冲模课程设计---外壳落料拉深冲孔件.doc

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1、 课程设计说明书题 目：外壳落料拉深冲孔件学 号：姓 名： 班 级：专 业：材料成型及控制工程指导教师：学 院：机械工程学院答辩日期：2012年 月 日 目录设计任务书.2第一部分 绪论.5第二部分 零件工艺分析及工艺方案确定.62.零件冲裁工艺分析.62.1零件结构形状分析.62.2零件材料分析与材料要求.62.3工艺方案的确定第三部分 工艺计算.83.1落料拉深冲孔部分主要工艺参数的计算.83.1.1确定修边余量.83.1.2计算毛坯直径D.83.1.3判断能否一次拉深成型.83.1.4排样方法.93.2确定冲模类型机结构形式.113.3计算模具压力中心.133.4计算模具零件主要工作部分

2、的刃口尺寸.153.4.1拉深间隙的计算.153.4.2凹、凸模刃口尺寸的确定.163.4.3凸模分别加工时的工作部分尺寸计算.17第四部分 工作零件设计 4.1 凸模.18 4.2 凹模18 4.3 凸凹模.19第五部分支撑板零件冲裁模总体设计与标准零件选用5.1弹性元件的设计.195.2模具零件的选用.215.2.1模架的选择.215.2.2模柄的选择.215.2.3螺钉.225.2.4定位销.235.2.5挡料销.235.2.6打杆.235.2.7推杆.235.2.8弹性压边器的垫板和推杆设计.245.3冲压设备的校核.255.4切边力的计算.255.5其他需要说明的问题.255.5.1

3、卸料版的设计.255.5.2导料板的设计.255.6模具装配.265.6.1冲裁间隙的调整.265.6.2模架的装配.26第六部分 模具主要零件加工工艺规程.286.1垫板.286.2凸凹模.286.3凹模 凸模.286.4上下模座 导柱导套.28第七部分 小结29第八部分 总装配图.30第九部分 参考文献.32课程设计任务书 设计题目：外壳筒形件落料，拉深，冲孔，复合模 工件图：设计要求：1.绘图该零件制作所需的模具总装配图。 2.绘制该模具的凸模、凹模零件图各一套。 3.编写完善设计说明书。 4.将说明书和图样装订成册。（按A4尺寸装订）指导教师： 时间：2012年05月27日第一部分 绪

4、论模具在在现代生产中，是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成形。例如，冲压件和锻件是通过冲压或锻造方式使金属材料在模具内发生塑性变形而获得的，金属压铸、塑料、陶瓷、橡胶等金属和非金属制品，绝大多数也是模具成形的。由于模具成形具有优质、高产、省料和低成本等特点，现在已在国民经济中占有非常大的比重。并且随着汽车、计算机、电机、电器和日用工业品等现代社会产品对其产品质量、生产成本和更新换代的速度的越来越高的要求，没有模具是难以想象的。随着国民经济的高速发展，促使模具技术迅速发展，作为生产各种产品的重要工艺装备，模具已发展成为一门产业。随着科学技术的不断进步和工业生

5、产的迅速发展，冲压零件日趋复杂化，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展，冲模制造难度日益增大。模具制造正由过去的劳动密集、依靠人工的手工技巧及采用传统机械加工设备的行业转变为技术密集型行业，更多的依靠各种高效、高精度的NC机床、CNC机床、电加工机床，从过去的单一的机械加工时代转变成机械加工、电加工以及其他特种加工相结合的时代。模具制造技术，已经发展成为技术密集型的综合加工技术第二部分 零件工艺分析1零件冲裁工艺分析 零件名称：外壳 材 料：08钢 零件厚度：2mm 零件如图1.1所示：图1.1外壳零件2.1 零件结构形状分析：l 由图1.1可知，该零件为落料拉深冲孔筒形件。零件的形

6、状结构比较简单，且对称，无狭槽、尖角；中间半圆形尺寸满足冲压要求l 需要经过落料，拉深，冲孔，切边四道工序冲压而成。2.2 零件材料分析：1） 冲压件为08钢，成型性能较好，是优质碳素结构刚，易于拉伸成形，具有良好的冲压性能，抗剪强度为255-353MPa，抗拉强度为324-441MPa，利于各种工序的加工。所以，材料的性能符合冷冲压加工要求。2.3 零件产量要求：由设计任务说明说可知，零件是大批量的生产要求，所以可以采用复合模具或者连续模。2.4 工艺方案的确定 该零件所需要的冲压工序为：落料，拉深，冲孔和切边。可以拟定以下三套工艺方案。l 方案一：用简单的模具，即为三套简单的模具分别完成落

