冲压模具设计说明书-中轴碗

第1章冲压工艺分析11材料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。12零件结构由图11可知，产品为圆片落料、有凸缘筒形件拉深、圆片冲孔，产品结构简单对称，孔壁与制件直壁之间的距离满足LR05T的要求（L351928,R05T30525425）零件名称中轴碗图号C002材料15钢料厚25MM生产批量大批量图1113尺寸精度湖南XX大学课程设计说明书2为IT12；零件图上的未注尺寸公差要求为IT14。,35170板料厚度为25，查表知，生产时毛刺允许高度为H015MM，本产品在断面质量和毛刺高度上没有严格的要求，所以只要模具精度达到一定要求，冲裁件的断面质量可以保证。第2章工艺方案及模具结构类型21冲压工艺方案分析首先根据零件形状确定冲压工序类型和选择工序顺序。虽然该零件的孔在拉深变形区外，但是其内孔直径与凸模直径之比大于0203，而且该工件的拉深凸模圆角半径无法做到R2，还需要整形工序。故其需要的基本工序有落料、拉深、冲孔和整形。根据冲载工序的不同选择可做出以下几种组合方案方案一落料、拉深、冲孔、整形、切边。由五套单工序模具完成。方案二先采用落料、拉深、冲孔复合模，再整形切边。方案三采用拉深、冲孔、落料和整形切边级进模。比较上述各方案可以看出，方案一的优点是模具结构简单、寿命长、制造周期短、投产快。缺点是工序分散，需用模具、压力机和操作人员较多，劳动生产率低。方案二落料冲孔在一道工序内完成，内、外形的位置尺寸精度高，工件的平整性好；方案三由于是先冲孔后落料，内、外形的位置尺寸精度不如方案二高，工件易弯曲，平整性不如方案二好，但操作安全、方便。方案二和方案三与方案一相比，工序集中，劳动生产率高，但模具结构复杂，制造周期长。综上所述，虽然该零件外观要求不高，但要求平整，且为大批量生产，生产率要高，故采用方案一。湖南XX大学课程设计说明书322模具结构形式的确定由于选择的是方案一，因此，整个冲压过程需要三副模具，即圆饼毛坯落料模具、中轴碗拉深模具和中轴碗冲孔模具，其模具结构如下所示图21圆饼毛坯落料模具图22中轴碗拉深模具湖南XX大学课程设计说明书4图23中轴碗冲孔模具第3章冲压工艺计算31零件毛坯尺寸计算1）确定修边余量制件要有拉深工序，且属于有凸缘的筒形件拉深，凸缘直径为60MM，料厚25MM，查表，选取修边余量为30MM，故修边前凸缘直径为MDT623602）确定毛坯直径70MM取D70MM56428648262342211RDHRDD湖南XX大学课程设计说明书532排样1）单排，如下图所示图31A搭边查表320，选取。MA81,51B送料步距和条料宽度送料步距A7015715MM，条料宽度B70218736MMC板料利用率查表，选用的条料。一个步距内条料利用率为M765287051642DA33拉深次数和拉深系数的确定1）判断能否一次拉出按，。查表,31057/1/DH6137/0/D6370/52/DT湖南XX大学课程设计说明书6可得，故制件能一次拉出。570/1DHDH/2）拉伸系数的确定由坯料直径D70和筒形件的中线尺寸D375，可得拉伸系数为540/DDMF34冲裁力和拉深力的计算1）落料工序；KNKLTFB26783570314落；8620P卸卸。91F卸落总式中落料力，KN；落FL落料件受剪切周边长度，；MDL2180743T冲裁件的厚度；材料抗剪强度，取值375MPA；B卸料力，N；卸F卸料力系数，取值006；卸K系数，取值13；落料工序所需力之和。总F2）拉深工序13548217127070968/222KNPLTKQQB式中压边力，N；F在压边圈下坯料的投影面积，；2MQ单位压边力，取值25MPA；拉深工序所需力之和。2P湖南XX大学课程设计说明书73）冲孔工序328KN17542908FF6K5313顶推孔冲孔孔顶顶孔推推孔LTB式中推件力，N；推推件力系数，取值005；推顶件力系数，取值006；顶K系数，取值13；冲孔工序所需力之和。冲孔F4）计算完成零件冲压所需的力，并选择压力机由于拉深、落料、和冲孔并非在同一时间进行。故压力机公称压力只需满足其中最大的工作压力即可。查表，初选公称压力为400KN的JH2340系列开式固定台机械压力机（型号为JH2340）。其最大装模高度为330MM，装模高度调节量为65MM，工作台孔。35拉深间隙的计算拉深间隙指单边间隙，即。