落料反拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)說明書講解

1、沖壓成型技術(shù)第17頁目錄1前言 31.1 題目的由來 31.2 具體的題目及零件工藝分析 32沖壓工藝方案32.1 修邊余量的確定 32.2 坯料直徑的計(jì)算 42.3 拉深系數(shù)的計(jì)算42.4 拉深次數(shù)的計(jì)算42.5 沖壓工藝設(shè)計(jì)及工藝方案確定（工序沖件圖繪制）43沖壓模具設(shè)計(jì)53.1 落料模、拉深模的設(shè)計(jì)或落料拉深復(fù)合模的設(shè)計(jì) 53.2 沖壓力的計(jì)算 73.3 沖壓設(shè)備的選定 83.4 模柄尺寸及其它相關(guān)尺寸確定 83.5 強(qiáng)度校核 93.6 模具材料與熱處理 94模具關(guān)鍵零件加工工藝編制 164.1 凸模加工工藝編制 164.2 凹模加工工藝編制 16174.3 凸凹模加工工藝編制5結(jié)束語

2、17前言1.1 題目的由來在教育主管部門的關(guān)懷下，在院系領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心、關(guān)注下，在沖壓成型技術(shù) 課程實(shí)踐考核方案獲得通過之后，由專業(yè)老師出題，進(jìn)行與沖壓、模具、加工有 關(guān)的綜合設(shè)計(jì)，重點(diǎn)考核綜合運(yùn)用沖壓知識(shí)、工序與工序銜接復(fù)合、拉深曲線擬 合（或正拉深與反拉深的應(yīng)用）、在掌握模具制造工藝基礎(chǔ)上正確利用合理模具結(jié) 構(gòu)解決沖壓件成形問題能力。1.2 具體的題目及零件工藝性分析1對以下沖壓件（材料08FA1,厚度1mm進(jìn)行沖壓工藝設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)，對 關(guān)鍵模具零件進(jìn)行加工工藝編制，按要求繪制模具裝配圖、關(guān)鍵模具零件的零件 圖，編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，正確回答有關(guān)提問。將以上長度方向尺寸各加上1mm圖1.1 沖

3、壓件2、材料及強(qiáng)度、剛度。該零件的材料為硬度t=1.5的08FAL鋼，具有優(yōu)良的沖壓性能。隨著沖壓后 零件強(qiáng)度和剛度的增加，都有助于使產(chǎn)品保證足夠的強(qiáng)度和剛度。3、根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)要求，分析其沖壓工藝性：從零件的結(jié)構(gòu)特性以及沖壓變形特點(diǎn)來看，該零件屬于無帶凸緣的旋轉(zhuǎn)圓筒件，且相對高度 h/d都比較合 適，沒有厚度不變的要求，且外圓半徑 r=8mmt,r=5t,滿足拉深工藝對形狀 和圓角半徑的要示，且零件尺寸精度要求不高，拉深工藝性較好。2沖壓工藝方案2.1修邊余量的確定由于工件拉深后口部不平，通常拉深后便切邊，因此在毛坯尺寸上相應(yīng)在工件高 度上增加修邊余量A h,修邊余量可根據(jù)相對高度查表求得，

4、由于該零件圖比較復(fù) 雜，所以首先根據(jù)沖壓件，將沖壓件分為 5段，如圖求得其面積 A= Ai+A+A+A+A=22*3.14*115+2*3.14*50*8*3.14+20*3.14*8*3.14+2*3.14*34*8*3.14+.50* 50 4* 50* 7 -1.72* 5* 50 -0.56* 252=25762mm求得 h1=73mm所以相又t高度h1/d=73/114 =0.63查表得 h=3mm2.2 坯料直徑的計(jì)算求得總坯料面積 AS=A+A h tt (d/2) & 26835mm所以坯料直徑g 185mm2.3 拉深系數(shù)的計(jì)算根據(jù)零件圖所示，求出每次拉深的拉深系數(shù)m=d/D

5、=114/185 = 0.616m2=dk/D1=82/114 = 0.719m3=db/D2=50/82=0.612.4 拉深次數(shù)的計(jì)算查表可知，每次工序的拉深系數(shù)都比各自極限拉深系數(shù)大，所以每次工序拉深次數(shù)都為1.2.5 沖壓工藝設(shè)計(jì)及工藝方案確定(工序沖件圖繪制)對于零件比較復(fù)雜、沖壓加工流程較長因而需要采用較多工序時(shí)，往往不容易很直觀地就確定出具體的沖壓工藝方案， 此時(shí)通常采用以下方法：先確定出 工件所需要的基本工序；然后將基本工序按照沖壓的先后順序進(jìn)行適當(dāng)?shù)募信c 分散，確定各工序的具體內(nèi)容，組合排列出可能的不同的工藝方案， 再結(jié)合各種 因素，分析比較，找出最適合生產(chǎn)規(guī)模和適應(yīng)現(xiàn)場具

