沖壓拉深模的課程設(shè)計

1、精品文檔沖壓工藝及沖壓模設(shè)計課程設(shè)計 設(shè)計說明書 起止日期:學(xué) 生 姓 名班 級學(xué) 號成 績指 導(dǎo) 教 師 (簽 字 機(jī)械工程學(xué)院(部目 錄第一章 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)量分析查參考資料【 4】上表 5-11可知:拉深件直徑的極限偏差為:30. 060±、 25. 040± 高度的極限偏差為:70. 038±板料厚度為 1mm ,

2、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(yán)格的要求,所以只要模具 精度達(dá)到一定要求,沖裁件的斷面質(zhì)量可以保證。沖壓材料不僅要滿足產(chǎn)品設(shè)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(xué)性能是強(qiáng)度低,塑性高,表面質(zhì) 量和厚度公差符合國家標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)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(xué)性能是強(qiáng)度、硬度和塑性指標(biāo)適中,經(jīng)熱處理后,用沖裁的加工方法是 完全可以成形的。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

3、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):58. 0min =K由參考資料【 1】式(6-10可知,翻孔的高度 max h 為:(mm 195. 10172. 05. 243. 058. 0124072. 043. 0 1(2d h min max =+-=+-=t r K 取整:mm h 10max =由參考資料【 1】式(6-12預(yù)制孔直徑 0d 為:mm d K d 2. 234058. 0min 0= 實際取整:mm 23d 0= 由參考資料【 1】式(6-13可得拉深高度為 1h :mm r h H h 5. 305. 21038max 1=+-=

4、+-= 綜上所述,拉深后的毛坯圖如下所示: 2.2 零件毛坯尺寸計算板料厚度為 1mm ,故按外形尺寸計算,5. 14060=d d f,查參考資料【 1】表 5-7可得, mm 0. 3=,故拉深件的實際凸緣直徑 (mm 662360 2d (d =+=+=f t由參考資料【 1】式(5-13可得:mm 97mm 5. 24044. 33840460r 44. 34d 220-+=-+=d dh D f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(dá)到零件形狀和尺寸要求。采用單排方案,如下圖: 由參考資料【 4】圓件 t 2r >的

5、圓角的零件間間距 mm b 8. 0=,沿邊間距mm b 0. 11=。送料步距 mm S 8. 668. 066=+=,調(diào)料的寬度 mm B 681266=+=,調(diào)料的長 度 L ,根據(jù)附錄 選用 mm 30006000. 1。裁板的方式為: 采用橫裁可裁條料數(shù)為 446830001=÷=÷=B L n (條,余 8mm ,每條板料可 沖制件數(shù) 88. 66 1600(2÷-=n (件,則每張板料可沖制件為 352448=n (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:%28. 761297(8. 097(97785. 0 2(785.

6、0212=+=+=b D b D D 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(xiàn)【 1】計算沖裁力 F ,查文獻(xiàn) 【 3】表 2-29可知 08鋼的抗剪強(qiáng)度為 MPa b 706=,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5. 30h =d%03. 1%100971t =D4. 165. 14066d >=d t 4124. 09740=D d m F 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) 51. 0=F m ,首次拉深極限相對高度 53. 042. 0/11=d h 。比較可知, 不能一

7、次拉深成形,查參考資料【 4】可知需要進(jìn)行 2次拉深。根據(jù)上面求出的 D d t /、 D /t 以及 5. 21/5. 2/=t r 查參考資料【 4】上表(5-40可得第一次拉深系數(shù):46. 0m 1=查表 9-36可得首次拉深凹模圓角半徑:mm t r 10110101=凹則第一次拉深后的直徑為:mm D m d 459746. 011=高度為: (43. 0 (25. 0112211R r d D d h t +-=mm 67. 36101043. 066974525. 022=+-= ( ( 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

8、一次拉深變形中的塑性潛力,實際定為第一次拉深高度 mm h 201=。拉深后圖形如下: 查參考資料【 1】上表(5-3可得:75. 02=m 則第二次拉深凹模圓角半徑: mm 5. 22=R r 凹拉深直徑為: mm mm d m d 406. 304568. 0122<= 2.5 計算拉深工序的力查參考資料【 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: 1(17. 009. 0(1m d t -,代入數(shù)據(jù)得:08. 01(d 1=-m t,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:N K t d P b 508689.

