落料拉深复合模.docx

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1、山东大学模具设计与CAD课程设计上盖落料拉深复合模的结构设计班级： 姓名： 学号：指导教师： 目录零件图一、零件冲压加工工艺性分析-31、毛坯尺寸计算-32、判断是否可一次拉深成形- 33、确定是否使用压边圈- 44、凹凸模圆角半径的计算-45、确定工序内容及工序顺序-4二、确定排样图和裁板方案-41、板料选择-42、排样设计-4三、主要工艺参数的计算1、工艺力计算-62、压力机的选择-6四、模具设计1、模具结构形状设计-72、模具工作尺寸与公差计算-7五、工作零件结构尺寸和公差的确定1、落料凹模板-82、拉深凸模-93、凹凸模-9六、其他零件结构尺寸1、模架的选择-92、凹凸模固定板的选择-

2、103、磨柄的选择-104、卸料装置-10 5、推荐装置的选择-11 6、销、钉的选择-117、模具闭合高度的校核-11七、参考目录-11零件图：材料：1Cr18Ni9Ti 厚度：t=0.5mm 精度：IT1112一、零件冲压加工工艺性分析材料：该冲裁件的材料1Cr18Ni9Ti是不锈钢，拉深强度和剪切强度较高。零件结构：该制件可近似看做圆筒形有凸缘浅拉深件，需要对毛坯进行计算，且间隙、落料拉伸凸凹模及拉深高度的确定应符合制件要求。模具设计方面：凹凸模的设计应保证各工序间动作稳定。尺寸精度：零件图上所有未注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按IT11级确定工件尺寸的公差。 查公差表可得工件基本尺寸公

3、差为： 1毛坯尺寸的计算（1）选取修边余量d凸/d=68/50=1.36，按课本上表2-32查表得=3.5（2）计算凸缘部分实际尺寸dtdt=d凸+2=68+23.5=75（3）预定毛坯直径D（按几何表面积相等原则）由于板厚小于1mm，故可直接用工件图所示尺寸计算，不必用中线尺寸计算。D=，其中h1=3.71，故D=89.89，预定毛坯直径为90mm。2. 判断是否可一次拉深成形，dt/d=1.5，相对高度查课本上表2-37得第一次拉深的最大相对高度为0.570.70，相比可知，一次拉深便可成形。3. 确定是否使用压边圈毛坯相对厚度，查课本上表2-44可知，此处需采用压边圈。4. 凹凸模圆角半

4、径的计算凹模圆角半径：r凹=，故r凹取4mm。凸模圆角半径：r凸=（0.61）r凹=（0.61）4=2.44，故r凸取3mm。5. 确定工序内容及工序顺序冲压件的工序性质是指冲压件成形所需的各种工序种类如冲孔、落料等，由冲压件的几何形状可直观确定，当工序较多时，不易确定。分析该零件的形状可知其基本冲压工序为落料、拉深、切边。由于板料厚度为0.5mm，比较薄，拉深后坯料外圆变形可忽略，故对切边工艺不做另行设计。综合分析零件的工艺性和生产规模等具体情况，加工该零件采用落料拉伸复合模。二、确定排样图和裁板方案1. 板料的选择制件的毛坯为简单的圆形件，而且尺寸比较小，考虑到操作方便，宜采用单排。根据零

5、件厚度t=0.5mm,查中国模具设计大典表18.3-24冷轧制薄钢板拟选用的板料规格为： 0. 2. 排样设计板料的初步排样如下：查中国模具设计大典表19.1-17，确定搭边值： 两工件间的横搭边a=1.2mm；两工件间的纵搭边a=1.5mm； 考虑到板料送进时无侧压装置，需要在板料一侧增加一个条料与导尺间的间隙宽度Z0取Z0=1.2mm则条料宽度B：-条料宽度的单向极限偏差（mm）查中国模具设计大典表19.1-21得=0.10所以 =（mm）步距S：S=D+a=90+1.5=91.5mm；故一个步距内的材料利用率为： =A/BS100 =/BS100 =/(93.891.5)100=74.1

