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1、一、冷冲压模具设计的目的冷冲压模具课程设计是为机械设计制造及自动化专业在学完基础理论课、技术基础课和专业课的基础上，所设置的一个重要的实践性教学环节。 其目的是：1、综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练，从而培养和提高学生独立工作的能力。2、巩固与扩充“模具设计与制造”等课程所学的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤。3、掌握冷冲压模具设计的基本技能，如计算机绘图、计算、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等等二 分析零件零件为圆筒形冲压零件生产批量：中批量材料：45钢材料厚度：2 mm三工艺分析:工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。工件:此工件只有落
2、料和拉深两个工序.工件形状简单,并且工件为无凸缘圆筒件,要求内形尺寸,拉深时厚度不变,因此工件能满足落料拉深要求.工件的底部圆角半径r=2mmt,满足再次拉深圆角半径要求.尺寸20 mm,也满足拉深工序对工件的公差等级要求。材料: 45钢,由于强度低,塑性好,适用于制造受力不大的冲压件和拉深件,并有利于冲压成形和制件质量的提高,还具有良好的冲压成形性能,即有良好的抗破裂性,良好的贴模和定形性,所以具有良好的冲压性能。四 工艺方案的确定:1 先确定拉深次数：确定拉深次数,先判断能否一次拉出总拉糸数m总=dn/D中的, dn实际上是零件所要求的直径.当m总 m1时,则该零件只需要一次拉出,否则就要
3、进行多次拉深计算毛坯尺寸： 查1中表6-2得修边余量h, h/d=49/18=2.54,取h=4mm毛坯直径公式D= d2+4dh-1.72rd-0.56r2参数:d = 18mm参数:h = 49mm参数:r = 4mm计算结果D=63.3mm查1中表6-6得,取m1=0.4,；取m2=0.7,m3=0.75总拉深糸数: m总=dn/D=18/63.3=0.28m1=0.4,则可以判断出一次拉不出.则第一次拉深直径d1=m1D=0.463.325.3mm第一次拉深的高度:h1=0.25(D2/d1)-d1+(0.43r1/d1)(d1+0.32r1)参数:d1=25.3mm参数r1=4mm计
4、算结果h137.5mm 第二次拉深直径d2=m2d1=0.725.317.7mm由此可得知，d2 d工件则产品是通过二次拉深所得到的。工序图如1-1所示 2工艺方案：该工件包括落料、拉深两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，首次拉深一，再次拉深。采用单工序模生产。方案二：落料+拉深复合，后拉深二。采用复合模+单工序模生产。方案三：先落料，后二次复合拉深。采用单工序模+复合模生产。方案四：落料+拉深+再次拉深。采用复合模生产。方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需二副模具，工件的精度及生产效率都较高，工件精度也能满足要求，操
5、作方便，成本较低。方案三也只需要二副模具，制造难度大，成本也大。方案四只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求，但模具成本造价高。通过对上述四种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳。五模具总体设计（1） 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用落料拉深冲压和再次拉深。所以模具类型为复合模和单工序模二套模具。（2） 定位方式的选择 复合模：因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用固定挡料销定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。 拉深二模：采用带有压边圈装置对工件进行定位。（3） 卸料、出件方式的
6、选择 因为工件料厚为2mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。对于复合模生产，应采用上出件比较便于操作与提高生产效率。对于拉深二,也是采用上出件比较方便.（4） 导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该两套模具采用后侧导柱的导向方式六工艺设计计算1排样方式的确定及其计算设计复合模，首先要设计条料排样图。圆筒形状简单，落料形状就是一个圆，可以采用直排方式，如图4-1所示的排样方法，1)、查1中表3-10得 搭边值 a=1.0mm a1=1.2mm 2）、送料步距AA=D+a=63.3+1=64.3mm3）、条料宽度B（采用无侧压装置的导料板之间送料时）B =（D+2a
7、1+2+b0）=（63.3+21.2+20.5）=66.7mm4）、一个步距内材料料利用率=(s1/s0)100%=(63.32/4)/(64.366.7 )100%=73.33%5）、 查3板材标准，宜选600mm1750mm的钢板，每张钢板可剪裁为5张条料（120mm1750mm），每张钢板的材料利用率为74%2、冲压力的计算料落:采用弹性卸料装置和下出件模具查1表2-3得,取=300MP冲裁力F=Ltb=1.3Lt=1.33003.1463.30.862013N式中 L冲裁件周长(mm)t板料厚度（mm）b材料的抗拉强度（MPa） 查1表3-8得K卸=0.05 K顶=0.06F卸=K卸F
