冲压件落料拉伸复合模课程设计项目

冲压工艺及模具学院：机械工程学院班级：成员：指导教师：目录1.零件图及工艺方案的拟订2.工艺设计3.模具结构设计4.加工简单模具5.落料拉伸复合模二维图6.落料拉深复合模三维建模7.拉深工件CAE分析1.零件图及工艺方案的拟订1.1冲压件工艺分析冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性，即设计的冲压件在材料、结构、形状、尺寸大小及公差和尺寸基准等各方面是否符合冲压加工的工艺要求。冲压件的工艺性好坏，直接影响到加工的难易程度。工艺性差的冲压件，材料损耗和废品率会大量增加，甚至于无法正常生产出合格的产品。材料为08钢板，板厚1mm，制件精度选IT12级.，形状简单，尺寸不大，大批量生产，属普通冲压件。。根据制件的材料、厚度、形状及尺寸，在冲压工艺设计和模具设计时，应特别注意以下几点：1）该制件为落料拉深件，在设计时，毛坯尺寸要计算准确2）冲裁间隙、拉深凸凹模间隙应符合制件的要求3）各工序凸凹模动作行程的确定应保证各工序工作稳妥1.1.2工艺方案分析：根据该零件的形状特征，该产品属于拉伸件，需要进行落料、拉深二道工序。根据落料、拉深各工序二道基本工序，可以对它们作不同的组合，排出顺序，即得出工艺方案，具体可排出一下二种方案：方案一：落料与拉深复合完成。方案二：先落料，再拉深。方案一中，模具结构较简单，制造周期较短，生产成本不高，对精度要求不太高，批量生产比较合适，对于模具的磨损修复也比较容易。方案二中，由于是单工序模，模具结构简单，生产成本底，但是生产效率底，生产批量不大，产品的形位精度不高。根据现有条件和技术水平，产量及经济方面考虑，选择方案一。2.工艺设计2.1毛坯尺寸计算2.1.1确定是否加修边余量。根据工件相对高度：h/d=20.5/81=0.250.5,则不需加修边余量2.1.2计算毛坯直径根据常用旋转体拉深件毛坯直径的计算公式044DAA为了比较准确的求毛坯直径，以满足工件不修边的要求，对于不进行修边的拉深件的毛坯直径计算，应考虑材料变薄的因素，其公式如下：查表得a=1则D=112.89mm取D=113mm1.131.13ADAa2.2确定是否需要压边圈。根据坯料相对厚度：=1/113×100=0.891.5式中t—坯料厚度，mmD—毛坯直径，mm所以需要压边圈2.3拉深系数和拉深次数2.3.1拉深系数的确定每次拉深后圆筒形件的直径与拉深前毛坯(或半成品)直径的比值总的拉深系数为m=82/113=0.732.3.2确定拉深次数根据工件的相对高度（h/d）的大小查表确定拉深次数。查表可知，由于工件相对高度（0.25）远远小于一次拉深时的允许拉深相对高度0.70—0.57则可一次拉深成形。2.4拉深件直径的计算由于此工件可一次拉深成形，故拉深直径根据拉深件的零件图进行计算即可。若是需要多次拉深成形，那么对每次拉深都需要重新计算拉深直径，以满足拉深次数的要求。此工件许一次拉深成形，工序尺寸计算相对简单，只对凸凹模工作尺寸即圆角半径进行计算，但多次拉深成形还需对每次拉深工序件的高度进行计算，对工序件高度计算的目的是为了确定各工序压边圈的高度。2.5拉深工序尺寸的计算2.6确定排样方式2.6.1排样方式的确定本次设计采用有废料的排料方案，这样能保证工件质量和冲模的寿命，由于工件形状简单，尺寸较大，为了便于送料，采用单列的冲压。2.6.2搭边值确定查表得：选择工件间搭边值a=0.8mm，沿边搭边值b=1.0mm。2.6.3材料利用率计算步距：s=D+a=113+0.8=113.8mm条料宽度：B=D+2b=113+2=115mm故在一个布局内材料利用率：%4.73%100BSA2.6.4排样图：如右图2.7计算工序压力2.7计算工序压力2.8冲压设备的初步选择3.模具结构设计3.1工作零件3.1.1落料凸凹模刃口尺寸计算3.1.2拉伸凸凹模刃口尺寸计算3.1.3拉伸凸凹模圆角3.1.4落料凹模采用整体式凹模结构，用销钉和螺钉直接固定在下模座上2）直径的确定落料凹模制造工艺分析1、下料—用轧制的棒料在锯床上切断2、锻造—将棒料锻成较大的毛坯3、热处理—退火4、粗加工—车外圆和上下端面，留磨余量0.3~0.5mm5、镗内孔—留磨余量0.3~0.5mm6、划线—划出上下端面各孔位置，并在孔中心处钻中心眼7、孔加工—加工上下端面各螺孔（钻、攻螺纹）8、热处理—淬火，回火，检查硬度9、磨平面—在平面磨床上磨上下两端面10、磨外圆—在外圆磨床上磨外圆至要求尺寸11、磨内孔—在坐标磨床上磨内孔至要求尺寸12、精加工—钳工精修刃口3.1.5拉深凸模凸模设计成简单筒形，刃口无斜度，采用车床加工，由于其直径较大，故设计为直接压入紧固在下模座上，并采用螺栓连接。