拉深件模具设计.docx

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1、冷冲筒形工具盒学校：江西机由学院专业：模具设计与制造班级：10大横一班姓 名：林佳伴学号：旺指导老师：徐秋如老师完成时间：2012年7月6日目录第一章工件的工艺性分析 11.1 工艺性分析 01.2 拉深时的工艺性 11.3 材料的工艺性 2第二章冲压工艺方案的确定 1第三章拉深工序尺寸的确定 3第四章必要的工艺计算 54.1 排样方案的确定及计算 54.2 冲压力的计算 64.3 压力中心的计算 84.4 工作尺寸的计算 8第五章模具的总体设计 85.1 模具类型的选择 95.2 定位方式的选择 95.3 料方式的控制 105.4 卸料零件的确定 95.5 顶件装置的确定 95.6 导向方式

2、的选择 10第六章主要零部件的结构设计 106.1 凸凹模 106.2 拉深凸模 116.3 落料凹模 11第七章辅助装置的设计 127.1 固定卸料装置 127.2 刚性推件装置 127.3 螺钉与销钉的选择 127.4 弹性压边装置 12第八章模架的选用 12心得小结 .14参考文献 .14第一章工件的工艺性分析1.1工艺性分析拉深件名称：筒形工具盒生产批量:中小批量材料:08钢料厚:1mm 技术要求：工件要求平整,无拉深痕迹,未注公差IT14.零件图如下：零件图拉深件的工艺性是指拉深件对拉深工艺的适应性。在一般情况下，对拉深件工 艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。良好的拉深工艺性应能

3、满足材料较省、 工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。此工件为无凸圆筒形工件，要求内形尺寸，没有厚度的要求。此工件的形状满足 拉深工件的要求，可用拉深工序加工。1.2 拉深时的工艺性分析拉深零件的结构工艺性是指拉深零件采用拉深成形工艺的难易程度。良好的 工艺性是指坯料消耗少、工序少，模具结构简单、加工容易，产品质量稳定、废 料少和操作简单方便等。在设计拉深零件时，应根据材料拉深时的变形特点和规律，提出满足工艺性的要求: .对拉深材料的要求拉深件的材料应具有良好的塑性、低的屈强比、大的板厚方向性系数和小的 板平面方向性。 .对拉深零件形状和尺寸的要求(1)拉深件的高度

4、尽可能小，以便能通过 12次拉深工序成形。(2)拉深件的形状尽可能简单、对称，以保证变形均匀。对于半敞开的非对 称件，可成双拉深后在剖成两件。(3)有凸缘的拉深件，最好满足 d凸d+12t,而求外轮廓与直壁断面最好形 状相似，否则，拉深困难，切边 余量大。(4)为了使拉深件顺利进行，凸缘圆角半径 r 2t o当r0.5mm时，应增加 整形工序。3.对拉深零件精度的要求(1)由于拉深件个部位的料厚有较大的变化，所以对零件图上的尺寸应明确 标注是外壁还是内壁。(2)由于拉深件有回弹，所以零件横截面的尺寸公差，一般都在IT12级以下，如零件高于IT12级，应增加整形工序。1.3材料的工艺性分析在本次

5、设计中，我选用的拉深材料为 08钢板。选择拉深材料时，首先应满足拉 深件的使用要求。由于该件不属于易损工件，对材料的耐磨度要求不高，还应满 足冲压工艺对材料的要求，保证冲压过程顺利完成，即材料应具有良好的塑性和 表面质量，以及板料厚度公差应符合规定， 08钢为一种优质结构钢，该结构钢以 退火，而退火的目的消除钢的内应力，降低硬度提高塑性细化组织均匀化学成分， 而且其抗剪和抗拉强度均不高，所以综合其所有的力学的性能，08钢具有良好的拉深性能，适合拉深。第二章冲压工艺方案的确定项目单工序模级进模复合模无导柱有导柱冲压精度低较低较高，相当于IT10IT13高，相当于IT8IT11制件平整程度/、平整

6、不平整，有时 要校平因压料较好，制件平整制件最大尺寸 和材料厚度不受限制300mmz下厚度达6mm尺寸250mm厚度在0.16之间尺寸300mm厚度常在0.05m3mm冲模制造的难度程度及价格容易、价格低导柱、导套的装配采用先进工艺后不难简单形状制件 的级进模比复 合模具制造难 度低，价格亦 较低形状复杂的制 件用复合模比 级进模制造难 度低，相对价 格低生产率低较低可用自动送料 出料装置，效 举较局工序组合后效率局只能单冲不能连冲有自动送料装 置可以连冲， 但速度不能太高使用于高速冲床高达400次/分以上由于有弹性缓 冲器，不宜用 高速，不宜连 冲材料要求可用边角料条料要求/、严格条料或卷料

