落料拉深冲孔复合模具设计

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1、专业课程设计说明书冲压模具课程设计姓名：学号：班级：指导老师：_日期：_目录一、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 14参考文献工艺性分析材料为Ly12M 料厚为0.8mm 大批量生产板料相对厚度1 I。05.5则可以采用一次拉深成形。拉深系数m = d/D =5/13 =0.3846 。根据公式丄_ k(1 - m)判断其在拉深过程中是否起皱 D0.06154 = L _ k(1 - m) = 7 (1 - 0.3846) = 0.05385 D80则该工件在拉深过程不会起皱。根据制件的材料，料厚形

2、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：1、落料拉深冲孔2、落料冲孔拉深3、落料拉深冲孔4、落料拉深冲孔 方案1、2属于单工序冲压，由于改件生产批量大且尺寸小，因此生 产效率低。方案3、4均属于复合工序，减少了工序数量。方案 4改 成落料拉深冲孔复合，更减少了工序数量，提高了生产效率，故拟

3、采 用方案4.（二八 主要工艺参数计算1.毛坯尺寸计算根据等面积原则计算该零件的毛坯尺寸。首先将该零件分成圆、 圆锥台两个简单几何体。它们的面积分别如下：A1 二3.14 522mm42=19.625mmd2 F 2htan37 =5 2 3 tan37 9.52mmA? 亠(4)2cos37 2285.63mm毛坯展开尺寸 D= J4（A +a2）=(19.625 85.63)11.6mm查得拉深的修边余量，h=1mm。则毛坯直径D =11.6, 213.6mm ,取 D = 13mm。2.排样 该工件排样根据落料工序设计。考虑操作方便及模具结构简单，故采 用单排排样设计。查得搭边值a1.5

4、mm ， a=1.5mm。贝卩：条料宽 b =13mm 2a = 16mm条料的进距为 h = 13mm -= 14.5mm冲裁单件材料的利用率：* nAn nD213.14I32100%100%100%57.2%bhbh 416 14.54式中A冲裁件面积n 个进距内冲裁件数目b 条料宽度h 进距g1,5?- _ 送料方向为从右向左3. 计算工序压力选择压力机(1) 落料力计算式中F落落料力（N ）；L 工件轮廓周长，L =叫D = 40.82mm ;t材料厚度，t = 0.8mm ；t 材料抗剪强度（MPa ）。查得i =280MPa。 落料力则为：F落=1.3 40.82mm 0.8mm

5、 280MPa ： 11.89kN（2）卸料力计算F卸=K卸F落式中K卸 卸料力因数，查得其值K卸=0.05。卸料力则为：F卸工0.05 11.89 ： 0.59kN（3）冲孔力计算F冲 =1.3Lt式中 L 工件内轮廓周长（mm ）。L =3.14 1.5mm = 4.71mm冲孔力则为：F冲=1.3 4.71mm 0.8mm 280MPa ：1.37kN（4）推件力计算F 推二nK 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，n=2。则推件力为：F 推=2 0.05 1.37=0.137kN（5）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

6、件近似计算。F拉=K：dt；b式中F拉拉深力（N ）；d 拉深件直径， d = 9.52mm ；t 材料厚度；-b材料的强度极限（MPa ），从参考书查得；t=400MPa ；K修正因数，K -1.25。则拉深力为F拉=1.25 x 3.14x 9.52x 0.8x 400 吒 11.96kN故总冲压力为：F总=丘落+F卸+F冲+F推 +F拉 = （11.89+0.59+1.37+0.137+11.96）kN ： 25.95kN4. 冲压设备的选择对于浅拉深可按式F压（1.61.8）F总，估算公称压力来选取压力机。根 据参考书，选用公称压力为63kN的开式可倾工作台压力机。其主要 技术参数为：

