落料拉深反拉深复合模设计

1目录一引言………………………………………………………………‥1二具体的题目及冲压件工艺分析…………………………………21具体的题目………………………………………………………22冲压工艺方案………………………………………………………32.1修边余量的确定………………………………………………32.2坯料直径的计算………………………………………………42.3拉深系数和拉深次数的计算…………………………………42.3.1第一次拉深……………………………………………42.3.1第二次拉深……………………………………………42.4冲压工艺设计及工艺方案确定………………………………5三冲压模具设计……………………………………………………71落料、拉深、反拉深复合模的设计…………………………………71．1落料……………………………………………………………71．2拉深……………………………………………………………91．2.1凸凹模间隙…………………………………………91．2.2凸凹模圆角半径……………………………………91．2.3凸凹工作部分的尺寸及制作公差…………………101．2.4拉深力的计算………………………………………112冲压设备的选定……………………………………………………113模具基本结构的确定…………………………………………………134标准件的选用………………………………………………………1324.1标准模架的选择………………………………………………134.2其他标准件的选用……………………………………………145非标准件的设计…………………………………………………‥145.1强度校核……………………………………………………‥145.1.1凸模强度校核………………………………………‥145.1.2凹模强度校核………………………………………‥145.1.3凸凹模强度校核……………………………………‥155.2模具材料与热处理…………………………………………‥156模具结构设计………………………………………………………166.1凹模部分的设计………………………………………………166.2凸模部分的设计………………………………………………17四小结……………………………………………………………‥20五参考文献………………………………………………………‥213设计内容计算及说明结果一、引言零冲压工艺规程是模具设计的依据,而良好的模具结构设计又是实现工艺过程的可靠保证,若冲压工艺有所改动,往往会造成模具的返工,甚至报废,冲裁同样的零件,通常可以采用几种不同方法,工艺过程设计的中心就是依据技术上先进,经济上合理,生产上高效,使用上安全可靠的原则,使用上安全可靠的原则,使零件的生产在保证符合零件的各项技术要求的前提下达到最佳的技术效果和经济效益。设计冲压工艺过程要从分析产品的零件图入手，分析零件图包括技术和经济两个方面：（1）冲压加工方法的经济性分析冲压加工方法是一种先进的工工艺方法，因其生产率高，材料利用率高，操作简单等一系列优点而广泛使用，由于模具费用高，生产批量的大小对冲压加工的经济性起着决定性作用。批量越大，冲压加工的单件成本就越低，批量小时，，冲压加工的优越性就不明显，这时采用其他方法制作该零件可能会更有效果。（2）冲压件的工艺性分析冲压件的工艺性是指该零件在冲压加工中的难4二、具体的题目及冲压件工艺分析易程度，在技术方面，主要分析该零件的形状特点，尺寸大小，精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求，良好的工艺性应保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单，而且寿命长产品质量稳定，操作简单，方便等。不论冲压件的几何形状和尺寸大小如何，其生产过程一般都是从原材料剪切下料开始，经过各种冲压工序和其他必要的辅助工序加工出图纸所要求的零件。对于某些组合冲压件或精度要求较高的冲压件，还需要经过切削焊接或铆接等加工才能完成。1具体的题目1、对以下冲压件（材料10号钢,厚度1。5mm）进行冲压工艺设计、模具设计，对关键模具零件进行加工工艺编制2、根据产品的技术要求，分析其冲压工艺性：从零件的结构特性以及冲压变形特点来看，5该零件属于无带凸缘的旋转圆筒件，且相对高度h/d都比较合适，没有厚度不变的要求，满足拉深工艺对形状和圆角半径的要示，且零件尺寸精度要求不高，拉深工艺性较好。2冲压工艺方案2.1修边余量的确定由于工件拉深后口部不平，通常拉深后便切边，因此在毛坯尺寸上相应在工件高度上增加修边余量Δh,修边余量可根据相对高度查表求得，由于该零件图比较复杂，所以首先根据冲压件，将冲压件分为7段，如图其中在第七段加上修边余量。此种是采用面积不变的原则。修边余量的计算方法为：因为该工件为无凸缘圆筒形拉深件，故h/d=8/47=0.17经过查表取修边余量为1修边余量为16A1=3.14/4*24*24=452.39A2=(3.14*3.14*3.25*24)/2+2*3.14*3.25*3.25=451.28A3=3.14*0.5*30.5=47.91A4=(3.14*3.14*2.75*40)/2-2*3.14*2.75*2.75=441.03A5=3.14*(40*40-36*36)/4=238.76A6=3.14*3.14*2.75*40/2+2*3.14*2.75*2.75=581.71A7=3.14*5.5*45.5=786.18A=A1+A2+A3+A4+A5+A6+A7=2999.262.2坯料直径的计算求得总坯料面积A坯=A+△hπ(d/2)2≈2999.26mm2所以坯料直径D≈62mm2.3拉深系数和拉深次数的计算2.3.1第一次拉深正拉深的深度：H=2+（A-A6-3.14*40*40/4）/(3.14*45.5)=10.12mm拉深的次数：t/D=1.5/62=0.024,查表得m1=0.55零件所要求的拉深系数：m=d/D=45.5/62=0.73m1故可一次拉深即可。