落料拉深复合模设计说明书.doc

落料拉深复合模设计说明书班 级 05010903 学 号 2009301234 姓 名 陈 雄 日 期 2012年10月 目录一、工艺方案分析与确定 2二、零件主要参数计算 3三、排样 4四、落料凹凸模尺寸 5五、拉深凸凹模尺寸 6六、拉深凸凹模圆角 6七、落料凹模板的厚度h的确定 7八、凹凸模长度 7九、相关力的计算 8十、设备的选择 10十一、模具结构设计 12十三、参考文献 17一、 工艺方案分析及确定材料20号钢，材料厚度0.5mm，零件图如下：t=0.5mm其工艺性分析内容如下：（1）材料分析20号钢为优质碳素结构钢，属于拉深级别钢，具有良好的拉深成形性能。属优质碳素结构钢，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。（2）结构分析零件为一无凸缘锥形件，结构简单，底部圆角半径为r2.5，满足筒形拉深件底部圆角半径大于一倍料厚的要求，因此，零件具有良好的结构工艺性。（3）精度分析零件上尺寸均为未注公差尺寸，普通拉深即可达到零件的精度要求。经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。对零件进行分析后，提出两种方案：方案一：先落料，再拉深，再修边。采用单工序模生产。方案二：落料+拉深复合，后修边。采用复合模+单工序模生产。 此零件需要落料（制成21mm的坯料）、一次拉伸和修边共三道工序。方案一模具结构简单，但需三道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，工件精度也能满足要求，成本较低。通过对上述两种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳。综上所述：该零件的冲压工艺方案为：落料拉深修边。二、零件主要参数的计算1）确定零件修边余量零件的相对高度，经查得修边余量，所以，修正后拉深件的总长。2）确定坯料尺寸由无凸缘锥形拉深件坯料尺寸计算公式得3）相对厚度，又因为相对高度，所以零件属于中等深度锥形件拉深，一次成形即可，但是为防止起皱采用压边圈。三、排样制件毛坯为简单的圆形件，而且尺寸比较小，考虑到操作方便，宜采用有废料单排。查表，确定搭边值材料厚度t（mm）圆件及圆角r2t矩形件边长l50或圆角r0.02，不符合要求，故：；磨损系数由查表得：x=0.5计算凹模直径；凸模直径；五、拉深凸、凹模尺寸凸模制造公差p=0.02；凹模制造公差d=0.03；零件公差；有压边圈时凸凹模单边间隙值：z2=（11.1）t，此处取z2=1.1t，故z=0.55mm；凹模直径凸模直径六、拉伸凸、凹模圆角由于是一次拉深成形，凸模圆角等于零件内圆半径，拉深凸模圆角凸=2.5mm凹模圆角由公式得：凹=0.8d-dt=0.821-14.19560.51.5mm 式中： d为毛坯直径， d为本道次工序的拉深直径， t为材料厚度；七、落料凹模板的厚度h的确定计算按公式：h=ks式中：k为厚度系数s为凹模刃口最大尺寸k值查表（冲压工艺与模具设计p236，表7.6）可知，其值取0.200.30，此处取0.3，计算：壁厚c=1.5h=22mm八、凸凹模长度落料时凸模长度计算按公式： l=h1+h2+h式中：h1为凸模固定板厚度，一般取值（0.60.8）h，此处取9mm；h2为卸料板厚度，一般取值（520mm），此处取5mm；h为附加长度，主要考虑凸模进入凹模的深度（0.51.0mm）及模具闭合状态下卸料板到凸模固定板间的安全距离，此处分别取值1mm,10mm.计算：l=h1+h2+h=9+5+1+10=25mm九、相关力的计算1、落料力的计算式中： l为冲裁轮廓的总长度t为板料厚度 为材料的抗剪强度20钢 故：2、卸料力f卸和顶件力f顶的计算式中，k卸为卸料力系数；k顶为顶件力系数；查表（冲压工艺与模具设计p52表2.3）知：k卸=0.07 k顶=0.08故：3、压边力及压边装置的确定在生产中采用压边的目的是为了防止变形区板料在拉深过程中的起皱，拉深时压边力必须适当，压边力过大会引起拉深力的增加，甚至造成制件拉裂，压边力过小则会造成制件直壁或凸缘部分起皱，所以是否采用压边装置主要取决于毛坯或拉深系数m和相对厚度td100由于相对厚度td100=0.521100=2.38拉深系数查表（冲压工艺与模具设计知该工件拉深时应该采用平板压边圈 