冲压工艺及模具概述.ppt

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1、冲压工艺冲压工艺(gngy)及模具及模具 学院学院(xuyun)(xuyun)：机械工程学院机械工程学院(xuyun)(xuyun)班级：班级：成员：成员：指导教师：指导教师：第一页，共58页。目目录录零件图及工艺零件图及工艺(gngy)方案的拟订方案的拟订工艺工艺(gngy)设计设计模具结构设计模具结构设计加工简单模具加工简单模具落料拉伸复合模二维图落料拉伸复合模二维图落料拉深复合模三维建模落料拉深复合模三维建模拉深工件拉深工件CAE分析分析第二页，共58页。1.零件图及工艺方案的拟订零件图及工艺方案的拟订冲压冲压(chngy)件工艺分析件工艺分析冲压冲压(chngy)件的工艺性是指冲压件的

2、工艺性是指冲压(chngy)件对冲压件对冲压(chngy)工艺的适应性，即工艺的适应性，即设计的冲压设计的冲压(chngy)件在材料、结构、形状、件在材料、结构、形状、尺寸大小及公差和尺寸基准等各方面是否符合冲尺寸大小及公差和尺寸基准等各方面是否符合冲压压(chngy)加工的工艺要求。冲压加工的工艺要求。冲压(chngy)件件的工艺性好坏，直接影响到加工的难易程度。工的工艺性好坏，直接影响到加工的难易程度。工艺性差的冲压艺性差的冲压(chngy)件，材料损耗和废品率件，材料损耗和废品率会大量增加，甚至于无法正常生产出合格的产品。会大量增加，甚至于无法正常生产出合格的产品。第三页，共58页。材料

3、为材料为08钢板钢板(gngbn)，板厚，板厚1mm，制件精度选制件精度选IT12级级.，形状简单，尺寸，形状简单，尺寸不大，大批量生产，不大，大批量生产，属普通冲压件。属普通冲压件。第四页，共58页。根据制件的材料、厚度、形状及尺寸，在冲压工艺设计和根据制件的材料、厚度、形状及尺寸，在冲压工艺设计和模具设计时，应特别注意以下几点：模具设计时，应特别注意以下几点：1 1）该制件为落料拉深件，在设计时，毛坯尺寸要计算准）该制件为落料拉深件，在设计时，毛坯尺寸要计算准确确2 2）冲裁间隙、拉深凸凹模间隙应符合制件的要求）冲裁间隙、拉深凸凹模间隙应符合制件的要求3 3）各工序凸凹模动作行程的确定应保

4、证各工序工作）各工序凸凹模动作行程的确定应保证各工序工作(gngzu)(gngzu)稳妥稳妥第五页，共58页。工艺方案分析：工艺方案分析：根据该零件的形状特征，该产品属于根据该零件的形状特征，该产品属于拉伸件，需要进行落料、拉深二道工序。根拉伸件，需要进行落料、拉深二道工序。根据落料、拉深各工序二道基本工序，可以对据落料、拉深各工序二道基本工序，可以对它们作不同的组合，排出顺序，即得出工艺它们作不同的组合，排出顺序，即得出工艺方案，具体可排出一下二种方案：方案，具体可排出一下二种方案：方案一：落料与拉深复合方案一：落料与拉深复合(fh)(fh)完成。完成。方案二：先落料，再拉深。方案二：先落料

5、，再拉深。第六页，共58页。方案一中，模具结构较简单，制造周期较短，生产成本不高，对精度要求不太高，批量生产比较合适，对于模具的磨损修复也比较容易。方案一中，模具结构较简单，制造周期较短，生产成本不高，对精度要求不太高，批量生产比较合适，对于模具的磨损修复也比较容易。方案二中，由于是单工序模，模具结构简单，生产成本底，但是生产效率底，生产批量不大，产品的形位精度不高方案二中，由于是单工序模，模具结构简单，生产成本底，但是生产效率底，生产批量不大，产品的形位精度不高 。根据现有条件和技术水平，产量根据现有条件和技术水平，产量(chnling)及经济方面考虑，选择方案一。及经济方面考虑，选择方案一

