盖体制件冲压复合模具设计【2张装配图】【优秀机械毕业设计论文A4116】
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体制
冲压
复合
模具设计
装配
优秀
优良
机械
毕业设计
论文
a4116
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份,20页,7000字左右.
工艺卡；
工序方案安排；
图纸共17张,如下所示
翻孔模凹模.dwg
翻孔模凹模固定板.dwg
翻孔模上模垫板.dwg
翻孔模凸模.dwg
翻孔模凸模固定板.dwg
翻孔模卸料板.dwg
翻孔模装配图.dwg
落料拉深凹模.dwg
落料拉深凹模垫板.dwg
落料拉深弹压卸料板.dwg
落料拉深导料板.dwg
落料拉深模装配图.dwg
落料拉深凸凹模.dwg
落料拉深凸凹模垫板.dwg
落料拉深凸凹模固定板.dwg
落料拉深凸模.dwg
落料拉深推件块.dwg
- 内容简介：
-
工序方案安排 工序 名称 工序图 1 落 料 拉深 2 二 次 拉 深 3 三 次 拉 深 4 四 次 拉 深 5 冲 底孔 4 翻边 5 切边 落料拉深复合模凸模的制造工艺卡 工序号 工序名称 工序内容 1 下料 锯床下料 65 50 2 车外圆 车 62 46 3 车 凸模外端及倒角 车 外端 至 53 热处理 检验硬度为 58 60 磨外圆 磨外圆至 磨右端面 磨右端面至粗糙度 铣左端面 铣左端面至粗糙度 打孔 打通孔 5 9 修整凸模 修整凸模至图样尺寸 10 检验 按图样检验 落料拉深模凸凹模的制造工艺卡 工序号 工序名称 工序内容 1 下料 锯床下料 125 110 2 车外圆 车外圆至 120 106 3 车台阶 车台阶至尺寸 4 镗 找正中心孔，按图点孔 5 铣左端面 铣左端面至粗糙度为 热处理 检验硬度为 58 60 磨右端面 磨 右端面至粗糙度为 磨左端接合面 磨左端面至粗糙度 磨刃口 磨刃口至要求 10 修整凸凹模 修整凸凹模至图样尺寸 11 检验 按图样检验 翻边模凸模的制造工艺卡 工序号 工序名称 工序内容 1 下料 锯床下料 25 50 2 车外圆 车外圆至 20 47 3 车凸模外端及倒角 车外端至 13 4 铣左端面 铣左端面至粗糙度满足 铣右端面 铣右端面至尺寸要求 6 热处理 检验硬度为 58 60 磨外圆 磨外圆至尺寸 8 修整凸模 修整凸模至图样尺寸 9 检验 按图样检验 落料拉深模凹模板的制造工艺卡 工序号 工序名称 工序内容 1 备料 标准模板 250 250 35 2 铣上、下端面 铣上端面粗糙度至 划线 划中心线、各螺钉孔、销孔、型孔 轮廓线 4 加工各孔 各螺钉孔、销孔与下模座板配钻配 铰 5 铣 铣出非冲裁孔 115 27 6 热处理 检验 硬度为 58 60 磨 磨上、下面，表面粗糙度达图样要 求 8 电加工 电火花线切割冲裁型孔 9 修整 修整型腔 10 检验 按图样检验 目 录 第 1 章 盖体制件的工艺分析 1 第 2 章 工艺方案的确定 2 第 3 章 工艺尺寸计算 3 计算毛坯尺寸 3 确定拉深系数及拉深次数 4 判断能否一次拉深 4 计算首次拉深直径 5 验算 所选的 是否合适 5 计算再拉深工序件的直径 6 确定各次拉深的圆角半径 7 拉伸凸模与凹模的工作尺寸计算 8 拉深力的计算 9 冲裁工艺计算 9 样与搭边的设计 9 力中心的计算 10 裁凸模与凹模刃口的计算 10 第 4 章 压力机的选择 11 第 5 章 落料拉深复合模主要零部件的设计与选用 13 艺零件的设计与选用 13 卸料、顶件和推件装置设计 15 料板 15 橡胶块的选用 15 件与顶件装置 16 位零件设计 16 第 6 章 其他冲模零件 16 第 7 章 翻孔模设计 17 孔工艺计算 17 计算底孔直径 17 首次翻孔系数 17 孔力及顶件力的计算 17 翻孔模刃口尺寸计算 18 参考文献 20 北华航天工业学院 1 第 1章 盖体制件的工艺分析 名称： 盖体 零件简图： 如下图 1所示 材料： 厚： 1 1 材料 抗剪强度 / =412 抗拉强度 / =412 度较高，有一定的耐腐蚀性，不适宜冷变形加工，可进行热变形加工。 