(模具設(shè)計)球型凸緣件拉深模設(shè)計

1、模具設(shè)計課程設(shè)計球型凸緣件拉深模設(shè)計哈哈小學(xué)出版社院系：專業(yè)：班級：姓名：指導(dǎo)老師:目錄一、零件沖壓加工工藝性分析31、I r W-32、判斷是否可一次拉深成形33、確定是否使用壓邊圈44、凹凸模圓角半徑的計算-5、確定工序內(nèi)容及工序順序-4確定排樣圖和裁板方案1、板料選擇2、排樣設(shè)計-三、主耍工藝參數(shù)的計算1、工藝力計算2、壓力機的選擇四、模具設(shè)計1、模具結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計2、模具工作尺寸與公差計算一一五、工作零件結(jié)構(gòu)尺寸和公差的確定1、落料凹模板-82、拉深凸模3、凹凸模-六、其他零件結(jié)構(gòu)尺寸1、模架的選擇2、凹凸模固定板的選擇-103、磨柄的選擇104、卸料裝置-105、推薦裝置的選擇116、

2、銷、釘?shù)倪x擇117、模具閉合高度的校核11七、參考目錄11零件圖：材料：A3鋼 厚度：t=lmmR2R2+04014,66 0一、零件沖壓加工工藝性分析材料：該沖裁件的材料A3鋼是低碳鋼，拉深工藝性較好。零件結(jié)構(gòu)：該制件為半球形有凸緣淺拉深件，需要對毛坯進行計算，且間隙、落料 拉伸凸凹模及拉深高度的確定應(yīng)符合制件要求。模具設(shè)計方而：凹凸模的設(shè)計應(yīng)保證各工序間動作穩(wěn)定。尺寸精度：零件圖上所有未注公差的尺寸，屬于自由尺寸，可按IT1O級確定工件尺 寸的公差。（GB/1.毛坯尺寸的計算（1）選取修邊余量d,Jd = 35/13.66 = 2.56,按下表查表得5 = 1.6mm有凸緣圓筒形拉深件的修

3、邊余量6凸緣直徑 d凸凸緣的相對直徑d凸/d<=22><=25255050100100250150200200250>2506543（2）計算凸緣部分實際尺寸&dt = d 凸 +2J = 35 + 21.6 = 38.2mm預(yù)定毛坯直徑D （按幾何表面積相等原則）根據(jù)以下四個公式確定毛坯直徑D：4%+2臥口44 = ("一，1-2口2口/?("-2穴)+ 8的4二 4d2n A 4- = Al+A2 + A3故毛坯直徑D = 40.62mm。2 .判斷是否可一次拉深成形半球形件拉深程度不大，可一次拉出。對于任何直徑，半球形件的拉深系 數(shù)均為

4、定值，即“7 = % = %產(chǎn)= 0.71。3 .確定是否使用壓邊圈毛坯相對厚度,X 100 = 2.46 <3,此處需采用壓邊圈。D4 .凹凸模圓角半徑的計算凹模圓角半徑：凹=0.8j(D-d) t =。.87(40.62-13.66)x1 =4.15,故 r 凹取。凸模圓角半徑：r凸= (0.6 1) r凹=(0.6 1 )4.5 = 2.7 4.5mm 故 r .取 3mm 35 .確定工序內(nèi)容及工序順序沖壓件的工序性質(zhì)是指沖壓件成形所需的各種工序種類如沖孔、落料等，由沖壓件的幾何形狀可直觀確定，當工序較多時，不易確定。分析該零件的形狀可知其基本沖壓工序 為落料、拉深、切邊。由于板

5、料厚度為1mm,比較薄，拉深后坯料外圓變形可忽略，故 對切邊工藝不做另行設(shè)計。綜合分析零件的工藝性和生產(chǎn)規(guī)模等具體情況，加工該零件采 用落料拉伸復(fù)合模。二、確定排樣圖和裁板方案L板料的選擇制件的毛坯為簡單的圓形件，而且尺寸比較小，考慮到操作方便，宜采用單排。根據(jù)零件厚度查沖壓模具設(shè)計和加工計算速查手冊表(GB/T 708-88)冷軋制薄鋼板擬選用的板料規(guī)格為:X X2.排樣設(shè)計本材料用到A3鋼，屬低碳鋼，由“普通低碳鋼板料搭邊值”表查得搭邊值a = O.Smm,a = 1 .Omm條料寬 b = 40.62 + 2a= 4262mm條料的進據(jù)為 h = 42.62 + Q1 = 43.42mm

