拉伸冲孔模具毕业设计说明书.doc

目录一.冲压件综合分析.11.零件图分析.12.冲裁工艺审查.2二工艺方案的确定.21.工艺方案分析.22.计算毛坯直径.33判断拉伸次数.34工序的组合和顺序的确定.4三. 模具结构的确定.4四.压力计算与压力中心的的确定.71、计算压边力.52、计算拉延力.53、冲裁件的冲裁力的计算.64、冲模压力中心的确定.65、计算压力机的公称压力.6.五.设备的选择.7六、模具工作部分结构尺寸的计算.81、拉深凸、凹模的单边间隙Z.82、间隙方向.83、冲裁的间隙值.84、凸、凹模工作部分的尺寸与公差.9七.模架的选取.11八.模具零件设计.12九.设计体会.19十.参考文献.20一、冲压件综合分析、零件图分析该件为带孔的无凸缘圆筒性件，产品成型简单，尺寸精度要求不高为IT11，根据技术要求，由冲裁和拉深即可成型。材料厚度：.mm材料：钢生产批量：大批量、冲裁工艺性审查 （）拉深工艺性 该零件为轴对称旋转体拉深件，变形均匀，模具加工工艺性最好。工件底部圆角半径R=3mm,取拉深凹模的圆角半径Rd=3t=31.8=5.4mm。而Rp=(0.61)Rd=3.245.4mm,现取.mm。满足拉深对圆角半径的要求。拉深件底部孔径d=(46-3.6)-3-1.8=37.628。精度等级为IT11，满足拉深工序对工件公差等级的要求。（）冲裁工艺性冲孔的孔径尺寸D1=281.5t=1.51.8=2.7 。孔边与零件直壁间的距离C=7.2R+0.5t=3.9,满足冲裁工序对工件的要求。精度等级为IT11，满足冲裁工序对工件等级的要求。、冲压加工的先进性由于该零件材料厚度为.mm，较薄，又因产品的尺寸也不大，号钢含碳量小，材料较硬，零件外形对称，无尖角，凹陷和其他形状突变。又因该次生产为大批量生产，采用冲压加工经济效果好，生产率高。二、工艺方案的确定、工艺方案的分析该零件外壳的形状表明它为拉深件，所以拉深为基本工序。底部的小孔由冲孔工序完成。 冷冲压生产过程的主要特征是依靠冲模和冲压设备完成加工，便于实现现代化，生产率很高，操作简便。对于普通压力机，每台每分钟可生产到几件到几十件冲压件，冷冲压所获得的零件一般不要进行切削加工，因而是一种节省能源，节省原材料的无（或小）切削加工方法。、计算毛坯直径按中性层计算尺寸，H=32-0.9=31.1mm,D2=46-1.8=44.2mm。工件相对高度HD20.65。查表得修边余量mm ,查得有关设计资料无凸缘圆筒形拉深件的毛坯尺寸计算公式为D=(D2D2+4 D2h)0.53.14D1 =(44.244.2+444.233.1)-0.53.1428 86mm其中h=31.1+2=33.1mm、判断拉深次数工件总的拉深系数m=D2/D=44.2/860.52 毛坯相对厚度t/D1002 判断拉深是否需要压边圈：因mm1，故工件只需一次拉深。、工序的组合和顺序确定外壳的全部基本工序为：落料(86)，拉深，冲底孔(28)，修边(46)，据此可排出以下三种方案：方案一：落料与首次拉深复合，冲底孔，修边方案二：落料，冲底孔，拉深，修边方案三：落料、拉深与冲底孔复合分析比较以上几种方案，可以看出：放案一中，需要一个级进模，结构复杂。方案二中，先冲孔在拉深，孔径一旦发生变化，将会影响到拉深的高度尺寸和拉深口部的质量。方案三虽然会给修模带来一定困难，但是它的模具结构简单，制造费用低，生产率高，操作较方便也安全，尺寸和形状准确，表面不易划伤，质量高。 综合以上各方案，从保证尺寸精度和经济效益考虑，采用第三种方案。