6、%由于直板材料选取0. 故每块板料可裁剪913=117个工件，故每块板料（0.）的利用率为： =nA/LB100=117(D/2)/()100=73.0最终的排样设计如下：三、主要工艺参数的计算1. 工艺力计算根据课本表2-3，可取=500MPa，并查得=600MPa落料力F0：F0=KLt，其中K=1.3，L=D=3.1490=282.60mm故F0=1.3282.600.5500=91.84KN由课本表2-6查得推件力系数K推=0.063 卸料力系数K卸=0.08推件力F推：F推=nK推F0=10.06391.84=5.79KN卸料力F卸：F卸=K卸F0=0.0891.84=7.35KN查

7、模具设计简明设计手册表4.47，由不锈钢材料选取p=3.6MPa压边力F压：F总=F0+F推+F压=91.84+5.79+13.39=111.02KN由模具设计与制造简明手册1-6-38可得系数K1=1，及拉深力的计算公式如下：拉深力：2. 压力机的选择选择压力机公称压力时，应该使落料力和拉深力分别在压力机的许用公称压力范围内，而不是简单的将落料力与拉深力相加后去选择压力机。落料时，欲使压力机的精度高保持良好的工作状态，最好在公称压力的80%以下使用。落料时：F公称=F总/80%=111.02/80%=138.78KN拉深时：公称压力F公称=1.31.4（F拉+F压）=1.31.4（47.12

8、+13.39）=78.6684.71（KN）根据冲压模具简明设计手册表13.9，可预选选择公称压力为160KN的开式可倾压力机，其参数如下：滑块行程：70mm行程次数：115次/mm最大封闭高度：220mm封闭高度调节量：60mm滑块中心线到床身距离：160mm工作台尺寸：左右：450mm 前后：300mm工作台板厚度：60mm四、模具设计1. 模具结构形状设计该零件由落料、拉深两工序加工而成，考虑到薄板成形，为使冲压精度较高，减少模具数量，设计成落料拉深复合模。复合模可有正装和倒装结构，综合考虑以下情况：1）没有冲孔工序，废料不会出现在模具工作区域，采用正装操作也方便2）提高凹凸模强度3）对

9、于薄冲件能达到平整要求采用正装结构。采用刚性卸料装置。拉深完成后，工件卡在凹凸模内，应使用推件装置将其推出。2. 模具工作尺寸与公差计算1）落料工序中圆形凸模与凹模分开加工，落料件未注公差，按IT11级选取极限偏差，查机械制图表16-5可知落料件公差尺寸为，由此根据课本表2-5，可得系数x=0.5，因为对刃口精度要求不是很高，可取二类间隙值，查课本表2-3，间隙比值(Z/t) % 16.022.0, 故可得：Zmin=16.00.5/100=0.08mm Zmax=22.00.5/100=0.11mmp=0.4(Zmax-Zmin)=0.4(0.11-0.08)=0.012mmd=0.6(Zm

10、ax-Zmin)=0.6(0.11-0.08)=0.018mm落料凹模直径：Dd=(D-x)=(90-0.50.22) =89.89mm落料凸模直径：dp=(Dd-Zmin)=(89.89-0.08) =89.81mm2)拉深部分 按外形公差尺寸，零件IT11精度，查机械制图表16-5可知拉深筒部公差尺寸为，查课本表2-40可知拉深凹模直径：D凹=（d+0.4+Z），拉深凸模直径：d凸=（d+0.4），查课本表2-41，由拉深凹凸模的制造公差IT8（高于零件公差23个等级），可选凹=0.04mm，凸=0.030mm，凹凸模间隙Z=（22.2）t，该零件可取Z=2.1t=2.10.5=1.05m