6、。沖裁單件材料的利用率按式7 = nA/bhx00%汁算。則 77 = 7TD1 / 4bh X100% x 70%普通低碳鋼板料搭邊值材料厚度圓件及圓角r>2t矩形件邊長L<=50mm矩形件邊長L>50mm或圓角 r<=2t工件間al沿邊a工件間al沿邊a工件間al沿邊a<ZZZZZ排樣圖如下圖所示:三、主要工藝參數(shù)的計算1 .工藝力計算按式F=KLtr式中為材料的抗剪強度，L為沖裁周邊總長（mm） ,t為材料厚度，系數(shù)® 是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙的波動（數(shù)值的變化或分布不 均勻）潤滑情況，材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因素而設(shè)置的安全

7、系數(shù), 一般取，當查不到強度t時，可用強度，ob代替。現(xiàn)用式子F=KLtbb, ob查得號=400MPa則 F=1.3x 127.56x1x400 = 6633 KN由現(xiàn)代模具工手冊查得推件力系數(shù)K惟=0.05卸料力系數(shù)K州=0.0250.06頂件力系數(shù)K)=0.06推件力 Etl =K.!i F=0.05 x 66.33=3.32KN卸料力吊尸K；-F=0.06 x 66.33=3.98KN頂件力：F(ii =K2F=0.06x66.33=3.98KN壓邊力按計算查模具設(shè)計簡明設(shè)計手冊表，由低碳鋼材料選取p = 2.5 3.0M/%壓邊力珠：5K =2 D2-(d + 2ii1)2 p =

8、40.622-(13.66 + 2 X 4.5)2 x 3.5 = 3.13KNF忌=F + F頂 + 弓=66.33+3.98+3.98=74.29KN由模具設(shè)計與制造簡明手冊1-6-38可得系數(shù)K1二l,及拉深力的計算公式如下：拉深力：F：,="出外凡=3.14x13.66x1x400比 17.16KN2 .壓力機的選擇選擇壓力機公稱壓力時，應(yīng)該使落料力和拉深力分別在壓力機的許用公稱壓力范圍 內(nèi)，而不是簡單的將落料力與拉深力相加后去選擇壓力機。落料時，欲使壓力機的精度高 保持良好的工作狀態(tài)，最好在公稱壓力的80%以下使用。落料時：F公例 > 為,780% = 74.29/8

9、0% =92.87KN拉深時：取稱 NL6L8 (Ft.,+F( ) = 1.6-1.8 (17.16 + 3.13) = 32.47 36.53 (KN)根據(jù)沖壓模具簡明設(shè)計手冊表，可預(yù)選選擇壓力機型號J23-10,公稱壓力為100KN的 開式可傾壓力機，其參數(shù)如下：滑塊行程：45mm行程次數(shù)：145次/mm最大封閉高度：210mm封閉高度調(diào)節(jié).量：55mm滑塊中心至機身距離：150mm立柱間距離：200mm工作臺至導(dǎo)軌間距離：220mm工作臺尺寸：左右：425mm 前后：275mm工作臺板厚度：45mm工作臺孔尺寸：前后125mm左右195mm直徑155mm滑塊底而尺寸:前后135mm左右

10、165mm模柄孔尺寸：直徑38mm深度55mm四、模具設(shè)計1 .模具結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計該零件由落料、拉深兩工序加工而成，考慮到薄板成形，為使沖壓精度較高，減少 模具數(shù)量，設(shè)計成落料拉深復(fù)合模。復(fù)合模可有正裝和倒裝結(jié)構(gòu)，綜合考慮以下情況：1）沒有沖孔工序，廢料不會出現(xiàn)在模具工作區(qū)域，采用正裝操作也方便2）提高凹凸模強度3）對于薄沖件能達到平整要求采用倒裝結(jié)構(gòu)。采用彈壓卸料裝置。拉深完成后，工件卡在凹凸模內(nèi)，應(yīng)使用推件 裝置將其推出。2 .模具工作尺寸與公差計算1）由于加工模具的方法不同，凸模與凹模刃口部分尺寸的計算公式與制造公差的標注也 不同，刃口尺寸的計算方法可分為以下兩種情況：凹模與凸模分開加工，

11、凸模和凹模配合 加工，從此工件的結(jié)構(gòu)上分析，選擇凸模與凹模分開加工的制造方法：采用這種方法，凸 模和凹模分別按圖紙加工至尺寸，要分別標注凸模和凹模的刃口尺寸及制造公差（凸模§ P、凹模6d）,適用于圓形或簡單形狀的制件。為了保證初始間隙值小于最大合理間隙 2Cmax,必須滿足下列條件：引+|5|<Za-Z四零件外徑尺寸為WSZ:，根據(jù)上述原則，首先確定基準鍵凹模刃口尺寸2,再減 去4-便是凸模刃口尺寸。由此得0/=（d +m）改2, =（2 Z皿）二查表得 Zmax =。. 14”, Z而0 = 0.15P =-0.02，% = 0.03nun因為同+ 1訃°Q3+O

