圆筒零件一次拉深模具设计

目录

一、冲压件的工艺分析.....................................................................2

1.材料2.工件结构3.尺寸精度二、确定工艺方案及模具结构形式...............……….2

1.方案的提出2.方案的比较2.方案的确定三、确定毛配形状尺寸和工序件主要参数的计算...............................31.确定切边余量Δh2.计算毛坯直径D3．确定是否要压边圈4.确定拉深次数5.排样及材料利用率四、零件的工艺过程.................................................................................................5

五、拉深凸凹尺寸的确定.........................................................................................6六、计算模具压力中心........................................................................................7七、弹性元件的设计.............................................................................................7八、模具零件的选用.............................................................................................71.模架的选择2.模柄的选择九、冲压设备的校核.............................................................................................8十、其他需要说明的问题....................................................................................91.挡料钉3.定位钉4.垫板的设计5.卸料板十一、模具装配.....................................................................................................101．装配一般按下面的步骤2．试冲和调整十二、参考文献......................................................................................................11工件名称：圆形深筒生产批量：中批量材料：08F厚度：2mm描述：圆筒类零件，底部中央有一个直径为10mm的圆孔。一、零件的工艺分析1.1、材料08F，是优质碳素结构钢，塑性好、组织均匀、晶粒大小适当具有良好的拉深性能。1.2、工件结构零件为圆筒类带孔拉深件，孔在底部并且不在拉深变形区，冲孔尺寸符合要求，零件的孔与孔和孔的边缘的距离同样符号要求。1.3、尺寸精度零件图上尺寸属于IT14级。一般冲压能满足精度要求。结论：可以进行冲裁拉深加工。二、确定工艺方案及模具结构形式从工件结构形状可知，工件成型所需的基本工序为冲孔、落料、拉深、切边四种。其中冲孔、落料的方法可采用单工序模、复合模和级进模。2.1、方案的提出方案一：采用复合模。首先在复合模上同时完成冲孔落料复合工序，然后在拉深模上完成拉深。方案二：采用单工序模。首先在冲孔模上冲孔，然后落料，最后在拉深模上完成拉深。方案三；采用连续模具。首先在连续模具上完成冲孔和落料工序，然后在拉深模上完成拉深。2.2、方案的比较方案一的优点是工序相对集中，需要用模具较少，压力机和操作人员的效力较高。缺点是模具结构相对较复杂。方案二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，劳动量较大，不适合批量生产。方案三的优点是工序较集中，占用设备和人员较少，自动化程度较高，缺点是工件表面容易划伤，尺寸和形状不准确。2.3、方案的确定综合上述，考虑到工件精度要求不高，零件的形状结构简单，批量大等原因，故选择第一种方案，采用复合模具结构。三、确定毛配形状尺寸和工序件主要参数的计算3.1、确定切边余量Δh根据h=27mm，d=34mm，h/d=27/34=0.794，查表并取Δh=2mm。3.2、计算毛坯直径D根据公式计算：=69.163mm故取D=70mm3.3、确定是否要压边圈根据毛坯的相对厚度：t/d×100=2/70×100=2.86查表可知：t/d较大，可不用压边圈。