落料拉深冲孔复合模具设计

专业课程设计说明书

一冲压模具课程设计

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学号：_________

班级：__________

指导老师：.

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目录

0

一、工艺性分析

..........................................................2

二、工艺方案的分析和确定

..........................................................2

三、主要工作部分尺寸计算

..........................................................7

四、零件尺寸设计选取

.....................................................9

五、压力机的校核

..........................................................13

六、设计总结

..........................................................14

参考文献

..........................................................15

一、工艺性分析

材料为Ly12M,料厚为0。8mm,大批量生产。

该零件为中等高度锥形件,其相对高度2=0.6,锥度々=37。,板料相对厚度

d

-^xl00=6,154>1.5则可以采用一次拉深成形.拉深系数〃7=4/0=5/13=0.3846。

根据公式《2攵（1-加）判断其在拉深过程中是否起皱。

0.06154=、之以1一6）二得x（1-（）.3846）=0.05385

则该工件在拉深过程不会起皱.

根据制件的材料，料厚形状及尺寸在进行冲压工艺过程中设计和模具设计时应

注意以下几点：

1、该工件为锥形拉深冲孔件，设计时应保证工件内尺寸的准确。

2、冲裁间隙拉深凸凹模间隙的确定应符合制件的要求.各工序凸凹模动作的行

程应保证各工序动作的稳妥连贯。

二、工艺方案的分析和确定

（一）、工艺方案的分析

根据制件的工艺性分析，其基本工序有落料，拉深，冲孔。按其先后顺序组合

可得到以下几种方案:

2

314x13

z/=—X1OO%=—X^^X1OO%=—!—XX100%«57.2%

bhbh416x14.54

式中A-一冲裁件面积

〃------个进距内冲裁件数目

b——条料宽度

h一进距

送料方向为从右向左

3。计算工序压力选择压力机

(1)落料力计算

F^=1.3Ltr

式中心一一落料力(N)；

L工件轮廓周长，L=7cD=40.S2mm；

t---材料厚度，t-0.8〃"〃；

T---材料抗剪强度(MPa)。查得7=28()MPa.

落料力则为：

F,落=1.3x40.82mmx0.8mmx280MPa工11.89kN

(2)卸料力计算

4

/二K卸F落

式中端----卸料力因数，查得其值*=0.05o

卸料力则为：

=0.05x11.89^0.59W

（3）冲孔力计算

^.=1.3Ltr

式中L----工件内轮廓周长（〃〃〃）。

L=3.14x1.5〃〃”=4.71mm

冲孔力则为：

月中二1.3x4.71mmx0.8mmx280MPax1.37kN

（4）推件力计笄

推F冲

式中K推----推件力因数，由参考书查得K推=0.05；

n---卡在凹模内的工件数，〃=2o

则推件力为：

=2x0.05x1.37=0.137kN

⑸拉深力计算

由于该零件为浅拉深，故可按无压边圈的圆筒形件近似计算。

%=K7rds

式中F拉----拉深力（N）；

d----拉深件直径，d=9.52mm；

，——材料厚度；

q-----材料的强度极限（Ma）,从参考书查得％=400MPa

K----修正因数，K=L25.

5

则拉深力为

6,二1.25x3.14x9.52x0.8x400*1L96kN

故总冲压力为：

/吗+/+++%+%=

(11.89+0.59+1.37+0.137+11.96)kN工25.95AN

4.冲压设备的选择

对于浅拉深可按式品2(L6~L8)%,估算公称压力来选取压力机。根据参考书，选

用公称压力为63块的开式可倾工作台压力机。其主要技术参数为：

公称压力：63kN

滑块行程：50〃〃〃

最大闭合局度：170〃〃〃

封闭高度调节量：40〃仙

工作台尺寸：315皿77X2OO/W77

模柄孔尺寸：①3O/7W7X50/77/77

三、主要工作部分尺寸计算

对于工件未注公差可按ZT14计算，也可由参考书查得各尺寸的未注公差.

