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1、落料拉深复合模设计湖南工学院课 题 落料拉深复合模设计专 业 模具设计与制造班级学生姓名指导老师2006年12月29日说明计算内容一、任务书二、工艺分析三、工艺方案的确定四、工作原理五、工艺设计六、模具结构设计七、总结八、参考文宪共19页第1页说明计算内容笫一部分：冷冲模工艺及模具设讣课程设计任务书一、目的及意义：本课程是冷冲压工艺及模具设计结合一个比较简单的冲压零件综合运用本课程及以前所学课程的理论知识独立 设讣出一套冷冲模具能使学生得到模具设计的初步训练。 通过本课程设计进一步提高学生利用技术资料、运算和绘 图设计能力为毕业设计打下良好的基础。二、设计时间：二周三、设计题目：落料、拉伸复合
2、模设计给定条件:冲压零件图及模具装配简图如下图示。材料:08钢用度：0. 5mm落料、拉深复合模共19页第2页说明计算内容四、设计工作量：1、模具装配图：1张，1号图,，2、主要零件图：凸模、凹模及凸凹模零件图各一张，3、设计说明书一份。五、设计步骤：1、收集和分析原始资料：1八冲压件的图纸和技术条件，2八冲压件的生产纲领，3八 冲压件的工艺规程，4 ,、有关冲模标准件的资料，5，、现存模具结构资料。2、确定模具类型及结构形式：根据已确定的最佳工艺方案确定冲模的类型是简单模、连续模、或复合模。3、进行必要的计算主要指进行冲模丄作部分尺寸、压力中心和选用弹簧的讣算及确定模具闭合高 度。4、绘制模
3、具总装图5、绘制模具零件图共19页第3页说明计算内容六、设计要求：要求方案选择合理图样正确、清楚、整洁符合国家有关制图标准。整理出设计计算说明书列出计算过程和结果并进行讨论和分析，计算结果要求准确全面有关数据要标明出处。计算说明书要求字迹工整语句通顺流畅。要有参考资料。整个设计过程要求每个同学在规定时间内单独完成。共19页第4页说明计算内容第二部分:设计过程一、冲压工件的工艺分析：由工件图看该工件需要先落料、再拉伸成一个直壁筒形件。因此该工件的结构简单、工序简单为提高生产率可以采用落料、拉伸复合模结构来完成加工。二、参数的计算：,1,、毛坯的尺寸计算：根据等面积原理用解析法求该零件的毛坯直径并
4、且h由于较小所以不必考虑修边余量由毛坯的直径公式：d22 D, d, 4dH, 1. 72rd, 0. 56r冲参见严格的讲直径d与圆角半径r均应取板厚中线尺寸但是曲压工艺于厚度为0. 5?d与r就以零件图样标注的尺寸代入公式得：与模具22D, 78, 4, 78, 27, 1.72, 5, 78,0.56, 5设计,117. 58mm, 118mm,2,、确定拉深次数：书表毛坯相对厚度t/D二0. 5/118二0. 42%,相对高度4-15H/d=27/78=0. 35,查表4-15（见冲压工艺与模具设计一书）得n=l,且工件圆角半径.故可以一次成形。r, 2tp,3,、排样方案确定：该工件
5、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釆用手工送料采用导料销导料、共19页第5页说明计算内容挡料销挡料。由表面2-16,见冲模设计应用实例一书，查得参见冲模 :a, 1. Omma, 0. 8mm 1设计应那么：条料的宽度:b二118+2沪119. 6mm用实例条料的步距:h二118+二119mm al书冲裁单件材料的利用率计算：表216223. 14, 118nAD, , , 100%, 100%, , 100%, 76. 8%, bh4bh4, 119. 6, 119排样图如下所示：,4,、计算工序压力：1 ?、落料力的计算：F, 1. 3Lt,落落料力,N, F
6、落L 一工件外轮廓周长 L二，D, 3. 14, 118, 371mm共19页第6页说明计算内容t 材料片度t=0. omm,材料抗剪强度,MPa,由书,见冲压模具设计实，例一书，附录查得=260Mpa; A, 1落料力则为:F, 1.3, 371nun, 0.5mm, 260MPa, 62. 70KN 参见冲落2 ?、卸料力的计算:F,KF压模具卸卸落卸料力因数由表2-15,见冲压模具设计实例一书,K设计实卸查得二0.045 K例一书卸F, 0. 045, 62. 70, 2. 82KN 附录 A 卸 13 ?、拉深力的计算:有压边圈的圆筒形件的拉深公式表2-15F, k, dt, b 拉拉
