窄凸缘落料拉深复合模设计

冷冲模课程设计说明书窄凸缘拉深件2模具设计摘要本次冷冲压模具设计的内容为窄凸缘圆形筒形件工艺分析与模具设计，完成了落料首次拉深、二次拉深，三次拉深冲孔，切边四道工序。落料和首次拉深复合模具为倒装结构，拉深工件先由压边圈将工件从凸模上顶出，再由打杆组成的刚性推出装置推出制件，采用弹性卸料板卸除条料。由于不能一次拉深出，故要三次拉深出来，第三次拉深冲孔。条料排样方式为单排。为了便于安装平稳以及方便操作选模座为标准中间导柱圆形模座，模柄为压入式模柄，选用单动压力机。在落料，拉深成形完成后再完成切边工序以确保制件的形状和尺寸。查阅相关资料和有关手册，手工绘制装配图和相关的零件图。关键字：冲孔拉深模、倒装、单排、后侧导柱、弹性卸料板目录第1章绪论……………………………………………………………11.1冲压设计概论……………………………………………………………11.2冲压设计的基本内容…………………………………………11.3冲压设计的一般工序………………………………………………………1第2章工艺分析………………………………………………………………22.1产品冲裁工艺分析………………………………………………………32.1.1产品结构形状分析工艺分析…………………………………………32.1.2产品尺寸精度、断面质量分析…………………………………………32.2产品拉深工艺分析…………………………………………………42.3计算模具压力中心…………………………………………………4第3章工艺方案的确定及工艺计算………………………………………53.1工艺方案分析…………………………………………………………53.2拉深部分主要工艺参数的计算…………………………………………53.2.1确定修边余量……………………………………………………53.2.2计算毛坯直径D……………………………………………………53.2.3判断能否一次拉成…………………………………………………53.2.4试确定各工序拉深系数……………………………………………53.2.5试确定圆角半径……………………………………………………63.2.6确定各次拉深高度…………………………………………………63.2.7画出各拉深工序简图………………………………………………73.3确定排样图…………………………………………………………………8第4章工序计算………………………………………………………………94.1落料和首次拉深…………………………………………………………94.1.1凸凹模工作尺寸……………………………………………………94.1.1.1刃口尺寸计算……………………………………………………104.1.1.2外形尺寸计算……………………………………………………114.1.1.3凸凹模壁厚校核…………………………………………………114.1.2计算冲压力………………………………………………………114.2二次拉深……………………………………………………………………114.2.1凸凹模工作尺寸……………………………………………………114.2.2计算冲压力…………………………………………………………124.3三次拉深与冲孔……………………………………………………………124.3.1凸凹模工作尺寸………………………………………………………124.3.2计算冲压力……………………………………………………………134.4切边……………………………………………………………………13第5章模具总体结构设计…………………………………………………145.1模具的典型结构…………………………………………………………145.2定位装置……………………………………………………………………155.3卸料装置……………………………………………………………………155.3.1条料的卸除……………………………………………………………155.3.2工件的卸除……………………………………………………………155.4其他零件尺寸的确定………………………………………………………155.4.1卸料弹簧………………………………………………………………155.4.2卸料板…………………………………………………………………155.4.3模座………………………………………………………………165.5压力机的确定………………………………………………………………16结束语……………………………………………………………………………17参考文献…………………………………………………………………………18第1章绪论1.1冲压设计概论随着冲压技术的不断进步和冲压生产的迅速发展，对冲压设计工作提出了愈来愈高的要求。冲压设计是一项技术性很强的工作，其设计过程是实质上是再创造的的劳动过程。冲压设计质量的优劣，不仅直接影响冲压产品的质量、成本及生产效率，而且也影响着冲压生产的组织与管理。因此，冲压设计工作不仅要求设计人员具有较好的理论基础、丰富的实践经验、熟练的设计技能和认真负责的态度，而且还要求设计人员能在不断积累总结设计经验的基础上，及时获取最新的科学技术知识，尽快掌握现代化的设计手段。只有这样，冲压设计工作才能适应工业生产迅速发展的需要。1.2冲压设计的基本内容冲压设计包括工艺设计和模具设计两方面内容。冲压工艺设计是针对给定的产品图样，根据其生产批量的大小、冲压设备的类型规格、模具制造能力及工人技术水平等具体生产条件，从对产品零件图的冲压工艺分析入手，经过必要的工艺计算，制定出合理的工艺方案，最后编写出冲压工艺卡片的综合性的分析、计算、设计过程。冲压模具设计则是依据制定的冲压工艺规程，在认真考虑毛柸的定位、出件、废料排除诸问题以及模具的制造维修方便、操作安全可靠等因素后，构思出与冲压设备相适应的模具总体结构，然后绘制出模具总体装配图和所有非标准零件图的整个绘图设计过程。