北华航天工业学院 2 1. 工件的内、外角没有尖锐的转角，圆角半径均大于板厚，容易加工 2. 工件上没 有窄长的悬臂和凹槽，拉深部分也属于浅拉深，较易完成 3. 孔与孔之间、孔到边缘的距离均大于两倍的板厚，满足加工要求 4. 孔的大小满足所能冲至的最小孔颈 此盖体制件为锥筒形件， 形状简单，所有尺寸均为自有公差，对工件厚度变化也没有作要求。制件的圆角 R=2t，满足拉深要求。由于未注明公差等级，所以按照未标公差等级处理，选择 第 2章 工艺方案的确定 制件材料为比较贵重的黄铜，要合理安排工艺，以减少废料提高材料的利用率，降低成本。 根据制件的工艺性分析，其基本工序有落料、冲孔、拉深、翻孔、切边五种。按其工序先后组 合，可得如下几种方案： (1) 落料 拉深 再拉深 冲孔 翻边 切边 单工序冲压 (2) 落料 拉深 再拉深 切边 冲孔 翻边 单工序冲压 (3) 落料冲孔 拉深 再拉深 翻边 切边 复合冲压 (4) 落料拉深 再拉深 切边 冲孔 翻边 复合冲压 (5) 落料拉深 再拉深 冲孔 翻边 切边 复合冲压 方案 (1)、 (2)属于单工序冲压。由于此制件尺寸较小，这两种方案生产效率低，操作也不安全，故不宜采用。 方案 (3)（ 4）（ 5）均属于复合冲压。 对于方案 (3)，如果先冲孔，在后续的拉深过程中孔会变形， 特别 是凸 缘部分的四个 符合 制件 的工作要求。故不选择方案 (3)。 对于方案 (4)，冲孔安排在后面，解决了方案 (3)中孔变形的问题，但是先切完边后，在后续的冲孔过程中，有效的压边表面积减小，使工件的定位受到影响，不利于后续的工序。 对于方案 (5)， 既 解决了方案（ 1）（ 2）的生产率低的问题， 又 避免了（ 3）（ 4）中的问题。 综上所述，选择方案 (5)最为合适。 北华航天工业学院 3 第 3 章 工艺尺寸的计算 算毛坯尺寸 冲裁是为拉深冲制毛坯，其形状与尺寸需要根 据拉深件进行计算，拉深件为一个简单的旋转体圆锥筒，拉深过程中料厚不变，可按拉深前后面积不变的原则进行计算。按照面积不变原则求解 整理，得 式中 A 拉深件的总面积； 拉深件的毛坯直径； 拉深件各组成部分的面积。 为方便计算，将制件分为 A、 B、 C、 D、 E、 段 计算，最后求和 ，得出毛坯的总面积。 如下图 2所示： 图 2 特别说明的是，制件的凸缘是矩形的，但是在生产过程中，如果在下料时就北华航天工业学院 4 下成矩形的落料件，不利于后续的拉深成形，故下料时的落料件为圆形，矩形是在最后经切边工序 得到的。故为方便计算，在计算毛坯时，凸缘按圆周处理。 r=d=40 = r ( ) = 段 =29 d=35 h=20 =l（ +d） /2= d=29 h=13 = 段 d=24 r= r( ) =d=24 = =查表得凸缘的修边余量为 =凸缘的可看作圆环 外圆直径 D=52 + 内圆环直径 d=40 = )= =又 = 解得 =101确定拉深系数及拉深次数 判断能否一次拉深 /d=74/30=t/D=1/101=表得首次拉深允许的最大相对高度为 / =制件的相对高度 h/d=以一次拉不成。 北华航天工业学院 5 决定实际采用的毛坯直径 考虑到板料的厚度，为了防止后续拉伸出现拉破的现象，决定首次拉深按表面积计算多拉入 5的材料，在后续拉深再将多拉入的料返还到凸缘，就可以防止再拉深 时因凸缘材料再流入凹模而出现拉破现象。则实际采用的毛坯直径 为 = D= 计算首次拉深直径 要确定带凸缘件的首次拉深系数 ，需已知 / ，单但首次拉深直径 尚未拉出， 只好先假定一个 / 值，计算出 后，再验算所取 是否合适。 设 / =表查的 = = 验算所选的 是否合适 由表查的首次拉深允许的最大相对高度为 h/d，再计算首次拉深工序件的相对高度 / 。 为了计算首次拉深工序件的高度，需要首先确定拉深的圆角半径 与 。 取 = = = = =其中 = =74 =48 t=1入数字，解得 = =中所给 h/d= h/d 显然所选取的 不合适。 重新选取 / =的 =则 = =51 = = 北华航天工业学院 6 = 则 =其中 = =74 =51 t=1入数字，解得 = =中所给 h/d= h/d 显然所选取的 还不合适。重新选取。 