2） 拉深部分凹凸模尺寸的計算： 式(7.3) =（38+0.5×0.62）mm

17、=38.31mm 式(7.4) （38.31+2.1×1)mm =38.51mm 其中，拉深模的圓角半徑=3mm； 、 分別為落料凹、凸模尺寸； D 落料件外徑的最大極限尺寸； 拉深件制造公差； Z凹凸模間隙，Z=(22.2）t，取Z=2.1t； X磨損系數(shù)，其值在0.51之間，與沖裁件的精度等級有關； 、別為拉深凹、凸模的圓角半徑；8 模具的主要工作部分及結(jié)構設計8.1模具主要工作部分的設計本設計采用落料拉深復合模，首先要考慮凹凸模的壁厚是否過薄，本次設計凹凸模的最小壁厚為2.7mm，滿足最小壁厚at=1mm的要求，能夠保證強度，所以采用復合模。（1）落料凹模高度的確定落料凹模高度

18、為 H=KS （8mm） 式(8.1) =（0.22×93.01）mm=20.46mm S垂直于送料方向的凹模刃壁件最大距離（mm）； K凹模厚度系數(shù)，考慮板料厚度的影響得凹?？妆谥涟寄＿吘壍淖钚【嚯x =40mm 送料方向的凹模長度 L=（93.01+2×40)mm=173.01mm考慮總體布局，選擇圓形凹模板，結(jié)構圖如下： 圖8.1 落料凹模 送料方向的凹模刃壁間最大距離（mm)； 送料方向的凹?？妆谥涟寄＿吘壍淖钚【嚯x（mm)； （2）拉深凸模的設計材料選用T10A，淬火硬度為5862HRC，根據(jù)凸模直徑，選擇其上通氣孔直徑為6 mm，凸模長度40mm。 具體結(jié)構如下：

19、 圖 8.2 拉深凸模（4）卸料裝置的設計結(jié)構簡圖如下： 圖8.3 卸料板 卸料板上設置6個卸料螺釘，公稱直徑為12.5mm，螺紋部分為M8×18mm。卸料釘尾部需要留下足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應使卸料板超出凸模端面1mm有誤差時可以通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)節(jié)。 （5）固定板設計其結(jié)構簡圖如下： 圖8.4 凹凸模固定板（6）壓邊圈設計為了防止拉深時起皺，需用壓邊圈，高度選為12mm，其結(jié)構如下圖： 圖8.5 壓邊圈 （7）凹凸模設計材料采用T10A，工作部分熱處理淬硬6064HRC，結(jié)構圖如下： 圖8.6 凹凸模8.2 模架的選用模具的閉合高度是指模具在最低工作位置

20、時上下模座之間的距離，它應與壓力機的裝模高度相適應，從生產(chǎn)量、模具結(jié)構、產(chǎn)品規(guī)格和操作方便等方面考慮，選擇滑動導向中間導柱圓形模架，查GB/T 2851.381，所選模架具體參數(shù)如下：凹模周界：149mm閉合高度(參考)最?。?90 mm閉合高度(參考)最大：225mm上模座 數(shù)量1 規(guī)格：160mm×100mm×40mm下模座 數(shù)量1 規(guī)格：160mm×100mm×50mm 導柱 數(shù)量2 規(guī)格：25mm×180mm 導套 數(shù)量2 規(guī)格：35mm×90mm×38mm導柱與導套結(jié)構從標準中選取，尺寸由模架中的參數(shù)決定。導柱的長

21、度應保證沖模在最低工作位置時，導柱上端面與上模座頂面的距離不小于1015mm，而下模座底面與導柱底面的距離應為12mm。導柱與導套之間的配合為H7/h6,導套與上模座之間、導柱與下模座之間采用過渡配合H7/m6。導柱與導套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）5662HRC。上下模座材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)2832HRC。8.3其他零部件的說明 凹凸模緊固螺釘選取M10x35mm，選用四個；凸模緊固螺釘選取M8x30mm選用四個；導料銷選用兩個，取d=6mm；圓柱銷選取Ø10，上下模座各一個。選用四個頂桿，取Ø10。9 壓力機的校核9.1閉合高度的校核 所選壓力機的最

22、大閉合高度為220mm，閉合高度調(diào)節(jié)量為60mm，墊板高度為150mm，所以： 220mm-60mm=160mm本次模具設計的閉合高度為H=200mm， 5mm=215mm 170mm滿足 H5 所選壓力機閉合高度滿足要求。9.2滑塊行程的校核滑塊行程應保證能夠方便地放入毛坯和取出零件，對于拉深工序，滑塊行程應大于零件高度的2倍，零件高度×2=17mm×2=34mm，所選壓力機的滑塊行程為70mm，所以滑塊行程滿足要求。10 模具的裝配和工作模具的裝配就是按照規(guī)定的技術要求，將若干個零件結(jié)合形成零部件，再將若干個零件和部件組合成模具的整個工藝過程，裝配工作通?？梢苑譃椴考b