1）压边力：f压边=4d2-d+2rp p为单位面积压料力，其值查表（冲压工艺与模具设计p199，表5-12），得：p=2.5mpa 2）压边圈尺寸：计算按公式：压边圈内经d内=（0.020.20）+d凸；压边圈外径d外=d-(0.030.08)d凸为拉深凸模外径，d为拉深前半成品工件内经计算：内径 d内=0.02+d凸=0.02+14.5=14.52mm 外径 d外=d-0.03=21-0.03=20.97mm4、拉深力的计算计算按公式：式中： d为零件直径t为模具厚度 b为a3钢抗拉强度 k1为修正系数，其值查表（冲压工艺与模具设计p134，表4.9）得：k1=0.66；十、设备的选择1、 压力机的选择原则冲压设备的选择直接关系到设备的合理使用，安全，产品质量，模具寿命，生产效率和成本等一系列问题。对于中小型冲裁件，弯曲件或浅拉深件多用具有c形床身的开式曲柄压力机。在大中型和精度要求较高的冲压件生产中，多采用闭式压力机。对于大型，较复杂的拉深件多采用闭式双动拉深压力机。对于形状复杂零件的大量生产，应优先考虑选用多工位自动压力机。而对落料，冲孔件的大量生产，则应选用效率高，精度高的自动高速压力机。在小批生产中尤其是大型厚板的生产，多采用液压机。校正弯曲，校平整形工序要求压力机有较大的刚度，以便或得较高的虫牙件尺寸精度。对曲柄压力机所要考虑到的重要参数是： 1.压力机的许用负荷； 2.完成各工序所需要的压力； 3.行程和行程次数； 4.最大装模高度；5.压力机的台面尺寸应大于冲模的平面尺寸，并留有固定模具的余地，台面上的漏孔应与所要进行的工艺相适合； 6.压力机精度当拉深行程过大，特别是采用落料拉深复合冲压时，不能简单得将落料力与拉深力叠加取选择压力机，因为压力机的公称压力是直滑块在接近下死点时的压力，所以应该注意曲柄压力机的允许压力曲线。如果不注意压力机的压力曲线，很可能由于过早出现最大冲压力而使压力机超载破坏。同时，由于拉深的工作行程大，消耗的功就多，因此还要审核压力机的功率，且压力机滑块的行程必须为拉深行程的两倍以上。对于拉深工作，由于施力行程较大，不能按压力机的额定压力选用，为了选用方便，可以近似取为：在深拉深时，最大拉深力压力机公称压力；在浅拉深时，最大拉深力压力机公称压力。式中 f拉深力，在用复合模冲压时，还包括其他变形力。2、 选择压力机取落料力和拉深力中较大的一个力，根据以上原则，初选开式双柱可顷压力机j23-3.15，根据公称压力大于31.5kn，滑块行程s2=24.5=9mm及闭合模具高度h=120mm。其主要参数如下表5-1： 表 5-1 j23-6.3开式双柱压力机参数 公称压力（kn）31.5滑块行程（mm）25行程次数（次/分钟）200最大闭合高度（mm）120连杆调节长度（mm）25工作台尺寸（mmmm）160250模柄尺寸（mmmm）直径25深度40电动机功率（kw）2.23、模架选择由凹模外形尺寸，查实用冲压模具设计手册得，根据闭合高度选择后侧滑动导柱导套模架，按其标准选择具体的结构尺寸：上模板： gb/t 2855.5 11010030下模板： gb/t 2855.6 11010035导柱： gb/t 2861.1 1580导套： gb/t 2861.1 186023模具闭合高度： 最大120mm，最小90mm十一、模具结构设计1 采用落料、拉深复合模，考虑落料凸模（兼拉深凹模）的壁厚能保证足够强度，故可采用复合模。落料、拉深复合模常采用下图所示的典型结构，即落料采用正装式，拉深采用倒装式。对于生产该模具，由于拉深深度不算大，材料也不厚，因此采用弹性卸料较合适。考虑到装模方便，模具采用后侧布置的导柱导套模架。2 落料凹模3 凸凹模4 拉深凸模5、装配示意图1、 打料杆 2、模柄 3、螺钉m4 4、螺钉m4 5、上模座 6、导套 7、导柱 8、下模座9、螺钉m6 10、顶料杆 11、销钉 12、凸模固定板 13、压边圈 14、拉深凸模15、落料凹模 16、弹性卸料版 17、弹簧 18、固定板 19、固定板 20、销钉 21、打料块 参考文献1.翟平、林兆荣. 飞机钣金成形原理与工艺.m. 西安：西北工业大学出版社.19952.张如华、赵向阳.冲压.m. 北京.清华大学出版社，2006