落料拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)說明書 課程名稱 課程名稱 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 題目名稱 題目名稱 落料拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)落料拉深復(fù)合模設(shè)計(jì) 班班 級 級 級級 班班 姓姓 名 名 學(xué)學(xué) 號 號 指導(dǎo)教師 指導(dǎo)教師 評定成績 評定成績 教師評語 教師評語 指導(dǎo)老師簽名 20 年 月 日 1 目錄 零件圖 一 零件沖壓加工工藝性分析 3 1 毛坯尺寸計(jì)算 3 2 判斷是否可一次拉深成形 3 3 確定是否使用壓邊圈 4 4 凹凸模圓角半徑的計(jì)算 4 5 確定工序內(nèi)容及工序順序 4 二 排樣圖和裁板方案 4 1 板料選擇 4 2 排樣設(shè)計(jì) 4 三 工藝參數(shù)的計(jì)算 1 工藝力計(jì)算 6 2 壓力機(jī)的選擇 6 四 模具設(shè)計(jì) 1 模具結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì) 7 2 模具工作尺寸與公差計(jì)算 7 五 工作零件結(jié)構(gòu)尺寸和公差的確定 1 落料凹模板 8 2 拉深凸模 9 3 凹凸模 9 六 其他零件結(jié)構(gòu)尺寸 1 模架的選擇 9 2 凹凸模固定板的選擇 10 3 磨柄的選擇 10 4 卸料裝置 10 2 5 推薦裝置的選擇 11 6 銷 釘?shù)倪x擇 11 7 模具閉合高度的校核 11 七 參考目錄 11 3 零件名稱 蓋 生產(chǎn)批量 大批量 材料 Q235 材料厚度 1mm 學(xué)號尾數(shù)為 0 落料模 學(xué)號尾數(shù)為 1 3 5 第一次拉深模 學(xué)號尾數(shù)為 2 4 6 第二次拉深模 學(xué)號尾數(shù)為 7 8 9 落料拉深復(fù)合模 一 零件沖壓加工工藝性分析 材料 該沖裁件的材料 1Cr18Ni9Ti 是不銹鋼 拉深強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度較高 零件結(jié)構(gòu) 該制件可近似看做圓筒形有凸緣淺拉深件 需要對毛坯進(jìn)行計(jì)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(jì)方面 凹凸模的設(shè)計(jì)應(yīng)保證各工序間動作穩(wěn)定 4 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 IT11 級確定工件 尺寸的公差 查公差表可得工件基本尺寸公差為 0 6 10 50 19 0 0 68 11 0 0 12 1 毛坯尺寸的計(jì)算 1 選取修邊余量 d凸 d 68 50 1 36 按課本上表 2 32 查表得 3 5 2 計(jì)算凸緣部分實(shí)際尺寸 dt dt d凸 2 68 2 3 5 75 3 預(yù)定毛坯直徑D 按幾何表面積相等原則 由于板厚小于 1mm 故可直接用工件圖所示尺寸計(jì)算 不必用中線尺寸計(jì)算 D 其中 h1 3 71 4d 2 2 1 2 t dhh 22 258686 故 D 89 89 預(yù)定毛坯直徑為 90mm 12501 73475 22 2 判斷是否可一次拉深成形 dt d 1 5 6 50100 90 50 100 D t 相對高度1 30 50 121 73 d hh d h 21 查課本上表 2 37 得第一次拉深的最大相對高度為 0 57 0 70 相比可知 一次拉深 便可成形 3 確定是否使用壓邊圈 毛坯相對厚度 查課本上表 2 44 可知 此處需采用壓邊圈 6 50100 D t 4 凹凸模圓角半徑的計(jì)算 凹模圓角半徑 r凹 故r凹取 4mm 8 53 505090 80tdD 80 凸模圓角半徑 r凸 0 6 1 r凹 0 6 1 4 2 4 4 故 r凸取 3mm 5 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 5 的幾何形狀可直觀確定 當(dāng)工序較多時(shí) 不易確定 分析該零件的形狀可知其基本沖壓 工序?yàn)槁淞?