设 / =表查的 = =55 = = = 则 =其中 = =74 =55 t=1 =5入数字，解得 = =中所给 h/d= h/d 达到允许的 h/ 以拉成，故选取的 =进行后续拉深工艺的计算。 计算再拉深工序件的直径 查表得 = = =55=42 = =42=33 = =33=际 =30 显然此件可以经过 4次拉深成形。 则 =华航天工业学院 7 确定各次拉深的圆角半径 凹模的圆角半径，它影响着拉伸力的大小，拉深件的质量及拉深模的寿命，故凹模圆角半径生产上一般应尽量避免采用过小的凹模圆角半径，在保证工件质量的前提下取大值，以满足模具寿命的要求，通常可按经验公式计算 .8 D =5中 D 毛坯直径 ( d 本道工序拉深后的直径 ( 根据 计算值和 经验 值得 ： = = =5 = = =4 = =3 = =2定各次拉深高度 =11=9 =8 =8步拉深如右图 3所示 以下 各 图 4、图 5、图 6、 图 7分别为拉深的尺寸 图 3 图 4 首次拉深 图 5 二次拉深 北华航天工业学院 8 图 6 三次拉深 图 7 四次拉深 拉深凸模与凹模的工作尺寸计算 零件尺寸精度， 零件图上未标注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按 由于尺寸标注在外形，因此以凹模设计为准。 首次拉深模具工作部分尺寸 凹模部分 凹D= = = 模部分 凸d= = = 凹模部分 凹D= = = 模部分 凸d= = = 次拉深模具工作部分尺寸 : 凹模部分 凹D= = = 模部分 凸d= = = 华航天工业学院 9 四 次拉深模具工作部分尺寸 : 凹模部分 凹D= = = 模部分 凸d= = = 拉深力的计算 在实际生产中，首次拉深的拉深力采用以下经验公式进行计算 = 式中 拉深力（ N）； 拉深后工件的直径（ t 毛坯厚度（ b 材料抗拉强度（ 修正系数，查课本表 51=入数据，得 = 55 1 412 1=66A A 初始有效压边面积 = + 冲裁工艺计算 排样与搭边的设计 采用有搭边的排样方式，如下图排样图： 查表得最小工艺搭边值 a=距 s=课本表 2=公式计算条料宽度 B=(D+2 )0 得 B=据课本公式 2 北华航天工业学院 10 00100 76% A 一个步距内工件的有效面积 ( ) S 送料步距 (B 料宽 (压力中心的计算 分析零件结构可知，零件落料毛坯为圆形，冲压时的压力中心就在圆心上，而拉深时也是沿圆筒四周均匀拉深，故其压力中心也在圆心上。在设计模具时模柄轴线应该与落料凸模轴线重合。 冲裁 凸模与凹模刃口尺寸的确定 冲裁模间隙值的确定 落料时间隙值的确定 由于零件对落料的要求并不高，而且拉深留有足够的修边余量，所以为降低制造成本并延长模具寿命，选用较大的凸凹模间隙值即可。查 新编实用冲压手册 表 （曹立文 王冬主编）表 2 20，得双面间隙值 Z= 落料时的刃口尺寸的确定 落料时，采用凸模与凹模配合加工的加工方法制造凸模 、 凹模。由于落料时，落料件的实际尺寸基本与凹模刃口尺寸一致，所以落料时应以凹模为基准件来配做凹模。 凹模型孔为圆形，在凹模磨损后尺寸变大，按一般落料凹模尺寸公式计算 = 式中 落料 凹模刃口尺寸； 工件的最大极限尺寸； X 补偿刃口磨损量 系数； 工件公差； 凹模尺寸上偏差； 工件按 算 式中 =课本表 2入以上公式，得 北华航天工业学院 11 =（ =寸偏差按照凹模尺寸进行配做加工，装配后保证双面间隙值 2C= 即 = 冲裁 力的计算 平刃口冲裁模的冲裁力 b 式中 冲裁力（ N）； L 冲裁轮廓的总长度（ b 材料抗剪强度（ t 材料厚度（ K 系数。 在冲裁时，一般取经验数据 K=入数据，得： 12=响 冲裁 力的因素主要有材料的力学性能、材料的厚度、模具的间隙、凸凹模表面粗糙度、零件形状和尺寸以及润滑情况。实际生产中常用下列经验公式计算： 冲 查 课本 表 1料力系数 因而 以 + 第 4 章 压力机选择 冲压设备的选择是工艺设计中的一项重要内容，它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重要问题。 冲压设备的选择包括两个方面：类型及规格。 