6、體生產(chǎn)條件的工工藝方案。基本工序：根據(jù)上面拉深次數(shù)分析和零件的具體結(jié)構(gòu)，該零件所需的基本工序：落料、 第一次拉深，第二次反拉深，第三次反拉深。沖壓方案根據(jù)零件加工所需要的基本工序，將各工序予以適當(dāng)?shù)慕M合，可以有下五種沖壓 Zu 0方案一：落料與第一次拉深復(fù)合，其余各工序按照單工序進(jìn)行。如下圖所示：方案二：落料與第一次拉深復(fù)合，其次兩次反拉深也復(fù)合。如下圖所示:方案二沖壓流程圖方案比較方案二第一次反拉深和第二次反拉深復(fù)合在一起，節(jié)省了一副模具，使模具的 制造時(shí)間縮短，成本稍微降低，但由于材料本身較薄，容易拉裂，所以不宜采用。 方案二采用了三副模具，除了落料拉深工序外，均使用了單工序簡單模具，存在

7、 工序組合少，生產(chǎn)效率低的特點(diǎn)。但不容易使材料拉裂，所以決定采用方案一。最后再進(jìn)行切邊，得到所需模具。3沖壓模具設(shè)計(jì)3.1 落料模、拉深模（或反拉深模）的設(shè)計(jì)或落料拉深復(fù)合模的設(shè)計(jì)1、模具類型的選擇根據(jù)確定的方案，選用三副模具：第一副，落料拉深模；第二副，第一次反拉 深模；第三副，第二次反拉深模。2、定位方式的選擇第一副模具采用擋料銷形式定位，第二副和第三副模具都采用壓邊圈定位3、卸料，出件方式的選擇第一副模具采用卸料板進(jìn)行卸料，推件塊對工序件推出。第二副和第三副模具利用壓邊圈對零件進(jìn)行卸出。4、導(dǎo)向方式的選擇采用中間導(dǎo)柱導(dǎo)向模架，便于安全操作。1、落料拉深模的設(shè)計(jì)零件排樣由于毛坯直徑為185

8、mm考慮到操作的安全與方便，采用單排的方式,如下圖所示，為零件的排樣圖。其中搭邊值查表選取 a=2mm,a1=1.5mm進(jìn)距 L=D+a1=185+1.5=186.5mm條料寬度 b=D+2*a=185+2*2=189mm.條料尺寸根據(jù)零件圖和板料規(guī)格選用板料為 1.0*190*950mm.2其利用率8*3.14*(185/2)190*950各工作零件尺寸查表得其制造公差6凸=-0.012mm, 6凹=0.017mm0.017落料凹模刃口尺寸D凹=1860 mm落料凸模刃口尺寸D凸=18500.012 mm拉深凸模刃口尺寸D凸1 = 114、.012 mm拉深凹模刃口尺寸D凹1=1160.01

9、7mm拉深凸模的高度H1= 115mm凸凹模的高度H2= 150mm落料凹模高度H3= 105mm2第一次反拉深拉深凸模刃口尺寸D凸2=8200.012拉深凸凹模內(nèi)緣刃口尺寸D2凹=840.017拉深凸凹模外緣刃口尺寸D凸3=1141012拉深凸凹模高度H2= 100 51012拉深凸模H3= 11600.0123第二次反拉深拉深凸模刃口尺寸D凸4= 50北.012拉深凸凹模內(nèi)緣刃口尺寸 d凹3= 520.017拉深凸凹模外緣刃口尺寸D凸5= 821.012拉深凸凹模高度H4= 61.012拉深凸模H5= 7600.0123.2 沖壓力的計(jì)算1、落料拉深工序的沖壓力；落料力 F落=lt （rb

10、=1.3*2*3.14*185*353 -54KN拉深力 F 拉二九 t （rbk1=3.14*114*1*54*0.86 =17KN隹口料力5卸=卜卸F沖=0.04*54=2.16KN推件力 F 推=k 推 F 拉= 0.055*17=0.935KN壓邊力 F 壓=（兀/4） *D2-（d 1+2r 凹）2q =3KN沖壓力 曰=5沖+5拉+F卸+F推+F壓=54+17+2.16+0.935+3=77.095KN2 第一次反拉深：拉深力 F 拉 1=兀 d1t（rbk1=3.14*82*1*0.55*353 -50KN壓邊力 F 壓 1=（兀/4） *d 1-（d 2+2r 凹）q=0.72