7、公称压力：63kN滑块行程：50mm最大闭合高度：170mm 圭寸闭高度调节量：40mm工作台尺寸：315mm 200mm模柄孔尺寸：j30mm 50mm三、主要工作部分尺寸计算对于工件未注公差可按IT14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Zmi厂0.045mm，Zmax = 0.075mm 。(1) 落料刃口尺寸计算的3；43mm的凸、凹模的制造公差由参考书查得凸=0.02凹=0.02mm。由于、凸+、凹Zmax-Zmin，故采用凸模和凹模配合加工方法。落料模具应 以凹模为基准，然后配作凸模。查得因数X = 0.5。贝心D 凹=(D-xA)彩=(13

8、-0.5 汉0.43)；0.02=12.785+0.02D凸按凹模尺寸配制，其双面间隙为0.045mm 0.075mm 。其工作部分结构尺寸如下图凸模按凹模配制(2) 冲孔刃口尺寸计算对于孔1.5o25mm的凸、凹模的制造公差查参考书得d凸二&凹=0.02mm 由于、凸+、凹 Zmax-Zmin，故采用凸模和凹模配合加工方法。冲孔模具应 以凸模为基准，然后配作凹模。查得因数X-0.5。贝心d 凸=(d+x 心)0 酉=(1.5+0.5x 0.25)00.02mm=1.6250.02mmd凹按凸模尺寸配制，其双面间隙为0.045mm 0.075mm。其工作部分结构尺寸如下图凹模按凸模尺IY； 1

9、10.0632(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 = 1t计算，Z/2 = 0.8mm。由于拉深工件的公差为IT14级，故凸、凹模的制造公差可采用IT10 级精度。对于500.amm ,查参考书得6凸=6凹=0.048mm ；对于9. 52306m，查参考书得6凸=6凹=0.058mm。按式d凹 = (d-0.7於)；血、式d凸=（d凹-Z）凸可求拉深凸、凹模尺寸及尺寸公差如下表:工件尺寸d凹 =（ d-0.70）；每d凸 =（ d凹 -Z）帝 500.3mm人U H0.0484.7750mm3.175 0.048 mm 9.520036mmC clH0.058

10、9.25o mm7.65 0 058 mm其工作部分结构尺寸如下图04775+?c J/TJfJ/ jT#j/./Z/9*25 o 乙65 -0,058H*,c* 1w-i WWWD3.i?5 几481 z1.、J J四、零件尺寸设计选取1. 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=（3.54）s工乍式中 H自由橡胶的自由高度（mm ）;s工作工作行程和模具修磨量或调整量（46m m）之和

11、。s工作二（3+1+4） mm=8mm贝卩H自由=（3.54） 8mm=2832 mm取H自由=30mm计算橡胶的装配高度：H2 =（0.85 0.9）H 自由=（0.850.9） 30=25.527mm取 H2 = 26mm。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HD=20mm，贝卩1.5，满足。D2. 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 = 0.8mm，应满足h - 5mm，可取h = 8mmH 二 Kb =0.35 13= 4.55mm，般 H 一 8mm，故可取 H =12mm 按照 JB/T7643.1-2008 标准，可选取 L B

12、 =63 503. 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Cr12 ,由于毛坯尺寸D=13mm ,按照 JB/T5825-2008 标准，H =5mm , D16mm，可选取 L= 42mm。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 1.5mm,按JB/ T5 8 2-5 20（标准，取H =3mm, D 3mm ,其长度比落料凸模长，根据需求取L = 58.8mm 。5. 冲孔凹模拉深凸模的设计根据冲孔直径d = 1.5mm，及外形尺寸D5mm , D 9.52mm，按照JB/T58302008 标准，选取 L = 24.2mm , hi = 3mm , I

