落料拉深复合模设计

课程设计说明书课程名称：冲压工艺与模具设计题目名称：落料拉深复合模设计班级：级班姓名：学号：指导教师：评定成绩：教师评语：指导老师签名：20年月日1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、排样图和裁板方案------------------------------------------41、板料选择--------------------------------------------------------------------------------42、排样设计--------------------------------------------------------------------------------4三、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--------------------------------------------------------------103、磨柄的选择---------------------------------------------------------------------------104、卸料装置-------------------------------------------------------------------------------1025、推荐装置的选择------------------------------------------------------------------116、销、钉的选择---------------------------------------------------------------------117、模具闭合高度的校核------------------------------------------------------------11七、参考目录------------------------------------113零件名称：盖生产批量：大批量材料：Q235材料厚度：1mm学号尾数为0：落料模学号尾数为1，3，5：第一次拉深模学号尾数为2，4，6：第二次拉深模学号尾数为7，8，9：落料拉深复合模一、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。4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差为：06.105019.006811.0012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δ=3.5（2）计算凸缘部分实际尺寸dtdt=d凸+2δ=68+23.5=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=)(4d2212tdhh，其中h1=22258686=3.71，故D=）（12501.7347522=89.89，预定毛坯直径为90mm。2.判断是否可一次拉深成形6.5010090.50100Dt，dt/d=1.5，相对高度1.3050121.73dhhdh21查课本上表2-37得第一次拉深的最大相对高度为0.57~0.70，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6.50100Dt，查课本上表2-44可知，此处需采用压边圈。4.凹凸模圆角半径的计算凹模圆角半径：r凹=8.53.505090.80tdD.80）（）（，故r凹取4mm。凸模圆角半径：r凸=（0.6~1）r凹=（0.6~1）4=2.4~4，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5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：0.585012002.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a1=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：0010Za2DBΔ--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Δ=0.10所以60B=00.10.21.101.2290=00.1093.8（mm）步距S：S=D+a=90+1.5=91.5mm；故一个步距内的材料利用率1为：1=A/BS10000=2)2/D(/BS10000=2)2/90(/(93.891.5)10000=74.1%由于直板材料选取0.58501200故每块板料可裁剪913=117个工件，故每块板料（0.58501200）的利用率为：=nA/LB10000=117(D/2)2/(1200850)10000=73.000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b=600MPa落料力F0：F0=KLt，其中K=1.3，L=πD=3.1490=282.60mm故F0=1.3282.600.5500=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=10.06391.84=5.79KN卸料力F卸：F卸=K卸F0=0.0891.84=7.35KN查《模具设计简明设计手册》表4.47，由不锈钢材料选取p=3.6MPa7压边力F压：KN9.313.634250904pr2dD4F2222凹压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：KN2.1471600.5050KdtF1b拉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=1.3~1.4（F拉+F压）=1.3~1.4（47.12+13.39）=78.66~84.71（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8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φ02.2090，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)%16.0~22.0,故可得：Zmin=16.00.5/100=0.08mmZmax=22.00.5/100=0.11mmδp=0.4(Zmax-Zmin)=0.4(0.11-0.08)=0.012mmδd=0.6(Zmax-Zmin)=0.6(0.11-0.08)=0.018mm落料凹模直径：Dd=(D-xΔ)d0=(90-0.50.22)0.0180=89.890.0180mm落料凸模直径：dp=(Dd-Zmin)0p=(89.89-0.08)012.00=89.81012.00mm2)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φ016.050，查课本表2-40可知拉深凹模直径：D凹=（d+0.4Δ+Z）凹0，拉深凸模直径：d凸=（d+0.4Δ）0