拉深 切邊 由于板料厚度為 0 5mm 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(jì) 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 1 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 t 0 5mm 查 中國模具設(shè)計(jì)大典 表 18 3 24 冷軋制薄鋼板擬選用的 板料規(guī)格為 0 2 排樣設(shè)計(jì) 板料的初步排樣如下 查 中國模具設(shè)計(jì)大典 表 19 1 17 確定搭邊值 兩工件間的橫搭邊 a 1 2mm 兩工件間的縱搭邊 a 1 5mm 1 考慮到板料送進(jìn)時(shí)無側(cè)壓裝置 需要在板料一側(cè)增加一個(gè)條料與導(dǎo)尺間的間隙寬度 Z0 取Z0 1 2mm 則條料寬度B 0 01 0 Za2DB 條料寬度的單向極限偏差 mm 查 中國模具設(shè)計(jì)大典 表 19 1 21 得 0 10 所以 6 mm 0 B 0 0 10 21 101 2290 0 0 10 93 8 步距S S D a 90 1 5 91 5mm 故一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為 1 A BS 100 BS 100 1 0 0 2 2 D 0 0 93 8 91 5 100 74 1 2 2 90 0 0 由于直板材料選取0 故每塊板料可裁剪9 13 117個(gè)工件 故每塊板料 0 的利用率為 nA LB 100 0 0 117 D 2 100 73 0 2 0 0 0 0 最終的排樣設(shè)計(jì)如下 三 主要工藝參數(shù)的計(jì)算 1 工藝力計(jì)算 根據(jù)課本表 2 3 可取 500MPa 并查得 600MPa b 落料力F0 F0 KLt 其中K 1 3 L D 3 14 90 282 60mm 故F0 1 3 282 60 0 5 500 91 84KN 由課本表2 6查得推件力系數(shù)K推 0 063 卸料力系數(shù)K卸 0 08 推件力F推 F推 nK推F0 1 0 063 91 84 5 79KN 卸料力F卸 F卸 K卸F0 0 08 91 84 7 35KN 查 模具設(shè)計(jì)簡明設(shè)計(jì)手冊 表 4 47 由不銹鋼材料選取 p 3 6MPa 7 壓邊力 F壓 KN9 313 63425090 4 pr2dD 4 F 2 2 2 2 凹壓 F總 F0 F推 F壓 91 84 5 79 13 39 111 02KN 由 模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊 1 6 38可得系數(shù)K1 1 及拉深力的計(jì)算公式如 下 拉深力 KN2 1471600 5050KdtF 1b 拉 2 壓力機(jī)的選擇 選擇壓力機(jī)公稱壓力時(shí) 應(yīng)該使落料力和拉深力分別在壓力機(jī)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(jī) 落料時(shí) 欲使壓力機(jī)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(shí) F公稱 F總 80 111 02 80 138 78KN 拉深時(shí) 公稱壓力F公稱 1 3 1 4 F拉 F壓 1 3 1 4 47 12 13 39 78 66 84 71 KN 根據(jù) 沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊 表 13 9 可預(yù)選選擇公稱壓力為 160KN 的開式可傾 壓力機(jī) 其參數(shù)如下 滑塊行程 70mm 行程次數(shù) 115 次 mm 最大封閉高度 220mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 60mm 滑塊中心線到床身距離 160mm 工作臺尺寸 左右 450mm 前后 300mm 工作臺板厚度 60mm 四 模具設(shè)計(jì) 1 模具結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì) 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(jì)成落料拉深復(fù)合模 復(fù)合?？捎姓b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 8 2 提高凹凸模強(qiáng)度 3 對于薄沖件能達(dá)到平整要求 采用正裝結(jié)構(gòu) 采用剛性卸料裝置 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(jì)算 1 落料工序中圓形凸模與凹模分開加工 落料件未注公差 按IT11級選取極限偏差 查 機(jī)械制圖 表16 5可知落料件公差尺寸為 由此根據(jù)課本表2 5 可得系 0 2 20 90 數(shù)x 0 5 因?yàn)閷θ锌诰纫蟛皇呛芨?