【2019年整理】防火罩冲压工艺及模具设计说明书

1、目录 1 工艺性分析 1 1.1 零件图分析 1 1.1.1 零件结构分析 1 1.2 工艺性分析 2 1.2.1 尺寸精度 2 1.2.2 材料分析 2 1.2.3 拉伸工艺性分析 2 2 工艺方案的确定 3 2.1 冲压基本工序的确定 3 2.1.1 工序数目的确定 3 2.1.2 工序顺序的确定 3 3 工艺设计与计算 4 3.1 坯料尺寸的确定 4 3.2 模具冲裁部分设计与尺寸的确定 4 3.2.1 落料刃口尺寸计算 4 3.2.2 冲孔部分刃口尺寸计算 4 3.3 排样 5 3.3.1 确定搭边值 5 3.3.2 条料宽度的确定 5 3.3.3 排样的确定 6 3.4 模具拉深部分

2、设计与尺寸计算 6 3.4.1 确定拉伸次数 6 3.4.2 拉深凸凹模间隙的确定 7 3.4.3 拉深模工作部分尺寸的确定 7 3.4.4 拉深凸模与凹模的圆角半径 7 3.5 冲裁力的计算 8 3.5.1 冲裁力的计算 8 3.6 拉深力的计算 8 3.7 压力中心的计算 9 3.8 橡皮垫的选择及压边力的校核 9 3.8 模具闭合高度的计算 10 4 模具整体结构的确定 11 4.1 拉深部分结构的确定 11 4.1.1 拉深模方案的确定 11 4.1.2 拉深模结构形式的确定 11 4.2 推件装置的确定 11 4.3 模架的选择 11 4.4 导向装置的选择 12 4.5 操作方式的

3、选择 12 5 设备的选择 13 6 装配图的绘制 . 14 参考文献 15 1工艺性分析 1.1零件图分析 1.1.1零件结构分析 图1.1 防火罩零件图 如上图所示，该零件为圆筒形件，总高14.5mm外径37.9mm壁厚0.3mm筒底部 右侧有一方形孔，左侧矩形区域内为一内凹区，尺寸如图。 1.2工艺性分析 1.2.1尺寸精度 由于影响拉深件精度的因素较多，故不应对其有过高的精度要求。一般情况下，拉 深件的精度应在IT13级以下，不宜高于IT11级。图上尺寸为一般精度，冲压可满足零 件尺寸要求。 1.2.2材料分析 用于拉深成形的材料要求具有高的塑性，低的屈服点和大的板厚方向性系数，而硬

4、度高的材料则难于进行拉深加工，板料的屈强比(T s/(T b越小，冲压成形性能就越好。 一次拉深的极限变形程度越大，厚向异性指数 r1时，宽度方向的变形比厚度方向的变 形容易；r值越大，在拉深过程中越不容易产生变薄和发生断裂，拉深成形性能越好。 在金属板料中，含碳量小于 0.14%的软钢、软黄铜(含铜量 6872%、纯铝及铝合金、 奥氏体不锈钢材料具有良好的拉深性能。 此零件所用材料为10号钢，属于优质碳素钢，常温下具有较高的塑性和拉深性能, 其部分力学性能如下表所示： 表1.1材料的力学性能 参数 材料名称 抗剪强度 t /Mp 抗拉强度 (5b/ Mp a 屈服强度 os/ Mp a 延伸

5、率 8i0/ % 弹性模量 3 E/10 Mpa 数值 10 255333 294432 206 29 194 1.2.3拉伸工艺性分析 制件为无凸缘圆筒形零件，要求外形尺寸，对厚度变化没有要求。制件的形状满足 拉深工艺要求。凸模圆角半径 rt =(23)t = 0. 60. 9mm大于制件圆角半径0.5mm，故 在拉伸后冲孔时应对圆角进行修整。 尺寸叮-37.300.05mm按公差表查得为IT12级，满足拉深工序对制件公差等级的要 求。 2工艺方案的确定 2.1冲压基本工序的确定 根据对零件图的分析，其冲压基本工序可初步定为：落料一拉深一冲孔。 2.1.1工序数目的确定 由于大批量生产，所以

6、冲压加工过程要求提高生产效率，降低生产成本来满足生产 要求，可要求工序数目尽量减小，应尽量把工序集中起来，采用复合模或连续模进行冲 压，很小的零件，采用复合或连续冲压加工，既能提高生产效率，又能安全生产。 由于本制件结构比较简单，基本工序只有三个，故可将三道工序集中到一套模具上 完成，工艺方案确定为落料一拉深一冲孔复合模。 2.1.2工序顺序的确定 下料 3工艺设计与计算 3.1坯料尺寸的确定 圆筒形拉深件毛坯直径 D = di2dir8r2 4dih 二 59.47mm取59.5 mm 式中 D毛坯直径，mm； di圆筒内径，mm； r 圆筒内圆角半径，mm； h 圆筒直壁部分高度，mm。

7、3.2模具冲裁部分设计与尺寸的确定 3.2.1落料刃口尺寸计算 由于制件落料部分结构比较简单，故凸凹模采取分开加工，按照精度等级IT13级查 表，工件尺寸公差为0.1，故落料件外形尺寸为59.62 mm （1）落料凹模直径 Dd = （D 一 x：）od = （59. 6 一 0. 75 0. 2）。0.045 二 59. 450.045 mm 式中厶落料件公差，mm x 系数，按照公差等级IT13级查表，x=0.75； -d凹模制造公差，查表知：-：d = 0. 045mm （2）落料凸模直径 Dp Z -Zmin）；p =（59.45 - 0.3）03 = 59.15.03 mm 式中 Z