11、m故D凹=（50+0.40.16+1.05）=51.114d凸=（50+0.40.16）=50.064五、工作零件结构尺寸和公差的确定1、落料凹模板1）厚度H的确定：可由经验公式凹模厚度H=Kb计算得，查表2-16得K=0.2，圆形凹模的b为直径D，故H=Kb=0.290=18mm,但毛坯拉深高度h1+h2=12+3.7=15.7，考虑到还需要空间安装压边圈，查冲压模具简明设计手册表2.62选用标准尺寸，H=40。2）凹模板直径的计算凹模壁厚c=（23）H=（23）18=3654mm。 凹模板长度：L=D+2C故： L=D+2C=90+240 =170 (mm)根据表2.61选择最接近的直径1

12、60mm故确定凹模板外形尺寸为：16040（mm），材料T10A。落料凹模板的尺寸设计如下图：2、拉深凸模凸模设计成简单筒形，刃口无斜度，采用车床加工，由于其直径较大，故设计为直接压入紧固在下模座上，并采用螺栓连接。3.、凸凹模结合工件外形并考虑加工，将凸凹模设计成带肩圆凸凹模，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换，采用车床加工，与凸凹模固定板的配合按H7/n6，凸凹模长度L=73.2mm,具体结构可如下图6所示。六、其他零件结构尺寸1）模架的选择为使凹模能放在下模座内，模架凹模周界尺寸L应大于凹模直径160，根据国标GB/T2851.3-1990 L取200mm，B取200mm，并查得相

13、应的模座和导柱导套的标准如下：上模座GB/T2855.5 尺寸为 材料HT200，下模座GB/T2855.6 尺寸材料HT200，导柱GB/T2861.1尺寸32160导套GB/T2861.6尺寸。2）凸凹模固定板的选择外形尺寸与凹模相对应，由国标JB/T7643.5-1994,选择为16025，材料为Q235-AF。图6 凸凹模结构设计3)磨柄的选择按JB/T7646.1-1994 选择压入式50115,材料Q235-AF。4）卸料装置 由于落料拉深过程中，若选用选用弹性卸料，则拉深行程中，橡胶亦被压缩，产生不必要的压缩力，增大压力机压力，故采用刚性卸料装置，材料为45钢，卸料板与导料尺做成

14、整体，综合卸料板和导料尺的标准，设计导料板厚度为4mm，卸料板厚度为6mm，固定螺钉选用M6，查冲压模具简明设计手册表15.30，卸料板孔与凹模的单边间隙Z/2=0.2mm。5）推件顶尖装置的选择 推杆：按JB/T7650.1-1994选择带肩推杆，材料45， 热处理硬度4348HRC ，尺寸12150。 推件器： 由于工件尺寸较小，推件器的外形与凸凹模为间隙配合H8/f7，工作面形状与工件形状相似，圆角为R3，材料为Q235A。6)销、钉的选择定位销的选择由于排样时，两工件间的纵向搭边距离只有1.5mm，不能选用废料的后端定位，而落料时工件尺寸为90mm，凹模的长度不够前端定位所需值，故在凹

15、模上，送料放向添加一个支架，定位销尺寸选用M6。螺钉的选择为使凸凹模固定板安装在上模架和凹模安装在下模架上时不影响模具在压力机上的安装，应采用内六角圆柱头螺钉，其直径和长度应根据强度和所需连接高度选择，参考标准GB70-85。7）模具闭合高度的校核 上模座高度45mm，凸凹模固定板厚度25mm，模具闭合时，固定板与卸料板之间的间隙19.5mm，卸料板高度10mm，板料厚度0.5mm，凹模板高度40mm，下模座高度50mm，模具闭合高度H=45+25+19.5+10+0.5+40+50=190（mm）。在压力机最大封闭高度220mm范围内。七、参考文献1. 山东大学.模具设计及CAD。2. 郝滨海，冲压模具简明设计手册，北京：北京-化学工业出版社，2005。3. 中国机械工程学会、中国模具设计大典编委会.中国模具设计大典第三卷，江西科学技术出版社，2003。4. 廖希亮 邵淑玲.机械制图，济南：山东科学技术出版社，2003。5. 山东大学机械设计学院，机械设计常用标准，2008