7、料、拉深和冲孔三个工序。l 方案二：用复合模，即用一套复合模完成落料、拉深、冲孔和切边四个工序。l 方案三：用两套模具相结合的方案，将简单与复合模具的优点集中在一起很好的克服了简单模具生产精度低，操作困难，复合模具的 制造和修模困难的缺点，实现了高效率，高精度，简单操作的大批量生产。综上所述，选取方案三，复合模与简单模具相结合，复合模具完成落料拉深冲孔，简单修边模具实现对工件的修边工序。第三部分 工艺计算3.1落料拉深冲孔部分主要工艺参数的计算 3.1.1确定修边余量材料厚度大于1mm，均按中性线尺寸计算 查冷冲模设计表6-3，当dt/d=110/78=1.41,dt=110时，可知，=4.3

8、mm, 故实际凸缘直径为： dt=110+24.3=119mm3.1.2 计算毛坯直径D 由冷冲模设计表6-5所列毛坯直径的计算公式，因为r1=r2=r=12mm，出算毛坯直径为： 由图所示：d1=52mm d2=78mmd3=104mmd4=119mmh=14mmr=13mm 带入上述公式得：D=152mm3.1.3判断能否一次拉成dt/d1.4，为宽凸缘形件拉深，有h/d=38/78=0.49,dt/d=1.41,t/D=1.32%,查冷冲压模具设计表6-18，得到第一次拉深许可的相对高度h1/d1=0.500.63，大于工件的h/d=0.49，所以可以一次拉深成型。也可根据相对厚度查表确

9、定出筒形件（带压边圈）极限拉深系数，通过查表，零件也可一次拉深成形。 m=d/D=78/152=0.513由上式，t/D=30-40）,所以c=1.530.3=45.45mm。 凹模长度L=b+2c=152+245.45=242.9mm依据设计尺寸，按照冲压模具标准模架凹模周界尺寸系列，确定凹模外形尺寸为 直径280mm110mm。4.3 凸凹模 1）拉深凸模和冲孔凹模外形结构尺寸确定，冲孔凸模刃口尺寸前面已完成，为了保证刃口有足够的强度，修模量刃口尺寸不变，且凹模容易加工，所以落料凹模选用直筒形刃口，其外形尺寸为：凹模厚度H=kb=0.2820=5.6mm查冷冲模设计表4-3，k=0.28，

10、b为凹模孔的最大宽度。查表得凸凹模最小壁厚为4.9mm，冲孔凹模尺寸为直径20.20mm和直径55.4mm，所以满足要求。拉深凸模长度尺寸为拉深深度，压板厚度，固定板厚度，压边与固定板之间的安全高度之和，即L=38+32+12+38=120mm 2）落料凸模拉深凹模外形结构尺寸，拉深凹模刃口尺寸已求得其长度为冲孔凸模长度加上拉深深度减去1mm，即L=52+38-1=89mm第五部分支撑板零件冲裁模总体设计与标准零件选用5.1弹性元件的设计为了得到较平整的工件。此模具采用弹压式压边结构。弹簧和橡胶是模具中广泛应用的弹性元件。弹压压边装置是由压板、弹性元件(弹簧或橡胶)，双头螺柱等零件组成。查现代

11、模具设计手册P18页，表1-26聚氨酯橡胶弹性体尺寸和表1-27压缩量与工作负荷的关系，结合拉深深度h=38mm和根据理论计算模具所需要的压边力24.9KN，得l 弹性体尺寸：D=60mm H=50mm.工作载荷关系：压缩量0.35H l 弹性体尺寸：D=60mm H=mm.工作载荷关系：0.35H 因此，第一类规格的聚氨酯橡胶选择两个，第二类规格的聚氨酯橡胶选择一个，能够满足拉深和压边力的要求。 聚氨酯橡胶图中为聚氨酯橡胶直径，为聚氨酯橡胶高度，为压缩量，为聚氨酯橡胶达到最大的压缩量时候的直径，为聚氨酯橡胶的内孔直径。5.2模具零件的选用5.2.模架的选择若采用对角导柱模架，则受力平衡，滑动

