落料拉深复合模具设计终改

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1、优质文档优质文档 摘要 模具工业是国民经济的重要根底工业之一。模具是工业生产中的根底工艺装备，是一种高附加值的高精细集型的产品，也是高新技术产业化的重要领域，其技术水平的凹凸已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标记。而复合模生产效率较高，适合大规模的工业生产。 本次设计对典型的复合模中包含的四种冲压工序落料、拉深、冲孔和切边变形特性进展了分析，并从模具构造的角度对各工序变形影响因素进展了探讨。运用大学期间所学的专业课程学问、理论和毕业实习中学到的实践学问，正确地解决复合模设计中工艺分析、方案论证等模具构造设计等问题，充分利用和本复合模设计有关的各种资料，做到科学合理地娴熟应用。同时提高自己绘图

2、实力，通过对带法兰圆筒拉深冲孔复合模的设计，稳固对模具理论的驾驭，增加动手的实力，造就严谨科学看法，并且也到达理论和实际相结合的目的。 关键词：复合模；落料；拉深；冲孔；切边 优质文档书目序言11 冲压成形工艺分析21.1 制件介绍21.2产品构造分析22零件冲压工艺方案确实定23 确定毛坯的形态，尺寸和主要参数23.1毛坯尺寸和主要参数的计算24 确定排样裁板方式44.1排样方式44.2 搭边和料宽45 确定冲模类型及构造形式55.1确定冲模类型及构造形式56 工序压力、压力中心的计算和压力机的选择56.1工序压力的计算56.2 计算模具压力中心76.3压力机的选择87 计算模具主要工作局部

3、的刃口尺寸87.1刃口尺寸的计算原那么：87.2 刃口尺寸的计算及公差确实定98 模具的主要工作局部及构造设计108.1模具主要工作局部的设计108.2 模架的选用168.3其他零部件的说明179 压力机的校核179.1闭合高度的校核179.2滑块行程的校核1710 模具的装配和工作1710.1冲裁间隙的调整1710.2模架的装配1710.3模具总装1810.4模具的总装配图18设计总结20参考文献21 优质文档 序言 模具是机械制造中技术先进、影响深远的重要工艺装备,它具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等优点,被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器等行业，

4、更是汽车制造的四大工艺之一。 模具工业是国民经济的根底工业，受到国家和企业的高度重视，兴旺国家有“模具工业是进入富有社会的源动力”的说法，由此可见其受重视的程度。在当代，“模具就是经济效益”的观念已经被越来越多的人承受。模具的技术水平在很大程度上取决于人才的整体水平，而模具技术水平的凹凸，又确定着产品的质量、经济效益以及新产品的开发实力，因此模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平凹凸的重要标记。冷冲压是在常温条件下，利用冲模在压力机上对板料或坯料施加压力，使其产生塑性变形或分别，从而获得零件所需的形态、尺寸的一种压力加工方法。利用冲压模具生产能够保证产品的尺寸精度，使产品质量稳定，而且在加工中

5、不会破坏产品外表。用模具生产零部件具有生产效率高、质量好、重量轻、本钱低以及节约能源和材料等一系列优点。而模具那么是大批量生产同形态产品的工具，是生产各种工业产品的重要工艺装备。冲压技术的发呈现状及方向： (1) 精细冲裁：平凡冲裁件有断面粗糙、精度低等缺点，而精细冲裁可以使零件有光滑的断面和较高的精度。 (2) 快速经济模具技术的推广应用：快速模具制造及快速成型技术是在近两来快速开展起来的，并正向着高精度、更快捷的方向开展。 (3) 应用先进工艺：气体、液体、橡胶、超塑性成型等先进工艺，对某些困难零件的成型有明显的效果，要深化探究其变形机理，确定合理工艺参数，提高成型效能和管用性(4) 提高