9、 045014014. 322= 按參考資料【 1】公式(5-27壓邊力為: N Ap Q 31405. 22014. 32= 式中 q 的值按相應(yīng)表選取為 25. 2mm N 總拉深力:N Q P 54000314050868P +=+=總 拉深功: J h CF A 1153105. 30540007. 01033max =-初選公稱壓力為 250 kN的 JH21系列開式固定臺壓力機(jī)(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(jī)功率為 2.2 kW。2.6 工作部分尺寸計算拉深間隙指單邊間隙,即 2/ (拉凸

10、拉凹 D D Z -=。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:kt t Z +=max 。式中 k 為間隙系數(shù), 查【 1】表(5-18可知 k=0.1。故得 mm Z 1. 111. 01=+=查參考資料【 1】表(9-38可得拉深模工作部分尺寸:01. 004/05. 004/04005. 075. 04075. 0+-= =( =(拉凹 d D (mm01. 0001. 004/8. 371. 1205. 075. 040275. 0d -= =( =(拉凸 Z D (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

11、.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mm d 5=第三章 設(shè)計選用模具零件、部件3.1 拉深凹模的設(shè)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。凹模刃口采用直刃壁結(jié)構(gòu),尺寸為 mm 01. 0040+,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(xiàn)【 5】表 2-48選取凹模壁厚 C=25mm。凹模長度等于寬度為:mm L B 14840268=+=凹模板厚度按文獻(xiàn)【 5】 97頁公式估算:211. 0F K K H =式中:則: mm H 521902051. 05. 13. 1

12、=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:mm mm mm H L B 52148148=3.2 拉深凸模的設(shè)計其結(jié)構(gòu)尺寸為 mm 001. 08. 37-。根據(jù)模具結(jié)構(gòu),凸模的長度 L 可由安裝固定的厚 度 1h 、下推板厚度 2h 、拉深深度 3h 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(dāng)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 mm。由此可得凸模 的長度為.5. 14923. 1211。 K K K N F 選取 系數(shù),參考表 凹模

13、刃口周邊長度修正 ; 素工具鋼取 凹模材料修正系數(shù),碳 沖裁力, -=mm 75155. 301822321-+=-+=t h h h h L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(shè)排氣孔, 大小為 mm 5,具體結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示: 3.3 壓邊、卸料及出件裝置設(shè)計根據(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: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

14、,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),通過沖床滑塊內(nèi)的打料機(jī)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(dǎo)柱和導(dǎo)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(yīng)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(xiàn)【 5】表 10-31,選取滑動標(biāo)準(zhǔn)模架:選用的模架為、上模座、下模座分別為:模架

15、: 250×250×(210255 GB/T2851.3上模座:250×250×50 GB/T2855.5下模座:250×250×65 GB/T2855.6凹模:120×120×52導(dǎo)柱:35×200 GB/T2861.1導(dǎo)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654321h h h h h h H +=閉合式中: 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,

16、 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:mm H 5. 247156555525. 1050=+=閉合閉合 H 介于 210mm 和 255mm 之間,符合設(shè)計要求。4.2導(dǎo)柱與導(dǎo)套為了保證使用中的安全性和可靠性,當(dāng)模具處于閉合位置時,導(dǎo)柱上端面與上 模座的上平面應(yīng)留 10-15mm 的距離;導(dǎo)柱下端面與下模座下平面應(yīng)留有 2-5mm 的距 離,導(dǎo)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(jī)模柄孔的尺寸:直徑 : 40 mm,深度 : 65 mm,查參考文獻(xiàn)【 5】表 15-20,選

17、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, d 1 =122 mm,總高度 L=91 mm,凸緣高 L 1=23mm ,模柄倒角高度 L 2 =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 d 4 =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(yīng)具備良好的耐磨性、韌性和較高的強(qiáng)度、硬度,本模具為沖 裁拉深復(fù)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(yīng)力,凸 模承受較大的壓應(yīng)力,因此凹模和凸模必須具有較

18、高的強(qiáng)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(qiáng)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(jìn)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(xì)表。第六章 模具的總裝配圖 1下模座 2卸料螺釘 3導(dǎo)柱 4壓邊圈 5導(dǎo)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(jìn)行限位，用以控制壓料間隙， 防止壓料力過大。 16 第七章 填寫沖壓工藝卡 冷沖壓 (廠名 工藝卡 片 材料牌號及規(guī)格 產(chǎn)品型號 產(chǎn)品名稱 材料技術(shù) 要求 毛坯尺寸 板料 零件名稱 零件型號 每毛坯可 制件數(shù) 芯子隔套 共 第 頁 頁 毛坯重量 輔助材料 08 鋼 3000mm× 600mm× 1mm 352 件 工 序 號 工序 名稱 工序 內(nèi)容 加工簡圖 設(shè)備 工藝 裝備 工時 剪床 0 下料 上裁 板 1 首次 拉深 JH