7、要 求严格除用条料外， 小件可用边角 料，但生产率 低生产安全性不安全手在冲模过程较/、安全比较安全手在冲模工作 较/、安全，要有安全装置冲模安装调整与操作调整麻烦操作不便安装、调整较容易、操作力便安装、调整较 容易，操作简 单安装、调整比 级进模更容 易，操作简单分析表可得：采用单工序模具结构简单，但需要多副模具才能完成，且生产效率低难以满足该工件生产的要求；复合模需一副模具，生产率较高，尽管模具结构 较方案一复杂；级进模也只需一副模具，生产率高，但模具结构复杂，送进料不方便。故采用复合模最佳，方案为：落料首次拉深复合模一 最后一次拉深整形 复合模一切边。第三章拉深工序尺寸的确定根据毛坯尺寸

8、的确定原则可知有两种方法来计算毛坯的计算原则。1 .面积相等原则：由于拉深前和拉深后材料的体积不变，对于不变薄拉深， 假设材料厚度拉深前后不变拉深毛坯的尺寸按“拉深前后的表面积相等”来确定。2 .形状相似原则：拉深毛坯的形状一般与拉深件横截面的形状相似，即零件 的形状是圆形或是椭圆形时，其拉深前毛坯的展开形状也基本上是圆形或椭圆形。3 .根据本零件的特点：为简单形状的旋转体，可以采用面积相等的原则来确1）先确定边余量 h:根据 h h“ 43.5/56 0.7工件高度h工件的相对高度%0.5 0.80.8 1.61.6 2.52.5 4101.01.21.5210 201.21.622.520

9、 5022.53.34xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxvxxxxvxxxxvxxxxv50 10033.856100 150456.58150 20056.3810200 25067.591125078.51012查表得：切边余量6 =2mm2）毛坯直径D的计算:D d24dH 172rd 0.56r2得毛坯的直径为：D=114.4mm3)确定拉深系数：t / DX 100=0.87查表得 m=0.55 m 2=0.874)判断能否一次拉深成形：m总d/D 56m%144mm 0.49 dd2=m2d1=0.78 x 62.

10、7=48.9mmv d故两次拉深成形。6)拉深工序尺寸的计算：经调整 m=0.56 , m2= =0.875 D m1调整后的拉深直径：d1= m1D=0.56 X 114.4 =64mmd2= d 1x n2=64 x 0.875 56mmr a1=0.8 7(D-d) t =0.8 J(114.4-56)1 =6.11mm1r1=rT1+2 =6.61mm 取 7mmr 2=2.5mmxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxvxxxxvxxxxvxxxxvD2rihi=0.25 (京-di)+ 0.43 X/(di+0.32r

11、i)=37mmD2r2h2=0.25 ( 77 -d 2) +0.43 x d7 (d2+0.32r 2) =45.5mm7）画工序图:第四章必要的工艺计算4.1排样方案的确定及计算经过分析，排样方案采用横排，剪板方案为横剪.查表可得：ai=0.8 a=1步距：S=D+a=112.63+0.8=113.43mm条料宽度：B-A=Dnax+2a=1 14.63 00.6mm工件的面积：A=兀 R2=3.14 X 57.2 =10274 mm利用率：T=BXSX100% =77%4.2冲压力的计算排样图L=2 X 兀 X R=2X 3.14 X 57.2 = 359mm落料力：尸落=11 8 b=

12、395X 1 X 380/ 1000=137KN推件力：F 推=KX F 落=0.045 X 137=6.2KN拉深力：F K dt b=3.14 X64X 1X380X1=76.4KN压边力：Fq 4 D2 d1 2r 2 p= / 114.4 2- (64+2X7) 2 X2.5=13.7KNF=(1.25 人 1.40 ) ( F 拉+fq )=1.40 X ( 76.4+13.7 )=126KNxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxvxxxxxvxxxxvxxxxv尸总=F落+ F推+1.40 ( F拉+Fq)=137+6.2+126=269KN所以压力机的公称压力应大