6、模具标准化水平和模具标准件的运用率。(5) 冲压成形技术将更加科学化、数字化，可控化。 (6) 成形过程的数值模拟技术会在管用化方向取得很大开展，并和自动化制造系统很好的集成。 (7) 冲压技术在将来将具有更大的敏捷性或柔性，以适应将来小批量多品种混流生产模式和市场多样化、修改化需求的开展趋势，加强企业对市场改变的快速响应实力。1. 零件冲压工艺分析1.1 制件介绍材料：LY12M料厚：1mm零件图：如图1.1所示 、 图1.11.2 产品构造形态分析由图1可知，产品为圆片落料、有凸缘筒形件拉深、圆片冲孔，产品构造简洁对称，孔壁和制件直壁之间的距离满意LR+0.5t的要求L38-12213，R

7、+0.5t3+0. 51 3.5。2. 零件冲压工艺方案确实定 在本设计中，将设计落料、拉深复合模，冲孔切边复合膜。该零件加工需先落料，然后拉深，在拉深后的底部进展冲孔，最终切边。现要求设计该零件加工的第一副落料拉深模具，所以只须要考虑落料和拉深工序，工序组合比拟简洁，设计为落料拉深复合模。3 确定毛坯的形态，尺寸和主要参数3.1毛坯尺寸和主要参数的计算 1切边余量确实定： =7038=1.8 依据零件尺寸查表得切边余量 R=3.0mm，故实际凸缘直径 ： =(70+23.0)mm=76mm 式(3.1) 圆整为 =76mm 图3.1 参加切边余量的零件示意图 (2) 预算毛坯尺寸： D= 式

8、(3.2) 依图 图3.2 毛坯尺寸计算图 可得，d=32mm, R=r=3mm, d=39mm, d=46mm, d=76mm，h=16m 图3.3 毛坯尺寸计算示意图代入公式得： D = 93.5mm3 判定能否一次拉深成形： h/d = 16/39 = 0.41 t/D = 1/93.5100%=1.1% /d = 76/39 = 1.95 m = d / D = 4.4 查表4-20、表4-21可说明能一次拉深成形。4确定是否用压边圈 100%=1.2 1.5 因此拉深时会起皱，须要用压边圈。4 确定排样裁板方式4.1排样方式 冲压件在配料上的布置方式称为排样。合理确实定产品的排样方式

9、、坯料形式及尺寸，能够提高产品质量、材料利用率、冲压效率和模具寿命，同时便于冲压操作。 遵照材料的利用状况，排样方式分为三种： 1有废料排样 产品和产品之间、产品和坯料边缘之间均有搭边。 2少废料排样 仅在产品和产品或产品和坯料边缘之间有搭边 3无废料排样 产品和产品之间、产品和坯料边缘之间均无搭边。 依据零件图可以选取少废料排样。这种排样利用率高，用于某些精度要求不是很高的裁件排样。遵照产品在坯料上的布置方式分类，排料方式可以分为直排、斜排、多排、对排、混排等。依据零件图可以选取为直排排样。 4.2 搭边和料宽搭边是指排样时产品和产品之间、产品和坯料之间留下的余料。它可以补偿坯料的定位误差，

10、保证模具具有足够的强度，使条料具有足够的刚度，以便送料。综合考虑材料的力学性能和厚度，及零件的外形尺寸和排样方式，初步选取搭边值为a=0.8mm，a1=1mm。 图4.1 零件排样图 条料宽度的选取原那么：最小条料宽度要能够保证冲裁件周边有足够的搭边值。最大条料宽度要保证冲裁时在导料板之间顺当送行并和导料板之间有必须的间隙。条料在模具上每次送进的距离称为送料步距简称为步距或进距其大小为条料上两个对应冲裁件的对应点之间的距离。条料宽度 b=D+2a1=94mm+21mm=96mm送料步距 s=D+a=94mm+0.8mm=94.8mm 5.确定冲模类型及构造形式冲压工艺性分析之后拟定冲压工艺方案