12、.O2=O.O5>ZM-Zmin =0.04 （不能滿足間隙公差條件）% = 04（Zmax - Zmm）=。/ X 0.04 = 0.01 6所以 6. = 0.6（Zg -Zmin） = o.6x0.04 = 0.024選乂=代入卜式 得 力 =(40.62-0.75x0.1)；°g = 40.545g則 Dp = (40.545 - 0.%oi6" =”44%.016"2)拉深部分按外形公差尺寸，零件IT10精度，查機械制圖表16-5可知拉深筒部公差尺寸為 414.667O拉深凸模直徑：D =(£)-0.75A-2Z)% >拉深凹模直徑

13、：2=(00.75鏟，拉深模的間隙值應(yīng)合適，其原則是：即要考慮材料本身的公差，又要考慮板料的增厚現(xiàn)象, 間隙一般都比毛坯厚度略大一些。用壓邊圈單次拉深時，間隙值為：Z=lt=lmm按 IT10 級取 KnQMmm =0.070 nlmDd = (14.66 0.75x0. 1) V加=14,585>07°Dn = (14.6&Q75 x0. l-2x 1力) =12.585%."五、工作零件結(jié)構(gòu)尺寸和公差的確定1、落料凹模板1)厚度H的確定：可由經(jīng)驗公式凹模厚度而。計算得，查下表得K=,圓形凹模的b為直徑D, 故H=Kb=x但毛坯拉深高度h=2=,考慮到還需要

14、空間安裝壓邊圈，查沖壓模具設(shè)計和加 工計算速查手冊表4-5選用標準尺寸，H=22a系數(shù)K值b/mm材料厚度t/mm123>3W50>50100>100200>2002)凹模板直徑的計算凹模壁厚c查沖壓模具設(shè)計和加工計算速查手冊表4-5取30mm凹模板長度：L=D+2c故：L=D+2c=+2X30=(mm)根據(jù)表選擇最接近的直徑100mm,根據(jù)沖壓模具標準件選用與設(shè)計指南表4-14確 定凹模板外形尺寸為：DI00x22 (mm),材料T10A。落料凹模板的尺寸設(shè)計如下圖:2、拉深凸模凸模設(shè)計成簡單筒形，刃口無斜度，采用車床加工，由于其直徑較大，故設(shè)計為直 接壓入緊固在下模

15、座上，并采用螺栓連接。3 .、凸凹模結(jié)合工件外形并考慮加工，將凸凹模設(shè)計成帶肩圓凸凹模，一方面加工簡單，另一 方面又便于裝配與更換，采用車床加工，與凸凹模固定板的配合按H7n6,凸凹模長度L=,具體結(jié)構(gòu)可如下圖6所示。六、其他零件結(jié)構(gòu)尺寸1）模架的選擇為使凹模能放在下模座內(nèi)，模架凹模周界尺寸L應(yīng)大于凹模直徑100,根據(jù)國標JB/T8070-1995 L取125mm, B取125mm,并查得相應(yīng)的模座和導(dǎo)柱導(dǎo)套的標準如下:上模座尺寸為125x125x30材料HT200,（沖壓模具標準件選用與設(shè)計指南24頁）下模座尺寸125x125x35材料HT200,導(dǎo)柱尺寸22x110導(dǎo)套尺寸22x70x30

16、。（冷沖壓模具設(shè)計精要204頁）2）凸凹模固定板的選擇外形尺寸與凹模相對應(yīng)，由國標JB/,選擇為100X20,材料為Q235-AF。料的圖6凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計3）模柄的選擇按JB/選擇壓入式50x115/HQ235-AF。4）卸料板卸料板與導(dǎo)料尺做成整體，綜合卸料板和導(dǎo)料尺的標準，設(shè)計導(dǎo)料板厚度為4mm,卸料 板厚度為6mm,固定螺釘選用M6,查沖壓模具簡明設(shè)計手冊表，卸料板孔與凹模的 單邊間隙Z/2=,本模具選用彈壓式卸料板。5）推件頂尖裝置的選擇推桿：按JB/選擇帶肩推桿，材料45,熱處理硬度4348HRC ，尺寸12x150。推件器：由于工件尺寸較小，推件器的外形與凸凹模為間隙配合Hf7,工作面形狀與工件 形狀相似,圓角為R3,材料為Q235A。6）銷、釘?shù)倪x擇定位銷的選擇由于排樣時，兩工件間的縱向搭邊距離只有，不能選用廢料的后端定位，而落料時 工件尺寸為90mm,凹模的長度不夠前端定位所需值，故在凹模上，送料放向添加一個支 架，定位銷尺寸選用M6。螺釘?shù)倪x擇為使凸凹模固定板安裝在上模架和凹模安裝在下模架上時不影響模具在壓力機上 的安裝，應(yīng)采用內(nèi)六角圓柱頭螺釘，其直徑和長度應(yīng)根據(jù)強度和所需連接高度選擇，參考 標準 GB70-85。7）模具閉合高度的校核上模座高度30mm,凸凹模固定板厚度20mm,模具閉合時，固定板與卸料板之 間的