三、模具结构类型的确定由工艺方案的确定可知，该零件应采用多工序复合模， 此零件是采用多工序复合模，模具的基本结构由：上模板，下模板，模柄，螺栓，卸料螺钉，凸模固定板，拉深凸模，拉深切边凹模，冲孔凹模，冲孔凸模，凹模固定板，挡料销，弹性压边圈，定位销，导柱等组成。模具的压边圈采用平面式的，坯料用压边圈的凹槽定位，凹槽深度小于1mm，以便压料，采用弹性压边圈，其压边力的大小不会随凸模行程而产生较大的变化，不会造成拉深后期压边力徒升，筒壁拉力增大。而且调整方便，适用性强，还兼有卸件作用。模具采用反装结构。（图）四、冲压力计算与压力中心的确定 1、计算压边力压边力的计算公式为： Q=DD-（DD+2Rd）（DD+2Rd）q/4 =3.148686-（44.2+25.4）（44.2+25.4）2.5/4 =8578N式中Rd凸模圆角半径5.4mm P单位压边力2.5N2、计算拉延力 拉延力的计算公式为： P=kD2tb =13.14461.8360 =93597N 式中K修正系数取1 b 材料的抗拉强度360Mpa3、冲裁件的冲裁力的计算 Pp=Ltb =87.921.8360 =56972N 式中L冲裁件的周长D14、计算压力机的公称压力 由于冲裁件是在定模板上的冲裁凸模，不用运动，不需要压力机的力，所以压力机的公称压力只需要算拉深件的力， Pe1.4(P+Q)=1.4(93597+8578) =143KN故压力机的公称压力要大于143KN。5、冲模压力中心的确定 冲压力合力的作用点为模具的压力中心。模具的压力中心应该通过压力机滑块的中心线。对于有模柄的冲模来说，须使压力中心通过模柄的中心线。拉深形状对称的冲件时，其压力中心位于拉深件轮廓图形的几何中心。由于该零件的模具是对称的，所以冲模压中心在模具的中心。五、设备的选择 设备工作行程需要考虑工件成型和取件方便，因此，工件行程S2.5 h=2.533.1=82.7mm。又因通过总拉深力的计算，查表选择压力机J21-35，其各参数分别为：公称压力：350KN滑块行程：130mm滑块行程次数：50次/min最大闭合高度：280 mm闭合高度调节量：60 mm滑块中心线至床身距离：205 mm立柱距离：428 mm工作台尺寸：380 mm（前后）；610 mm（左右）工作台孔尺寸：200 mm（前后）；290 mm（左右）；260 mm（直径）垫块尺寸：60 mm（厚度）；22.5 mm（直径）模柄孔尺寸：50 mm（直径）；70 mm（深度）滑块底面尺寸：210 mm（前后）；270 mm（左右）知道了冲压机的各参数就可以对各模具零件进行尺寸设计，确定模具零件的尺寸。六、模具工作部分结构尺寸的计算 1、拉深凸、凹模的单边间隙Z Z=tmax+kt =1.8+0.2 =2mm式中tmax材料最大厚度 K间隙系数，查表得0.2mm 2、间隙方向 确定拉深间隙的方向，主要取决于制件的要求。当制件要求外形尺寸时，以凹模为基准，间隙取在凸模上，即 Dd=Db,Dp=Dd-2Z 式中Dd制件外形的基本尺寸 Dp 、Db保证制件外形尺寸的的凸、凹模直径3、冲裁的间隙值 Z=2t(1-h0/t)tan =21.8（1-0.3）0.087 =0.2 mm式中t材料厚度 h0/t产生裂纹时凸模挤入材料的相对深度，查表得0.3 剪切裂纹与垂线间的夹角，查表得54、凸、凹模工作部分的尺寸与公差(1)拉深的凸、凹模尺寸在确定凸、凹模工作部分的尺寸与公差时，应考虑模具的磨损和拉深件的回弹，其制件相应尺寸及公差应由最后一次拉深来保证。 由于工件要求外形尺寸，则以凹模为设计基准。