6、。第七页，共58页。2.1.1确定是否加修边余量。确定是否加修边余量。根据工件相对高度根据工件相对高度(xingdugod)：h/d=20.5/81=0.250.5,则不需加修边余量则不需加修边余量根据常用旋转体拉深件毛坯直径的计算公式根据常用旋转体拉深件毛坯直径的计算公式第八页，共58页。为了比较准确的求毛坯直径，以满足工件为了比较准确的求毛坯直径，以满足工件(gngjin)(gngjin)不修边的要求不修边的要求 ，对于不进行修边的拉，对于不进行修边的拉深件的毛坯直径计算，应考虑材料变薄的因素，其深件的毛坯直径计算，应考虑材料变薄的因素，其公式如下：公式如下：查表得查表得 a=1 a=1

7、则则D=112.89mm D=112.89mm 取取D=113mmD=113mm第九页，共58页。2.2确定确定(qudng)是否需要压边圈。是否需要压边圈。式中式中t坯料厚度，坯料厚度，mmD毛坯直径，毛坯直径，mm所以需要压边圈所以需要压边圈第十页，共58页。每次拉深后圆筒形件的直径与拉深前毛坯每次拉深后圆筒形件的直径与拉深前毛坯(或半成品或半成品)直径直径的比值的比值 根据工件的相对高度（根据工件的相对高度（h/dh/d）的大小查表确定拉深次数。）的大小查表确定拉深次数。查表可知查表可知(k zh)(k zh)，由于工件相对高度（，由于工件相对高度（0.250.25）远远小于）远远小于一

8、次拉深时的允许拉深相对高度一次拉深时的允许拉深相对高度0.700.57 0.700.57 则可一次拉深成形。则可一次拉深成形。第十一页，共58页。2.42.4拉深件直径的计算拉深件直径的计算 由于此工件可一次拉深成形，故由于此工件可一次拉深成形，故拉深直径根据拉深件的零件图进行拉深直径根据拉深件的零件图进行计算即可。若是需要多次拉深成形，计算即可。若是需要多次拉深成形，那么对每次拉深都需要重新计算拉那么对每次拉深都需要重新计算拉深直径，以满足深直径，以满足(mnz)(mnz)拉深次数的拉深次数的要求。要求。第十二页，共58页。此工件(gngjin)许一次拉深成形，工序尺寸计算相对简单，只对凸凹

9、模工作尺寸即圆角半径进行计算，但多次拉深成形还需对每次拉深工序件的高度进行计算，对工序件高度计算的目的是为了确定各工序压边圈的高度。拉深工序拉深工序(gngx)尺寸的尺寸的计算计算第十三页，共58页。第十四页，共58页。计算工序计算工序(gngx)压力压力第十五页，共58页。计算工序计算工序(gngx)压力压力第十六页，共58页。冲压冲压(chngy)设备的初步选设备的初步选择择第十七页，共58页。3.模具结构设计模具结构设计工作零件工作零件落料凸凹落料凸凹(to)模刃口尺寸计算模刃口尺寸计算第十八页，共58页。拉伸凸凹拉伸凸凹(to)模刃口尺寸计算模刃口尺寸计算第十九页，共58页。拉伸拉伸(

10、lshn)凸凹模圆角凸凹模圆角第二十页，共58页。采用采用(ciyng)(ciyng)整体式凹模结构，整体式凹模结构，用销钉和螺钉直接固定在下模座上用销钉和螺钉直接固定在下模座上 2 2）直径的确定）直径的确定第二十一页，共58页。第二十二页，共58页。落料凹模制造工艺分析1、下料用轧制的棒料在锯床上切断(qi dun)2、锻造将棒料锻成较大的毛坯3、热处理退火6、划线划出上下端面各孔位置，并在孔中心处钻中心眼7、孔加工加工上下端面各螺孔（钻、攻螺纹）8、热处理淬火，回火，检查硬度9、磨平面在平面磨床上磨上下两端面10、磨外圆在外圆磨床上磨外圆至要求尺寸11、磨内孔在坐标磨床上磨内孔至要求尺寸