3.1.6凸凹模结合工件外形并考虑加工，将凸凹模设计成带肩圆凸凹模，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/n6，具体结构可如下图所示3.2定位零件3.2.1导料装置复合模采用固定卸料板，因而不能采用固定式导料进行导料，在卸料板下方开导料槽，用于条料的导向，其尺寸稍大于条料的宽度即可，保证条料正确的送进方向。3.2.2固定挡料销固定挡料销装在凹模孔出料的一侧，利用落料以后的废料孔进项挡料，控制送料距离，一般采用A型。采用固定挡料销定距时，如果为弹性卸料方式，卸料板上要开避让孔，以防卸料板与挡料销碰撞。本模具采用固定卸料板，下方开有槽，所以不会碰撞。3.3卸料，推件，压边零件3.3.1卸料装置当卸料板兼起导板作用时，与凸凹模一般按H7/h6配合制造，但应该保证导板与凸模之间间隙小于凸凹模间隙，以保证凸凹模的正确配合。3.3.2推件装置推件装置采用刚性的，由打杆，推件块等组成。3.3.3压边装置利用装在压力机上的压边圈提供压边力。3.4模架及其零件通过前面拉伸力的计算结果和压力机的选择，为了使条料的左右送进，采用的模架形式如下：根据模架的选择，选择合适的上模座和下模座：上模座：后侧导柱上模座200×200×45GB/T2855.1-2008上模座二维图下模座：后侧导柱下模座200×200×50GB/T2855.2-2008下模座二维图导向方式的选择根据模架的选择，该复合模采用后侧导柱的导向形式。导柱：（GB/T2861.1)32×160导套：（GB/T2861.3)32×105×433.5其他支撑零件3.5.1模柄根据压力机的吨位和类型选择B型的凸缘模柄，材料Q235A，凸缘模柄的结构和尺寸见表：模柄二维图3.5.2凸凹模固定板固定板用来将凸凹模间接固定在上模座上。结构如图：3.5.3固定、定位件的选择螺钉的选择：落料凹模与下模座的固定：内六角螺钉M8×50拉伸凸模与下模座的固定：内六角螺钉M8×50凸模固定板与上模座的固定：内六角螺钉M8×40模柄与上模座的固定：内六角螺钉M8×25卸料板与凹模的固定：内六角螺钉M8×25定位销：落料凹模与下模座的定位：圆柱销8×30凸模固定板与上模座的定位：圆柱销8×304.加工简单模具模具的设计1）定位方式的选择因为实验模具使用的是圆形坯料，所以设计时在凹模上加工一个沉孔作为定位。2）出料方式的选择为使模具简便，采取下端出料方式。3)导向方式的选择由于后侧导柱模架的导向精度较高，前后左右都可以进料，取放工件方便，故选用后测导柱模架。凹模用螺栓直接固定在下模座上，上边做一个沉孔用作放料。凸模用螺栓直接固定在上模座上压边圈用螺栓和上模座连接起来，穿上橡胶提供压边力加工过程工件成品冲压零件分析1.零件边缘变形不均匀；2.零件未能从模具底部漏出；3.零件侧面与底面不垂直；4.零件尺寸不精确原因分析：1.零件边缘变形不均匀：1）定位不准；2）压边力不均匀。2.零件未能顺利脱模：凸模长度设计太短。3.零件侧面与底面不垂直：凸凹模间隙大。4.橡胶变形后直径未考虑，导致压边力不均匀。5.落料拉伸复合模二维图5.2模具工作过程分析将条料沿卸料板的导料凹槽平放在凹模上，并向前送进，接触到导料销时停止送进，压力机滑块带着上模下行，首先由凸凹模和落料凹模完成落料，紧接着由凸模和凸凹模进行拉深，当拉深结束后，上模回程，落料后的条料靠卸料板卸下，拉伸深成形的工件在回程由推件块将工件从凸凹模中刚性打下，用手将工件取走。6.落料拉深复合模三维建模爆炸图7.拉深工件CAE分析7.1成形工件7.2成形极限图6.3Thickness图6.3Thickness图6.3Thickness图6.3Thickness图6.3Thickness图7.3厚度变化过程参考文献文献[1]-姜奎华主编.冲压工艺与模具设计.北京：机械工业出版社1998文献[2]-史铁梁主编.模具设计指导.北京：机械工业出版社2003文献[3]-肖祥芷、王孝培主编.中国模具设计大典（3）.南昌：江西科技出版社2003文献谢谢