北华航天工业学院 12 对于中小型冲裁件、弯曲件或浅拉深件多用开式曲柄压力机。 而压力机规格的应根据冲压力的大小，冲压件尺寸和模具尺寸来确定。 为安全起见，防止设备的过载，可按公称压力 （ 原则选取压力机。 压力机滑块行程大小，应保证成形零件的取出和方便毛坯的放进。在冲压工艺中，拉深和弯曲工序一般需要较大的行程。对于拉深工序所用压力机的行程，至少应为成品零件高度的两倍以上，一般取 压力机的装模高度是指滑 块处于下死点位置时，滑块下表面到工作垫板上表面的距离。模具的闭合高度是指工作行程终了时，模具上模座上表面与下模座下表面之间的距离。压力机的闭合高度是装模高度与垫板厚度之和。大多数压力机，其连杆长度是可以调节的，也就是说压力机的装模高度是可以调整的。设计模具时，必须使模具的闭合高度介于压力机的最大装模高度与最小装模高度之间 。 工作台面和滑块底面尺寸应大于冲模的平面尺寸，并还留有安装固定模具的余地。一般压力机台面应大于模具底座尺寸 50 70工作台和滑块的形式应充分考虑冲压工艺的需要必须与模具的打料装 置，出料装置及卸料装置等的结构相适应 。 根据经验，在选用落料拉深复合模时，落料间段的总冲压力 0% 40% = 30%=0%=由杨玉英、崔令江主编的实用冲压工艺及模具设计手册，选取开式可倾台压力机。其主要参数如下： 公称压力： 400称压力时，滑块离下死点的位置： 7块行程： 100程次数： 80 最大闭合高度： 300 闭合高度调节量： 80 工作台尺 寸： 630 420 模柄孔尺寸： 50 70 北华航天工业学院 13 第 5 章 落料拉深复合模主要零部件的设计与选用 参考落料拉深复合模的典型组合，初步打算选用如下图 8所示的模具结构。凸凹模装在上模，落料凹模和拉深凸模装在下模，采用逆出件。 按照各零件在模具中的作用和特点，可以将其分为两大类： 图 8 工艺零件 这类零件直接参与完成工艺过程并和毛坯直接发生作用，包括：工作零件，定位零件，卸料和压料零件。 结构零件 这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和毛坯直接发生作用，包括：导向零件，支撑零件，固定零件和其他零件。 艺零件的设计与选用 凸凹模 分析图可知，凸凹模同时起到落料凸模跟拉深凹模的作用，下面分别进行设计与计算。 料凸模部分 落料件为圆形板料，所以凸模形状为圆柱状，可以采用标准圆凸模，其结构形式如下图 9。 北华航天工业学院 14 其中凸模刃口部分按照落料凹模配做加工，基本尺寸值为 配后保证双面间隙值。凸模安装部分应该与凸模固定板采取 H7/ 凸模长度主要根据模具结构，并考虑修磨，操作安全，装配等的需要来确定。采用弹性卸料板和导料板冲模，其凸模长度按下式计算 L= + + + +h 其中 凸模固定板高度 ( 橡胶块高度 ( 卸料板厚度 ( 导料板厚度 (h 增加高度。它包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度，凸模固定板与卸料板之间的安全距离（一般取 10 20首次拉深高度等。 本次设计中 =3040184mm h=12 9 北华航天工业学院 15 L=104 拉深凹模部分 拉深凹模部分的尺寸值为 55配后保证单面间隙值Z=凹模圆角半径 r=5料凹模 经计算，落料凹模刃口为 =又凹模刃口为圆形，其压力中心就是圆心， 凹模有效面积 L B=103 103，故其压力中心与矩形的中心重合 计时参考课本表 2=52. 整体凹模板的厚度 验公式 H= =35 故确定凹模板的的外形尺寸 L B H=250 250 35 如下图 10所示： 图 10 料、顶件和推件 装置设计 料板 本冲裁 件的材料为 软 ，且料厚 t=1选用弹压卸料装置。选择弹性元件为聚氨酯橡胶。在装配模具时，弹压卸料板的压料面应超出凸模端面 形孔与凸 模取 配合。 虑了模具结构，决定选用 4个厚壁筒形的聚氨酯弹性体； 算每个弹性体的预压力 = =虑橡胶块的工作压缩量较小，取预压缩量 =10%，并由课本表 2 算弹性体的截面面积 A 北华航天工业学院 16 A= / =取弹性体穿卸料螺钉孔的直径 d=10。