12、平稳。若采用后侧导柱模架若采用后侧导柱模架，可三方向送料，操作者视线不被阻挡，但结构比较大，须要的料多。若采用中间导柱模架，则导柱对称分布，受力平衡，滑动平稳，拔模方便，便于取制件，机构紧凑。所以采用中间导柱模架。选择模架规格查冲压模具师设计手册表滑动导向导柱型和表滑动导向导套型： 导套dmmLmmDmm为(mm)导柱d/mmL/mm为(mm)那么该模具的闭合高度： 式中H凹为凹模厚度=mm所以=+.-=.mm根据压力机的标准，这个装模高度在压力机的允许范围之内。5.2.模柄的选择根据模具课程设计指导表，开放式双柱可倾压力机技术，查简明冲模设计手册模柄，选择凸缘模柄，材料为Q235，根据计算，

13、选择型。通过内六角螺钉与上模座连接，优点是拆装方便。如下图所示：5.2.螺钉固定螺钉引入模体的深度勿太深，如拧入铸铁件深度是螺钉直径的2-2.5倍，拧入一般钢件深度是螺钉直径的1.52倍。材料为Q235，头部淬火。查简明冲模设计手册得：上模架连接内六角螺钉：落料凹模固定内六角螺钉：模柄连接内六角螺钉：拉深凸模冲孔凹模固定内六角螺钉：导料板卸料版固定内六角螺钉：5.2.定位销 冲模中的定位销常选用圆柱销，其直径与螺钉直径接近，不能太细，每个模具上只需两个销钉，长度不能太长，使进入模体长度直径的22.5倍。查简明冲模设计手册表，选用型。上模部分工作零件的定位：销 45钢落料凹模的定位：销 45钢5

14、.2.挡料销查冲压模具简明设计手册表.，选用型固定挡料销， 45钢5.2.6 打杆 查冲压模具简明设计手册表15-42带肩推杆，选择A型，打杆A10170 mmJB/T7650.1，材料为45钢，热处理硬度为43-48HRC。5.2.7推杆查冲压模具简明设计手册表15-44 推杆，数量为2根，材料为45钢，推杆1250 JB/T7650.3-94，热处理硬度为43-48HRC。5.2.8弹性压边器的垫板和推杆设计 查冲压模具简明设计手册表15-44 推杆，材料为45钢，推杆12150，数量为2根。推板的设计的尺寸为160mm6mm、160mm8mm、1602mm三种垫板，第三种垫板的数量为2块

15、，每块垫板的中心都设有直径为16.5通孔，材料为T8A53冲压设备的校核选用800KN规格压力机其主要技术参数为：公称压力： 800KN滑块行程： 130mm最大封闭高度： 380mm最大封闭调节量： 90mm工作台尺寸： 540mm800mm 工作台垫板孔尺寸： 280mm模柄孔尺寸： 60mm80 mm工作台厚度： 90mm 垫板厚度： 100mm5.4切边力的计算 F切1.3Dt 1.33.141102304N273KN 查模具课程设计指导表5-10，开式双柱可倾压力机技术规格，选择J23-35，标称压力为350KN，切边凸模和凹模的尺寸计算与落料拉深冲孔的计算方法类似，选择模架和导柱导

16、套的方式一样，设计计算省略。5.5其他需要说明的问题5.5.1卸料版的设计当卸料板仅起卸料作用时，凸模与卸料板的双边间隙取决于板料厚度，有一般在0.2-0.5mm之间，板料薄时取小值；板料厚时取大值。当固定卸料板兼起导板作用时，一般按H7h6配合制造，但应保证导板与凸模之间间隙小于凸、凹模之间的冲裁件时，一般采用固定卸料装置。本模具的卸料为刚性卸料，直接和导料板连接在落料凹模上，设计方便，实用。5.5.2导料板的设计 设计中采用的是中间导柱模架，所以只能前后送料，导料板的厚度为2.2mm，一边与条料贴边，进行送料导向，另一边与条料的侧边的距离是1mm，目的是防止切条料的过程中产生误差而卡在导料

