落料—拉深复合冲压模具课程设计

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1、零件简图：如右图所示生产批量：大批量 材料：08 钢材料厚度：2mm1. 冲压件工艺性分析 该工件属于典型圆筒形件拉深，形状简单对称。所有尺寸均为自 由公差，尺寸容易保证。高度尺寸 91mm 可在拉深后采用修边达 到要求。2. 冲压工艺方案的确定 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，后拉深。采用单工序模生产。方案二：落料拉深复合冲压。采用复合模生产。方案三：拉深级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，生产效率低难以满足该工件大批量生产的要求。方案二只需一副模具，生产效率较高，尺管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称

2、，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率高，但模具结构比较复杂，送进操后不方便，加之工件尺寸偏大。通过对上述三种方案的分析比较，该件若能一次拉深，则其 冲压生产采用方案二为佳。3. 主要设计计算（1）毛坯尺寸计算根据表面积相等原则，用解析法求该零件的毛坯直径DVD=(d2* d2+4*d2H-1.72rd2-0.56r*r)V_D=(160*160+4*160*91-1.72*12*160-0.56*12*12)D=283.65 mm2)排样及相关计算 采用有废料直排的排样方式，相关如下示冲裁件面积 A二n*D*D/4二n*283.65*283.65/4=63159 平方毫米条料宽度

3、 B=D+2a+C=283.65+2*1.8+1=288.25 mma侧搭边值，查冲压教程表2.5.2得最小侧搭边值 a=1.8mmc导料板与最宽条料之间的间隙，其最小值查冲压教程表 2.5.5 得 c=1步距 s=D+a=283.65+1.5=285.15 mm式中al工件间搭边值，查冲压教程表2.5.2得al=1.5mm 一个步进距的材料利用率Q二A/BS*100%0=63159/288.25*285.15*100%n =76.8 %式中：A一个步距内冲裁件的实际面积B条料宽度步距3)成形次数的确定该工件为简单圆筒形拉深件，求出拉深相对高度H/h=91/160=0.57。毛坯相对厚度 t/

4、D*100=2/283.65*100=0.71查冲压教程表4.4.3发现h/dmin等于表中数值，能一次拉深成形。所 以能采用落料拉深复合冲压。(3)冲压工序压力计算 该模具拟采用正装复合模，具体冲压力计算如下： 落料力F落料二KLt Tb式中：L冲裁周边长度；L=T材料厚度；t=2mmTb材料抗剪强度；Tb查机械工业出版社实用模具 技术手册表 1-1K系数，K取1.3所以，F 落料=1.3*890.66*2*304=703977.66N拉深力F=ndtGKl式中t板料厚度；D拉深后的工序件直径；G拉深件材料的抗拉强度，查使用模具技术手册，表1-1, G=255353MPa，综合考虑取 G=3

5、04MPa;K1修正系数，查冲压教程得K1=F 拉深力=3.14*160*2*382*0.93=356965.25N压边力 Fy=n D*D-(d+2rA)* (d+2rA)P/4式中，rA拉深凹模的圆角半径,P单位面积压料力，查教程表4.4.5,取P=2.3mm所以，Fy二n 283.65*283.65-(160+2*12.58)* (160+2*12.58)*2.3Fy=83365.52N冲压工艺总力Fz=F落料+ F拉深力+Fy=1144308.43N根据冲压工艺总力计算结果结合工件高度，初选开式双柱可倾压力机(4)工件部分尺寸计算落料和拉深的凸、凹模的工作尺寸计算见下表所示。尺寸凹凸模

6、间双尺寸计算公式结果备注及分类面间隙偏差 与磨 损系 数落直查教程表DA=(Dmax-X256.65 +0.01.落料件料径2.3.3得1.30032精度等级25Zmax=0.360X=0.DT=(DA-Zmi256.4-0.05IT14.7.3mmZmin=0.246mm5n)-/022.模具制 造公差是 查教程表2.4.1 所 得，满足 / A+ / T(Zmax-Zmin*拉直查教程表/ =DA=( Dmax-0159.25 +0.0模具制造深径4.8.2 得 Z=21.75/)心0025公差是查16mmDT=(DA-Z)157.25-o.o教程表0004.8.3所得44. 模具的总体设

7、计（1）模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，所以模具类型为落料 - 拉深复合模。（2）定位方式的选择 因为该模具使用的是条料，所以导料采用导料板，送进步距控制 采用挡料销。（3）卸料、出件方式的选择 模具采用固定卸料，刚性打件，并利用装在压力机工作台下的 标准缓冲器提供压力力。（4）导向方式的选择 为提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该复合模采用中间 导柱的导向方式。5. 主要零部件设计一）工作零件的结构设计由于工件形状简单对称，所以模具的工作零件均采用整体结 构；凸凹模、落料凹模、拉深凸模的结构分别如下图示：（1）凸凹模设计1）凸凹模结构如图示2）凸凹模个段尺寸设计由前面

8、计算可知第一段 D1=256.400-0.052 -0.052d1=159.25+0.025式中H拉深件工件高度h拉深件的修边余量，查教程表4.3.1得h= t板料厚度h增加高度，为确保推件器在拉深凹模内的准 确定位，应增加一高度 h=5mm所以 L1=91+3+2+5 = 101mm第二段 D2=(D1+4) o /D2=(256.40+4) 0-0.032D2与凸凹模固定板采用过渡配合，选用IT6,查公差配合表 2-4 得：/=0.032D2=(256.40+4) 0-0.032D2=260.40-0.032L2=H+/h+1二 91+3+2=96 mm 第三段：该段的凸缘部分起固定凸凹模

