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1、冲压工艺与模具设计课程设计报告设计题目宽凸缘圆筒件落料拉深复合模具设计CYX学生某某学生学号专业班级学院名称机械与运载工程学院指导教师2016年9月9日随着中国工业不断地开展，模具行业也显得越来越重要。本文针对宽凸缘 圆筒零件的冲裁工艺性和拉深工艺性，分析比拟了成形过程的三种不同冲压工艺 单工序、复合工序和连续工序。简要分析了坯料形状、尺寸，排样、裁板方 案，拉深次数，冲压工序性质、数目和顺序确实定。进展了工艺力、压力中心、 模具工作局部尺寸与公差的计算，并设计出模具。还具体分析了模具的主要零部 件如凸凹模、卸料装置、拉深凸模、垫板、凸模固定板等的设计与制造，凸 凹模间隙调整。列出了模具所需零
2、件的详细清单，并给出了合理的装配图和零件 图。关键词：落料；拉深；复合模；凸缘圆筒件目录1前言11.1 冲压模具在制造业的地位11.2 拉深工艺概述12工件尺寸与分析31.3 工件材料分析31.4 结构和精度分析43工艺分析5工序尺寸的计算5模具类型的选择10排样尺寸的计算114落料拉深复合模整体方案设计14整体工作原理概述14各零件作用概述14模具的形式15判断是否选用压边圈16拉深模间隙16定位与卸料装置165零件具体设计175.1 落料凹模175.2 落料拉深凸凹模185.3 拉深凸模185.4 卸料板195.5 凸凹模固定板205.6 垫板的设计205.7 模架205.8 导柱导套21
3、冲裁力22卸料力、推件力和顶件力22压边力白计算23拉深力的计算23压力机白选择23完毕语25参考文献261前言1.1冲压模具在制造业的地位冲压是使板料经别离或成形而得到制件的加工方法。比如冲裁就是利用冲模使局部材料或工序件与另一局部材料、工序件或废料别离的一种冲压工序。而拉深如此是利用拉深模具将冲裁好的平板坯料或工序件变成开口空心件的一种成形冲压工艺。冲压利用冲压模具对板料进展加工。 常温下进展的板料冲压加 工称为冷冲压。目前，工业生产中普遍采用模具成形工业方法，以提高产品的生产率和质量。一般压力机加工，一台普通的压力机设备每分钟可成形零件几件到几十件，高速压力机的生产率已达到每分钟数百件甚
4、至上千件。据不完全统计，飞机、汽车、 拖拉机、电机、电器、仪表、等产品，有 60%左右的零件是用模具加工出来的； 而自行车、手表、洗衣机、电冰箱与电风扇等轻工业产品，有90%左右的零件时用模具加工出来的；至于日用五金、餐具等物品的大批量生产根本上完全靠模具 来进展。显而易见，模具作为一种专用的工艺设备，在生产中的决定性作用和重 要地位逐渐为人们所共识。拉深如此是利用拉深模具将冲裁好的平板坯料或工序件变成开口空心件的 一种成形冲压工艺。拉深件几何形状可分为旋转体件拉深、盒形件拉深和复杂形状件拉深等三 类。其中，旋转体拉深件又可分为无凸缘圆筒形件、 带凸缘圆筒形件、半球形件、 锥形件、抛物线形件、
5、阶梯形件和复杂旋转体拉深件等。用拉深工艺与翻边、胀 形、扩口、缩口等其他冲压成形工艺配合，还能制造形状极为复杂的零件。因此 在汽车、飞机、拖拉机、电器、仪表、电子等工业部门的生产过程中，以与人民 日常生活用品的生产中，拉深工艺占有相当重要的地位。为实现拉深工艺所使用的具叫做拉深模。 与冲裁模比拟，拉深模结构相对较 简单，工作局部有较大的圆角，外表质量要求高，凸、凹模间隙略大于板料厚度， 拉深模的一般结构如图1.1所示。模柄2-卜模弹3-M模固定板1.1 弹簧5-压边圈1.2 定位:板”凹模8 -卜模明9-卸料探钉结构L止凸根2工件尺寸与分析2.1 工件尺寸等根本信息工件为一宽凸缘圆筒拉深件，其
6、具体尺寸如图2.1,图2.1宽凸缘圆筒件拉深高度：19mm；筒形中径：15mm；凸缘直径：41mm；圆角半径：2mm材料厚度：1.0mm；生产批量：大批量；材料：10钢；未注公差：IT14。2.2 工件材料分析10钢为优质碳素结构钢，具有良好的拉深成形性能。其强度、硬度低而塑 性较好，非常适合冲裁加工。其抗剪强度r255 353MPA取33 0MPA其抗拉强度 bb324 441MPA 取 bb 335MPA另外产品对于厚度与外表质量没有严格要求，所以尽量采用国家标准的板 材，其冲裁出的产品外表质量和厚度公差就可以保证。2.3 结构和精度分析零件为一有凸缘的圆筒形件，外形为直线和曲线结合，结构
7、相比照拟简单，底部圆角半径为R2,满足筒形拉深件底部圆角半径大于一倍料厚的要求，因此,零件具有良好的结构工艺性。工件加工工序主要由落料工序、拉深工序组成。零件精度为IT14,由于精度要求不高，普通拉深即可达到零件的精度要求。在零件工艺性分析的根底上制定其工艺路线如下：零件的生产包括落料、拉深需计算确定拉深次数、翻边切边等工序，为了提高生产效率，可以考虑 工序的复合。3工艺分析工序尺寸的计算1确定切边余量6：凸缘直径df=41mm ；中径d=15 ;df大于，为宽凸缘筒形件。；查冲压工艺与模具设计魏春雷主编，以下简称冲模设计表5-6,取修边余量；如此加上切边余量的凸缘直径为 Df o2计算毛坯直