1.3冲压设计的一般工作程序在实际生产中，冲压件的形状、尺寸及其精度要求各异，且具体生产条件也不尽相同，这常给开始从事冲压设计的人员带来一定困难。从另一方面看，只要遵循冲压变形的基本规律，搞清楚冲压基本工序的各自变形特点，尽管冲压件的形状、尺寸及精度要求不同，冲压设计的基本原则与方法则还是大同小异的。一般情况下按以下工作程序进行：（1）搜集冲压设计必要的原始资料；（2）分析产品零件图的冲压工艺性；（3）确定冲压工艺方案；（4）确定模具类型；（5）选择冲压设备；（6）编写冲压工艺过程卡；（7）重新审查产品零件图和冲压工艺过程卡；（8）进行模具的总体设计；（9）进行模具的主要零部件设计；（10）绘制模具总装配图和零件图；（11）编写模具设计计算说明书。第2章工艺分析2.1产品冲裁工艺分析2.1.1产品结构形状分析图2.1制件图由图2.1可知，产品为圆形落料、筒形拉深件。产品形状结构比较简单，且对称，无狭槽、尖角，满足冲裁要求。2.1.2产品尺寸精度、断面质量分析1.尺寸精度任务书对冲件的技术要求为制件表面不得有划伤，无其它特殊要求，故定为IT14级。2.冲裁件断面质量因为一般用普通冲裁方式冲2mm以下的金属板料时，其断面粗糙度Ra可达12.5～3.2m，毛刺允许高度为0.05～0.1mm；本产品在断面粗糙度上没有太严格的要求，单要求孔及轮廓边缘无毛刺，所以只要模具精度达到一定要求，在冲裁后加修整工序，冲裁件断面的质量就可以保证。3.产品材料分析本设计的产品材料为08A，本设计的产品材料为08A，属优质有色金属材料，其力学性能是强度、硬度低而塑性较好，非常适合冲裁加工。另外产品对于厚度与表面质量没有严格要求，所以尽量采用国家标准的板材，其冲裁出的产品表面质量和厚度公差就可以保证经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。4.产量要求零件图中无产量要求，但考虑到此零件可能被用于标准件，故初步定为中等批量生产。适合中等批量生产的冲压加工方法，最好采用复合模或连续模2.2产品拉深工艺分析1.根据产品图样，本次所给工件为“窄凸缘筒形件”，是严格的回转对称零件。图上未标注公差等级，取为IT14级。工件要求表面不划伤，技术要求较低。所使用的材料为08A，是冲压常用材料。查“冲压设计手册”得：材料的抗剪强度294MP抗拉强度b392MP2.拉深件的圆角半径要求拉深件底部圆角半径应满足prt，一般取；凸缘圆角半径2drt。本次课程设计，如图示：不满足要求，故拉深后增加整形工序。3.拉深件各部分尺寸比例要适当，拉深件高度不宜太大，一般控制在2hd其中，h为拉深件高度，d为拉深件直径。拉深件凸缘宽度不宜太宽，一般控制在如下范围：1225dtddt凸本设计中：h=35mm,d=23.4mm,t=1.6mm,凸d30mm因此h2dd+12t=42.6mm,d+25t=63.4mm工件不满足尺寸比例要求，但制件结构不允许修改，故用压边圈防止起皱和移位。4.拉深件的尺寸精度一般情况下，拉深件的精度应在IT13级以下，不宜高于IT11级，本工件的精度等级为IT14级，满足拉深加工的精度要求。2.3计算模具压力中心由于该零件完全对称于相互垂直大大两条多层次线，所以模具的压力中心在几何图形的狭槽点上。第3章工艺方案的确定及工艺计算3.1工艺方案分析该工件包括落料、拉深、冲孔、切边四个基本工序，可有以下两种工艺方案：方案一：落料+拉深复合，后拉深二，三次拉深+冲孔，切边，采用复合模+单工序；方案二：落料、首次拉深与冲底孔复合，其余按基本工序进行。分析：方案一只需四副模具，工件的精度及生产效率都较高，工件精度也能满足要求，操作方便，成本较低。方案二中冲孔凹模与拉深凸模做成一体，给修磨造成困难，特别是冲底孔后再经过二三次拉深孔径会有偏差。通过对上述方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案一为佳。故选用第一种方案进行模具设计。3.2拉深部分主要工艺参数的计算3.2.1确定修边余量查表4.5可知，=2.5,Fd30+2×2.5=35mm3.2.2计算毛坯直径D222F56.072.156.072.1d4dDrdrRdRh2228.562.08.24.2372.18.562.08.24.2372.14.334.23435=64.23≈65mm3.2.3判断能否一次拉成4.2335ddF=1.49,100656.1100Dt=2.46，Ddm总=0.36查表1-26得58.0h11d，8.401m而4.234.33hd=1.47﹥11hd，1m总m故制件不能一次拉出3.2.4试确定各工序拉深系数由表1-19查得：8.401m，73.02m，77.03mDmd110.48×65=31.2mm122dmd0.73×31.2=22.6﹤23.4故可两次拉深出来。考虑到保证好的拉深条件，而选用大的圆角半径，这对零件t=1.6mm，直径又较小难以做到，况且R=2mm又偏小，这就需要在二次拉深后增加一次整形工序，所以采用3次拉深，以减小各次拉深工序变形程度且选用较小圆角半径。∴54.01m，80.02m，835.03mDmd110.54×65=35mm122dmd0.8×35=28mm233dmd0.835×28=23.4mm3.2.5试确定圆角半径tdDr8.0凹凹凸r.80~.60r取.5mm51凹r，mm41凸r3mm2凹r，mm32凸rmm23凹r，mm23凸r3.2.6确定各次拉深高度首次拉深111111132.043.025.0hrddrdDk.8432.03535.8443.0354.5016525.0=23.5mm2/thH11=23.5+0.8=24.3≈24.5mm第二次拉深222222r43.0d5.20h凸凹凸rdD.83243.03565285.2022=30.052H30.1mm第