11、12、精加工钳工精修刃口第二十三页，共58页。凸模设计成简单筒形，刃口无斜度，采用(ciyng)车床加工，由于其直径较大，故设计为直接压入紧固在下模座上，并采用(ciyng)螺栓连接。第二十四页，共58页。结合工件外形并考虑加工，将凸凹模结合工件外形并考虑加工，将凸凹模设计设计(shj)(shj)成带肩圆凸凹模，一方面加工成带肩圆凸凹模，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换，采用车简单，另一方面又便于装配与更换，采用车床加工，与凸凹模固定板的配合按床加工，与凸凹模固定板的配合按H7/n6H7/n6，具体结构可如下图所示具体结构可如下图所示第二十五页，共58页。3.2.1导料装置导料装置复合

12、模采用固定卸料板，因而不能复合模采用固定卸料板，因而不能采用固定式导料进行导料，在卸料板采用固定式导料进行导料，在卸料板下方开导料槽，用于条料的导向，其下方开导料槽，用于条料的导向，其尺寸稍大于条料的宽度即可，保证尺寸稍大于条料的宽度即可，保证(bozhng)条料正确的送进方向。条料正确的送进方向。第二十六页，共58页。3.2.2固定挡料销固定挡料销固定挡料销装在凹模孔出料的一侧，固定挡料销装在凹模孔出料的一侧，利用落料以后利用落料以后(yhu)的废料孔进项挡料，的废料孔进项挡料，控制送料距离，一般采用控制送料距离，一般采用A型。型。采用固定挡料销定距时，如果为弹性采用固定挡料销定距时，如果为

13、弹性卸料方式，卸料板上要开避让孔，以防卸卸料方式，卸料板上要开避让孔，以防卸料板与挡料销碰撞。本模具采用固定卸料料板与挡料销碰撞。本模具采用固定卸料板，下方开有槽，所以不会碰撞。板，下方开有槽，所以不会碰撞。第二十七页，共58页。3.3卸料，推件，压边零件卸料，推件，压边零件(lnjin)当卸料板兼起导板作用时，与凸凹模当卸料板兼起导板作用时，与凸凹模一般按一般按H7/h6配合制造，但应该保证导板配合制造，但应该保证导板与凸模之间间隙小于凸凹模间隙，以保证与凸模之间间隙小于凸凹模间隙，以保证凸凹模的正确配合。凸凹模的正确配合。第二十八页，共58页。推件装置推件装置(zhungzh)采用刚性的，

14、采用刚性的，由打杆，推件块等组成。由打杆，推件块等组成。第二十九页，共58页。利用利用(lyng)装在压力机上的压装在压力机上的压边圈提供压边力。边圈提供压边力。第三十页，共58页。通过前面拉伸力的计算结果和压力机的选择，为通过前面拉伸力的计算结果和压力机的选择，为了使条料的左右送进，采用的模架形式如下了使条料的左右送进，采用的模架形式如下(rxi)：根据模架的选择，选择合适的上模座和下模座：根据模架的选择，选择合适的上模座和下模座：第三十一页，共58页。上模座二维图上模座二维图第三十二页，共58页。第三十三页，共58页。下模座二维图下模座二维图第三十四页，共58页。导向导向(doxin)方式

15、的选择方式的选择根据模架的选择，该复合模采用后侧导柱根据模架的选择，该复合模采用后侧导柱的导向的导向(doxin)形式。形式。导柱：（导柱：（GB/T2861.1)32160导套：（导套：（GB/T2861.3)3210543第三十五页，共58页。根据压力机的吨位和类型选择根据压力机的吨位和类型选择B B型的凸缘型的凸缘(t yun)(t yun)模柄，材料模柄，材料Q235AQ235A，凸缘，凸缘(t(t yun)yun)模柄的结构和尺寸见表：模柄的结构和尺寸见表：第三十六页，共58页。模柄二维图模柄二维图第三十七页，共58页。固定板用来将凸凹固定板用来将凸凹(t o)(t o)模间接固定模

16、间接固定在上模座上。在上模座上。结构如图：结构如图：第三十八页，共58页。固定、定位(dngwi)件的选择螺钉的选择：落料凹模与下模座的固定：内六角螺钉M850拉伸凸模与下模座的固定：内六角螺钉M850凸模固定板与上模座的固定：内六角螺钉M840模柄与上模座的固定：内六角螺钉M825卸料板与凹模的固定：内六角螺钉M825定位(dngwi)销：落料凹模与下模座的定位(dngwi)：圆柱销830凸模固定板与上模座的定位(dngwi)：圆柱销830第三十九页，共58页。4.4.加工简单加工简单(jindn)(jindn)模具模具 第四十页，共58页。模具的设计1）定位方式的选择 因为实验模具使用的是