17、板中，导料板的内边与卸料板的内边对齐，增大导料在厚度方向上的送料空间。以免在厚度方向上的误差造成送料的困难。5.6模具装配 模具装配是按照规定的技术要求，将若干个零件结合成型零部件，再将若干个零件和部件组合成模具的工艺过程，装配工作通常分为部件装配和总装配。5.61冲裁间隙的调整 对于冲裁模，即使模具零件的加工精度已经得到保证，但是在装配时，如果不能保护冲裁间隙均匀会影响制件的质量和模具的使用寿命。5.62模架的装配1) 模柄的装配 此模具采用的是凸缘模柄中的B型，模柄与上模座的配合为H7h6，将模柄装上模座，用角尺检查模柄圆柱面与上模座上平面的垂直度，其误差不大于O05mm然后用螺钉将其固定

18、在上模座上，应在装模柄前先装入推板。2) 导柱和导套的装配 导柱导套与上下模座均采用压入式连接导套导柱与模座的配合分别为H7r6和R7r6压入时要注意校正导柱对模座底面的垂直度，装配好的导柱的固定端面与下模座底面的距离不小于1-2mm3) 凸模和凸凹模的装配 此模具的凸模与固定板的配合采用H7r6，凸模，装入固定板后，其固定端面应和固定板的支承面处于同一平面内，在压力机上调整好凸模与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，并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，凸凹模与固定板的配合采用H7r6，总装前应

19、将凸凹模压入固定板内，压在平面磨床将上下平面磨平。4) 总装 把组装好凸凹模的放在下模座上，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，在下模座上按锥窝钻螺纹底孔并攻丝，重新将凸凹模固定板置于下模座上找正，用螺钉紧固，钻较销孔，打入销钉定位。第六部分 模具主要零件材料及加工工艺规程6.1垫板：材料为T8A （1）备料（2）锻造（3）退火 4） 刨铣面（6） 磨面（7）划线作孔及销孔（8）热处理：HRC54-58（9）退磁处理后研磨（10）检验6.2凸凹模：材料为模具钢Cr12MoV （1）备料（2）锻造（3）退火 （4） 刨铣六个面（6） 磨上下面（7）划线（8）

20、型孔和外轮廓粗加工 ：粗铣（9） 工作部分型孔和外轮廓：精铣 （10）热处理：HRC58-62（11）退磁处理后研磨（12）检验6.3凹模：材料为模具钢Cr12MoV（1）备料（2）锻造（3）退火 （4） 刨铣六个面（6） 磨上下面（7）划线作螺纹孔及销孔（8） 型孔和外轮廓粗加工 ：粗铣（9） 工作部分型孔：精铣（10）热处理：HRC58-62 （11）退磁处理后研磨（12）检验凸模：材料为模具钢Cr12MoV（1）备料：棒材（2）铣上下两端面（3）磨上下两面（4） 车削加工 （5）热处理：HRC58-62（6）退磁处理后研磨（7）检验6.4上下模座：材料为HT200 上下模架的选择在标准件

21、中选择，根据设计要求来选择，采时效调质热处理，硬度为HRC30-32导柱导套：10钢导柱导套的选择在标准件中选择，根据设计要求，导柱导套采用渗碳淬火，硬度为HRC56-60。第七部分 设计小结冷冲压模具设计是为模具设计与制造专业学生再学完基础理论课，技术基础深和专业课的基础上所设置的一个重要实践性教学环节，其目的是综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行一次冲压模具设计工作的实际训练，从而培养和提高我们独立工作的能力，巩固与扩大冷冲模设计等课程所学的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，掌握冷冲压模具设计的基本技能，如计算，绘图，查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等，通过课程设计，使自

22、己再其后各方面知识有所提高。第八部分 总装配图CAD装配图UG装配图参考文献1. 丁松聚主编冷冲模设计上海：机械工业出版社，20012. 杨占尧主编现代模具工手册北京：化学工业出版社，20073 曹立文等主编新编实用冲压模具设计手册北京：人民邮电出版社，20074 郝滨海主编冲压模具简明设计手册北京：化学工业出版社，20075. 梅伶主编模具课程设计指导北京：机械工业出版社，20066. 王鹏驹主编冲压模具设计师手册北京：机械工业出版社，20087. 王新华主编简明冲模设计手册北京：机械工业出版社，20088、 王孝培主编冲压手册北京：机械工业出版社，19989、 杜东福主编冷冲压模具设计长沙：湖南科学技术出版社，199810、 李硕本主编冲压工艺学北京：机械工业出版社，198211、 成虹主编冲压工艺与模具设计北京：高等教育出版社，200032