箱壳落料拉深模设计.docx

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箱壳落料拉深模设计

计算内容

说明

目录

一、设计任务书…………………………………………………

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…………………………………………………………

共23页第1页

计算内容

说明

设计任务书

1箱壳零件图

2落料拉伸复合模装配图

3全体模具零件图

4设计说明书

共23页第2页

计算内容

说明

工艺分析

1该产品的基本工序为落料、冲孔。

2它对零件尺寸公差特殊要求，迁用IT12级，利用普通话加工方式可达到图样要求。

3重视模具材料和结构的选择，保证有一定的模具寿命。

工件的极限偏差

尺寸凸模偏差凹模偏差

58-0.020+0.030

88-0.025+0.025

共23页第3页

计算内容

说明

工艺方案的确定

根据制件工艺分析，其基本工序有落料、冲孔。

完成箱壳的设计，需要的工序有：

1）落料

2）冲φ11的孔1个

3）冲φ6的孔2个及不规则形状的孔1个

4）锪孔φ6成φ6.4

5）钻孔φ2

6）钻矩形孔7.5x2.5

7）拉深

8）翻边

根据这些工序，可得到如下几种方案

方案一

1）落料

2）冲φ11的孔1个

3）翻边

4）拉深

5）冲φ6的孔φ2个及不规则形状的孔1个

6）钻孔φ2

7）钻矩形孔7.5x2.5

8）锪孔φ6成φ6.4

方案二

1）落料

2）冲φ6的孔φ2个及不规则形状的孔1个

3）拉深

4）冲φ11的孔1个

5）翻边

6）钻孔φ2

共23页第4页

计算内容

说明

方案三

1）落料

2）拉深

3）冲φ11的孔1个

4）翻边

5）冲φ6的孔φ2个及不规则形状的孔1个

6）钻孔直径2

7）钻矩形孔7.5x2.5

8）锪孔φ6成φ6.4

综合以上三种方案，方案三最合理。

采用三种模具即可解决一些问题，第一种是落料拉深模，第二种冲孔翻边模，第三种是冲裁模，故选择的是落料拉伸模。

共23页第5页

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工作原理

首先由压力机带动模柄，模柄再带动上模座下行，上模座带着凸凹模下行，凸凹模与落料凹模完成落料的动作，凸凹模继续下行，拉深凹将条料拉入凸凹模，完成拉深动作过程，再由顶杆带动压边圈拉制件顶出。