13、 = 2mm , di = 2.8mm6. 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11.5倍。它和凸模采用过度配合（H?/m6 ）。上固定板和 落料凸模配合，下固定板和拉深凸模配合。贝心根据洛料凸模固定部分直径D1 =16mm，上固定板和盖板总厚度取为24mm，取盖板厚度为2.2mm 。根据拉深凸模固定部分直径D2 = 9.52mm，下固定板取厚度为13mm。7. 上下垫板的设计先根据公式6二叮（上下模座均采用铸铁HT25-47,其6=9014M（Pa ）判断是否需要垫板：上垫板:-139.91MPa_P_1.37kNF 1223 mm4为了妥

14、当应使用上垫板上垫板材料选择45钢，厚度选择为8mm下垫板:P 11.96kNF 1 二 9.522mm24= 168.11MPa ；二因此需使用下垫板下垫板材料选择45钢，厚度选择为8mm。8. 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。I卸料板孔和凸模的单边间隙Z = ( 0 . 1 Ct )0 . 0 8mm0，6取2IZ = 0 . mm。2卸料板的厚度查表选取ho =8mm。卸料板导向孔高度取h= 4mm。卸 料板底面高出凸模底面的尺寸k =0.5mm。9. 上、下模座的设计采用后侧导柱模座，材料选用铸铁 HT25-47。上模座：根据GB/

15、T2855.1-2008标准，以及落料凹模周界 L B = 63 50，选择 其基本尺寸， H = 20mm ， Li = 70mm ， S = 70mm ， A = 45mm ， A = 75mm ， R = 25mm ， l2 =40mm 。下模座：同样，根据GB/T2855.1 -2008标准，以及落料凹模周界L B=63 50 ， 选择其基本尺寸，H =25mm ， h = 20mm ， J = 70mm ， S=70mm ，A = 45mm ， A2 = 75mm ， R = 25mm ， l2 =40mm。10. 模柄的设计采用冲模压入式模柄，材料选用Q235。根据所选压力机模柄孔

16、尺寸30 50 ，参考JB/T7646.1-2008标准,L| =20mm , L2 =5mm , L3 =3mm , d3 =11mm , d4 = 6mm 。11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/T 7649.10- 2008标准,选取挡料销尺寸为：d =6mm ， a =3mm ， h = 3mm ， L =8mm。12. 定位销的设计定位销采用材料45钢，其尺寸d=5mm，L =10mm，定位销销头高度为 h =t 2 = 2.8mm。13. 导向装置设计滑动导向导柱：按照标准GB/T2861.1-2008选择导柱：d=

17、16mm ,125mm。材料选用20Cr。滑动导向导套：按照标准 GB/T2861.5 200选择导套：D=16mm ， d = 25mm ，L =60mm ， H =18mm。材料选用 20Cr 。五、压力机的校核选用的是公称压力为63kN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：50mm 最大闭合高度：170mm封闭高度调节量：40mm 工作台尺寸：315mm 200mm模柄孔尺寸：G30mm 50mm模具的闭合高度为H =144.8m m,而压力机的最大圭寸闭高度为170mm, 其调节量为40mm,则压力机最小圭寸闭高度为130mm ,模具闭合高度H 应符合H

18、min T0乞H乞Hmax -5，即H应在140165mm之间，因此闭合高 度符合要求。该模具下模座的外形尺寸为120 103mm，而压力机工作台尺寸为315 200mm，模具四周留下了足够空间来安装固定模具用的螺栓、垫 板和压板，工作台尺寸符合要求。六、设计总结通过一个月的模具课程设计，我体会到了要设计一套模具所要经历的 艰辛，不过，我也从中学会了许多新的知识。这次课程设计不像以前 那样有参考的例，而完全要靠自己查阅参考资料，融入自己的想法， 才能把它做好。参考文献1 模具实用技术丛书编委会冲模设计使用实例M.北京：机械工业出版社,1999.62 杨占尧.最新冲压模具标准及使用手册M.北京：化学工业出版社，2010.103 翟平.飞机钣金成形原理和工艺M.西安：西北工业大学出版社，1995.114 洪慎章.冲模设计速查手册M.北京：机械工业出版社，2012