筒形件拉深模具设计1.docx
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筒形件拉深模具设计1
磨具设计---拉深模具设计说明书
姓名：
吴瑾
班级：
车辆01
学号：
2010015022
学校：
西安交通大学
目录
课程设计任务书
一．冲压件工艺分析--------------------------------------------------------9
二．工艺方案及模具结构类型
1．工艺方案分析-----------------------------------------------------------------------9
2．主要参数计算--------------------------------------------------------------------------9
三．确定排样图和裁板方案
1．裁板方案--------------------------------------------------------------------------------12
2．排样设计--------------------------------------------------------------------------------12
四.计算工序冲压力、压力中心以及初选压力机
1.落料力的计算--------------------------------------------------------------------------13
2卸料力和顶件力
的计算----------------------------------------------------13
3压边力的计算-------------------------------------------------13
4拉深力的计算-------------------------------------------------14
5、压力中心的计算-----------------------------------------------15
6压力机的选择-------------------------------------------------16
五．工件零件刃口尺寸的计算-----------------------------16
六．工件零件结构尺寸和公差的确定
1整体落料凹模板的厚度H的确定：
-------------------------------17
2凹模板长度L的计算-------------------------------------------17
3其他零件结构尺寸---------------------------------------------17
七、模具总装配图
拉深模总装配---------------------------------------------28
一、冲压件工艺分析
1、材料：
该冲裁件的材料spcen是碳素工具钢，具有较好的可拉深性能。
2、零件结构：
该制件为圆桶形拉深件，故对毛坯的计算要。
3、单边间隙、拉深凸凹模及拉深高度的确定应符合制件要求。
4、凹凸模的设计应保证各工序间动作稳定。
5、尺寸精度：
零件图上所有未注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。
查公差表可得工件基本尺寸公差为：
二、工艺方案及模具结构类型
1、工艺方案分析
2、主要工艺参数的计算
（1）确定修边余量
该H=50-1=49mm,d=50-2=48mm,则H/d=49/48=1.02查表5-5无
凸缘零件切边余量△=2.5mm
则可得拉深高度H
H=h+=50+2.5=52.5mm
（2）计算毛坯直径D
由于板厚小于1mm，故可直接用工件图所示尺寸计算，不必用中线尺寸计算。
D=
=
（3）确定拉深次数
按毛坯相对厚度t/D=0.8/130
和工件相对高度H/d=49/69=0.71
初步确定需要一次拉成。
（4）选取凸凹模的圆角半径
考虑到实际采用的拉深系数均接近其极限值,故拉深凹模圆角半径r应取大些,根据《压工艺与模具设计》表4-7知：
r=10t=100.8=8mm
由《冲压工艺与模具设计》式（4-49）和式（4-50）即：
r=（0.7—0.8）r和r=（0.7—0.8）r
计算拉深凹模与凸模的圆角半径，分别为：
r=8mmr=6mm
（5）画出工序件简图