17、圆形坯料，所以设计时在凹模上加工一个沉孔作为定位。2）出料方式的选择 为使模具简便，采取下端出料方式。3)导向方式的选择 由于后侧导柱模架的导向精度较高，前后左右都可以(ky)进料，取放工件方便，故选用后测导柱模架。第四十一页，共58页。凹模凹模用螺栓直接固定用螺栓直接固定(gdng)在下模在下模座上，上边做一个沉孔用作放料。座上，上边做一个沉孔用作放料。第四十二页，共58页。凸模凸模用螺栓用螺栓(lushun)直接固定在上直接固定在上模座上模座上第四十三页，共58页。压边圈压边圈用螺栓用螺栓(lushun)和上模座连接起来，和上模座连接起来，穿上橡胶提供压边力穿上橡胶提供压边力第四十四页，共

18、58页。加工过程加工过程第四十五页，共58页。工件工件(gngjin)成品成品第四十六页，共58页。第四十七页，共58页。冲压零件分析 1.零件边缘变形不均匀；2.零件未能从模具底部漏出；3.零件侧面(cmin)与底面不垂直；4.零件尺寸不精确 第四十八页，共58页。原因分析：1.零件边缘变形不均匀(jnyn)：1）定位不准；2）压边力不均匀(jnyn)。2.零件未能顺利脱模：凸模长度设计太短。3.零件侧面与底面不垂直：凸凹模间隙大。4.橡胶变形后直径未考虑，导致压边力不均匀(jnyn)。第四十九页，共58页。5.5.落料拉伸落料拉伸(l shn)(l shn)复合模复合模二维图二维图 第五十

19、页，共58页。5.25.2模具工作过程分析模具工作过程分析 将条料沿卸料板的导料凹槽平放在将条料沿卸料板的导料凹槽平放在凹模上，并向前送进，接触到导料销时凹模上，并向前送进，接触到导料销时停止送进，压力机滑块带着上模下行，停止送进，压力机滑块带着上模下行，首先由凸凹模和落料凹模完成落料，紧首先由凸凹模和落料凹模完成落料，紧接着由凸模和凸凹模进行拉深，当拉深接着由凸模和凸凹模进行拉深，当拉深结束后，上模回程结束后，上模回程(huchng)(huchng)，落料后，落料后的条料靠卸料板卸下，拉伸深成形的工的条料靠卸料板卸下，拉伸深成形的工件在回程件在回程(huchng)(huchng)由推件块将工

20、件从由推件块将工件从凸凹模中刚性打下，用手将工件取走。凸凹模中刚性打下，用手将工件取走。第五十一页，共58页。6.6.落料拉深复合落料拉深复合(fh)(fh)模三维模三维建模建模第五十二页，共58页。爆炸爆炸(bozh)图图第五十三页，共58页。7.7.拉深工件拉深工件CAECAE分析分析(fnx)(fnx)7.1 7.1成形工件成形工件第五十四页，共58页。7.27.2成形成形(chn xn)(chn xn)极限极限图图第五十五页，共58页。Thickness图图 Thickness图图 Thickness图图 Thickness图图 Thickness图图7.3 7.3 厚度变化厚度变化(binhu)(binhu)过程过程第五十六页，共58页。参考文献参考文献文献文献1-1-姜奎华主编姜奎华主编.冲压工艺冲压工艺(gngy)(gngy)与与模具设计模具设计.北京：机械工业出版社北京：机械工业出版社 1998 1998 文献文献2-2-史铁梁主编史铁梁主编.模具设计指导模具设计指导.北京：北京：机械工业出版社机械工业出版社 2003 2003 文献文献3-3-肖祥芷、王孝培主编肖祥芷、王孝培主编.中国模具设中国模具设计大典（计大典（3 3）.南昌：江西科技出版社南昌：江西科技出版社 2003 2003 文献文献第五十七页，共58页。谢谢第五十八页，共58页。