23、配和總裝配。10.1沖裁間隙的調(diào)整對于沖裁模，即便模具零件的加工精度已經(jīng)得到保證，但是在裝配時，如不能保護沖裁間隙仍然會影響制件的質(zhì)量和模具的使用壽命。10.2模架的裝配（1）模柄的裝配此模具采用的是凸緣模柄中B型壓入式模柄，模柄與上模座的配合為H7/h6，將模柄裝上模座，用角尺檢查模柄圓柱面和上模座上平面的垂直度，其誤差不大于0.05mm，然后用螺釘將其固定在上模座上，應該在裝模柄前先裝入推板。（2）導柱和導套的裝配導柱導套與上下模座均采用壓入式連接，導套和導柱與模座的配合分別為H7/h6和H7/m6壓入時要注意校正導柱對模座底面的垂直度，裝配后的導柱的固定端面與下模座底面距離要求不小于12

24、mm。(3)凸模和凹凸模的裝配該模具的凸模與凸模固定板的配合按H7/m6，凸模裝入固定板后，其固定端面應和固定板的支承面應處于同一平面內(nèi)，在壓力機上調(diào)整好凸模與固定板的垂直度，將凸模壓入固定板內(nèi)，凸模對固定支承面的垂直度經(jīng)檢查合格后將凸模上端鉚合，裝配前在平面磨床上將凸模的上端面和固定板一起磨平，并以固定板支承面定位將凸模工作端面磨平。凹凸模與固定板的配合按H7/m6，總裝前應將凹凸模壓入固定板內(nèi)，壓在平面磨床將上下平面磨平。10.3 模具總裝 （1）把組裝上了凸模的固定板放在下模座上，按中心線打正固定板的位置，用平行夾頭夾緊，通過螺釘孔在下模座上鉆出錐窩，拆去凸模固定板，在下模座上按錐窩鉆螺

25、紋底孔并攻絲，重新將凸模固定板置于下模座上并找正，用螺釘緊固，鉆孔，打入銷釘定位。 （2）配鉆卸料螺釘孔時，將卸料板套在已裝入固定板的凹凸模上，在固定板與卸料板之間墊上適當高度的等高墊鐵，并用平行夾頭將其夾緊，按卸料板上螺孔位置在模座上鉆錐窩，然后拆開，按錐窩鉆孔。 （3）在凹凸模固定板的彈簧孔中裝入卸料彈簧，將卸料板套入凹凸模；用（1）中同樣的方法配鉆墊板和上模座上的螺釘孔，推桿孔，然后依次將墊片和卸料板、凹凸模、凹凸模固定板的組合部件裝入上模座，用緊固螺釘固定，打入銷釘定位。 （4）在落料凹模上裝入擋料銷，將推件塊裝入落料凹模，并將推桿裝入固定板上的推桿孔，用緊固螺釘將落料凹模與凸模固定板

26、固定，鉆孔，打入銷釘定位。10.4模具的調(diào)試 在將模具裝入壓力機前，需要按設計圖樣對模具進行檢驗，然后在生產(chǎn)條件下來進行試沖，通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具的設計與制造缺陷，找出產(chǎn)生缺陷的原因，對模具進行適當?shù)恼{(diào)整后再進行試沖，直到模具能夠正常工作，沖出合格的制件，則模具的裝配過程結(jié)束。模具的工作原理和過程大致如下： 本模具在一次工作行程中完成落料、拉深全部工作，當壓力滑塊下行時，首先在凹凸模和落料凹模的作用下，從條料上落下Ø93.5mm的毛坯料，毛坯料被壓在凹凸模和壓邊圈之間，然后在凹凸模和拉深凸模作用下進行拉深，壓力機滑塊下降到底點時，沖模將處于鐓死狀態(tài)，整形處工件與模具剛性接觸，當壓力機滑塊上行時，在彈性卸料裝置的作用下完成卸料，頂件塊（壓邊圈）在頂桿的作用下將零件從凸模上頂出，最后在打桿的作用下將零件推出。 本次設計的模具為復合模，在壓力機的一次行程中，經(jīng)一次送料定位，在模具的同一部位同時完成幾道工序，其沖裁件的相互位置精度較高，對條料的定位精度低。所選的模架螺釘?shù)攘慵际菑臉藴始羞x取,這樣可以有效的降低成本。 設計總結(jié) 通過本次畢業(yè)設計我熟悉了沖壓模具