3.4、确定拉深次数（1）判断能否一次拉出。毛坯的相对厚度t/d×100=2/70×100=2.86,零件的中拉深系数：m总=d/D=34/70=0.49,从表中差得不用压边圈的各次拉深系数为：m1=0.50由上面的计算知：m总≈m1，故：该零件可以一次拉出。（2）拉深次数：该零件只需要一次拉深就能够达到所需的尺寸，拉深次数为1次，因此第一次拉深h=27mm。3.5、排样及材料利用率排样方法冲裁件在板料，带料或条料上的不止方法称为排样。合理的排样是将低成本和保证冲件质量及模具寿命的有效措施。应考虑以下原则：提高材料的利用率（不影响冲件的使用性能的前提下可适当改变冲件形状）。合理排样可使操作方便，劳动强度低。模具结构简单寿命长。保证冲件质量和冲件对板料纤维方向的要求。A：根据零件图可选用少废料的利用率情况，排样有三种：A有废料排样b少废料排样c无废料排样根据零件图可选用少废料排样。沿冲件部分外形切断或冲裁。只有在冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间留有搭边。这种排样利用率高，用于某些精度要求不是很高的冲裁件排样。B：排样的形式分为直排式，斜排式，直对排，斜对排，混合排等。根据零件的形状和排样方法确定为直排排样。如图所示搭边与料宽1）搭边:排样中相邻两个零件之间的余量或零件与条料边缘件的余量称为搭边。其作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。由排样图知搭边值a=a1=1.5式中a——侧面搭边a1——冲件之间的搭边值搭边值的大小与下列因素有关：a材料的力学性能b材料的厚度c零件的外形和尺寸d排样方法e送料及挡料方式2）送料步距和条料宽度的确定a.送料步距:条料在模具上每次送进的距离称为送料步距（简称步距或进距）其大小应为条料上两个对应冲裁件的对应点之间的距离。b.条料宽度:条料宽度的确定原则：最小条料宽度要保证冲裁件零件周边有足够的搭边值。最大条料宽度要能在冲裁时顺利在导板之间送行并与导料板之间有一定的间隙。根据零件图要求，导料板之间无测压装置送料进距：s=D+a1=70+1.5mm=71.5mm条料宽度：b=D+2a=70+2×1.5mm=式中D——平行于送料方向冲裁件的宽度3）裁板方法:板料规格选用2mm×1000mm×3000mm每张钢板裁板条数n1：为了操作方便，采用横裁，即n1=3000/73=41条，余7每条裁板上的工件数n2n2=(B-a1）/s=(1000-1.5)/71.5=15个式中B——钢板宽度（每条裁板的长度）1000mm每张钢板上的工件总数：n总=n1×n2=41×13=533个4）材料的利用率:衡量材料的经济利用率的指标是材料的利用率：η=(n总×πD²)/(4L×B)×100%=(533×3.14×70²)/(4×3000×1000)×100%=68.3%四、零件的工艺过程工艺规程卡片产品名称工件名称圆形深筒产量第页产品图号工件图号共页材料牌号及技术规格08钢毛料形状及尺寸选用板料纵裁成1800×900×21800×58×2工序号工序名称工序草图工装名称设备检验要求工种备注0下料1800×58×2剪床1冲孔落料冲孔落料复合模250kN压力机按草图检验2拉深弯曲模160kN压力机按草图检验3切边弯曲模160kN压力机按草图检验5去毛刺6检验按冲压件图检验五、拉深凸凹尺寸的确定初始双面间隙Zmax、Zmin材料厚度t/mm08、10、3509M2、Q235Q34540、5065MnZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmaxZmin小于0.5极小间隙0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.60.0.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0920.90.0900.1160.0900.1260.0900.1260.0900.1261.00.1800.1200.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.380对于冲制复杂形状冲件的模具或单件生产的模具，其凸凹模常采用配合加工的方法。凸凹模工作部分尺寸计算：其落料件按凹模磨损后尺寸增大（A类尺寸），减小（B类尺寸）和不便（C类尺寸）的规律分三种。冲件按凸模磨损后尺寸减小（B类尺寸），增大（A类尺寸）和不变（C类尺寸）的规律分三种。因为工件属冲孔，根据设计要求确定凸模刃口尺寸并依次为基准配置凹模，按磨损后其尺寸变大，变小，不变。查表得：2Cmin=0.246mm，2Cmax=0.360mm，则：2Cmax-2Cmin=0.360-0.246=0.014mm。落料刃口尺寸计算（φ36）,对于落料部分按未标注公差IT14级计算，选凹模为设计基准件。