13、于 269KN故选J23-40公称压力400KN模柄孔尺寸直径50mm滑块行程100mm深度70mm最大装模高度265mm工作台尺寸前后460mm最大闭合高度330mm左右700mm4.3压力中心的计算由于该工件对称，故无需计算。4.4工作尺寸的计算落料刃口尺寸的计算Zmak0.14 Z min=0.1A A=(DmaK/4 =( 114.4-0.5 X 0.87 ) =113.965 00.02mmA T=(AA-Zmin) - /=( 113.965-0.1 ) =113.865 0002mm拉深工作尺寸的计算查表可得 Z1=1.1t=1.1mm5 a=0.055 t=0.03+ 8 A对

14、于首次拉深：DA1=d10D65=6500.05 mmD 37.5=37.5 /05mmD ti=( Dai-2Z) 0 STD 63= (65-2 x 1.1) 0003 = 62.8 0003mm0. 030. 03区.5= (37.5-2 X 1.1 ) 0003=35.3 0003mm0.030.03确定凸模的通气孔凸心径dmm5050-100100-200200出气孔直径dmm56.589.5查得：凸模的通气孔直径为 6.5mm第五章 模具的总体设计5.1 模具的类型的选择由冲压工艺分析可知，采用反装式复合模。5.2 定位方式的选择为保证条料的正确送进和毛坯在模具中的正确位置，冲裁出

15、外行完整的合格 零件，模具设计时必须考虑条料或毛坯的定位。正确位置是依靠定位零件来保证 的。由于毛坯形式和模具结构不同，所以定位零件的种类很多。设计时应根据毛 坯形式、模具结构、零件公差大小、生产效率等进行选择。定位包含控制送料步距的挡料和垂直方向的导料等。挡料销挡料销的作用是挡住条料搭边或冲压轮廓以限制条料的送进距离。国家标准 中常见的挡料销有三种形式：固定挡料销、活动挡料销和始用挡料销。固定挡料 销安装在凹模上，用来控制条料的进距，特点是结构简单，制造方便。由于安装 在凹模上，安装孔可能会造成凹模强度的削弱，常用的结构有圆形和钩形挡料销。 活动挡料销常有于倒装复合模中。始用挡料销用于级进模

16、中开始定位。导正销导正销通常与挡料销配合使用在级进模中，以减少定位误差，保证孔与外形 的相对位置尺寸要求。当零件上有适宜于导正销安装在落料凸模上。当零件上没 有适宜于导正销正用的孔时，对于工步数较多时、零件精度较高的级进模，应在 条料两侧的空位处设置工艺孔，以拱导正销导正条料使用，此时，导正销固定在 凸模固定板上或弹压卸料板上，5.3 送料方向的控制条料的送料方向是条料靠着一侧导料板，沿着设计的送料方向导向送料，为 使条料靠紧一侧的导料板，保证送料的精度，可采用侧压装置。因为该模具使用 的条料，所以导料采用导料板（本副模具固定卸料板与导料板），送进步距控制采 用挡料销。5.4 卸料零件的确定设

17、计卸料零件的目的，是将冲裁后卡在凸模上或凸凹模上，或凸模上的制件 或废料卸掉，保证下次冲压时正常进行，刚性卸料，刚性卸料是采用固定卸料板 结构，常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料，当卸料板只起卸料 作用时与凸模的间隙随着材料厚度的增加而增大，单面间隙取 0.2 0.5 t o5.5 顶件装置的确定推件和顶件的作用是，将制件从凹模中推出来（凹模在上模）或顶出（凹模在 下模）。推件力是通过压力机的横梁作用在一些传力元件上，使推件力传递到推件 板上将制品（或废料）推出凹模。推板的形状和推杆的位置应根据被推材料的尺 寸和形状来确定。设计在下模的弹性顶件装置，通过凸模下压使弹性元件在冲压时储

18、存能量，模具回程时顶件器的弹性元件释放能量，顶件块将废料从凹模中顶 AH.0.25-0.30出。橡胶图度H0= 32mm ,螺钉M12 , 托板厚8mm5.6 导向方式的选择常用的模架有：滑动式导柱导套模架、滚动式导柱导套模架，模架有上、下 模座和导向零件组成，是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定它的上面，并 承受冲压全过程的全部载荷。模具上模座和下模座分别与冲压设备的滑块和工作 台固定。上、下模间的精度由导柱、导套的导向来实现。对角模架：由于导柱安装在模具的中心对称的对角线上，所以上模座在导柱 上滑动平稳，常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。后侧导住模架：由于前面和左右不受限制