11、时选择复合模，因为零件的几何形态简洁对称，工件之间无搭边值，所以复合模构造相对简洁，操作便利，能够干脆利用压力机的打杆装置进展推件，卸件牢靠便利，模具类型为少废料落料拉深复合模。6 工序压力、压力中心的计算和压力机的选择6.1工序压力的计算 确定工件的材料为LY12M,是硬铝，其力学性能如下：=275304Mpa, =392432Mpa, =361Mpa。 在冲压模具设计时，冲压力是指落料力、卸料力、拉深力、压边力、切边力、冲孔力、推件力和顶件力的总称。它是冲压时选择压力机，进展模具设计时校核强度和刚度的重要依据。 1落料力的计算 KLt 式(6.1) =1.3Dt =1.33.1494129

12、0N =111275.32N 111.3KN 落料力KN)； K 平安系数，一般可取K=1.3； L 冲裁轮廓周长mm； T 料厚mm； 材料的抗剪强度Mpa； 2卸料力的计算 = 式(6.2) =0.05111.3KN 5.6KN 卸料力N； 卸料力系数查1表3-11； F 冲裁力N)； 3拉深力的计算 = 式(6.3) =3.143914101.1N =55229.46N 55.2KN 拉深力N)； 首次拉深修正系数查1表5-10； 材料抗拉强度Mpa； 4压边力的计算 圆筒形件第一次拉深时压边力 =p 式(6.4) =93.5-39+231N =5275.7158N 5.3KN 首次拉深

13、凹模圆角半径； P 单位压边力查1表5-9； 第一次拉深时的压边力N)； 5推件力的计算 = nF 式(6.5) =10.05111.3KN 5.6KN 推件力N)； 推件力系数查1表3-11； F 冲裁力(N)； 6顶件力的计算 = F 式(6,6) =0.05111.3KN 5.6KN 顶件力N； 顶件力系数； F 冲裁力N)；6.2 计算模具压力中心冲压力合理的作用点称为模具的压力中心。模具的压力中心应当通过压力机滑块的中心线。对于有曲柄的冲模来说，虚实压力中心通过曲柄的中心线。以便于冲模平稳工作，削减导向件的磨损，从而提高模具的寿命。 由于该工件的毛坯和各工序工件均为轴对称图形，而且只

14、有一个工位，因此压力机的中心必定和制件的几何中心重合，所以模具的压力中心就在圆心部位，无需再次计算。6.3压力机的选择压力机的公称压力必需大于或等于冲压力。计算总冲压力原那么上只计算同时发生的力。拉深力出此时此刻落料力之后，因此最大冲压力出此时此刻冲裁阶段，模具采纳弹性卸料装置和上出料方式，故总冲压力为： =+ =111.3+5.6+5.6KN =122.5KN对于冲孔、落料等施力行程较小的冲压工序，可以干脆选用公称压力大于所需冲压力总和的压力机。从满意冲压力要求看，可以初选160KN规格的压力机 J2316，其主要技术参数为： 公称压力： 160KN 滑块行程： 70mm 最大封闭高度： 2

15、20mm 封闭高度调整量： 60mm 工作台尺寸： 300mm450mm 工作台垫板尺寸： 150mm 模柄孔尺寸： 30mm50 mm 工作台厚度： 60mm 垫板厚度： 40mm 最大倾斜角： 30 电动机功率： 1.1KW7 计算模具主要工作局部的刃口尺寸7.1刃口尺寸的计算原那么： 1刃口尺寸应保证能冲出合格工件由于落料件的实际尺寸根本和凹模刃口尺寸相同，设计落料模时应以凹模尺寸为基准。因此，落料模应先确定凹模的尺寸，间隙取在凸模上，用减小凸模尺寸来保证合理的间隙。冲孔模的尺寸取决于凸模，因此，冲孔模应先确定凸模尺寸。间隙取在凹模上，用增大凹模尺寸来保证合理的间隙。 2)刃口磨损一些仍