8、=0.0562013=3100.68NF顶 = K顶F=0.0662013=3720.78N压力机所需的冲压力 F冲总=F+ F卸+ F顶=68834.46N拉深一 查1表6-11得,K1=1;K2=0.85; b查1得表2-3, 查16-13得b=400MP P=2.5MP拉深力:F拉=Kdtb =13.1425.30.8400 =25421.44N压边力:FQ1=(/4)D2-(d1+2R凹)2p =(3.14/4)63.32-(25.3+26.4凹)22.5 =1071.23N总冲裁力: F= F冲总+ F拉+ FQ1=95327.13N也就是压力机所需的冲压力故落料拉深复合模配的的压力
9、机所需的总冲压力为F总=95327.13N拉深二 查1表6-11得,K2=0.85; b查得表2-3,得b=400MP查1表6-13得:p=2.5MP; 查1表3-8得K顶=0.06;拉深力:F拉2=K2d2tb =0.853.1417.70.8400 =15117N压边力:FQ2=(/4)d12-(d2+2R凹)2p =(3.14/4)25.32-(17.7+22.4)22.5 =262.66N顶件力: F 顶= K顶 F拉2=0.0615117=907N总冲裁力: F= F拉+ FQ2+ F 顶=15117+262.66+907=16286.66N也就是压力机所需的冲压力所以二次拉深时的压
10、力机所需的总冲压力为F总=16286.66N七主要零部件设计1. 工艺零件设计：11 工作零件： 拉深落料复合模： 凸凹模结合工件外形并考虑加工，将凸凹模设计成带肩台阶式圆凸凹模，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换，采用车床加工，与凸凹模固定板的配合按H7/m6。凸凹模长度L=36+16+6+29+1=88mm。具体结构可参见图5-1.1(b)所示。 拉深凸模拉深凸模采用台阶式，也是采用车床加工,与凸模固定板的配合按H7/m6的配合,拉深凸模结构如图5-1.1（a）所示。落料凹模凹模采用整体凹模，冲裁的凹模孔可采用线切割机床和铣床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，
11、将压力中心与模柄中心重合。凹模的轮廓尺寸应要保证凹模有足够的强度与刚度，凹模板的厚度还应考虑修磨量，根据冲裁件的厚度和冲裁件的最大外形尺寸在标准中选取凹模板的各尺寸为：长230mm，宽200mm，因考虑到整套模具的整体布置要求，选其厚度为79mm，模具刃口尺寸的计算落料:按按单配加工时的尺寸的计算查1中表3-3得 Zmin=0.072mm Zmax=0.104mm取落料的尺寸公差为IT14,则公差为=0.87mm查1中表3-5得 x=0.5所以落料料凹模尺寸：D=（D max-x）=(63.3-0.5*0.87) =62.865mm因此落料凸模的基本尺寸与与凹模相同是62.865mm,但不必注
12、公差,注明以0.720.104mm的间隙与落料凹模配制.落料凹模如图5-1.2所示:拉深一:查1中表6-14得 C1=1, C2=81).凹模圆角半径R凹= C1 C2t=180.8=6.4mmR凸=(0.71.0) R凹=0.856.4=5.44mm取R凸=5.5mm2).拉深模的单边间隙Z=(D凹-D凸)/2 查1表6-15,得单边间隙Z=1.1t=1.10.8=0.88mm3).拉深凸模和凹模工作部分的尺寸及其制造公差:第一次拉深模,由于其毛坯尺寸与公差没有必要予以严格的限制,这时凸模和凹模尺寸只要取等于毛坯的过渡尺寸即可,以凸模为基准.取公差等级为IT10=0.12mm.d凸=d -0
13、凸=63.20-0.12mmd凹=( d凸+ 2Z) 0+凹=(63.2+20.88)0+0.12=64.96 0+0.12mm图形如5-1.1图所示: 12 工作零件： 二次拉深模凸模根据工件外形并考虑加工，将凸模设计成带肩台阶式圆凸凹模，一方面加工简单，另一方面又便于装配与修模，采用车床加工，与凸模固定板的配合按H7/m6。凸模长度 L=H1+H2+Y式中 H1凸模固定板厚度H2压边圈高度Y附加长度，包括凸模刃口修磨量，凸模进入凹模的深度46mm，因此凸模长度L=28+60+46=134mm。具体结构可参见图5-1.2(a)所示。 凹模 凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工
14、，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。取凹模轮廓尺寸为160mm58.8mm，结构如图5-1.2（b）所示模具刃口尺寸的计算1).凹模圆角半径R凸= r凸=2mmR凹= R凸/0.85=2/0.85=2.352mm2.4 mm2).拉深模的单边间隙Z=(D凹-D凸)/2 查1表6-15,得单边间隙Z=1t=10.8=0.8mm3).拉深凸模和凹模工作部分的尺寸及其制造公差: 查1表6-16得凸凹的制造公差为: 凸=0.02mm凹=0.03mm 当工件要求内形尺寸:凸模尺寸:d凸=(dmin+0.4)=(17.7+0.40.4) mm=17.86mm凹模尺寸: d凹=( dmin+0.4+2Z) =(17.7+0.40.4+20.8) =19.46mm图形如5-1.2所示: 1.3. 定位零件的设计 落料拉深复合模固