7、深力F参见冲拉d 拉深件的直径d=78mm压模具t 材料厚度设计实材料的强度极限,MPa,由附录，见冲压模具设,A例一书bl计实例一书，查得=330Mpa，附录Ablk修正系数山表41&见冲压模具设计实例一书，表4-18查得k二0. 66拉深系数:m=d/D=78/U8 , 0. 66=0. 66X3. 14X78X0. 5X330二26. 67KN F 拉4?、压边力的计算:压边力F,AP压共19页第7页说明计算内容1 222A压边圈面积 A= , , ,118,78, 6154. 40mm4 参见冲P单位压边力 查表416,见冲压模具设计实例一书，得 压模具P二3. OMPa设计实=615
8、4. 40 X 3. 0=18. 46KN F, AP 压例一书故总的冲压力为：附录B3F,F, F, F, F压总拉落卸表 4-16=62. 70+2. 82+26. 67+18. 46=110. 65KN(5)冲压设备的选择：对于浅拉深可按式估算公称压力来选取F,l. 61. 8F压总 压力机参照附录，见冲压模具设计实例一书，选用公称B3 压力为250KN的开式压力机其主要技术参数为：公称圧力:250KN滑块行程:80KN最大闭合高度:250KN工作台尺寸：560 X 360mm,模柄孔尺寸:50 X 70mm三、主要工作部分尺寸计算：模具的落料凹模凸凹模冲孔凸模的工作关系。对工件未注公差
9、可按IT14计算也可山书附录查得各尺D1共19页第8页说明计算内容寸的未注公差。参见冲根据表210,见冲压模具设计实例一书，查得冲裁模刃口双压模具间隙 mmmm。Z, 0. 040Z, 0. 060minmax设计实，1,、落料刃口尺寸计算：例一书0的凸凹模的制造公差由表212,见冲压模具设计实，11& 0. 87附录B3例一书，查得 。，0. 033mm, 0. 025mm凹凸表 2-12由于二0. 02 故采用凸模与凹模配合，0. 06, Z, Z凹凸maxmin表2-13加工方法因数由表2-13,见冲压模具设计实例一书，查得X二0.5 则：,0. 035, 0. 035 凹 D, (D,
10、X,), (11 & 0. 5, 0. 87), 117. 565mm 凹 000按凹模尺寸配制其双面间隙为0. 0250. 035mm , D凸其工作部分结构尺寸如图所示：按凹模尺寸配作共19页第9页说明计算内容,2,、拉深工作部分尺寸计算：拉深凸模与凹模的单边间隙可按表212,见冲压模具设讣参见冲实例一书， 中式Z/2二It计算得Z/2二0. 5mm由于拉深工件的公差压模具可采用IT10级精度 查书附录按公式可求E得,0. 12mm设计实3凸凹拉深凸、凹模尺寸及公差如下：例一书0:mm 工件尺寸,78 表 2-12 , 0. 74,0. 12 凹 mm d, (78, 0. 75,), 7
11、7. 445 凹 0000d, (d, Z), 75. 445mm 凸凹,0. 12 凸其工作部分结构尺寸如图所示：四、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性。共19页第10页说明计算内容(1)、上卸料采用橡胶作为弹性元件按公式讣算橡胶的自山高度：H, (3. 54)S自由工作式中:橡胶的自由高度,mm, H 由工作行程与模具修磨或调整,4、6mm,之和S工作=,20+0. 5+5, mm?二25. 5mm? S 工作则:=,3. 5冷,X 25. 5=8
12、9. 25102mm 取 H 自由二100mm?因此橡胶的装配高度：H自山H, (0. 850. 9), H, (0. 850. 9), 100, 85为0mm2 自由取 H, 88mm2橡胶的断面面积在模具装配时按模具空间大小确定。,2,、下顶块压边采用橡胶作为弹性元件计算橡胶的自由高度:二,3.54, HS工作自由二(20+5) mm二25mm S 工作则:H, (3. 54), 25mm, 87. 5100mm 自由取二89mm? H工作计算橡胶的装配高度：nun H, (0. 850. 9)H, (0. 850. 9), 89, 75. 780. 12 自由取 H, 78mm2橡胶的断
13、面面积在模具装订配时按模具空间大小确定。共19页第11页说明计算内容五、模具的总体设计及装配：该工件的模具结构如图。主要山上下模座、落料凹模、凸凹模、拉深凸模、上顶块、下顶块、卸料板等零件组成。根据主要工作部分尺寸、结构以及弹性元件的尺寸参照有关资料可选取级精度的后侧导柱模架。即：，上模座:250 X 250 X 50mm? HT200下模座:250 X 250 X 65mm? HT200下模座轮廓尺寸:L二B二250mm,S 二280nun,R=50mm,Al二160mm,A2二290mm?导柱:A50h5X200,导套:A50H6X 150X50,导柱、导套的渗碳深度为0. 81. 2mm