16、能冲出合格件考虑刃口的磨损对冲件尺寸的影响。刃口磨损后尺寸变大，设计模具时其刃口的根本尺寸应接近或等于冲件的最小极限尺寸；刃口磨损后尺寸变小，设计模具时其刃口根本尺寸应接近或等于冲件的最大极限尺寸。 3设计模具时应取最小合理冲裁间隙 随着凸模和凹模磨损量的不断增大，冲裁间隙也会不断增大。所以模具设计时冲裁间隙应取其允许的最小值。 4考虑冲件精度和模具精度之间的关系选择模具制造公差时，既要保证冲件的精度要求又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较冲件精度高23级。采纳分别制造法制造凹凸模。7.2 刃口尺寸的计算及公差确实定1落料刃口尺寸的计算： 式(7.1) =93.5-0.50.87 mm =9

17、3.07 mm 式(7.2) =93.07-0.06 mm =93.01 mm 、分别为落料凹、凸模刃口尺寸； D落料件外径的最大极限尺寸； 冲裁件制造公差； X磨损系数，其值在0.51之间，和冲裁件精度等级有关； 最小初始双面间隙； 、分别为凹、凸模的制造公差，取=0.6 =0.4()； 2 拉深局部凹凸模尺寸的计算： 式(7.3) =38+0.50.62mm =38.31mm 式(7.4) 38.31+2.11)mm =38.51mm 其中，拉深模的圆角半径=3mm； 、 分别为落料凹、凸模尺寸； D 落料件外径的最大极限尺寸； 拉深件制造公差； Z凹凸模间隙，Z=(22.2t，取Z=2.

18、1t； X磨损系数，其值在0.51之间，和冲裁件的精度等级有关； 、别为拉深凹、凸模的圆角半径；8 模具的主要工作局部及构造设计8.1模具主要工作局部的设计本设计采纳落料拉深复合模，首先要考虑凹凸模的壁厚是否过薄，本次设计凹凸模的最小壁厚为2.7mm，满意最小壁厚at=1mm的要求，能够保证强度，所以采纳复合模。1落料凹模高度确实定落料凹模高度为 H=KS 8mm 式(8.1) =0.2293.01mm=20.46mm S垂直于送料方向的凹模刃壁件最大距离mm； K凹模厚度系数，考虑板料厚度的影响得凹模孔壁至凹模边缘的最小距离 =40mm 送料方向的凹模长度 L=93.01+240)mm=17

19、3.01mm考虑总体布局，选择圆形凹模板，构造图如下： 图8.1 落料凹模 送料方向的凹模刃壁间最大距离mm)； 送料方向的凹模孔壁至凹模边缘的最小距离mm)； 2拉深凸模的设计材料选用T10A，淬火硬度为5862HRC，依据凸模直径，选择其上通气孔直径为6 mm，凸模长度40mm。 详细构造如下： 图 8.2 拉深凸模4卸料装置的设计构造简图如下： 图8.3 卸料板 卸料板上设置6个卸料螺钉，公称直径为12.5mm，螺纹局部为M818mm。卸料钉尾部须要留下足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面1mm有误差时可以通过在螺钉和卸料板之间安装垫片来调整。 5固定板设计其构造简图如

20、下： 图8.4 凹凸模固定板6压边圈设计为了防止拉深时起皱，需用压边圈，高度选为12mm，其构造如下列图： 图8.5 压边圈 7凹凸模设计材料采纳T10A，工作局部热处理淬硬6064HRC，构造图如下： 图8.6 凹凸模8.2 模架的选用模具的闭合高度是指模具在最低工作位置时上下模座之间的距离，它应和压力机的装模高度相适应，从生产量、模具构造、产品规格和操作便利等方面考虑，选择滑动导向中间导柱圆形模架，查GB/T 2851.381，所选模架详细参数如下：凹模周界：149mm闭合高度(参考)最小：190 mm闭合高度(参考)最大：225mm上模座 数量1 规格：160mm100mm40mm下模座