工序简图如下图2所示：
图2
三、确定排样图和裁板方案
1、制件的毛坯为简单的圆形件，而且尺寸比较小，考虑到操作方便，宜采用单排。
于t=0.8mm,查《冲压工艺与模具设计》附表7轧制薄钢板拟选用规格为：
0.85001000的板料。
2、排样设计
图3
查《冲压工艺与模具设计》表2-10，确定搭边值
两工件间的横搭边a=1.2mm；两工件间的纵搭边a=1.0mm；
步距S=d+a=50+1=51mm；条料宽度B=（D+2a+）=52.8
故一个步距内的材料利用率为：
=A/BS100
=
/BS100
=72.9
由于直板材料选取0.85001000故每块板料可裁剪919=171个工件
故每块板料（0.85001000）的利用率为：
=nA/LB100
=171（d/2）100
=67
四、计算工序冲压力、压力中心以及初选压力机
1、落料力的计算
F=1.3Lt
式中L—冲裁轮廓的总长度；t—板料厚度；--板料的抗拉强度
查《冲压工艺与模具设计》附表1可知：
=400MPa。
故：
F=1.3225250.8400=65.31KN
2、卸料力和顶件力
的计算
=KF
=KF
式中K为卸料力系数，K为顶件力系数
查《冲压工艺与模具设计》表1-7知：
K=0.050；K=0.08
故：
=KF
=0.0565.31
=3.27KN
=KF
=0.0865.31
=5.22KN
3、压边力的计算
采用压边的目的是为力防止变形区板料在拉深过程中的起皱，拉深时压扁力必须适当，压边力过大会引起拉伸力的增加，甚至造成制件拉裂，压边力过小则会造成制件直壁或凸缘部分起皱，所以是否采用压边装置主要取决于毛坯或拉深系数m和相对厚度t/D100
由于t/D100=0.8/130100
=0.62
拉深系数=0.53
故：
查《冲压工艺与模具设计》表4-3知拉深需要采用压边装置。
压边力:
=
式中A为初始有效面积；为单位压边力（MPa）
查《冲压工艺与模具设计》表4-4可知：
=2MPa
=
=
=
=15.2KN
4、拉深力的计算
拉深时拉深力=
式中：
d1为拉深时工件的直径；
为材料抗拉强度（MPa）；
为修正系数。
查《冲压工艺与模具设计》表4-1可知：
=1
拉深力：
=
=
=69.33KN
由于制件属于深拉深，故确定压力机的公称压力应满足：
故：
=67.2KN
综上所述：
=
++
++
=158.33KN
5压力中心的计算
图4
由于是圆形工件，如图4所示，所以工件的压力中心应为圆心即o（25,25）
6、压力机的选择
由于该制件数亿小型制件，且精度要求不高，因此选用开始可倾压力机，它具有工作台面三面敞开，操作方便，成本低廉的有点。
根据总压力选择压力机，前面已经算得压力机的公称压力为158.33KN，查《冲压工艺与模具模具设计》表7.3提供的压力机公称压力中可选取压力机的型号为：
J23-16F
五、工件零件刃口尺寸的计算
刃口尺寸按凹模实际尺寸配作，用配作法，因此凸模基本尺寸与凹模尺寸相同，保证单边间隙
（mm）
图5
查《冲压工艺与模具设计》表1-3可知：
拉深模的单边间隙为：
Z=
=0.015mm
式中x为补偿刃口磨损量系数。
查《冲压工艺与模具设计》表2-21可知：
x=0.5
取落料的尺寸公差IT14，则公差为=0.4mm
所以落料凹模的尺寸为：
=（130-0.50.4）
=129.8mm
六、工件零件结构尺寸和公差的确定
1、整体落料凹模板的厚度H的确定：
H=
式中为凹模材料的修正系数，碳素工具钢取=1.3；
为凹模厚度按刃口长度修正系数，查《冲压工艺与模具设计》表2-18可知：
=1
H=
=1.31
=52.35mm
2、凹模板长度L的计算
L=D+2C
查《冲压工艺与模具设计》表2-17可知：
C取28—36mm，根据要求C值可取30mm
故：
L=D+2C
=50+230
=110mm
故确定凹模板外形尺寸为：
11011052（mm）。
凸模板尺寸按配作法计算。
3、其他零件结构尺寸
序号
名称
长宽厚（mm）
材料
数量
1
上垫板
11011040
T8A
1
2
凸模固定板
11011048
45钢
1
3
空心垫板
11011046
45钢
1
4
卸料版
11011044
45钢
1
5
凸凹模固定板
11011050
45钢
1
6
下垫板
11011040
T8A
1
7
压边圈
11011060
45钢
1
（1）拉深
拉深凸模
由于其毛坯尺寸与公差没有必要予以严格的限制,这时凸模和凹模尺寸只要取等于毛坯的过渡尺寸即可,以凸模为基准.取公差等级为IT10=0.12mm.