共23页第6页

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工艺设计

1、尺寸的确定

已知b1=88b=58t=1.2r底=6r1=3.8r2=7.3h0=28

r1/b=3.8/58=0.066

h0/b=28/58=0.483

由图4—72查得该件属区的低矩形件，又根据t/bx100=1.2/58x100=2.172，可按表4—33所得的第一种方法计算。

1）选取修边余量h，确定矩形件的计算高度。

当h0/r1=28/3.8=7.368

Δh=0.5h0/r1=0.5x7.368=3.684（mm）

h=h0+Δh=28+3.684=31.684（mm）

2）假想毛坯尺寸直径。

D=1.13

=112.418mm

3）毛坯长度

r=D+（b1-b）=112.418+（88-58）=142.418（mm）

4）毛坯宽度

K=D-（b-2r1）+【b-2x（h-0.43xr底）】（b1-b）/（b1-2r）

=112.418x（58-2x3.8）+【58+2x（31.684-0.43X6）】（88-58）/（88-2x3.8）

=113.832mm

共23页第7页

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5）毛坯直径

R=0.5K=0.5x113.832=56.916（mm）

圆整毛坯直径为11.25mm。

毛坯长度为142.5mm,毛坯宽度为114mm。

毛坯半径为57mm。

6）毛坯尺寸如下图示：

由h0/b=28/58=0.483<0.7~0.8

这属于低盒件拉深。

M=r/R=3.8/57=0.067

毛坯相对厚度t/bx100=1.2/58x100=2.1

查表相4-27得

m1=0.050

m>m1

所以属于一次拉深成形。

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2、确定排样方式和计算材料利用率。

上图的毛坯形状和尺寸较大，为便于手工送料，选用单排冲压，有两种排样方式如图示。

经过分析计算：

（a）的排样方式，材料利用率最高。

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3、搭边值的确定

由于工艺所采用的送料方式为手工送料，且为非图形，查表2-17得

a=2.5mma1=2mm

4、冲压设备的选择，

由于本套模具为落料拉伸模，计算参数如下：

1）落料力

F落=1.3Lτz

将t=1.2mm及08钢材料的搞剪强度τ=260Mpa代入上式，得

F落=1 .3x（2xπx57+30x2）x260

=122849.99N

2）推件力

F推=nF落k1

n=1,k1查表2-10得k1=0.035代入得：

F推=1x122849.99x0.035

=4299.750N

F总=F落+F推=127149.74N

根据压力，可选用160的开式双柱可倾压力机。

共23页第10页

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根据资料得其主要参数及大小如下：

最大冲压力160KN

滑块行程70mm

滑块行程次数120次/min

最大封闭高度220mm

封闭高度调节量45mm

工作台尺寸300mmx450mm

模柄尺寸直径40x60

5、落料拉深先后的确定

F0=127149.74

拉深力

F拉=（2b1+2b-1.72r）tδbk4

查表4-23得k4=0.7

δb=420Mpa代入公式得

F拉=（2x88+2x58-1.72x6）x1.2x420x0.7

=104376.704

所以F总>F拉

所以本复合模为先冲裁后拉深

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模具结构设计

1凹模的设计

1）模的材料选Cr12，凹模是在强压连续使用和有很大冲压力的条件下工作台的，且伴有温度的升高，工作条件恶劣，要求凹模材料有好的耐磨性，耐冲击性，淬透性和切耐性。

2）凹模的硬度要求较高，一般应进行淬为热处理，使其硬度达到期HRC58-62。

3）凹模设计的结构如下图所示：

4）刃口尺寸的确定

由表尺寸2-23表得

Zmax=0.180

Zmin=0.126

Zmax-Zmin=0.180-0.126=0.054

根据表2-32表得

A凹=（A-xΔ）+0δ凹

根据表2-30得

x=0.75Δ=0.4

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说明

则：

A凹1=（58-0.75x0.4）0+0.030=57.70+0.030

A凹2=（88-0.75x0.4）+00.035=87.70+0.035

5）、强度的校核

凹模强度校核主要是栓查高度h，因为凹模下面的模座或垫板一的洞口较凹模洞口大，合凹模工作时弯曲，若凹高度不够便会产生弯曲变形，以致损坏。

查表2-45得

δ弯=1.5F/h2

【δ弯】

h最小=

凹模厚度H=K6

查表2-24得K=0.2

H=142.5x0.2=28.5mm

考虑到工件及凸凹模的影响取取H=0.32mm

【δ弯】=490Mpa

δ弯=1.5X122849.99/322=179.956Mpa<【δ弯】

经校核，凹模强度足够。

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2、凸模的设计

1）凸模的材料为Cr12MOV