11、KN沖壓力 F2 = F 拉 i+F壓 1=50+0.72=50.72KN3 第二次反拉深：拉深力 F 拉2=兀 d2t（rbk2=3.14*50*1*0.55*353 =30.48KN壓邊力 F 壓 2=（兀/4） *d 2-（d 3+2r 凹）q=0.49KN沖壓力 F3 = F 拉 2+F 壓 2=30.48+0.49=30.97KN3.3 沖壓設(shè)備的選定沖壓設(shè)備的選用原則：對許用負(fù)荷圖的再認(rèn)識(shí)，曲柄壓力機(jī)的能耗分配，沖壓力的計(jì)算壓力機(jī)類型的選擇初選設(shè)備設(shè)備做功校核裝模高度校核滑塊行程校核模具安裝空間尺寸主要根據(jù)沖壓力和模具的裝模高度來選擇設(shè)備，選J31 16的壓力機(jī)3.4 模柄尺寸及其

12、它相關(guān)尺寸確定1模具閉高度第一副模具的閉合高度：H= 263,前面選取模架的閉合高度為240-285,模具 的閉合高度滿足Hmax-5H模Hmin+10,因此模具的閉合高度合適。第二副和第三副模具的閉合高度：H1= 220,前面選取的模架的閉合高度均為 215-250,也能滿足要求，因此模具的閉合 高度也合適。2其他模具結(jié)構(gòu)零件根據(jù)凹模零件尺寸，結(jié)合各模具的特點(diǎn)，查表確定其他模具結(jié)構(gòu)零件第一副模具廳P名稱長*寬*厚1上墊板1315*210*82凸凹模固定板315*210*203卸料板315*210*104凸模固定板1315*210*145卜墊板315*210*8第二副模具廳P名稱直徑1凸模固定

13、板A 3152壓邊圈A 3153推件板0 80第三副模具廳P名稱直徑1凸模固定板卜 A 2502壓邊圈1 6 2503推件板城493.5強(qiáng)度校核1凸模強(qiáng)度校核在一般情況下，凸模的強(qiáng)度是足夠的，無需進(jìn)行強(qiáng)度核算。在這幾副模具 中，凸模的危險(xiǎn)斷面尺寸和自由長度都能夠滿足強(qiáng)度要求，以防止凸模縱向失穩(wěn)和折斷。2凹模強(qiáng)度校核校核凹模強(qiáng)度的目的主要是檢查其厚度 H,因?yàn)榘寄Ｏ旅娴哪０寤驂|板上 的孔口較凹?？卓诖?，使凹模工作時(shí)受彎曲，若凹模厚度不夠便會(huì)產(chǎn)生彎曲變形 以至損壞。b / a彎=3F/H2* (一=彎1 b /aHmin= 3F /b/a1 b2/a23凸凹模強(qiáng)度的校核凸凹模存在復(fù)合模中，是復(fù)合模

14、的工作零件。凸凹模工作面的內(nèi)、外緣之 間的壁厚取決于沖裁件的尺寸。因此從強(qiáng)度方法考慮，其壁厚應(yīng)受最小值限制。 查表可知，以上三副模具的最小壁厚均大于最小極限值，所以滿足強(qiáng)度要求。3.6 模具材料與熱處理1、材料選擇：選用材料時(shí)，應(yīng)遵循的基本原則是：要滿足模具的使用性能要求，同時(shí)兼顧 材料的工藝性和經(jīng)濟(jì)性。由于該零件材質(zhì)較軟，且形狀，尺寸，厚度等各種因素對模具壽命影響較大， 要求模具材料的強(qiáng)度和剛度較高，要有很高的耐磨性。同時(shí)還要有一定的韌 性和較好的切削加工性，并要求熱處理時(shí)模具變形小。所以模具的主要工作 零件選G12MoV為了節(jié)省模具成本，并要求一定的壽命，其他結(jié)構(gòu)零件則 選用45鋼。2、熱