拉深工序采用压边装置，并且可/2拉凸拉凹DZ一次成型。查表，可得拉深间隙为T1取取Z263MM。,625051MTZ36拉深凸、凹模圆角半径的计算一般来说，大的可以降低极限拉深系数，而且可以提高拉深件的质量，所以凹R尽可能大些，但太大会消弱压边圈的作用，所以由下式确定凹R凹凹R936524078TD80）（凹凹取7MM凹R式中D坯料直径，MM；凹模直径，由于拉深件外径为40MM，此处取值为40MM。凹湖南XX大学课程设计说明书8361凸模圆角半径的计算对拉深件的变形影响，不像那样显著，但过大或过小同样对防止起皱和凸R凹R凸R拉裂及降低极限拉深系数不利。的取值应比略小，可按下式进行计算凸凹（T板料的厚度）（凸32MTR5凸对于制件可一次拉深成型的拉深模，、应取与零件图上标注的制件圆角半凹R凸径相等的数值，但如果零件图上所标注的圆角半径小于、的合理值，则、凹R凸凹R仍需取合理值，待拉深后再用整形的方法使圆角半径达到图样要求。凸R37计算模具刃口尺寸371落料模刃口尺寸查表可得MZM1403650,36INAXAXI凸模与凹模配合加工法。查表可得磨损系数X05，落料件基本尺寸为70MM，取精度为IT14，则其公差074MM。由此可得639074518500MAXMXDZ）（落料为凹模的制造公差；（一般取）ZZ落料用的凸模的刃口尺寸，按照凹模的实际的尺寸配制，并保证最小间隙。MINZ372拉深模工作部分尺寸对于制件一次拉深成型的拉深模，其凸模和凹模的尺寸公差应按制件的要求确定。此工件要求的是内形尺寸，设计凸、凹模时，应以凸模尺寸为基准进行计算。由此可得湖南XX大学课程设计说明书94032260174352Z504880MD凹凸拉凸拉凹拉凸）（式中D拉深件的基本尺寸，MM；凸模和凹模的尺寸公差和可按表查得。凸凹按照计算所得的凸模直径无法使得凸模与工件全部贴模，所以凸模直径应增加一个值，取拉深凸模的直径为M40373冲孔模刃口尺寸查表可得MZ1403650,36MINAXAXI采用凸模与凹模配合加工法。查表，可得磨损系数X05，孔的基本尺寸为19MM，取精度为IT14，则公差为。由此可得M301793051908240INMXDZ孔凸凸模的制造公差。（一般取）ZZ冲孔用的凹模刃口尺寸，按凸模实际尺寸配制，并保证最小间隙。MINZ38计算模具其他尺寸381凹模A凹模壁厚查表，由落料件的直径为75，壁厚为T25，可取凹模壁厚为40。B凹模厚度查表，凹模厚度H可根据冲裁力选取。由冲裁力为2555KN，可得凹模厚度为H28MM。C刃壁高度垂直于凹模平面的刃壁，其高度可按下列规则计算0H湖南XX大学课程设计说明书10冲件料厚T3MM，3MM；0H冲件料厚T3MM，T。由零件料厚为T25MM，可得刃壁高度3MM。0H图32凹模382凸模凸模即为冲孔凸模，其长度应根据模具的结构确定。从模具结构可以看出，其长度可由凸模固定板厚度、上凸凹模长度确定。可由下式进行计算YLH13式中凸模固定板厚度，取为25MM；1H上凸凹模长度，MM；LY附加长度，由拉深件深度、料厚和凸模进入下凸凹模的深度确定，凸模进入下凸凹模的深度取为1MM，则。MY510214湖南XX大学课程设计说明书11由此可得凸模的长度为ML579106523为增加凸模的强度，可设计成阶梯式冲头段的直径为，此段的长MD6718孔凸度为15MM；第二段直径为20MM，长度为295MM；第三段与凸模固定板配合，直径取为22MM，长度为35MM。图33凸模39校核凸模强度、刚度1）凸模的强度校核公式为压MIN/FP式中P冲孔冲裁力，N；凸模最小断面面积，；MINF2凸模材料的许用压应力，MPA。此处材料选用CR12，查表可得压（10001600），MPA，取1200MPA。压压湖南XX大学课程设计说明书12由前可知凸模的冲裁力。22MIN8734/,5960MDFNKP孔凸由此可得，所以符合要求。压MPAF217835960/MIN2）凸模刚度的校核公式为/INMAXEJL式中凸模最大自由长度，MM；AXLE凸模材料弹性系数，MPA，取E21MPA；510J凸模最小断面惯性矩，圆形断面；MIN464/MINDJ支撑系数，取值为2；N安全系数，钢取。3N代入公式可得1314MM，实际凸模长度，即，所以凸模刚度MAXL5793L3LMAXL符合要求。311模柄1模柄结构及尺寸如下图图34模柄湖南XX大学课程设计说明书13310卸料零件1、卸料装置该落料模有设计普通的卸料装置图35卸料装置第4章模具总体设计41模架的类型模架包括上模座、下模座、导柱和导套。