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1、冷冲模设计说明书 院 系 机械及自动化系 专 业 模具设计与制造班 号 模具08369 学 号 姓 名 指导教师 湖南生物机电职业技术学院2010年9月 15日 第1章 概论1 1.2 前言v1第2章设计任务书2 2.1 设计题目 2 2.2设计要求3第3章拉伸工艺性的确定4 3.1工艺方案的确定 53.2胚料直径的确定 7 3.3排样 8 3.4 各工序尺寸计算 8 3.5 压力计算与设备选择 93.6拉深模工作零件设计与计算 93.7卸料弹簧计算 103.8压边的橡胶计算11第4章模具结构的确定11第5章落料拉伸模具结构图12第6章模具零件设计12第7章结束语20摘 要：本次课程设计的内容
2、为用模具生产凸缘筒件，其中包括落料、拉深、等工序。其中把落料和拉深用复合模完成，而其他不出图但进行了相关的尺寸计算，重点在复合模上，解决落料和拉深的计算问题同时对相关的模具的零件给以详细的设计。生成装配工程图和相关的零件刚才图。1经工艺分析工艺计算，间隙值的选择，确定了该设计工艺流程及冲模结构形式。 2同时对所设计的模具分别进行了分析说明， 3对压力机做出了合理的选择， 4整个过程采用AutoCAD软件绘制模具的二维装配图和个别零件图。 关键词： 落料 拉深 单排 剪切 1 前言冲压是使板料经分离或成形而得到制件的加工方法。冲压利用冲压模具对板料进行加工。常温下进行的板料冲压加工称为冷冲压。模
3、具是大批生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。模具工业是国民经济的基础工业。模具可保证冲压产品的尺寸精度，使产品质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。用模具生产零部件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧钢钢板或钢带为坏料，且在生产中不需加热，具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点，是其他加工方法所不能比拟的。使用模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造业的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展。目前，工业生产中普遍采用模具成形工业方法，以提高产品的生产率和质量。一般压力机加工，一台普通的压力机设备每分钟可成形零件几件到几十件，高速
4、压力机的生产率已达到每分钟数百件甚至上千件。据不完全统计，飞机、汽车、拖拉机、电机、电器、仪表、等产品，有60%左右的零件是用模具加工出来的；而自行车、手表、洗衣机、电冰箱及电风扇等轻工业产品，有90%左右的零件时用模具加工出来的；至于日用五金、餐具等物品的大批量生产基本上完全靠模具来进行。显而易见，模具作为一种专用的工艺设备，在生产中的决定性作用和重要地位逐渐为人们所共识。2 设计任务书2.1 设计题目零件：按钮帽 批量：大批量材料：H62 料厚：0.52.2设计要求1、绘制模具总装图，必须是0号图。2、绘制全部自制零件的工程图3、编制典型零件的加工工艺规程4、编写设计说明书3 拉伸件工艺性
5、分析 （1）材料分析H62具有良好的拉深成形性能，其力学性能是强度、硬度低而塑性较好，非常适合冲裁加工。另外产品对于厚度与表面质量没有严格要求，所以尽量采用国家标准的板材，其冲裁出的产品表面质量和厚度公差就可以保证。（2）结构分析零件为一凸缘筒形件，结构简单，底部圆角半径为R1，满足筒形拉深件底部圆角半径大于一倍料厚的要求，因此，零件具有良好的结构工艺性。（3）精度分析零件上尺寸均为未注公差尺寸，普通拉深即可达到零件的精度要求。(4) 由于零件内外形尺寸均未注公差，属自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸公差，经查标准公差值表2-2（参考文献2）得各尺寸公差分别为： 零件尺寸：15 零件尺寸：3
6、3经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。在零件工艺性分析的基础上制定其工艺路线如下：零件的生产包括落料、拉深（需计算确定拉深次数）、为了提高生产效率，可以考虑工序的复合，经比较决定采用落料与第一次拉深复合，经多次拉深成形后，由机械加工方法切边保证零件高度的生产工艺。3.1 冲压工艺方案的确定完成此工件需要冲孔、落料两道工序。其加工方案分为3种，件表2.1。 表2.1 工艺方案序号工艺方案结构特点 1单工序模生产：先落料再拉伸模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率低，难以满足零件大批量生产的需求。2复合模生产：落料-拉深复合冲压同一副模具完成两道不同的工序，大