根据参考书查得，冲裁模刃口双面间隙Zmm=0045加，4皿=0075〃〃〃o

(1)落料刃口尺寸计算

①13?043Mm的凸、凹模的制造公差由参考书查得彳了0.02mm,编=0.02mm。

由于/十如衣皿,.,故采用凸模与凹模配合加工方法。落料模具应以凹模为基准，

然后配作凸模。查得因数户0.5.则：

4=(D-xA)^ul=(l3-0.5X0.43)产=12.785产

。凸按凹模尺寸配制，其双面间隙为0.045〃〃”〜0.075mm。

其工作部分结构尺寸如下图

6

凸模按凹模配制

(2)冲孔刃口尺寸计算

对于孔①1.5产加加的凸、凹模的制造公差查参考书得匹二名=0.02mm。

由于a,+&i>Za-Z…，故采用凸模与凹模配合加工方法。冲孔模具应以凸模为基准，然

后配作凹模。查得因数x=0.5o则：

dA=(d+xA)°.=(L5+O.5x0.25(pmm=1.625^(Pmm

九按凸模尺寸配制，其双面间隙为().045〃〃〃〜0.075mm。

其工作部分结构尺寸如下图

7

争L625-0.02

（3）拉深工作部分尺寸计算

拉深凸模和凹模的单边间隙可按式Z/2=l/计算，Z/2=O.8〃〃〃。

由于拉深工件的公差为厅14级，故凸、凹模的制造公差可采用b10级精度。对于

①5,刖，查参考书得匹=编=0.048mm;对于O9.52?036/n/n,查参考书得

5凸二心=O.O58mm。按式《产（工0.75A）产、式［产（4*）。电可求拉深凸、凹模尺寸及尺

寸公差如下表：

工件尺寸4产（d-（）.75A）；疝4、=（dp『Z）。心

4.775728m・的川〃

①ymmzM317510

①9.52°（）%m机9.25*58mm7.65:0‘8〃〃〃

其工作部分结构尺寸如下图

8

四、零件尺寸设计选取

1o弹性元件的设计计算

为了得到较平整的工件，此模具采用弹压式卸料结构，使条料在落料、拉深过程中

始终处在一个稳定的压力之下，从而改善了毛坯的稳定性，避免材料在切向应力的

作用下起皱的可能。

卸料板上卸料采用橡胶作为弹性元件

按下式计算橡胶的自由高度

H自由=（3.5〜4）s工作

式中”门由--------橡胶的自由高度（如〃）；

s工作——工作行程与模具修磨量或调整量（4~6,皿）之和。

s工作=（3+1+4）mm=8mm

则”门由=（3.5~4）x8mm=28〜32"〃〃

取H自由二30mm

计算橡胶的装配高度:

9

”2=(085~0.9)，门由二(0.85〜0.9)x30=25.5〜27mm

取心=26〃〃〃o

橡胶的断面面积，在模具装配时按模具空间大小确定使橡胶直径。=20〃加，则

-^=1.5,满足。

20落料凹模的尺寸设计

凹模外形尺寸按以下经验公式确定：

由于材料厚度为t=0.8〃〃〃，应满足5mm,可取〃=Smrn

H=Kb=0.35x\3=4.55〃加?，一4殳"2Siwn,故可取”=12mm

按照"/T7643.1-2008标准，可选取Lx8=63x50

3.落料凸模拉深凹模的设计

选用类似圆柱头直杆圆凸模，材料为012,由于毛坯尺寸力=13加机,按照

JB/T5825-2008标准，H=5mm,R=16mm,可选取L=42机m。

4.冲孔凸模的设计

选用冲模圆柱头直杆圆凸模，根据冲孔尺寸d=，按必/75825-2008标准，取

H=3tmn,R-3加〃2,其长度比落料凸模长，根据需求取L=58.8加加.

5.冲孔凹模拉深凸模的设计

根据冲孔直径d=1.5〃〃〃，及外形尺寸2=5mm,D2=9.52〃〃〃，按照JB/7583()-2(X)8标

准，选取L=24.2〃〃〃,h=3mm,/=2trun,4=2.8mm

60上下固定板的设计

固定板主要用于固定小型凸模和凹模.凸模固定板厚度约取凸模固定部分直径的

1-1.5倍。它与凸模采用过度配合(%/%)。上固定板与落料凸模配合，下固定板与

拉深凸模配合.则：

根据落料凸模固定部分直径2=16〃"〃，上固定板和盖板总厚度取为24〃"〃，取盖板

厚度为2.2mm。

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根据拉深凸模固定部分直径2=9.52〃"〃,下固定板取厚度为13/wno

7o上下垫板的设计

先根据公式(上下模座均采用铸铁W25-47,其々=90~140(MPa))判

F

断是否需要垫板：

上垫板:

P1,37——=\39.9\MPa

a=-=-T

cF122

—X/TX3mm

4

为了妥当应使用上垫板。

上垫板材料选择45钢，厚度选择为8〃〃〃o

下垫板:

P11.964V……ri

(7=—=--------------=168.1\MPa>

F—x^x9.522mnr

4

因此需使用下垫板。

下垫板材料选择45钢，厚度选择为o

80卸料板的设计

采用弹性卸料板，其材料选用45钢。弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用°

卸料板孔和凸模的单边间隙—=(0.1-0.2)/=0.08~0.16mm,^—=0Amm。

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卸料板的厚度查表选取儿=8〃〃〃o卸料板导向孔局度取〃=4""77o卸料板底面图出凸

模底面的尺寸k=0.5mm。

9o上、下模座的设计

采用后侧导柱模座，材料选用铸铁货25-47o

上模座:

根据G8/72855.1-2008标准，以及落料凹模周界LxB=63x50,选择其基本尺寸,

H=20"〃7?,L]=70mm,S=10mm,A=45mm,A,=75"〃〃,R=25nvn,/,=40mm。

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下模座：

同样，根据G4/T2855.1-2008标准，以及落料凹模周界LxB=63x50,选择其基本尺

寸,H=25mm,h=20mm,=10mm,S=74/nm,A]=45mm,A2=75〃〃〃,

R=25nun,/2=40mmo

10.模柄的设计

采用冲模压入式模柄，材料选用。235.

根据所选压力机模柄孔尺寸①30x50,参考77646.1-2008标准，选用模柄尺寸

为：d=30mm,4=32nun,d2=40mm,L=65mm,1^=20mm,L2=5mm,L3=3mm,

i/3=1\tnm,dq=6mm。

11o挡料销的设计

采用圆柱头式固定挡料销，其材料为45钢。

挡料销圆头部分直径应小于落料直径,参考JB/77649.10-2008标准，选取挡料销尺

寸为：d=6mm,d】=3mm,h=3mm,L=87wz?。

12o定位销的设计

定位销采用材料45钢，其尺寸d=5mm,L=1Om/n,定位销销头与度为

〃=1+2=2.8〃"〃o

13.导向装置设计

滑动导向导柱：

按照标准GB/72861.1-2008选择导柱：d=16〃〃"，2=125mm。材料选用200。

滑动导向导套：

按照标准GB/72861.3-2008选择导套：D=\6mm,d=25mm,L=6()mm,H=lSmni.

材料选用20。o

五、压力机的校核

选用的是公称压力为63AN的开式可倾工作台压力机。其主要技术参数为：

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公称压力：63kN

滑块行程：50〃"〃

最大闭合鬲度：170mm

封闭高度调节量