落料拉深复合模设计与制造

拉深模设计与制造零件简图：如图8.2.7所示。生产批量：大批量材料：镀锌铁皮材料厚度：1mm1．冲压件工艺性分析该工件属于较典型圆筒形件拉深，形状简单对称，所有尺寸均为自由公差，对工件厚度变化也没有作要求，只是该工件作为另一零件的盖，口部尺寸φ69可稍作小些。而工件总高度尺寸14mm可在拉深后采用修边达要求。2．冲压工艺方案的确定该工件包括落料、拉深两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后拉深。采用单工序模生产。方案二：落料-拉深复合冲压。采用复合模生产。方案三：拉深级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，生产效率低，难以满足该工件大批量生产的要求。方案二只需一副模具，生产效率较高，尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率高，但模具结构比较复杂，送进操作不方便，加之工件尺寸偏大。通过对上述三种方案的分析比较，该件若能一次拉深，则其冲压生产采用方案二为佳。3．主要设计计算（1）毛坯尺寸计算根据表面积相等原则，用解析法求该零件的毛坯直径D，具体计算见表8.2.7。（2）排样及相关计算采用有废料直排的排样方式，相关计算见表8.2.7。查板材标准，宜选750mm×1000mm的冷轧钢板，每张钢板可剪裁为8张条料（93mm×1000mm），每张条料可冲10个工件，故每张钢板的材料利用率为68%。（3）成形次数的确定该工件底部有一台阶，按阶梯形件的拉深来计算，求出h/dmin=15.2/40=0.38，根据毛坯相对厚度t/D=1/90.5=1.1，查表4.4.3发现h/dmin小于表中数值，能一次拉深成形。所以能采用落料-拉深复合冲压。（4）冲压工序压力计算该模具拟采用正装复合模，固定卸料与推件，具体冲压力计算见表8.2.7所示。根据冲压工艺总力计算结果并结合工件高度，初选开式双柱可倾压力机J23-25。（5）工作部分尺寸计算落料和拉深的凸、凹模的工作尺寸计算见表8.2.8所示。其中因为该工件口部尺寸要求要与另一件配合，所以在设计时可将其尺寸作小些，即拉深凹模尺寸取φ68.1+0.08mm，相应拉深凸模尺寸取φ66.1-0.05mm。工件底部尺寸φ43mm、φ40mm、3mm与R2mm因为属于过渡尺寸，要求不高，为简单方便，实际生产中直接按工件尺寸作拉深凸、凹模该处尺寸。4．模具的总体设计（1）模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用复合冲压，所以模具类型为落料-拉深复合模。（2）定位方式的选择因为该模具使用的是条料，所以导料采用导料板（本副模具固定卸料板与导料板一体），送进步距控制采用挡料销。（3）卸料、出件方式的选择模具采用固定卸料，刚性打件，并利用装在压力机工作台下的标准缓冲器提供压边力。（4）导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该复合模采用中间导柱的导向方式。5．主要零部件设计（1）工作零件的结构设计由于工件形状简单对称，所以模具的工作零件均采用整体结构，拉深凸模、落料凹模和凸凹模的结构如图8.2.8所示。为了实现先落料后拉深，模具装配后，应使拉深凸模的端面比落料凹模端面低。所以图8.2.8a）所示拉深凸模，其长度L可按下式计算：材料：CrWMn热处理：工作部分局部淬火，硬度60～64HRC材料：CrWMn热处理：工作部分局部淬火，硬度60～64HRC图8.2.8b）所示凸凹模因为型孔较多，为了防止淬火变形，除了采用工作部分局部淬火（硬度58～62HRC）外，材料也用淬火变形小的CrWMn模具钢。（2）其它零部件的设计与选用①弹性组件的设计顶件块在成形过程中一方面起压边作用，另一方面还可将成形后包在拉深凸模上的工件卸下。其压力由标准缓冲器提供。②模架及其它零部件的选用模具选用中间导柱标准模架，可承受较大的冲压力。为防止装模时，上模误转180°装配，将模架中两对导柱与导套作成粗细不等：5．模具总装图由以上设计，可得到如图8.2.9所示的模具总装图。为了实现先落料，后拉深，应保证模具装配后，拉深凸模6的端面比落料凹模5端面低3mm。1—凸凹模2—推件块3—固定卸料板4—顶件块5—落料凹模6—拉深凸模图8.2.9盖落料-拉深复合模模具工作过程：将条料送入刚性卸料板3下长条形槽中，平放在凹模面上，并靠槽的一侧，压力机滑块带着上模下行，凸凹模1下表面首先接触条料，并与顶件块4一起压住条料，先落料，后拉深；当拉深结束后，上模回程，落料后的条料由刚性卸料板3从凸凹模上卸下，拉深成形的工件由压力机上活动横梁通过推件块2从凸凹模中刚性打下，用手工将工件取走后，将条料往前送进一个步距，进行下一个工件的生产。6．冲压设备的选定通过校核，选择开式双柱可倾压力机J23-25能满足使用要求。7．工作零件的加工工艺本副模具工作零件都旋转体，形状比较简单，加工主要采用车削。图8.2.8b）所示凸凹模的加工工艺过程如表8.2.9所示。拉深凸模和落料凹模的加工方法与凸凹模相似，限于篇幅，在此就不介绍了。8．模具的装配本模具的装配选凸凹模为基准件，先装上模，再装下模。装配后应保证间隙均匀，落料凹模刃口面应高出拉深凸模工作端面3mm，顶件块上端面应高出落料凹模刃口面0.5mm，以实现落料前先压料，落料后再拉深。