2.3.2第二次拉深A1=452.39A2=451.28A3=47.91A4=441.03A5=238.76A6=581.71A7=786.18A=2999.26正拉深的深度：H=10.12mmm1=0.55m=0.73m17m2=d1/d=40/30.5=1.31t/d=1.5/30.5=0.049查表得毛坯的最大相对高度h1/d1=0.58-0.70毛坯拉深系数m3=0.47因t/dm3,故可一次拉深完毕。2.4冲压工艺设计及工艺方案确定对于零件比较复杂、冲压加工流程较长因而需要采用较多工序时，往往不容易很直观地就确定出具体的冲压工艺方案，此时通常采用以下方法：先确定出工件所需要的基本工序；然后将基本工序按照冲压的先后顺序进行适当的集中与分散，确定各工序的具体内容，组合排列出可能的不同的工艺方案，再结合各种因素，分析比较，找出最适合生产规模和适应现场具体生产条件的工工艺方案。⑴基本工序：根据上面拉深次数分析和零件的具体结构，该零件所需的基本工序：落料、第一次拉深，第二次反拉深⑵冲压方案根据零件加工所需要的基本工序，将各工序予以适当的组合，可以有下五种冲压方案。方案一：落料与第一次拉深复合，反拉深按照单工m2=1.31m3=0.478序进行。方案二：落料、第一次拉深复合、反拉深为各个单工序进行。方案三：落料、第一次拉深、反拉深复合进行。⑶方案比较方案一落料与第一次拉深复合在一起，节省了一副模具，使模具的制造时间缩短，成本稍微降低，但由于材料本身较薄，容易拉裂，所以不宜采用。9三冲压模具设计方案二采用了三副模具，除了落料拉深工序外，均使用了单工序简单模具，存在工序组合少，生产效率低的特点。但不容易使材料拉裂.方案三则把三个工序复合在一个模具里，节省了2个模具。另外由于工件拉深程度不是很大，很适合一次拉深解决。而且生产效率高，适合大批量的生产。故选择第三种方案，在拉深之后，最后再进行切边，就能得到所需冲压件。1落料、拉深、反拉深复合模的设计1．1落料⑴零件排样由于毛坯直径为62mm,考虑到操作的安全与方便，采用单排的方式，如下图所示，为零件的排样图。其中搭边值查表选取a=3mm,a1=1.5mm进距L＝D+a1=62+1.5=63.5mm条料宽度b=D+2*a=62+1.5*2=65mm.⑵条料尺寸根据零件图和板料规格选用卷料宽度为1.5*65mm.其利用率η=5.63*65262/*14.32）（=0.73选择第三种方案进距L＝63.5mm条料宽度b=65mm.利用率η=0.7310（3）落料凸凹模的刃口尺寸落料凹模刃口尺寸落料凸模刃口尺寸（4）冲压力的计算落料冲裁力：00.03000.0300=(Dmax-x)=(62-0.75*0.20)=61.85dDd0-0-0.0200-0.020=(Dd-Zmin)=(61.85-0.132)=61.718pDp11考虑到模具刃口的磨损、凸凹模的波动，材料机械性能的变化，材料厚度偏差等因素，实际所需冲裁力还须增加30%，故k取1.3.因为模具采用刚性卸料装置，所以不用计算卸料力。而F推件力=KF=0.06*96853.7=5811.222N所以冲裁总力为：Ff=96853.7+5811.222=102.7KN1．2拉深1．2.1、凸凹模间隙C=1.1t=1.65mm1．2.2、凸凹模圆角半径正拉深凹模圆角：正拉深凸模圆角：反拉深凹模圆角：反拉深凸模圆角：冲裁总力为：Ff=102.7KNrd1=2.6mmrp1=2.0mmrd2=2.8mmrp2=2.5mm==1.3**62*1.5*255=96853.7NbFklt裁1=0.8(47-40)*1.5=2.6drmm11=0.8r=2.0pdrmm2=0.8(32-24)*1.5=2.8drmm22=0.8r=2.5pdrmm121．2.3、凸凹工作部分的尺寸及制作公差正拉深凸模刃口尺寸正拉深凹模刃口尺寸反拉深凸模刃口尺寸反拉深凹模刃口尺寸01-0-0.34/30-0.11=(D-0.75-2)=(47-0.75*0.34-2*1.65)=43.445ppDcd10+0.34/30+0.110=(D-0.75)=(47-0.75*0.34)=46.745dD02-0-0.28/30-0.09=(D1-0.75-2)=(32-0.75*0.28-2*1.65)=28.49ppDc131．2.4、拉深力的计算正拉深力；(其中b由于材料为10号钢为此取在294-432范围内，为预防其他的因素故取最大值)反拉深力：由于反拉深比正拉深需要多20%的拉深力，故在正拉深的基础上加上。由于该模具不需要压边圈，故不需要算出压边力。2冲压设备的选定正拉深力；F1=92626.7N反拉深力：F2=74508.48Nd20+0.28/30+0.090=(D1-0.751)=(32-0.75*0.28)=31.79dD1=1**45.5*1.5*432=92626.7NbFkdt2(1+20%)=1**30.5*1.5*432*1.2=74508.48NbFkdt14冲压设备的选用原则：⑴对许用负荷图的再认识，⑵曲柄压力机的能耗分配，⑶冲压力的计算⑷压力机类型的选择⑸初选设备⑸设备做功校核⑹装模高度校核⑺滑块行程校核⑻模具安装空间尺寸主要根据冲压力和模具的装模高度来选择设备。由于冲裁力比较大故根据冲裁力可选择开式压力机公称压力160KN。主要的数据如下：公称压力：160KN滑块行程：70mm最大闭合高度：活动台位置最低300mm活动台位置最高160mm滑块行程次数：115次/min闭合高度的调节量：60mm滑块中心线至床身距离：190mm主柱距离：160mm选择开式压力机公称压力160KN。15垫板尺寸：厚度40模柄尺寸：30x50床身最大倾角：30°3模具基本结构的确定模具的基本结构和组成如下所示（结构草图）4标准件的选用4.1、标准模架的选择（1）标准模架的选用依据凹模的外形尺寸，所以应首先计算凹模的周界尺寸为L=1