凹模刃口尺寸：D凹=（70-0.5×1）+0.040=69.5+0.040凸模刃口尺寸，按凹模的尺寸配制。其双面间隙为0.360~0.246mm。为保证刃口有较长的使用寿命，即保证刃口磨损后还能冲出合格的制件来，制造时保证最小间隙为2Cmin=0.246mm。拉深凸模与凹模的单边间隙可按表2—12（见冲压模具设计实例一书）中式Z/2=1t计算得Z/2=0.5mm，由于拉深工件的公差可采用IT10级精度，查书附录，按公式可求拉深凸、凹模尺寸及公差如下：：mmmmmm六、计算模具压力中心模具的压力中心就是冲裁力合力的作用点。冲模压力中心应尽可能和模柄轴线以及压力机滑块中心线重合，以使冲模平稳的工作，减少导向件的磨损，从而提高模具的寿命。冲模压力中心的求法，采用求平行力系合力的作用点方法。由于绝大部分冲裁件沿冲裁轮廓线的断面厚度不变，轮廓部分的冲裁力与轮廓长度成正比，所以，求合力的作用点可转化为求轮廓线的中心。由图3可知，其压力中心就在圆心上。即X0=0，Y0=0七、弹性元件的设计为了得到较平整的工件。此模具采用弹压式卸料结构。弹簧和橡胶是模具中广泛应用的弹性元件。主要为弹性卸料，压料及出件装置供弹压力。弹压卸料装置是由卸料板、弹性元件（弹簧或橡胶），卸料螺钉等零件组成。八、模具零件的选用1、模架的选择《冲模模架》标准是1991年5月1日由国家技术监督局批准频布实施的，该标准是在《冷冲模》国家标准的基础上修订的新标准，其中模架产品标准：（GB/T2851.1，GB/T2851.3~7，GB/T2852.1~4）共10个。模架的选择一般根据凹模定位和卸料装置的平面而定，选择模座的形状和尺寸，模座外形，尺寸比凹模相应尺寸大40~70mm。模座厚度一般取凹模厚度的1~1。5通常所说的模架由上模座，下模座，导柱，导套四比粉组成，一般标准模架不包括模柄。模架是整副模具的骨架，它是连接冲模主要零件的载体，模具的全部零件都固定在它上面，并承受冲压过程的全部载荷。模具的上模座和下模座分别与冲压设备的滑块和工作台固定。上下模间的精确位置由导柱导套来实现。模架的选择应从三方便入手：依据产品零件精度，模具工作零件配合精度、高低确定模架精度；根据产品零件精度要求，形状，板料送料方向选项二模架类型；根据凹模周界尺寸确定模架的大小规格。查文献【1】P117表2—49选择《冲模滑动导向模架后侧导柱模架》GB/T2851。3-1990。后侧导柱模架的特点是导向装置在后侧，横向和纵向送料都比较方便，但如果有偏心载荷，压力机导向又不精确，就会造成上模歪斜，导向装置和凸、凹模都容易磨损，从而影响模具寿命，此模架一般用于较小的冲裁模。选择模架规格：2、模柄的选择查文献【1】表2-37知选用旋入式模柄。通过螺纹与上模座连接，为防止松动，常用防转螺钉紧固，优点是拆装方便，缺点是模柄轴线与上模座的垂直度较差。3、螺钉固定螺钉引入模体的深度勿太深，如拧入铸铁件深度是螺钉直径的2-2。5倍，拧入一般钢件深度是螺钉直径的1。5~2倍。4、定位销冲模中的定位销常选用圆柱销，其直径与螺钉直径接近，不能太细，每个模具上只需两个销钉，长度不能太长，使进入模体长度直径的2~2。5倍。九、冲压设备的校核选用630KN规格的压力机其主要技术参数为公称压力：630KN滑块行程：120mm最大封闭高度：360mm最大封闭调节量：90mm工作台尺寸：480mm×710mm工作台垫板孔尺寸：φ180mm模柄孔尺寸：φ50mm×70mm工作台厚度：90mm垫板厚度：80mm十、其他需要说明的问题挡料钉在卸料板上设置一个挡料钉，？4的挡料钉的结构如图，导正应在卸料板压紧板料之前完成导正，考虑料厚和能准确挡料，确定卸料板上的挡料钉超出卸料板0。4mm，并考虑到挡辽钉下部弹簧的长度h0=25mm，结合模座其他零件的尺寸，确定挡料钉的长度为19mm，挡料钉和其孔的配合采用H7/h6。定位钉定位钉用语单个胚料或工序件的定位，其定位方式有两种：外缘定位和内孔定位，如图所示：

垫板的设计垫板的作用是直接承受凸模的压力，以降低模座所受的单位压力，防止模座被局部压陷，从而影响模具的正常工作，垫板上的螺钉孔，销钉孔，推杆孔均根据凹模固定板进行配作，垫板厚度一般取4-12mm，此模具中的垫板厚度取7mm，垫板的长和宽尺寸和凸模固定板相同。卸料板当卸料板仅起卸料作用时，凸模与卸料板的双边间隙取决于板料厚度，有一般在0。2-0。5mm之间，板料薄时取小值；板料厚时取大值。当固定卸料板兼起导板作用时，一般按H7/h6配合制造，但应保证导板与凸模之间间隙小于凸、凹模之间的冲裁件时，一般采用固定卸料装置。十一、模具装配1．装配一般按下面的步骤进行：1)装配压入式模柄，垂直上模座端面，装后同磨大端面齐平。2)将拉深凸模装在下模座上，并相对下模座底面垂直。同磨端面平齐后，作止动螺钉孔，并安装止动螺钉。3)以顶件块定心，将凹模装在下模座上，经调整与拉深凸模同轴后，用平行夹板夹紧，做螺钉孔和销钉，并拧紧螺钉，配入适当