7、大减小了模具规模，降低了模具成本，提高生产效率，也难以提高压力机等设备的使用效率；操作简单、方便，适合中批量生产；。3连续模生产：落料-拉深同一副模具不同工位完成两道不同的工序，生产效率高，模具规模相对第二种方案要大一些，模具成本要高；两道工位之间的定位要求非常高。根据本零件的设计要求以及各方案的特点，决定采用第2种方案比较合理。3.2坯料尺寸计算1、在不变薄拉深中，虽然在拉深过程中坯料的厚度发生一些变化，但在工艺设计时，可以不计坯料的厚度变化，概略地按拉深前后坯料的面积相等的原则进行坯料尺寸的计算。旋转体拉深件采用圆形坯料，其直径可按面积相等的原则计算。计算坯料尺寸时，先将拉深件划分为若干便
8、于计算的简单几何体，分别求出其面积后相加，得拉深件总面积艺A，则坯料直径为例图所示的薄壁圆筒件，可划分为四部分，各部分的面积分别为图3.1 圆筒件坯料尺寸计算D= 当板料厚度大于lmm时，应按板料厚度中线尺寸计算。1）确定零件修边余量零件的相对高度，经查得修边余量2）确定坯料尺寸由无凸缘筒形拉深件坯料尺寸计算公式得D=D=D3.3排样3.3.1 搭边查参考文献表3-13，确定搭边值，。当时 3.3.2 材料利用率 查附表3（参考文献3）选用的板料规格为60020002mm.根据板料的规格及零件的尺寸，剪切条料尺寸为35x600,一板料可裁条料为57条，每条可冲零件的个数为17个，即一块板料可冲
9、裁总的零件个数为5717=989个根据式3-10（参考文献3）一块板料的利用率为：=n 100%=989 100%=70.5%式中 A0一个制件的有效面积A 一块板料的面积n 一块板料秘冲制件的总个数3.3.3确定拉深次数(1)判断是否可以一次拉伸成形 根据t/d=0.5/33=1.51%d/d=23/14.5=1.58H/d=12/14.5=0.86M=d/D=14.5/33=0.42查表5-12 表5-13 =0.46，=0.63，说明该零件能够一次拉伸成形。 3.4压力计算与设备的选择具为落料拉深复合模，动作顺序是先落料后拉深，现分别计算落料力，拉深力和压料力。（1）落料力可取安全系数K
10、为1.3，又查附表1（参考文献3）得该制件的抗剪强度为412Mpa，于是在冲裁力便可计算如下 （3-2） 式中 卸料系数，查参考文献1知0.06，取。 所以 KN（2）拉深力查附表1 取=412Mpa；根据m=0.5，查表5-15得k=1.0(3)压料力根据表5-16，取P=2.53.4.1 初步预选压力机因为计算冲裁工艺力的目的是为了选择压力机的标称压力，压力机的标称压力F压必须大于或等于总压力的1.11.3倍即大于或等于1.339.3=51.09KN，则根据以上所计算得到的总冲压力，查附表5，初选压力机型号为J23-10型号公称压力/t最大闭合高度模柄孔直径模柄孔深度J23-1010180
11、30553.5拉深模工作零件设计与计算3.5.1凸、凹模尺寸计算(1)凸、凹模间隙 由表5-26查的凸、凹模的单边间隙为Z=（11.05）t，取Z=1.05t=1.05x0.5=0.55(2)凸、凹模圆角半径 因是一次拉伸成形，故凸、凹模圆角半径应与拉伸件相应圆角半径一致，故凸模圆角半径r=1mm，凹模圆角半径r=1.5mm(3)凸、凹模尺寸及公差 根据表5-27取凸模制造公差=0.01mm，凹模制造公差=0.02mm 3.5.2落料拉深复合模其它工艺计算外形mm为落料，为未标注公差尺寸，一般按IT14级确定其公差。查公差表得其公差值为0.62，故写为。查得该零件冲裁凸、凹模最小间隙Z=0.0
12、4mm，最大间隙，x=0.5，凸模制造公差，凹模制造公差，计算过程如下：3.5.3压边的橡胶计算其产生的压力开始就为压边力，其总的行程为保证橡胶垫不过早失去弹性而破坏，其允许的最大压缩两不得超过摘要高度的45%，一般取自由高度的35%45%。橡胶垫的预压缩量一般取自由高度的10%15%。 表5.1 橡胶压缩量和单位压力 橡胶压缩量（%）单位压力（MPa）橡胶压缩量(%)单位压力(MPa)1015200.260.500.702530351.031.522.10H=h/(0.250.3)=19.5/0.25=78mm4.模具结构的确定41模具的形式 复合模又可分为正装式和倒装式。4.1.1 正装式