模具的制造公差为IT11级，则标准公差值为0.19，凹模尺寸的计算：（上标）Dd=（D2min-0.75） =（45.81-0.750.19） =45.67 凸模尺寸的计算： dp=(Dmin-0.75-2Z) =(45.81-0.75-22) =41.06 式中Dd凹模的基本尺寸 dp凸模的基本尺寸 Z拉深模的间隙 d、凹模的制造公差，查表得0.09 p凸模的制造公差，查表得0.06 （2）冲裁的凸、凹模尺寸 冲孔件工件光面的孔径与凸模尺寸基本一致，故应以凸模尺寸为基准。查得标准公差值为0.16， 凸模尺寸的计算： dp=(D1+x)(下偏差) =(28+0.80.16) =28.13 凹模尺寸的计算： dd=（dp+Z）（上偏差） =（28.13+0.2） =28.33 式中dp、 dd冲孔凸、凹模尺寸 X系数，范围为0.51，此处取0.8 d、凹模的制造公差，查表得0.09 p凸模的制造公差，查表得0.06 （3）圆角处的尺寸 圆角处的尺寸，经分析，若该处是以凸模成形，则以凸模为基准，间隙取在凹模上；若是以凹模成形，则以凹模为基准，间隙取在凸模上。七、模架的选择根据以上的设计，选择后侧导柱模架。模架基本尺寸如图： 上下模座选用Q235，热处理，调质，硬度为28HRC32HRC。导柱、导套选用20钢，热处理渗碳，硬度为56HRC62HRC。八、模具零件的设计1.落料凸凹模的设计1) 落料凹模(1) 凹模壁厚凹模壁厚是指凹模刃口与外缘得距离，凹模壁厚查表选择凹模壁厚为40。2）凹模厚度凹模厚度可根据冲裁力经查图得厚度h取20。3）刃壁高度垂直于凹模平面得刃壁，其高度可以根据下列规则计算：冲件料厚：，h=3mm, h=t当凹模需要更长寿命时,刃壁高度可以比上述增加,但应该带有斜度,以利于工件或废料漏下。根据上述数据可以确定凹模尺寸如下:凹模长度: L=72+202=112；凹模宽度: B=72+220=112；LBh=11211220根据上述设计计算落料凹模的尺寸结构如下图所示:2.拉深凹凸模的尺寸结构图如下图所示3.冲孔凹凸模的尺寸结构图如下图所示4.卸料板的确定 加工卸料板时可以和凸模固定板一会加工,其基本尺寸和凸模固定板一样,加工定后,再扩大一下凸模固定孔,保证凸模与卸料板间隙配合. 卸料板与模座用卸料螺钉连接.材料也可用45钢.为了保证其强度,加工玩要淬火处理.卸料板的尺寸结构图如下图所示 5.凸模固定板的设计凸模固定板安装在上模座的下面,和凸凹模进行过盈配合,通过定位销保证两零件的配合精度,再通过内六角螺母固定.材料一般用45钢.加工时要保证上面的精度. 凸模固定孔用线切割加工,其它定位孔用钻床加工再攻丝即可,保证定位孔精度.6.凹模固定板的设计凹模固定板,用三个固定孔与垫块,下模座定位, 凹模固定板与凹模过盈配合,在凹模固定板的前方加一个挡料块,这样能保证条料的送进, 凹模固定板有孔用线切割加工,孔用钻床加工,保证精度要求.材料可用45钢。九模具装配图 十设计体会经过两个星期的努力，在交课程设计的规定时间内时完成了课程设计，真的觉得有很多值得自己去总结的地方。现总结如下：这次课程设计对自己来说是一个大的挑战。从选定设计题目起，每天总在查阅书籍，寻找相关资料，但是由于缺乏实际经验，对模具结构的拟订难免困难，只能依靠自己的想象力，所以在设计过程中，总感到困难重重，进度进展较慢，不过在同学和老师的帮助下还是完成了这次课程设计作为冲压工艺及冲模设计这门课程学习的一个重要的环节，课程设计不仅是对我们学习内容的综合运用，同时也是对这这门课程的一个总结。通过这次课程设计对我在大学阶段所学习的模具设计方面的知识做了一个很好的总结和巩固，也对平时所学习的比较零散的知识做到了系统化的运用。也发现了自己在学科内的某些方面知识的欠缺，做到了很好的复习和理解。设计中用到了大量专业知识