宽凸缘圆筒件落料拉深复合模具设计说明书Word文档下载推荐.docx

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复合模；

凸缘圆筒件

1前言

1.1冲压模具在制造业的地位

冲压是使板料经分离或成形而得到制件的加工方法。

比如冲裁就是利用冲模使部分材料或工序件与另一部分材料、工（序）件或废料分离的一种冲压工序。

而拉深则是利用拉深模具将冲裁好的平板坯料或工序件变成开口空心件的一种成形冲压工艺。

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。

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。

1.2拉深工艺概述

拉深则是利用拉深模具将冲裁好的平板坯料或工序件变成开口空心件的一种成形冲压工艺。

拉深件几何形状可分为旋转体件拉深、盒形件拉深和复杂形状件拉深等三类。

其中，旋转体拉深件又可分为无凸缘圆筒形件、带凸缘圆筒形件、半球形件、锥形件、抛物线形件、阶梯形件和复杂旋转体拉深件等。

用拉深工艺与翻边、胀形、扩口、缩口等其他冲压成形工艺配合，还能制造形状极为复杂的零件。

因此在汽车、飞机、拖拉机、电器、仪表、电子等工业部门的生产过程中，以及人民日常生活用品的生产中，拉深工艺占有相当重要的地位。

为实现拉深工艺所使用的具叫做拉深模。

与冲裁模比较，拉深模结构相对较简单，工作部分有较大的圆角，表面质量要求高，凸、凹模间隙略大于板料厚度，拉深模的一般结构如图1.1所示。

图1.1拉深模结构

2工件尺寸及分析

2.1工件尺寸等基本信息

工件为一宽凸缘圆筒拉深件，其具体尺寸如图2.1，

图2.1宽凸缘圆筒件

拉深高度：

19mm；

筒形中径：

15mm；

凸缘直径：

41mm；

圆角半径：

2mm

材料厚度：

1.0mm；

生产批量：

大批量；

材料：

10钢；

未注公差：

IT14。

2.2工件材料分析

10钢为优质碳素结构钢，具有良好的拉深成形性能。

其强度、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。

2.3结构和精度分析

零件为一有凸缘的圆筒形件，外形为直线和曲线结合，结构相对比较简单，底部圆角半径为R2，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。

工件加工工序主要由落料工序、拉深工序组成。

零件精度为IT14，由于精度要求不高，普通拉深即可达到零件的精度要求。

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）、翻边切边等工序，为了提高生产效率，可以考虑工序的复合。

3工艺分析

3.1工序尺寸的计算

（1）确定切边余量δ：

凸缘直径df=41mm；

中径d=15；

df/d=41/15≈2.7（大于1.4，为宽凸缘筒形件。

）；

查《冲压工艺与模具设计》（魏春雷主编，以下简称《冲模设计》）表5-6，取修边余量δ=1.6mm；

则加上切边余量的凸缘直径为Df=df+2δ=44.2mm。

（2）计算毛坯直径D：

由《冲模设计》表5-7中的公式计算得

D=

=

≈54.7mm。

（3）判断能否一次拉深：

拉深总系数m总=d/D=15/54.7≈0.27；

毛坯相对厚度（t/D）×

100=（1/54.7）×

100≈1.83；

Df/d=44.2/15≈2.95；

∴查《冲模设计》表5-8取第一次拉深系数m1=0.31；

∵m总<

m1；

∴不能一次拉深成形，必须采用多次拉深。

（4）计算首次拉深尺寸：

设第一次多拉入材料5%；

毛坯直径修正

D1=

≈56.5mm；

查《冲模设计》表5-8取首次极限拉深次数系数为m1=0.51；

∴首次拉深直径d1=m1×

D1=0.51×

56.5≈28.8mm；

则首次拉深高度h1=；

rd1==≈4.2mm；

rp1=rd1=4.2mm；

代入数据得h1≈14.4mm；

（5）验证m1是否选择正确：

首次拉深相对高度h1/d1=14.4/28.8=0.5；

Df/d1=44.2/28.8≈1.53；

毛坯相对厚度（t/D1）×

100=（1/56.5）×

100≈1.77；

查《冲模设计》表5-9得h1/d1=0.48~0.58；

首次拉深相对高度0.5在其范围内，故m1选用合理。

（6）确定以后各次拉深系数及工序尺寸:

查表《冲模设计》表5-10知

m2=0.73；

d2=m2d1=0.73×

28.8≈21.0mm；

m3=0.75；

d3=m3d2=0.75×

21.0≈15.8mm，取为15mm；

该零件需三次拉深成形。

（7）确定第二三次拉深的凸凹模圆角半径：

由经验公式rdn=（0.6~0.8）rd（n-1），取rdn=0.65rd（n-1）；

∴rp2=rd2=0.65×

rd1=0.65×

4.2=2.73，取2.7；

rp3=rd3=2mm（零件圆角半径）。

（8）计算拉伸高度：

设第二次多拉入材料3%；

D2=

≈55.8mm；

∴第二次拉深高度h2=

≈16.1mm；

第三次拉深高度为工件最后成形高度，故h3=19mm。

（9）验算拉伸高度：

设第三次多拉入材料1.5%；

D3=

≈55.2mm；

∴第三次拉深高度

h3=

≈19.9mm；

与工件最后成型高度19相近，符合。

（10）画出工序过程图：

工序过程图如图3.1所示。

图3.1工序过程图

本文只选择工序1【落料拉深】进行模具设计，该道工序对应产出工件尺寸如图3.2。

其余工序不进行模具设计说明。

图3.2工序1对应工件图

3.2模具类型的选择

各类模具的优缺点如表3.1所示：

模具类型

结构特点

单

工

序

模

生

产

优点：

1.结构简单，制造容易，周期短，成本低廉。

2.可利用废料冲压。

3.可冲制尺寸大、厚度大的零件。

缺点：

1.由于模具结构简单，定位误差大，因而零件精度低，没有连续模和复合模精度高。

2.简单模多无导向装置，安装调整不方便，费时间。

3.工作不安全。

4.工序分散，在这3种型式的模具中，生产率最低。

5.寿命低，易磨损。

只适用于精度要求不高、形状简单的小批量生产和新产品试制

复

合

1.冲裁时材料处于受压状态，零件表面平整。

2.冲裁时材料不需进给移动，零件精度不受送料误差影响，其内、外形同轴度较高，一般可达土（0.02—0.04）mm，在这3种型式的模具中，其零件精度最高。

3.模具结构紧凑，外廓尺寸小。

4.用复合模冲压时对条料形状及尺寸的限制不严格，可用短料和边角余料来冲压零件，材料利用率比连续模高。

5.适宜冲压薄料、软料和脆性材料。

1.模具零件多，结构复杂，装配制造困难，成本高。

但形状复杂的零件其模具制造难度比连续模低。

2.由于受到凸凹模最小壁厚的限制，对于一些内孔与外缘之间及孔间距离较小的零件，不宜采用复合模。

3.生产率比连续模低，工作没有连续模安全，零件出件没有连续模方便。

连

续

1.在这3种型式的模具中生产率最高。

2.因工序不集中在一个工位上，可冲制形状复杂的零件。

模具的强度、耐用度高。

3.送料方便、可靠，便于实现单机自动化及机械化生产。

可采用少、无废料排样。

4.工作安全，操作者可不必把手伸入危险区。

5.零件、废料均下漏，可采用高速压力机生产。

1.由于多次定位，零件精度要比复合模低。

2.由于模具结构的需要，零件搭边值较大，材料利用率比复合模低。

3.形状复杂的零件，模具结构较复杂，制造难度大。

表3.1工艺方案

根据工序一工件的设计要求以及各方案的特点，决定采用复合模具方案完成落料拉深工序。

3.3排样尺寸的计算

（1）搭边值的确定：

查《冲模设计》表3-7，确定搭边值。

工序一所对应的毛胚直径为56.5mm，当t=1.0mm时，工件间a1=0.8mm，侧边a=1mm。

排样图如图3.3。

图3.3排样图

（2）送料步距：

s=D+a1=56.5+0.8=57.3mm。

式中：

D—冲件宽度，即毛坯直径；

a1—冲件之间的搭边值。

（3）条料宽度：

采用无侧压装置，所以查《冲模设计》表3-9知Z=0.5,Δ=0.5；

mm（后面设计计算统一取58.5）；

导料板间距离B0=B+Z=59mm。

（4）材料利用率：

材料总利用率公式为

—板料（带料或条料）上实际冲裁的零件数量；

A1—零件的实际面积；

—板料（带料或条料）长度；

—板料（带料或条料）宽度；

零件采用单直排排样方式，查得零件间的搭边值为0.8mm，零件与条料侧边之间的搭边值为1mm，若模具采用无侧压装置的导料板结构，则条料上零件的步距为57.3mm，条料的宽度应为58.5mm。

选用规格为1.0mm×

600mm×

1000mm的板料，计算裁料方式如下。

裁成宽58.5mm，长1000mm的条料，则每张板料所出零件数为

一个步距内的材料利用率为

；

一张板料上的材料总利用率为

。

4落料拉深复合模整体方案设计

4.1整体工作原理概述

凡属模具，无论其结构形式如何，一般都是由固定和活动两部分组成。

固定部分是用压铁、螺栓等紧固件固定在压力机工作台面上，称作下模；

活动部分一般固定在压力机的滑块上，称上模。

上模随着滑块做上、下往复运动，从而进行冲压工作。

本次设计为落料拉深复合模，其工作过程大致如下：

（1）落料拉深凸凹模向下冲压，此时先充当落料凸模的作用，外壁工作，与落料凹模共同完成落料的工序，冲裁出圆形件。

（2）落料拉深凸凹模继续向下压，此时转而充当拉深凹模的作用，内壁工作，与拉深凸模共同完成拉深工序，将圆形件拉深成圆筒件。

（3）落料拉深凸凹模向上回程，制成的工件由顶料杆向上推出。

4.2各零件作用概述

一套模具根据其复杂程度不同，一般由数个、数十个甚至更多的零件组成。

但无论其复杂程度如何，或是哪种形式，根据模具零件的作用可以分成五种类型的零件。

1．