15、處理：G12MoVi于萊氏體鋼，鑄態(tài)時(shí)存在魚骨狀共晶碳化物，因?yàn)檐堉苹蝈懺齑?在方向性，加工后碳化物分布不均勻，會(huì)給熱處理帶來變形、開裂缺陷。碳化物 越不均勻，抗彎強(qiáng)度越低，并產(chǎn)生各向異性。所以對原材料進(jìn)行改鍛，降低碳化 物的不均勻性是提高G12M0V1具質(zhì)量的一個(gè)重要途徑。消除應(yīng)力，降低硬度，進(jìn)行退火處理。退火冷卻速度應(yīng)小于或等于30c/h,冷卻到550c以下可以出爐空冷。其次進(jìn)行淬火處理，采用貝氏體等溫淬火處理。由于該材料具有很高的穩(wěn) 定性，淬火時(shí)一般采用油冷最后，為了完全消除應(yīng)力和穩(wěn)定工件尺寸，進(jìn)行回火處理。3.7 裝配圖繪制1落料拉深復(fù)合模如下圖所示為正裝復(fù)合模，凸凹模裝在上模，落料凹

16、模和拉深凸模裝在下模。 工作時(shí)，條料靠導(dǎo)料銷和擋料銷定位。上模下壓后，凸凹模外形和凹模進(jìn)行落料， 落下的料卡在凹模中，同時(shí)拉深凸模與凸凹模內(nèi)孔進(jìn)行拉深。 卡在凸凹模的拉深 件由推件裝置推出，當(dāng)上模上行時(shí)，原來在沖裁時(shí)被壓縮后的彈性元件恢復(fù)， 使 卡在凸凹模外的廢料卸下。1上模座板，2墊板，3卸料導(dǎo)套4導(dǎo)柱5卸料螺釘6頂柱7導(dǎo)料銷8推件板9 19 25彈簧10拉深凸模固定模11 21螺釘12下模座板13推件螺釘14墊板15凸模16凹模17卸料板18凸凹模20凸凹模固定板21螺栓22銷釘23止轉(zhuǎn)銷24模柄2第一次反拉深模下圖為第一次反拉深。凸模裝在下模，首先把拉深工序件放在壓邊圈上，由于 放工序件

17、的壓邊圈的位置與工序件形狀相適應(yīng)， 所以安放工序件安全方便，且定 位可靠。模具下行時(shí)，凸凹模和壓邊圈壓住工序件，而拉深凸模向上拉深。止匕時(shí), 隨著模具的下行，工序件的金屬將隨著流動(dòng)，其高度也相應(yīng)地減少。模具上行時(shí)， 工序件會(huì)包緊在凸模上，由于壓邊圈下彈簧將恢復(fù)原狀，提供一定的力將工序件從拉深凸模頂出1模柄2上模座板3導(dǎo)套4凹模5推桿6推件塊7壓邊圈8卸料桿9下模座板10凸模固定板11彈簧12凸模3第二次反拉深下圖為第三次反拉深的模具。具結(jié)構(gòu)和原理與第二副反拉深的模具相似。 為了能 夠很好地安放工序件，使工序件定位準(zhǔn)確，將工序件倒放在與其壓邊圈相適應(yīng)的 位置，這樣能使工序件在拉深過后不發(fā)生偏移。

18、模具下行時(shí)，隨著金屬流動(dòng)，拉深成最終所需要的沖壓工件，模具上行時(shí)，壓邊圈又起到卸件的作用，將最后所 形成的零件卸下來。1模柄2上模座板3導(dǎo)套4導(dǎo)柱5下模座板6卸料桿7凸模固定板8彈簧9 壓邊圈10凸模11推件塊12推件塊13打桿14螺母15螺栓16橡膠17圓板3.8關(guān)鍵模具零件的零件圖繪制1第一副落料拉深模凸凹模的零件圖如下所示：2、第一次反拉深模 凹模的零件圖凸模的零件圖3、第二次反拉深模凹模的零件圖如下圖所示4模具關(guān)鍵零件加工工藝編制4.1 凸模加工工藝編制凸凹模加工工藝過程工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料將毛坯鍛 118*124 mm圓料2熱處理退火3車車兩端面，保持長度117 mm mm,鉆中心孔車床4車車外圓、圓角、切槽、mm留單面磨量0.20.3車床5鉆孔山0一，一一鉆1130.012 mm孔，去毛刺鉆床6鎮(zhèn)孔鎮(zhèn)床6熱處理淬火、回火、保證 58.62HRC7鉗工研中心孔車床8磨外圓0磨 120q012 mm及其端面到尺寸，磨 mm留研磨量0.01mm ,并保軸度公差要求。外圓磨床9平磨0磨1130.012 mm尺寸的端面平向磨床10鉗工研磨113 012 mm達(dá)要求,拋光R 2的圓角1 1 0 0.012車床11檢驗(yàn)4.2 凹模加工工藝編制落料凹模加工工藝過程工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備備料將毛坯鍛272*210 mm圓料熱處理退