21、 数量1 规格：160mm100mm50mm 导柱 数量2 规格：25mm180mm 导套 数量2 规格：35mm90mm38mm导柱和导套构造从标准中选取，尺寸由模架中的参数确定。导柱的长度应保证冲模在最低工作位置时，导柱上端面和上模座顶面的距离不小于1015mm，而下模座底面和导柱底面的距离应为12mm。导柱和导套之间的协作为H7/h6,导套和上模座之间、导柱和下模座之间采纳过渡协作H7/m6。导柱和导套材料采纳20钢，热处理硬度为渗碳5662HRC。上下模座材料采纳45钢，热处理硬度为调质2832HRC。8.3其他零部件的说明 凹凸模紧固螺钉选取M10x35mm，选用四个；凸模紧固螺钉选

22、取M8x30mm选用四个；导料销选用两个，取d=6mm；圆柱销选取10，上下模座各一个。选用四个顶杆，取10。9 压力机的校核9.1闭合高度的校核 所选压力机的最大闭合高度为220mm，闭合高度调整量为60mm，垫板高度为150mm，所以： 220mm-60mm=160mm本次模具设计的闭合高度为H=200mm， 5mm=215mm 170mm满意 H5 所选压力机闭合高度满意要求。9.2滑块行程的校核滑块行程应保证能够便利地放入毛坯和取出零件，对于拉深工序，滑块行程应大于零件高度的2倍，零件高度2=17mm2=34mm，所选压力机的滑块行程为70mm，所以滑块行程满意要求。10 模具的装配和

23、工作模具的装配就是遵照规定的技术要求，将假设干个零件结合形成零部件，再将假设干个零件和部件组合成模具的整个工艺过程，装配工作通常可以分为部件装配和总装配。10.1冲裁间隙的调整对于冲裁模，即便模具零件的加工精度已经得到保证，但是在装配时，如不能爱护冲裁间隙仍旧会影响制件的质量和模具的运用寿命。10.2模架的装配1模柄的装配此模具采纳的是凸缘模柄中B型压入式模柄，模柄和上模座的协作为H7/h6，将模柄装上模座，用角尺检查模柄圆柱面和上模座上平面的垂直度，其误差不大于0.05mm，然后用螺钉将其固定在上模座上，应当在装模柄前先装入推板。2导柱和导套的装配导柱导套和上下模座均采纳压入式连接，导套和导

24、柱和模座的协作分别为H7/h6和H7/m6压入时要留意校正导柱对模座底面的垂直度，装配后的导柱的固定端面和下模座底面距离要求不小于12mm。(3)凸模和凹凸模的装配该模具的凸模和凸模固定板的协作按H7/m6，凸模装入固定板后，其固定端面应和固定板的支承面应处于同一平面内，在压力机上调整好凸模和固定板的垂直度，将凸模压入固定板内，凸模对固定支承面的垂直度经检查合格后将凸模上端铆合，装配前在平面磨床上将凸模的上端面和固定板一起磨平，并以固定板支承面定位将凸模工作端面磨平。凹凸模和固定板的协作按H7/m6，总装前应将凹凸模压入固定板内，压在平面磨床将上下平面磨平。10.3 模具总装 1把组装上了凸模

25、的固定板放在下模座上，按中心线打正固定板的位置，用平行夹头夹紧，通过螺钉孔在下模座上钻出锥窝，拆去凸模固定板，在下模座上按锥窝钻螺纹底孔并攻丝，重新将凸模固定板置于下模座上并找正，用螺钉紧固，钻孔，打入销钉定位。 2配钻卸料螺钉孔时，将卸料板套在已装入固定板的凹凸模上，在固定板和卸料板之间垫上适当高度的等高垫铁，并用平行夹头将其夹紧，按卸料板上螺孔位置在模座上钻锥窝，然后拆开，按锥窝钻孔。 3在凹凸模固定板的弹簧孔中装入卸料弹簧，将卸料板套入凹凸模；用1中同样的方法配钻垫板和上模座上的螺钉孔，推杆孔，然后依次将垫片和卸料板、凹凸模、凹凸模固定板的组合部件装入上模座，用紧固螺钉固定，打入销钉定位