8、min凸凹模最小间隙，查表2.3得Zmin = 0.3mm； -p凸模制造公差，查表知：;d二0.045mm。 3.2.2冲孔部分刃口尺寸计算 由于制件冲孔部分结构比较简单，故凸凹模采取分开加工，孔圆弧部分尺寸为 *8. 500.15 mm 两直边部分宽 600.16mm （1）冲孔凸模直径 dp = (d + xA)0毎=(8. 5 + 0. 75 x 0. 15),仆=8. 610.03mm 式中-：冲孔件公差，mn; x 系数，按照公差等级IT13级查表，x=0.75; 、；p凹模制造公差，查表知：-d二0. 03mm (2) 冲孔凹模直径 dd = (dpZmin)0 p = (8.6

9、10. 3)00.045 = 8. 910.045 mm 式中 Zmin凸凹模最小间隙，查表2.3得Zmin = 0.3mm； 、；d凹模制造公差，查表知：-d = 0. 045mm (3) 孔直边部分凸模宽度 Lp =(L+x bo 条料与导料板之间的间隙，查表 2.9，取0.5 mN1】； .:条料宽度的公差，查表 2.9,取0.1mm 3.3.3排样的确定 根据搭边尺寸和条料宽度，确定排样方法。如下图所示 图3.1冲裁件排样 3.4模具拉深部分设计与尺寸计算 3.4.1确定拉伸次数 工件总的拉深系数 d37. 9 m0. 64 b59. 5 相对厚度 t0 3 100%100% = 0.

10、5 b59. 5 查参考文献1表5.8,制件的极限拉深因数 m = 0. 550.58 Q 式中 F 弹性元件受力作用面积， mm ； H弹性元件的高度，mm； H最大压缩量，mm 满足压边力要求。 3.8模具闭合高度的计算 拉深模的闭合高度（H）是指滑块在下止点位置时，上模座上平面与下模座下平面的距 H二出 巴 出H - Hj - S =40451559. 564 - 14. 2 -（ 23）mm =207. 3 206. 3 mm 取 207mm 式中Hs 上模板厚度，40mm Hx 下模板厚度，45mm； Hd 垫板厚度，1015 mm 巴。凹模高度，59.5 mm; Ht 凸模厚度，6

11、4 mm Hj 零件高度，14.2 mm； S安全距离，23 mn。 4模具整体结构的确定 4.1拉深部分结构的确定 4.1.1拉深模方案的确定 经过对制件工艺性分析，工件适合拉深成形，本设计采用单动压力机上拉深。 4.1.2拉深模结构形式的确定 查表5.1: (t / D)100=(0.3 / 59.5)100 = 0. 504 1.5 式中t板料厚度，mm D毛坯直径，mm 故模具结构需采用压边圈拉深。 本设计拉深模结构采用带压边圈的倒装式结构，采用这种结构的优势在于可采用通 用的弹顶装置(弹性压边装置)。 4.2推件装置的确定 推件装置有刚性和弹性两种。弹性推件器一般装于下模座下面，与下

12、模板相连。这 种装置除有推出工件的作用外，还能压平工件，还可用于卸料和缓冲。刚性推件器一般 装于上模，推件力大切可靠。其推件力通过打杆推板推杆推块传至工件。 4.3模架的选择 本设计选用复合模。模架选用后侧导柱模架，导柱安装在后侧，从前侧送料，操作 比较方便。 其下模座主要参数如下表5.1: 表5.1 下模座GB/T2855.6主要参数 主要参数 凹模周界 H h L1 L B Cb 数值 170 170 - 45 35 180 主要参数 S A1 A R l 2 D 数值 180 115 205 42 80 - 上模座主要参数如下表 5.2： 表5.2 上模座 GB/T2855.6 主要参数

13、 主要参数 凹模周界 h L1 L B D0 H 数值 170 170 - 40 - 210 主要参数 S A1 A R l 2 D 数值 210 115 205 42 80 42 4.4导向装置的选择 导向零件可保证模具冲压时，上、下模有一精确的位置关系。在中、小型模具中最 广泛采用的导向零件是导柱和导套。本设计所选用的模架配套的是两个导柱。一般导柱 安装在下模座，导套安装在上模座，分别采用过盈配合，具体结构如装配图所示。 4.5操作方式的选择 大批量生产，采用自动化操作方式 5设备的选择 由拉深力和模具的闭合高度，选择 J23-16B型开式压力机，其主要技术参数如下 表： 表5.1压力及技

14、术参数 公称 滑块 滑块行 最大圭寸 封闭 立柱 工作台尺寸 工作台孔尺寸/mm 压力 行程 程次数/ 闭咼度 高度 距离 /mm /Kn /mm （次 /min） /mm 调节 量/mm /mm 前后 左右 前后 左右 直径 160 70 120 250 60 220 300 450 110 220 160 模柄孔尺寸/mm滑块底面尺寸/mm 床身最大可倾角 直径/mm 深度/mm 前后 左右 4040-35o 6 装配图的绘制 模具视图主要用来表达模具的主要结构形状，工作原理及装配关系。视图的数 量一般为主视图左视图和俯视图三个，必要时可以加绘辅助视图，视图的表达方式以剖 视图为主，以表达清楚模具内部各组织及其装配关系。主视图应画模具闭合时的工作状 态，而不能将上模与下模分开来画。主视图的布置一般情况下应与模具工作状态一致。 主视图放在图纸正中偏左。 俯视图一般是将模具的上模部分拿掉一半。 通常俯视图借以了解模具零件