19、，送料和操作比较方便，因导住安 装在后侧，工作时偏心距会造成导柱导套单边磨损，并且不能用浮动模柄结构。 中间导柱模架：导柱安装在模具的对称线上，导向平稳，准确，但只能在一个方 向送料。四导柱模架：具有平稳、导向准确可靠、刚性好等优点，常用于冲压尺寸较 大或精度较高的冲压件。滚动式导柱导套模架的导向精度高，使用寿命长，主要用于高精度、高寿命 的精密模具及薄材料的冲裁模具。根据标准模架的选择，为了提高模具寿命和工件质量，方便安调整，该复合 模采用中间导柱的导向方式。第六章主要零部件的结构设计6.1凸凹模 .结构形式的确定可采用台阶式和直通式，但由于台阶式加工较复杂，所以采用直通式加凸模固定板，其厚

20、度取15mm .凸凹模长度的计算L=r A+hi+h 推件块 +h 定距垫块h推件块 r A+hi=7+37=44 取 47mmh定距垫块=4mm即凸凹模长度L=7+37+47+4=95mm6.2 拉深凸模 .结构形式的确定可使凸模直接与下模座相连，但连接不可靠，所以采用凸模固定板加凸模。 .凸模长度的计算LT=h 压边圈+r A+hi+h固定板- (2 5)h固定板=15mmh压边圈=10mm即凸模长度 LT=15+7+37+10-2=67mm6.3 落料凹模.结构形式的确定有圆外形和方外形两种，本模具采用方外形。模具的外围尺寸C取40mm.凹模厚度的计算hA= Lt+（2 八 5）mm=6

21、7+3=70mm第七章辅助装置的设计7.1 固定卸料装置采用固定卸料版，卸料力大，卸料可靠，卸料板厚度取10mm7.2 刚性推件装置由打杆.推件块组成。推件力大，工作可靠，打杆直径小 8mmH 推件块 r A+hi=7+37=44mm取 47mm7.3 螺钉与销钉的选择为了不影响模具在压力机上的安装，应采用内六角螺钉.销钉大小应根据凹模厚度 选用，查表得螺钉螺钉直径为 M12,销钉直径小10mm.7.4 弹性压边装置压边圈应比凹模高1mm行程比拉深行程大2人3mm压边圈高度为15mm.第八章模架的选用模具选用中间导柱标准模架，可承受较大的冲压力。上模座厚度取 45mm即h1二45mm下模座厚度

22、取50mm即h2=50mmS=260mm R=85mm B2=280mmB=200mm L=200mm模具闭合高度：H闭=+卜2+1+八人-44=45+50+95+70-44=216mm模具闭合高度的校核：公称压力400KN模柄孔尺寸直径50mm滑块行程100mm深度70mm最大装模高度265mm工作台尺寸前后460mm最大闭合高度330mm左右700mm可见该模具闭合高度小于所选压力机 J23-40的最大装模高度（265mm,可以 使用。模具工作过程：条形板料通过固定卸料板的定位槽由前向后送入并定位，上 模下行，落料拉深凸凹模与落料凹模首先完成落料工序。上模继续下行，拉深凸 模开始接触落料毛

23、坯并将其拉入落料拉深凸凹模孔内，完成拉深工序。上模回程 时，固定卸料板从落料拉深凸凹模上卸下废料，压边圈将制品从拉深凸模上顶出； 若制件卡在落料拉深凸凹模孔内，可通过打料杆推出。心得小结在老师的精心指导下，此次设计顺利地完成了，通过这次设计我们再次把所 学的专业知识用于实践中。可以说这次设计是对我们所学知识的一次大检阅，也 是一个查漏补缺的过程；同时让我们初步地掌握了冷冲模设计的基本流程，懂得 了如何查阅和运用技术资料。当然我们遇到的困难和挫折也是不少的，主要源于 我们的专业知识还不够，实践经验不足等。但是我们可以把此次设计作为我们新 的起点，加强专业的学习，加强实践，不断去丰富经验。尽管这次设计不算是成功之作，但是它给我们带来的收获是很大的，影响是 深远的。所以我们在今后的学习生活中要敢于实践吸取经验，要敢于向难点挑战， 发扬一丝不苟的工作作风，为我们模具事业的发展做出不懈的努力。参考文献1 .魏春雷,徐慧民主编。冲压工艺与模具设计北京理工大学出版社天津大学出版社2 .魏春雷，朱三武主编。模具专业毕业设计手册