d凸=d-0δ凸=670-0.12mm
d凹=（d凸+2Z）0+δ凹=（67+2×0.015）0+0.12=67.030+0.12mm
拉深凸模采用台阶式，也是采用车床加工,与凸模固定板的配合按H7/m6的配合,拉深凸模结构如下图6所示。
图6
凸凹模
结合工件外形并考虑加工，将凸凹模设计成带肩台阶式圆凸凹模，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换，采用车床加工，与凸凹模固定板的配合按H7/m6，凸凹模长度L=99mm,具体结构可如下图7所示。
图7
落料凹模
凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。
凹模的轮廓尺寸应要保证凹模有足够的强度与刚度，凹模板的厚度还应考虑修磨量，根据冲裁件的厚度和冲裁件的最大外形尺寸在标准中选取凹模板的各尺寸为：
长230mm，宽200mm，因考虑到整套模具的整体布置要求，选其厚度为52mm，结构如下图8所示。
图8
固定挡料销
落料凹模上部设置固定挡料销，采用
固定挡料销的进行定距.挡料装置在复合模
中,主要作用是保持冲件轮廓的完整和适量
的搭边.,如图11所示为钩形挡料销,因其固定孔
离刃口较远,因此凹模强度要求,结构上带有
防转定向销.挡料销采用H7/r6安装在落料
凹模端面
图11
导料板的设计
导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，查表知导料板与条料之间的间隙取0.5mm，这样就可确定了导料板的宽度，导料板的厚度查表可知选择。
导料板采用45钢制作，热处理硬度为28～32HRC，用螺钉固定在凹模上。
卸料部件设计
卸料装置用弹压卸料板的卸料装置，如下图12所示，卸料板内孔每侧与凸模保持间隙C＇=0.1~0.2t=0.16mm;卸料板周界尺寸与凹模周界尺寸一样，厚度根据冲裁件料厚t和卸料板宽度B查模具手册之四[2]中表14-10得其厚度为16mm。
卸料板采用45钢制造，淬火硬度为43～48HRC。
图12
卸料螺钉的选用卸料板上设置2个卸料螺钉，公称直径为12mm，螺纹部分为M8×16mm。
卸料钉尾部应留有足够的行程空间。
卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面lmm，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。
压边圈设计
为了防止拉深过程中起皱，生产中主要采用压边圈，查《冲压工艺与模具设计》表4-3知，拉深需要采用压边装置。
压边圈采用45钢制造，热处理硬度为42～45HRC。
其结构如下图13所示。
图13
凸模固定板
图15
技术要求：
a.上、下平行度为0.02，粗糙度为1.6
b.材料为45#钢，调质为24~28HRC
c.带*号尺寸按凸模实际尺寸配作并保证凸模呈H7/m6配合
凸凹模固定板
图16
技术要求：
a.上、下平行度为0.02，粗糙度为1.6
b.材料为45#钢，无需热处理
落料拉深复合模架
采用滑动导向后侧导柱式模架的导向方式，如图
17所示，带有导柱的冲裁模适合于精度要求较高，生
产批量较大的冲裁件，且导柱模结构比较完善，对后
侧导柱的导向方式可从左右和前后两个方向进行送料。
故相应选后侧导柱模架。
因为它的模具较高所以选取比较大一点的模架模
架的结构与尺寸都直接由标准中选取，相关参数如下：
凹模周界L：
315
凹模周界B：
250图17
闭合高度（参考）|最小：
275
闭合高度（参考）|最大：
320
上模座数量1规格：
315×250×55
下模座数量1规格：
315×250×70
导柱数量1规格：
40×260
导套数量1规格：
40×140×53
导柱与导套结构由标准中选取，尺寸由模架中参数决定。
导柱的长度应保证冲模在最低工作位置时，导柱上端面与上模座顶面的距离不小于10-15mm，而下模座底面与导柱底面的距离应为0.5-1mm。
导柱与导套之间的配合为H7/h6,导套与上模座之间的配合为H7/r6，导柱与下模座之间的配合为R7/h5。
导柱与导套材料采用20钢，热处理硬度为（渗碳）56-62HRC。
上下模座材料采用45钢，热处理硬度为调质28-32HRC。
5、弹顶器的弹性元件的选取
①落料拉深复合模
选用橡皮作为弹性元件，橡皮一般为聚氨胶，因为它允许承受的载荷较弹簧大，并且安装调理方便。
因为聚氨脂橡胶的总压缩量一般≤35%,所以取30%，刚聚氨胶的高度根据
h=0.3×H计算。
h为压边圈运行的高度，h=60mm。
所以橡胶的高度H=60/0.3=200mm
选取三块同样的橡胶.中间加上钢垫圈,防止失稳弯曲.其结构图如下图19。
图19
七、模具总装配图
1、首次拉深模总装配图如下图20所示。
图20
Dynaform成型分析：
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