，则弹 D= =48= = =40 卸料工作行程； 刃磨磨损量； 聚氨酯橡胶极限压缩量； 聚氨酯橡胶与压 缩量； H/D=40/48= H/D 合适 推件与顶件装置 推件装置 落料拉深复合模中的推件装置 由打杆，推板，连接推杆和推件块组成。 刚性推件装置推件力大，工作可靠。 顶件装置 顶件装置由顶杆 、 顶件块和装在下模底下的弹顶器组成。这种结构的顶件力容易调节，工作可靠。 位零件的设计 落料拉深复合模中的挡料 装置 采用固定挡料销。 落料拉深复合模中的导料 装置采用 导料板 。板厚 H=4 6 章 其他 冲模 零 件 模架 本套 落料拉深复合模 选用 后侧导柱模架 。 模柄 中小型模具一般时通过模柄将上模固定在压力机滑块上的。 本套落料拉深复合模选用 凸缘模柄 。有所选定的压力机确定选用 50 70的模柄。 凸 凹 模、凹模固定板 凸 凹 模、凹模固定板主要用于凸 凹 模、凹模等工作零件的固定。固定板的外形与凹模轮廓尺寸基本上一致，厚度取（ H，材北华航天工业学院 17 料可选用 5 钢。 固定板与凸模为过渡配合（ H7/7/压装后将凸模端面与固定板一起磨平。 垫板 在凸 凹 模固定板 与上模座之间加一块淬硬的垫板，可避免硬度较低的模座因局部受凸模较大的冲击力而出现凹陷，致使凸模松动。垫板的平面形状尺寸与固定板相同，其厚度一般取 6 10照 冷冲压模具设计航天部标准，取为 10 校核压力机 经校核各种参数，所选压力机合适。 第 7 章 翻孔模具的设计 翻孔工艺计算 由于设定工艺流程为在拉深件底部冲孔后进行翻孔，故工艺计算包含两方面内容：一是确定孔底直径 d,二是核算翻孔 高度 H。工件翻孔后的中径为 D=14 H=板厚 t=1角 r=1 计算底孔直径 参考由曹立文、王冬主编的新编实用模具设计手册计算预翻孔直径 d d= 取 d= 故由公式 2(1为 H 可以一次翻孔成型。 首次翻孔系数 由冲压设计资料查知： = 极限翻孔系数为 本件的翻孔系数为 m=d/D=可以一次翻孔成 型。 综上所述该件的翻孔可以一次 翻孔 成型。 孔力及顶件力的计算 翻孔 力 =t = 1 196=华航天工业学院 18 卸料力 = = 翻边后孔的直径 ( d 翻边前底孔的直径 ( t 材料的壁厚 ( 板料屈服应力 ( 冲压设备的选择：一般按所需公称压力 冲）（压 压F 的范围是 23称压力： 160块行程： 55程次数： 120 最大闭合高度： 220 闭合高度调节量： 45 工作台尺寸： 300 450 模柄孔尺寸： 30 60 翻孔模刃口尺寸的计算 当翻孔的内孔有尺寸精度要求时，主要取决于凸模。翻孔凸模与凹模的尺寸按参考文献知公式计算可得： 查 表得： = d = p =表得翻孔的单边间隙 Z/2= 参考文献知公式计算可得： （ 0D + ） 0p =(13+0 = Z） =（ 其中 翻孔凸模直径； 翻孔凹模直径； d 、 p 翻孔凹模、凸模直径的公差； 北华航天工业学院 19 0D 翻孔竖孔最小内径； 翻孔竖孔内径的公差。 翻孔模如下图 11所示 图 11 北华航天工业学院 20 参考文献 1钟毓斌主编 . 冲压工艺与模具设计 . 北京 :机械工业出版社， 2曹文立 ， 王冬 ， 丁海娟 新编实用冲压模具设计手册 . 北京： 人民邮电 出版社 ,3周大隽等编著 . 冲模结构设计要领与范例 . 北京： 机械工业出版社， 2005，11 4孙京杰编著 北京： 化学工业 出版社， 2009， 8 5史铁梁主编 北京： 机械工业出版社 ， 1999， 12 6张子成，邢继纲 . 塑料产品设计 . 北京：国防工业出版社， 7曹岩主编 . 冲模标准模架手册与三维图库 . 北京： 化学工业 出版社， 8廖念钊，莫雨松，李硕根等编著 . 互换性与技术测量 . 北京 ： 中国计量出版社， 2007,6 北华航天工业学院 1 第 1章 盖体制件的工艺分析 名称： 盖体 零件简图： 如下图 1所示 材料： 厚： 1 1 材料 抗剪强度 / =412 抗拉强度 b/ b=412 度较高，有一定的耐腐蚀性，不适宜冷变形加工，可进行热变形加工。 北华航天工业学院 2 1. 工件的内、外角没有尖锐的转角，圆角半径均大于板厚，容易加工 2. 工件上没有窄长的悬臂和凹槽，拉深部分也属于浅拉深，较易完成 3. 孔与孔之间、孔到边缘的距离均大于两倍的板厚，满足加工要求 4. 