冲压模具的全部零件都安装在模架上，湖南XX大学课程设计说明书14根据模架导向用的导柱和导套间的配合性质，模架分为滑动导向模架和滚动导向模架两大类。每类模架中，由于导柱安装位置和数量的不同，又有多种模架类型，如后侧导柱式、中间导柱式、对角导柱式和四角导柱式。选择模架结构时，要根据工件的受力变形特点、坯料定位和出件方式、板料送进方向、导柱受力状态和操作是否方便等方面进行综合考虑。在此选用滑动导向型的后侧导柱式模架。42模架的尺寸选择模架尺寸时要根据凹模的轮廓尺寸考虑，一般在长度及宽度上都应比凹模大3040MM，模板厚度一般等于凹模厚度的115倍。选择模架时，还要考虑模架与压力机的安装关系，例如模架与压力机工作台孔的关系，模座的宽度应比压力机工作台的孔径每边约大4050MM。在本设计中，凹模采用圆形的结构，其工作部分基本尺寸为75MM，壁厚为40MM，所以其外径基本尺寸为155MM，厚度为H28MM。模具的闭合高度H应介于压力机的最大装模高度与最小装模高度之间，其关系为MAXHMINH510INMAX由上面压力机的选择可知道。所以H应M2307,30MAXINAX介于225MM310MM之间。查附录，选用的模架、上模座、下模座分别为模架250250（240285）GB/T28513上模座25025050GB/T28555下模座25025065GB/T28556由此可知其最大装模高度为285MM，最小装模高度为240MM，符合H的要求。下模座周界尺寸为250250，而凹模的外径为155MM，所以周界尺寸符合要求。下模座厚度为65MM，而凹模的厚度为28MM，也符合要求。工作台孔尺寸为150MM，模座的宽度也比工作台孔尺寸大，也符合要求。根据模具的结构，可知其最小闭合高度为湖南XX大学课程设计说明书156543121HHTLHH最小闭合高度式中模具的最小闭合高度，MM；闭合上模座高度，MM，由前可知；1M01上垫板厚度，MM，此处选；2HH52上凸凹模长度，MM，由前可知65；1L1LT制件厚度，MM，此处T25MM；压边圈厚度，MM，由前可知21MM；3H3H下凸凹模固定板厚度，MM，由前可知25MM；44下垫板厚度，MM，选取5MM；55H下模座厚度，MM，由前可知65MM6H6综上可得，符合MH253605210最小闭合高度设计要求。第5章模具总体结构1）模具总图，如下所示湖南XX大学课程设计说明书16图51模具装配图主视图图52模具装配图俯视图湖南XX大学课程设计说明书172）模具主要结构零件所选材料如下图所示图53所选零件的材料及主要规格表第6章编写冲压工艺过程卡（厂名）冷冲压工艺卡片产品型号ZZW00零件名称中轴碗共1页产品名称中轴碗零件型号ZZW00第1页材料牌号及规格材料技术要求毛坯尺寸每毛坯可制件数毛坯重量辅助材料15（25011）M1800900条料25M8190022工序号工序名称工序内容加工简图设备工艺装备工时湖南XX大学课程设计说明书180下料剪床上裁板81X900剪板机1落料毛坯落料JH2340落料模2拉深中轴碗拉深JH23403冲孔中轴碗冲孔JH23404检验按产品零件图检验编制审核会签曾发曾发湖南XX大学课程设计说明书19致谢这次通过综合运用冲压模所学课程的理论和生产实践知识，进行冲压模具设计工作，从而培养和提高了我独立工作的能力。在校的学习中，使我初步的了解到了冲压模具设计的方法和步骤，掌握冲压模具设计的基本技能如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉模具标准及其他有关的标准和规范，并在设计中能够更深入的去理解。设计中，通过老师的指点以及跟同学的讨论，从而自己发现问题并自己来解决问题，这样也真正的使我懂得了，遇到困难的时候要学会独立思考，独立解决。通过这次的设计，我知道了自己在以前的学习中学的不够精，细节方面学的不够仔细，总的来说学的不够全面，再次由于参考资料有限，所参考的资料的全面度不够，导致了这次的设计中有许多的不足，在今后的学习工作中，我定会多注意细节，学习知识的时候学习的全面一点，认识到自己学习中的不足，在今后的学习中加以改进。机械是一门很严谨的学科，不少同学在这次设计中反复修改才达到了比较合理的结果同时也浪费了不少时间，不过也才能够对机械行业有更深体会，机械其实没什么创新可言，