9、，防止松脱的作用，因此， 凸缘高度 L3 可选 6mm凸缘直径 D3=D2+10=260.4+10=270.4 mm 退刀槽尺寸，选 2X1.5 mm3) 凸凹模强度较核凸凹模最小壁厚 g=(D2-4-d2)/2=46.57 mm查模具设计与制造简明手册表 1-209 可知 : g 大于凸凹模 允许最小壁厚，所以强度满足。（2）拉深凸模设计1） 拉深凸模结构如图示dld3rC2）拉深突模各段尺寸的设计第一段：由前面计算可知 d1=157.25-0.040L】2=H+/h+1=96 mmr=（0.7I.。），式中rA由前面计算得=12.58，在此 取 r =0.8rA所以： r =0.8X12.

10、58=10.06 mm第二段：d2设计比d1大4 mm与拉深突模固定板采用国度配 合， d2 公差选 IT6。所以：d2= (dl+4) 一/0查公差与配合表24得g=0.025dd所以： d2=(d1+4) -0.0250d2=(157.25+4)0-0.025d2=161.250-0.025第三段：d3=d2+10=161.25+10=171.25 mmL3=6mm透汽孔选 D=6 mm(3) 落料凹模设计1 )落料凹模结构图：由前面计算可知：dl=256.65（ +0.032式中b凹摸刃口的最大尺寸（mm）;K系数，查教程表2.9.5得K=0.15所以：H 总=0.18*256.65=4

11、6.2 mm凹模壁厚c=（1.52） H总,在此选c=2 H总= 2*46.2=92.4 mm所以： D=d1+2c=441.45 mmh=H+t式中：H拉深高度；T板料厚度；所以： h=91+2=93 mm（二）此他零件的设计与选用（ 1 ）弹性元件的设计顶件块在成型过程中一方面起压边作用，另一方面还可以将成 型在拉深成型后包在拉深突模上的工件卸下。其压力由标准缓冲器提 供。（ 3 ）模架及其它零部件的选用 模具选用中间导柱标准模架，可以承受较大的冲压力。为防 止装模时上模吴转180度装配，将模架中导柱与导套作成粗 细不等。导柱d / mm X l / mm分别为直径50X300,直径55X

12、300; 导套 d / mm X l / mm X D/mm 分别为：直径 56X160X63;直径 55X160X63;上模座厚度取55mm,即H上模=55 mm；上垫板厚度取20 mm即H垫=20 mm；固定卸料板厚度取 15 mm 即 H 卸= 15 mm；下固定板厚度取46.2 mm即H下固定=15 mm；下模座厚度取 65 mm 即 H 下模= 65 mm；下垫板厚度取10 mm即H下垫板=10 mm；模具闭合高度：H闭=日上模+H垫+H凸凹模+H凹模+H下固定+H 下模+H下垫板一H入所以：H 闭=55+20+197+46.2+30+10+6593=330.2 mm可见该模具闭合高

13、度小于所选压力机的最大装模具高度，可 以用。6. 模具总装配图由以上设计，可得到如下图所示的模具总装配图。为了实现先 落料，后拉深，应保证模具装配后拉深突模的端面比落料凹模端面低 2 mm。7. 模具的装配。模具的装配选用凸，凹模为基准件，先装上模，在装下模。具 体就是要根据模具的特点和技术条件，以一定的装配的顺序和方法， 将符合图纸技术要求的零件，经协调加工，组装成满足使用要求的模 具。在装配过程中，即要保证配合零件的配合精度，又要保证零件之 间的位置精度，对于具有相对运动的零件，还必须保证它们之间的运 动精度。因此，模具装配是最后实现冲模个冲压工艺意图的过程。是模具制造过程中的关键工序。模

14、具装配的质量直接影响工件冲压质 量，模具的使用和模具寿命。具体要求是：a 模架精度应符合标准。b 装配好的冲模，上模沿导柱上，下滑平稳，可靠。c 凸凹间隙符合图纸规定的要求，分布均匀。凸模或凹模的工作行程符合技术要求条件的规定。d 定位和挡料装置的相对位置应符合图纸要求。e 卸料和顶出装置的相对位置符合设计要求。f 紧固装置应可靠。g 落料孔或出料槽应畅通无阻，保证制件或废料能自由排除。h 标准件应能互换。紧固螺钉和定位螺钉与其孔的配合应正常， 良好。g 模具应在生产的条件下进行实验，冲出的工件应符合设计要 求。具体它的工艺装配特点。a 选择装配的基准件。b 组件装配。C 总体装配。E 调整凸凹模间隙。F 检验，调试。以上是该模具的装配要求。8. 模具的安装和调试。在压力机上安装模具，是一项很重要的工 作，它将直接影响到冲件的质量和安全生产。因此，安装和调试模具 不但要熟悉压力机和模具的结构性能。而且要严格执行安全操作制 度。模具安装的一般注意事项有：检查压力机的打料装置，将其暂 时调到最高位置，以免在调整压力机闭和高度时没折弯。检查模具闭 和高度合和压力机闭和高度之间是否合理，