孔的大小满足所能冲至的最小孔颈 此盖体制件为锥筒形件， 形状简单，所有尺寸均为自有公差，对工件厚度变化也没有作要求。制件的圆角 R=2t，满足拉深要求。由于未注明公差等级，所以按照未标公差等级处理，选择 第 2章 工艺方案的确定 制件材料为比较贵重的黄铜，要合理安排工艺，以减少废料提高材料的利用率，降低成本。 根据制件的工艺性分析，其基本工序有落料、冲孔、拉深、翻孔、切边五种。按其工序先后组合，可得如下几种方案： (1) 落料 拉深 再拉深 冲孔 翻边 切边 单工序冲压 (2) 落料 拉深 再拉深 切边 冲孔 翻边 单工序冲压 (3) 落料冲孔 拉深 再拉深 翻边 切边 复合冲压 (4) 落料拉深 再拉深 切边 冲孔 翻边 复合冲压 (5) 落料拉深 再拉深 冲孔 翻边 切边 复合冲压 方案 (1)、 (2)属于单工序冲压。由于此制件尺寸较小，这两种方案生产效率低，操作也不安全，故不宜采用。 方案 (3)（ 4）（ 5）均属于复合冲压。 对于方案 (3)，如果先冲孔，在后续的拉深过程中孔会变形， 特别 是凸 缘部分的四个 符合 制件 的工作要求。故不选择方案 (3)。 对于方案 (4)，冲孔安排在后面，解决了方案 (3)中孔变形的问题，但是先切完边后，在后续的冲孔过程中，有效的压边表面积减小，使工件的定位受到影响，不利于后续的工序。 对于方案 (5)， 既 解决了方案（ 1）（ 2）的生产率低的问题， 又 避免了（ 3）（ 4）中的问题。 综上所述，选择方案 (5)最为合适。 北华航天工业学院 3 第 3 章 工艺尺寸的计算 算毛坯尺寸 冲裁是为拉深冲制毛坯，其形状与尺寸需要根据拉深件进行计算，拉深件为一个简单的旋转体圆锥筒，拉深过程中料厚不变，可按拉深前后面积不变的原则进行计算。按照面积不变原则求解 整理，得 式中 A 拉深件的总面积； 拉深件的毛坯直径； 拉深件各组成部分的面积。 为方便计算，将制件分为 A、 B、 C、 D、 E、 段计算，最后求和 ，得出毛坯的总面积。 如下图 2所示： 图 2 特别说明的是，制件的凸缘是矩形的，但是在生产过程中，如果在下料时就北华航天工业学院 4 下成矩形的落料件，不利于后续的拉深成形，故下料时的落料件为圆形，矩形是在最后经切边工序 得到的。故为方便计算，在计算毛坯时，凸缘按圆周处理。 r=d=40 r (d4r) /2 = 段 9 d=35 h=20 l（ d0+d） /2=段 d=29 h=13 段 d=24 r=E=r(d+4r) /2=段 d=24 4表得凸缘的修边余量为 =凸缘的可看作圆环 外圆直径 D=522+ 内圆环直径 d=40 4 (毛坯 =C+E+ 4 解得 101确定拉深系数及拉深次数 判断能否一次拉深 df/d=74/30=t/D=1/101=表得首次拉深允许的最大相对高度为 h1/制件的相对高度 h/d=以一次拉不成。 北华航天工业学院 5 决定实际采用的毛坯直径 考虑到板料的厚度，为了防止后续拉伸出现拉破的现象，决定首次拉深按表面积计算多拉入 5的材料，在后续拉深再将 多拉入的料返还到凸缘，就可以防止再拉深时因凸缘材料再流入凹模而出现拉破现象。则实际采用的毛坯直径 计算首次拉深直径 要确定带凸缘件的首次拉深系数 已知 df/但首次拉深直径 只好先假定一个 df/算出 验算所取 设 df/表查的 d1= 验算所选的 是否合适 由表查的首次拉 深允许的最大相对高度为 h/d，再计算首次拉深工序件的相对高度 h1/ 为了计算首次拉深工序件的高度，需要首先确定拉深的圆角半径 取 rp=rd=r1 d1)t= 12中 4 8 t=1入数字，解得 h1/中所给 h/d=h1/d1h/d 显然所选取的 重新选取 df/的 则 d1=51 rp=rd=华航天工业学院 6 d1)t 则 12中 4 1 t=1入数字，解得 h1/中所给 h/d=h1/d1h/d 显然所选取的 新选取。 设 df/表查的 d1=55 rp=rd=r1 d1)t 则 12中 4 5 t=1 入数字，解得 h1/中所给 h/d=0.6 h1/d1h/d 达到允许的 h/以拉成，故选取的 进行后续拉深工艺的计算。 计算再拉深工序件的直径 查表得 d2=m2 55=42mm d3=42=33mm d4=33=际 0 显然此件可以经过 4次拉深成形。 