可取二類間隙值 查課本表 2 3 間隙比值 Z t 16 0 22 0 故可得 Zmin 16 0 0 5 100 0 08mm Zmax 22 0 0 5 100 0 11mm p 0 4 Zmax Zmin 0 4 0 11 0 08 0 012mm d 0 6 Zmax Zmin 0 6 0 11 0 08 0 018mm 落料凹模直徑 Dd D x 90 0 50 22 89 89mm d 0 0 018 0 0 018 0 落料凸模直徑 dp Dd Zmin 89 89 0 08 89 81mm 0 p 0 12 00 0 12 00 2 拉深部分 按外形公差尺寸 零件 IT11 精度 查 機(jī)械制圖 表 16 5 可知拉深筒部公差尺 寸為 查課本表 2 40 可知 0 16 0 50 拉深凹模直徑 D凹 d 0 4 Z 凹 0 拉深凸模直徑 d凸 d 0 4 0 凸 查課本表 2 41 由拉深凹凸模的制造公差 IT8 高于零件公差 2 3 個(gè)等級 可選 凹 0 04mm 凸 0 030mm 凹凸模間隙Z 2 2 2 t 該零件可取Z 2 1t 2 1 0 5 1 05mm 故D凹 50 0 4 0 16 1 05 51 114 4 00 0 4 00 0 d凸 50 0 4 0 16 50 064 0 30 00 0 30 00 五 工作零件結(jié)構(gòu)尺寸和公差的確定 1 落料凹模板 9 1 厚度 H 的確定 可由經(jīng)驗(yàn)公式凹模厚度 H Kb 計(jì)算得 查表 2 16 得 K 0 2 圓形凹模的 b 為直徑 D 故 H Kb 0 290 18mm 但毛坯拉深高度 h1 h2 12 3 7 15 7 考慮到還需要空間安裝壓 邊圈 查 沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊 表 2 62 選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸 H 40 2 凹模板直徑的計(jì)算 凹模壁厚c 2 3 H 2 3 18 36 54mm 凹模板長度 L D 2C 故 L D 2C 90 2 40 170 mm 根據(jù)表2 61選擇最接近的直徑160mm 故確定凹模板外形尺寸為 160 40 mm 材料 T10A 落料凹模板的尺寸設(shè)計(jì)如下圖 2 拉深凸模 凸模設(shè)計(jì)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(jì)為 直接壓入緊固在下模座上 并采用螺栓連接 10 3 凸凹模 結(jié)合工件外形并考慮加工 將凸凹模設(shè)計(jì)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 H7 n6 凸凹模長 度 L 73 2mm 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 160 根據(jù)國標(biāo) GB T2851 3 1990 L取200mm B取200mm 并查得相應(yīng)的模座和導(dǎo)柱導(dǎo)套的標(biāo)準(zhǔn)如 下 上模座GB T2855 5 尺寸為 材料HT200 下模座GB T2855 6 尺寸材料HT200 導(dǎo)柱GB T2861 1尺寸 32 160 導(dǎo)套GB T2861 6尺寸 2 凸凹模固定板的選擇 外形尺寸與凹模相對應(yīng) 由國標(biāo)JB T7643 5 1994 選擇為 160 25 材料為 Q235 A F 11 3 磨柄的選擇 按JB T7646 1 1994 選擇壓入式 50 115 材料Q235 A F 4 卸料裝置 由于落料拉深過程中 若選用選用彈性卸料 則拉深行程中 橡膠亦被壓縮 產(chǎn) 生不必要的壓縮力 增大壓力機(jī)壓力 故采用剛性卸料裝置 材料為45鋼 卸料板與 導(dǎo)料尺做成整體 綜合卸料板和導(dǎo)料尺的標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)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(jì)手冊 表 15 30 卸料板孔與凹模的單邊 間隙Z 2 0 2mm 5 推件頂尖裝置的選擇 推桿 按JB T7650 1 1994選擇帶肩推桿 材料45 熱處理硬度43 48HRC 尺寸 12 150 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 H8 f7 工作面形狀與工件 形狀相似 圓角為 R3 材料為 Q235A 圖 6 凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 6 銷 釘?shù)倪x擇 定位銷的選擇 1 由于排樣時(shí) 兩工件間的縱向搭邊距離只有 1 5mm 不能選用廢料的后端定位 而 落料時(shí)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(gè)支架 定位銷尺寸選用 M6 螺釘?shù)倪x擇 2 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(shí)不影響模具在壓力機(jī)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(qiáng)度和所需連接高度選擇 參 考標(biāo)準(zhǔn)GB70 85 7 模具閉合高度的校核 上模座高度 45mm 凸凹模固定板厚度 25mm 模具