26、。 4在落料凹模上装入挡料销，将推件块装入落料凹模，并将推杆装入固定板上的推杆孔，用紧固螺钉将落料凹模和凸模固定板固定，钻孔，打入销钉定位。10.4模具的调试 在将模具装入压力机前，须要按设计图样对模具进展检验，然后在生产条件下来进展试冲，通过试冲可以发觉模具的设计和制造缺陷，找出产生缺陷的缘由，对模具进展适当的调整后再进展试冲，直到模具能够正常工作，冲出合格的制件，那么模具的装配过程完毕。模具的工作原理和过程大致如下： 本模具在一次工作行程中完成落料、拉深全部工作，当压力滑块下行时，首先在凹凸模和落料凹模的作用下，从条料上落下93.5mm的毛坯料，毛坯料被压在凹凸模和压边圈之间，然后在凹凸模

27、和拉深凸模作用下进展拉深，压力机滑块下降究竟点时，冲模将处于镦死状态，整形处工件和模具刚性接触，当压力机滑块上行时，在弹性卸料装置的作用下完成卸料，顶件块压边圈在顶杆的作用下将零件从凸模上顶出，最终在打杆的作用下将零件推出。 本次设计的模具为复合模，在压力机的一次行程中，经一次送料定位，在模具的同一部位同时完成几道工序，其冲裁件的相互位置精度较高，对条料的定位精度低。所选的模架螺钉等零件都是从标准件中选取,这样可以有效的降低本钱。 设计总结 通过本次毕业设计我熟识了冲压模具的整个设计过程，驾驭了冷冲压模具设计的方法和步骤，了解了在做冲压模具之前首先要对产品的构造形态，模具的构造形态以及产品的工

28、艺性进展合理的分析，才能设计出更适宜模具，节约本钱的同时还能保证加工零件的精度要求。其次，考虑好产品的批量以及精度要求以及材料的造价；最终完成产品的模具设计、模具的装配图、零件图。驾驭了冷冲压模具设计的根本技能，如计算，绘图，查阅设计资料和手册，熟识标准和标准等，通过毕业设计，使自己各方面学问都有所提高。 本次毕业设计的顺当完成是我个人专业学习中的一次难忘经验，通过教师屡次细心的指导以及自己长时间的思索、设计让我知道一套合格的冲压模具的设计以及一套合格图纸的完成都须要付出许多心血和汗水。毕业设计的完成，要感谢我的指导教师的大力支持，是她的耐性指正和教育才使我的毕业设计逐步趋于完善；更重要的是她

29、教会了我自己解决问题的方法，从微小之处一点一滴的指导我。通过这次实践，我进一步熟识了模具的设计，熬炼了模具设计实践实力和自己的独立设计实力。 此时此刻即将走向工作岗位，在今后的工作中，我会接着加强理论的学习，再接再励，将所学的学问付诸实践，总结经验，不断进步！ 在此感谢教师在设计过程中给我的协助及鼓舞，感谢！参考文献 1翁其金 徐新成冲压工艺和冲模设计机械工业出版社，2004.7，2011年6月第1版 2付宏生冷冲压成形工艺和模具设计制造化学工业出版社，2005.3,2005年3月第1版 3钟玉斌冲压工艺和模具设计机械工业出版社，2000.5，2000年5月第1版 4阳勇冷冲压工艺和模具设计北京理工大学出版社，2010.8,2010年8月第1版 5韩英淳简明冲模设计手册上海科学技术出版社，2006.11,2006年11月第1版 6蒙以嫦 梁艳娟冲压模具设计和制造北京理工大学出版社，2010.4,2010年4月第1版 7吴伯杰冲压工艺和模具电子工业出版社，2004.6,2004年7月第1版 8韩进宏互换性和技术测量机械工业出版社，2007.7，2011年1月第1版 9刘朝儒 吴志军机械制图高等教育出版社，2006.12,2006年12月第5版