则 华航天工业学院 7 确定各次拉深的圆角半径 凹模的圆角半径，它影响着拉伸力的大小，拉深件的质量及拉深模的寿命，故凹模圆角半径大也不能太小，在生产上一般应尽量避免采用过小的凹模圆角半径，在保证工件质量的前提下取大值，以满足模具寿命的要求，通常可按经验公式计算 .8 D =5中 D 毛坯直径 ( d 本道工序拉深后的直径 ( 根据 计算值和 经验 值得 ： mm mm 定各次拉深高度 1 步拉深如右图 3所示 以下 各 图 4、图 5、图 6、 图 7分别为拉深的尺寸 图 3 图 4 首次拉深 图 5 二次拉深 北华航天工业学院 8 图 6 三次拉深 图 7 四次拉深 拉深凸模与凹模的工作尺寸计算 零件尺寸精度， 零件图上未标注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按 由于尺寸标注在外形，因此以凹模设计为准。 首次拉深模具工作部分尺寸 凹模部分 凹D=(0+d=(55 +模部分 凸d= ( 2Z) (55 21) 凹模部分 凹D=(0+d=(42 +模部分 凸d= ( 2Z) (42 21) 次拉深模具工作部分尺寸 : 凹模部分 凹D=(0+d=(33 +模部分 凸d= ( 2Z) (33 21) 华航天工业学院 9 四 次拉深模具工作部分尺寸 : 凹模部分 凹D=(0+d=(30 +模部分 凸d= ( 2Z) (30 21) 拉深力的计算 在实际生产中，首次拉深的拉深力采用以下经验公式进行计算 式中 拉深力（ N）； 拉深后工件的直径（ t 毛坯厚度（ b 材料抗拉强度（ 修正系数，查课本表 51=入数据，得 55 1 412 1=66压边力 =A A 初始有效压边面积 冲裁工艺计算 排样与搭边的设计 采用有搭边的排样方式，如下图排样图： 查表得最小工艺搭边值 a=距 s=课本表 2=公式计算条料宽度 B=(D+2 )0 得 B=据课本公式 2 北华航天工业学院 10 00100 76% A 一个步距内工件的有效面积 (S 送料步距 (B 料宽 (压力中心的计算 分析零件结构可知，零件落料毛坯为圆形，冲压时的压力中心就在圆心上，而拉深时也是沿圆筒四周均匀拉深，故其压力中心也在圆心上。在设计模具时模柄轴线应该与落料凸模轴线重合。 冲裁 凸模与凹模刃口尺寸的确定 冲裁模间隙值的确定 落料时间隙值的确定 由于零件对落料的要求并不高，而且拉深留有足够的修边余量，所以为降低制造成本并延长模具寿命，选用较大的凸凹模间隙值即可。查 新编实用冲压手册 表 （曹立文 王冬主编）表 2 20，得双面间隙值 Z= 落料时的刃口尺寸的确定 落料时，采用凸模与凹模配合加工的加工方法制造凸模 、 凹模。由于落料时，落料件的实际尺寸基本与凹模刃口尺寸一致，所以落料时应以凹模为基准件来配做凹模。 凹模型孔为圆形，在凹模磨损后尺寸变大，按一般落料凹模尺寸公式计算 )0+d 式中 落料 凹模刃口尺寸； 工件的最大极限尺寸； X 补偿刃口磨损量 系数； 工件公差； d 凹模尺寸上偏差； 工件按 算 式中 =课本表 2入以上公式，得 北华航天工业学院 11 =寸偏差按照凹模尺寸进行配做加工，装配后保证双面间隙值 2C= 即 冲裁力的计算 平刃口冲裁模的冲裁力 b 式中 冲裁力（ N）； L 冲裁轮廓的总长度（ b 材料抗剪强度（ t 材料厚度（ K 系数。 在冲裁时，一般取经验数据 K=入数据，得： 12=响 冲裁 力的因素主要有材料的力学性能、材料的厚度、模具的间隙、凸凹模表面粗糙度、零件形状和尺寸以及润滑情况。实际生产中常用下列经验公式计算： 冲 查 课本 表 1料力系数 因而 以 + 第 4 章 压力机选择 冲压设备的选择是工艺设计中的一项重要内容，它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重要问题。 冲压设备的选择包括两个方面：类型及规格。 北华航天工业学院 12 对于中小型冲裁件、弯曲件或浅拉深件多用开式曲柄压力机。 而压力机规格的应根据冲压力的大小，冲压件尺寸和模具尺寸来确定。 为安全起见，防止设备的过载，可按公称压力 （ 原则选取压力机。 