13、特点 冲出的工件表面比较平直为后续加工提供条件。4.1.2 倒装式特点操作方便，应用很广，但工件表面平直度较差，凸凹模承受的张力较大，因此凸凹模的壁厚应严格控制，以免强度不足。经分析，此工件，若采用正装式复合模，操作很不方便；另外，此工件无较高的平直度要求，工件精度要求也较低，所以从操作方便、模具制造简单等方面考虑，决定采用倒装式复合模。4.1.3 条料的卸除 采用弹性卸料板。因为是正装式复合模，所以卸料板安装在上模。4.2标准模架的选用由于零件高度较高，尺寸较小，所以未选用标准模架，导柱导套选用标准件，其规格分别为25mm180mm，25mm105mm43m，上模座。下模座4.3模柄的选用模
14、柄本模具采用压入式模柄,又根据所初选的压力机J23-10的模柄孔直径为20mm，则可查表10-43（参考文献4）确定模柄相关参数如下：材料：Q235规格：A30x73，JB/T7646.1 查表10-43(参考文献4)5 落料拉深模具结构图1.下模座 2.顶杆 3.凹模 4.凸模 5.压边块 6.挡料销 7.凸凹模 8.推件块 9.橡胶 10.上模座 11.定位销 12.模柄 13.打杆 14.螺钉 15.导套 16.压料板 17.工件 18.导柱 19.定位销6.2 模具零件设计6.2.1 工作零件设计凹模因为根据排样图知垂直于送料料方向的凹模刃壁间的最大距离（也即上表中的b值）为: L=3
15、3+2x10=55mm查表3-39可知，L=b+2c=55+220=95mm 按照优先数系的原则，此处取L=100 B=a+2c=55+220=95mm 按照优先数系的原则，此处取B=100同时可得到凹模板厚25，考虑到凹模的刚性及闭合高度取h=35mm凸模 为了保证两凸模间的最小壁厚及凸模固定板的强度，对凸模抹 为了保证凸模固定板上两凸模孔之间的最小壁厚，同时也为了加工方便，增加凸模固定板的强度和刚性，对其末端24处进行对称切除，这样也可防止凸模转动磨损。凸模长度： Lt=h1+h2 =12+30=42mm凸模零件图如下图所示：.卸料板本模具采用弹性卸料装置，卸料板厚度根据经验值一般取（6-
16、12）mm在此一般取10mm，其周边尺寸与落料凹模相同,，其零件图如下图所示：.压边块压边块的高度与模具的压入深度相同，取h=12mm.凸凹模 L = h1+h2+h3+h4+t =10+20+14+15+1=60mm式中 h1卸料板厚度一般取（612）在此取h1=10mmh2凸凹模台阶高度，在此取20mm.h3卸料板下平面到凸凹模台阶上表面之间距离，取14mmh4凸凹模的入模量，一般取15mm t材料厚度凸凹模零件图如图所示：6.2.2 螺钉及销钉的选择(1)上模紧固螺钉材料:45钢规格: 内六角圆柱头螺钉 GB7085-M8x65 查附表8-30(参考文献1)(2)上模圆柱销材料:45钢规
17、格:圆柱销 GB 11986 A860 查附表8-34 (参考文献1)(3)防转销材料:45钢规格:圆柱销 GB 11986 A48 查附表8-34 (参考文献1) (4)下模紧固螺钉材料:45钢规格:内六角圆柱头螺钉 GB7085-M860 查附表8-30 (参考文献1)(5)下模圆柱销材料:45钢规格:圆柱销 GB 11986 A855 查附表8-34 (参考文献1)(6) 卸料螺钉材料：45钢规格：内六角卸料螺钉 865 GB2867.6-81 查附表8-32 (参考文献1)6.2.3 定位零件的确定(1)固定挡料销查表10-60（参考文献2）挡料销具体参数如下：材料：45钢 热处理：H
18、RC43-48规格：A6x4x3 GB2866.11-81(2)导料销查表10-60（参考文献2）挡料销具体参数如下：材料：45钢 热处理：HRC43-48规格：A6x4x3 GB2866.11-817.结束语通过对拉伸件的相关模具的设计、计算，使我对冲裁模的设计流程有了更深的了解，包括零件的工艺分析、工艺方案的确定、模具结构的形式的选择、必要的工艺计算、主要的零件设计、压力机的选择、总装配图及零件图的绘制。在设计的过程中，有些数据、尺寸是一点也马虎不得的，只要一个数据有误，就得全部的改动，使设计难度大大的增加。在这次设计中，我感觉要完成设计不仅要有扎实的专业的知识，还要有过硬的计算机的基础保障，方才能很好的完成这次设计。所以我们今后的学习中不仅要学习好应该所学的，还要尽可能多的去扩展我们的其他方面的领域，只有这样我们才能做得过更好。通过完成该设计，自我感觉收获很多，能力提高很大。首先，对大学三年所学过的主要专业知识进行了一遍较系统的复习。在论文完成的过程中，基本上是在不断翻阅课本，加以总结和联系的基础上独立来完成的，因此，可以说通过本次毕业设计使自己在专业知识方面得到了一次较大的提高。其次，设计的过程中，不免会遇到很多问题和难点，在问题面前，我学会了独立思考解决问题和协作。在论文完成的过程中，我通过查找资料，请教老师和同学，使难点和问题逐个击破，感觉很充实，收获颇多。