8、径D:由冲模设计表5-7中的公式计算得D=1 ;=J(44,2 +4X15X19-3.44X15X2)=54.7mm。3判断能否一次拉深:拉深总系数m总；毛坯相对厚度t/DX 100=1/54.7X 100 ；Df/d=44.2/15=2.95查冲模设计表5-8取第一次拉深系数 mi =0.31 ;: m 总 m 1 ;不能一次拉深成形，必须采用屡次拉深4计算首次拉深尺寸：设第一次多拉入材料5% ;毛坯直径修正D14(DfXL05)*4dh-3.44dr)= (44,2 X L05+ 4 父45 X 19 二 3,44 Xl5x2)=mm ；查冲模设计表5-8取首次极限拉深次数系数为 m1 =
9、0.51 ;首次拉深直径 d1=m 1 XD1=0.51 X 56.5 2 mm ;如 此 首 次 拉 深 高 度 h1 = 等(小2 口/) + 0.43(% + %) + 等(q；rd1=:. f -, 1 =:. 一；rp1= r d1=4.2mm ；代入数据得h1 = mm ；5验证m1是否选择正确：首次拉深相对高度h128.8=0.5 ;D/d1=44.2/28.8 =1.53 ;毛坯相对厚度t/D1X 100=1/X 100 = 1.77 ;查冲模设计表5-9得hi/d 1=;首次拉深相对高度在其X围内，故mi选用合理。6确定以后各次拉深系数与工序尺寸：查表冲模设计表 5-10知m
10、2=0.73 ;d2=m 2di=0.73 x 28.8 弋 mmm3=0.75 ;d3=m 3d2=0.75 x 21.0 弋 15.8mm取为 15mm ;该零件需三次拉深成形。7确定第二三次拉深的凸凹模圆角半径：由经验公式 rdn=()r d(n-1),取 rdn=r d(n-1);rp2=r d2 x rd1 x 4.2=2.73 ,取；rp3=r d3=2mm零件圆角半径。8计算拉伸高度：设第二次多拉入材料3% ;毛坯直径修正6一1= “(44N X 1.0 2 + 4 X 15 X 19 - 3.44 X 15 X 2) =55.8mm ;第二次拉深高度 h2=一 D等(55 印
11、44.2 工)+ 043(27 + 2.7) + 0ymm ；第三次拉深高度为工件最后成形高度，故 h3=19mm9验算拉伸高度：设第三次多拉入材料1.5% ;毛坯直径修正D3=VD/xl.O3) 2 + 4dh - 3.44dr) = ”(44.2 x 1.015)3 + 4x15x19-3-44 x 15 x 2)=55.2mm ;第三次拉深高度h3=鄂七D) + 043% + g) +黄储-蜡)=1% 19.9mm ;与工件最后成型高度19相近，符合10画出工序过程图:工序过程图如所示图工序过程图本文只选择工序1【落料拉深】进展模具设计，该道工序对应产出工件尺寸 如图。其余工序不进展模具
12、设计说明。0442R4.20288图工序1对应工件图模具类型的选择各类模具的优缺点如表3.1所示:模具类型结构特点优点：单1.结构简单，制造容易，周期短，本钱低廉。工2.可利用废料冲压。序3.可冲制尺寸大、厚度大的零件。缺点：模1.由于模具结构简单，定位误差大，因向零件精度低，没有连续生模和复合模精度高。产2.简单模多无导向装置，安装调整不方便，费时间。3.工作不安全。4.工序分散，在这3种型式的模具中，生产率最低。5.寿命低，易磨损。只适用于精度要求不高、形状简单的小批量 生产和新产品试制优点：1.冲载时材料处于受压状态，零件外表平整。复0.04)mm,在这3种型式的模具中，其零件精度戢高。
13、合3.模具结构紧凑，外廓尺寸小。模4.用复合模冲压时对条料形状与尺寸的限制/、严格，可用短料和生边角余料来冲压零件，材料利用率比连续模高。5.适宜冲压薄料、软料和脆性材料。缺点：1 .模具零件多，结构复杂，装配制造困难，本钱高。但形状复杂 零零件具模具制造难度比连续模低。2 .由于受到凸凹模最小壁厚的限制，对于一些内孔与外缘之间与 孔间距离较小的零件，不宜采用复合模。3 .生产率比连续模低，工作没有连续模安全，零件出件没有连续 模方便。优点：1 .在这3种型式的模具中生产率最高。连续模生产2 .因工序不集中在一个工位上，可冲制形状复杂的零件。模具的 强度、耐用度高。3 .送料方便、可靠，便于实
14、现单机自动化与机械化生产。可采用 少、无废料排样。4 .工作安全，操作者可不必把手伸入危险区。5 .零件、废料均下漏，可采用高速压力机生产。缺点：1 .由于屡次定位，零件精度要比复合模低。2 .由于模具结构的需要，零件搭边值较大，材料利用率比复合模 低。3 .形状复杂的零件，模具结构较复杂，制造难度大。表3.1工艺方案根据工序一工件的设计要求以与各方案的特点， 决定采用复合模具方案完成 落料拉深工序。排样尺寸的计算1搭边值确实定:查 冲模设计 表3-7 ,确定搭边值。工序一所对应的毛胚直径为mm,当时，工件问ai=0.8 mm,侧边a=1mm。排样图。图3.3排样图 2送料步距：s=D+ai =56.5+0.8=57.3 mm。式中：D一冲件宽度，即毛坯直径；a一冲件之间的搭边值。3条料宽度：采用无侧压装置，所以查冲模设计表 3-9知Z=0.5 , A