2）凸模硬度要求低于凹模硬度，但其硬度还是较高的，要经过回火的热处理方法，使其硬度达到HRC56-60。

该凸模为拉深模具，且凸模的长度，宽度应根据拉深件具体结构确定。

3）圆角半径rp

rd=8t

rp=（0.6~1）rd

4）所以该凸模圆角半径rp为

rp=0.6x8t

=0.6x8x1.2

=6mm

5）凸模刃口的尺寸

B凸=（B-XΔ-Z）0-δP

查表2-30得

x=0.75Δ=0.4Z=（1.0~1.1）t

B凸1=（58-0.75x0.4-1.2x2）0-0.020

B凸2=（88-0.75x0.4-1.2x2）0-0.025

=85.30-0.025

6）拉深凸模出气口的尺寸

查表4-35得：

通孔直径d

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d=6.5mm

7）凸模强度校核

δp=F/A≤【δp】

冲裁时，凸模承受的压力，必须小于凸模材料强度允许的压应力【δp】

δp=F/A122849.99/55.3x85.3=260Mpa

δp≤【δp】=980~1569

所以凸模强度足够。

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说明

3凸凹模具的设计

1）材料选用Cr12。

2）热处理硬度达到HRC58-62。

3）凸凹模的尺寸如图所示：

凸凹模的最小壁厚一般由经验数据确定，倒装复合凸凹模最小壁厚：

对于黑色金属和硬材料约为工件的料厚的1.5倍，但不小于0.7mm；对于有色金属用软材料约等于工件壁厚，但不小于0.5mm正装复合模凸凹模的最小可参考表2-27

t=1.2

最小壁厚3.2

最小直径18

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4、卸料板的设计

1）材料为45号钢。

2）装置形式如下图所示。

5、打杆的长度

考虑到垫板的高度是10mm，推板的高度是12mm，模柄的尺寸是40x100。

螺母的宽度为8mm。

且需2个螺母，还需留一定的余量。

所以打杆的长度

L=10+12+100+2x8+10

=148mm

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6、压边装置的设计

在拉深过程中，压边圈的作用是用来防止工件边壁或凸缘起皱的。

随着拉深增加还需要减少的压边力应减少。

t/D=1.2/112.418=1.1%m1=0.050

查表4-11t/D<1.5%m1≤0.60

应采用压边圈装置。

压边力Fy=AP

查表4-27得

P=2.5-3MPa

根据设计时压边圈的面积为：

A=πR2+30x114=πx572+3420=13627（mm2）

Fy=22.5x13627=34067.5N

一般情况下采用弹簧垫或橡皮垫，本设计选择橡皮垫。

采用平面压边圈，一般拉深模中采用平面压边圈。

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7、顶杆的长度

顶杆的长度取决于工件的高度，在保证制件顶出的情况下，顶杆的长度为：

L=32+45+10=87mm

取L=90mm

8、橡皮垫的设计

1）、选用的原则

为保证橡皮不致于过早失去弹性损坏，其允许最大压缩量应不超过其自由高度的45%

一般取h总=（0.35-0.45）h自由

故工作行程

h工作=h总-h预=（0.25-0.30）h自由

2）橡皮高度

h自由=h工作/0.25-0.30

3）橡皮的结构形式如下图：

D=

=132mm

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说明

根据工件的厚度1.2mm，拉深时凸模进入凸凹模深度为35mm，考虑模具维修时刃磨留量2mm，则总的工作行程。

H工作=1.2+35+2=38.2mm

H自由=38.2/0.25-0.30=127.3~152.8mm

取自由高度为150

h预期=（10%~15%）h自由

=15~22.5mm

取h预=22mm

模具中橡皮高度为128mm

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9、模具的选择

根据制件的毛坯尺寸可选凹模周界为250mm，B为125mm，H为160~220mm，的后侧导柱模深

根据模架可知

上模座250X125X40GB2855.5-81

下模座250X125X45GB2855.6-81

导柱28X150GB2861.1-81

导套28X100X38GB2861.6-81

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参考资料

1、肖景容姜奎华编的《冲压工艺学》北京：

机械加工出版社会性1999。

2王孝培主编《冲压手册》第二版北京机械工业出版社。

3王芳主编《冷冲压模具设计手册》北京机械工业出版社。

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总结

毕业设计是每位大学生毕业之前必经之路，经过了此次毕业设计，我初步了解了设计模具的各道工序，清楚了模具的各个结构，了解了各个设计过程中的重要环节，具备了一定的设计能力，学到了真正的实践知识，但这还不够，在以后的工作中，还要继续努力的为中国的模具设计与制造水平上升而努力。

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