压力机滑块行程大小，应保证成形零件的取出和方便毛坯的放进。在冲压工艺中，拉深和弯曲工序一般需要较大的行程。对于拉深工序所用压力机的行程，至少应为成品零件高度的两倍以上，一般取 压力机的装模高度是指滑块处于下死点位置时，滑块下表面到工作垫板上表面的距离。模具的闭合高度是指工作行程终了时，模具上模座上表面与下模座下表面之间的距离。压力机的闭合高度是装模高度与垫板厚度之和。大多数压力机，其连杆长度是可以调节的，也就是说 压力机的装模高度是可以调整的。设计模具时，必须使模具的闭合高度介于压力机的最大装模高度与最小装模高度之间 。 工作台面和滑块底面尺寸应大于冲模的平面尺寸，并还留有安装固定模具的余地。一般压力机台面应大于模具底座尺寸 50 70工作台和滑块的形式应充分考虑冲压工艺的需要必须与模具的打料装置，出料装置及卸料装置等的结构相适应 。 根据经验，在选用落料拉深复合模时，落料间段的总冲压力 0% 40% 30%=0%=由杨玉英、崔令江主编的实用冲压工艺及模具设计手册，选取开式可倾台压力机。其主要参数如下： 公称压力： 400称压力时，滑块离下死点的位置： 7块行程： 100程次数： 80 最大闭合高度： 300 闭合高度调节量： 80 工作台尺寸： 630 420 模柄孔尺寸： 50 70 北华航天工业学院 13 第 5 章 落料拉深复合模主要零部件的设计与选用 参考落料拉深复合模的典型组合，初步打算选用如下图 8所示的模具结构。凸凹模装在上模，落料凹模和拉深凸模装在下模，采用 逆出件。 按照各零件在模具中的作用和特点，可以将其分为两大类： 图 8 工艺零件 这类零件直接参与完成工艺过程并和毛坯直接发生作用，包括：工作零件，定位零件，卸料和压料零件。 结构零件 这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和毛坯直接发生作用，包括：导向零件，支撑零件，固定零件和其他零件。 艺零件的设计与选用 凸凹模 分析图可知，凸凹模同时起到落料凸模跟拉深凹模的作用，下面分别进行设计与计算。 料凸模部分 落料件为圆形板料，所以凸模形状为圆柱状，可以采用标准圆凸模，其结构形式如下图 9。 北华航天工业学院 14 其中凸模刃口部分按照落料凹模配做加工，基本尺寸值为 配后保证双面间隙值。凸模安装部分应该与凸模固定板采取 H7/ 凸模长度主要根据模具结构，并考虑修磨，操作安全，装配等的需要来确定。采用弹性卸料板和导料板冲模，其凸模长度按下式计算 L=h1+h2+h3+h4+h 其中 凸模固定板高度 ( 橡胶块高度 ( 卸料板厚度 ( 导料板厚度 (h 增加高度。它包括凸模的修磨量，凸 模进入凹模的深度，凸模固定板与卸料板之间的安全距离（一般取 10 20首次拉深高度等。 本次设计中 0mm 0mm 8mm mm h=12 9 北华航天工业学院 15 L=104 拉深凹模部分 拉深凹模部分的尺寸值为 55配后保证单面间隙值Z=凹模圆角半径 r=5料凹模 经计算，落料凹模刃口为 又凹模刃口为圆形，其压力中心就是圆心， 凹模有效面积 L B=103 103，故其压力中心与矩形的中心重合 计时参考课本表 2=52. 整体凹模板的厚度 验公式 H= 1 235 故确定凹模板的的外形尺寸 L B H=250 250 35 如下图 10所示： 图 10 料、顶件和推件 装置设计 料板 本冲裁 件的材料为 软 ，且料厚 t=1选用弹压卸料装置。选择弹性元件为聚氨酯橡胶。在装配模具时，弹压卸料板的压料面应超出凸模端面 形孔与凸模取 H7 配合。 虑了模具结构，决定选用 4个厚壁筒形的聚氨酯弹性体； 算每个弹性体的预压力 =虑橡胶块的工作压缩量较小，取预压缩量 y=10%，并由课本表 2q= 算弹性体的截面面积 A 北华航天工业学院 16 A=q=取弹性体穿卸料螺钉孔的直径 d=10。，则弹 D=4A +48=hx+y= 12+435%10%=40mm 卸料工作行程； 刃磨磨损量； j 聚氨酯橡胶极限压缩量； y 聚氨酯橡胶与压缩量； H/D=40/48= H/D 合适 推件与顶件装置 推件装置 落料拉深复合模
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