14、，硬度为HRC5862。参见冲压工艺六、零件的具体结构尺寸设计：,1,、落料凹模的设计：与模具由于此套模具为复合模并且是逆出件式所以凹模设计一内壁采用全直壁 式的材料选择为Crl2热处理硬度为书表60、64HRC此凹模板采用矩形凹模板 由于压力中心在儿何2-17中心查表2-17,见冲压工艺与模具设计一书，可得:共19页第12页说明计算内容1?、凹模壁厚为大于50mm所以可得凹模的最小外形尺寸：L二B二118+2+50二218mm取标准值:L二B二250mm32 ?、凹模的厚度为:H二 KKO. lF(mm)12参见冲F -冲裁力,N,压工艺-凹模材料修正系数合金工具钢取1碳素工具钢取K1与模具
15、1.3;设计一-凹模刃口周边长度修正系数见表2-1&见冲压工艺K2书表与模具设计一书,，2-183H, 1, 1. 37, 0. 1, 62. 70, 103, 11.84mm表 2-19按GB2858. 1-81取标准值50mm3?、螺孔中心到凹模板外缘的尺寸:L二2d选螺栓为M10的内六角螺栓L二2X10=20mm从总体角度出发取:L二30mm4?、销孔中心到凹模板外缘的尺寸查表2-19,见冲压工艺与模具设计一书，取 L30nnn.5?、螺孔与凹模型孔及销孔之间的尺寸：取 20mm。S, 1. 3d, 1. 3, 5, 6. 5mmmin其结构如图所示：共19页第13页说明计算内容(2)、
16、凸凹模(落料的凸模、拉深的凹模)：材料选择为Crl2热处理硬度为6061HRC。厚度:H=88+10-0. 2+20=117. 8mm H, H, 0. 2 弹压橡胶刃口尺寸在前面已经确定综合考虑其它的因素决定其具体尺寸如下：共19页第14页说明计算内容以凹模尺寸配作,3,、凸凹模，落料凸模、拉深凹模，：材料选择为Crl2热处理硕度为6060HRC。总体高度为:H二43-0. 5+20二63. omm刃口尺寸在前面已经确定综合考虑其它因素确定其结构如图所示:按凸模尺寸配作共19页第15页说明计算内容,4,、卸料板、上顶块、下顶块、垫板、固定板、打板、打杆、顶杆等零件：均采用45钢其结构尺寸与以
17、上的其它零件综合考虑。,3,、螺钉与销钉的选择：圆柱头内六角螺母：GB70-85 M8X20 4 个GB70-85 M10X70 4 个圆柱头内六角卸料螺钉：GB2867.6-81 M24X160 4 个导料销：GB119-86 销 5X14 2 个挡料销：GB119-86 销 2X14 1 个七、压力机的校核：1、拉深模的压力机其行程必须考虑取放工件方便因此要求：S2hS为压机的行程S二100 mmH为工件的高度h二27mmill于100mm2X27mm因此符合要求。2、模具闭合高度校核：H, 10, h, H, ominmax模共19页第16页说明计算内容-压力机最小装模高度Hmin-压力
18、机最大装模高度、Hmax-模具闭合高度h模因为:265+10mm307. 8mm330-omni所以:符合要求。3、工作台尺寸校核：工作台尺寸：460X700mm模座尺寸:340X380mm所以:符合要求.综上所述压力符合要求.共19页第17页说明计算内容笫三部分:设计体会在老师的精心指导下此次课程设计顺利地完成了。通过课程设讣我们再次把所学的专业知识用于实践当中可以说这次设计就 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讣的基本流程懂得了如何把讣算机 知识用于我们的专业懂得了如何查阅和运用技术资料。当然在 这个过程中我们遇到的困难和挫折也是不少的主要
19、来源于我们 的专业知识还不够实践经验还不足等等。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地去丰富 经验。因此尽管这次设计不能算作是成功之作但是它给我们带来 的收获是具大的影响是深远的。所以我们在今后的学习和工作中 要敢于实践不断吸取经验教训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作出不懈努力：共19页笫18页说明计算内容笫四部分:参考文献1、许发樋 主编冲模设计应用实例机械工业出版社1999年6月出版2、钟毓斌主编冲压工艺与模具设计机械工业出版社2000年5月出版3、冲模设计手册编写组编著冲模设计手册机械工 业版社1999. 64、冯炳尧韩泰荣殷振海蒋文森编模具设计与制造简明手 册上海科学技术出版社1984年12月出版共19页第19页