落料拉深冲孔复合模具设计.doc

专业课程设计说明书

—冲压模具课程设计

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目录
一、工艺性分析
…………………………………… 2
二、工艺方案的分析和确定
…………………………………… 2
三、主要工作部分尺寸计算
…………………………………… 7
四、零件尺寸设计选取
…………………………………… 9
五、压力机的校核
…………………………………… 13
六、设计总结
…………………………………… 14
参考文献
…………………………………… 15
一、 工艺性分析
材料为Ly12M，料厚为0.8mm，大批量生产。

该零件为中等高度锥形件，其相对高度 ，锥度 ，板料相对厚度 则可以采用一次拉深成形。拉深系数 。
根据公式 判断其在拉深过程中是否起皱。

则该工件在拉深过程不会起皱。
根据制件的材料，料厚形状及尺寸在进行冲压工艺过程中设计和模具设计时应注意以下几点：
1、 该工件为锥形拉深冲孔件，设计时应保证工件内尺寸的准确。
2、 冲裁间隙拉深凸凹模间隙的确定应符合制件的要求。各工序凸凹模动作的行程应保证各工序动作的稳妥连贯。
二、 工艺方案的分析和确定
（一）、工艺方案的分析
根据制件的工艺性分析，其基本工序有落料，拉深，冲孔。按其先后顺序组合可得到以下几种方案：
1、 落料——拉深——冲孔
2、 落料——冲孔——拉深
3、 落料拉深——冲孔
4、 落料拉深冲孔
方案1、2属于单工序冲压，由于改件生产批量大且尺寸小，因此生产效率低。方案3、4均属于复合工序，减少了工序数量。方案4改成落料拉深冲孔复合，更减少了工序数量，提高了生产效率，故拟采用方案4.
（二）、主要工艺参数计算
1．毛坯尺寸计算
根据等面积原则计算该零件的毛坯尺寸。首先将该零件分成圆、圆锥台两个简单几何体。它们的面积分别如下：

毛坯展开尺寸
查得拉深的修边余量 。则毛坯直径 ，取 。
2.排样
该工件排样根据落料工序设计。考虑操作方便及模具结构简单，故采用单排排样设计。查得搭边值 ， 。则：
条料宽
条料的进距为
冲裁单件材料的利用率:

式中 ——冲裁件面积
——一个进距内冲裁件数目
——条料宽度
——进距

3.计算工序压力选择压力机
（1）落料力计算

式中 ——落料力（）；
——工件轮廓周长，；
——材料厚度， ；
——材料抗剪强度（）。查得。
落料力则为：

（2）卸料力计算

式中 ——卸料力因数，查得其值 。
卸料力则为：

（3）冲孔力计算

式中 ——工件内轮廓周长（）。

冲孔力则为：

（4）推件力计算

式中 ——推件力因数，由参考书查得；
——卡在凹模内的工件数， 。
则推件力为:

(5)拉深力计算
由于该零件为浅拉深，故可按无压边圈的圆筒形件近似计算。

式中 ——拉深力（）;
——拉深件直径，；
——材料厚度；
——材料的强度极限（），从参考书查得 ；
——修正因数， 。
则拉深力为

故总冲压力为：

4.冲压设备的选择
对于浅拉深可按式 ，估算公称压力来选取压力机。根据参考书，选用公称压力为 的开式可倾工作台压力机。其主要技术参数为：
公称压力：
滑块行程：
最大闭合高度：
封闭高度调节量：
工作台尺寸：
模柄孔尺寸：
三、 主要工作部分尺寸计算
对于工件未注公差可按 计算，也可由参考书查得各尺寸的未注公差。
根据参考书查得，冲裁模刃口双面间隙 ， 。
（1） 落料刃口尺寸计算
的凸、凹模的制造公差由参考书查得 , 。
由于 ，故采用凸模与凹模配合加工方法。落料模具应以凹模为基准，然后配作凸模。查得因数 。则：

按凹模尺寸配制，其双面间隙为 。
其工作部分结构尺寸如下图

（2） 冲孔刃口尺寸计算
对于孔 的凸、凹模的制造公差查参考书得 。
由于，故采用凸模与凹模配合加工方法。冲孔模具应以凸模为基准，然后配作凹模。查得因数 。则：

按凸模尺寸配制，其双面间隙为 。
其工作部分结构尺寸如下图

（3） 拉深工作部分尺寸计算
拉深凸模和凹模的单边间隙可按式 计算， 。
由于拉深工件的公差为 级，故凸、凹模的制造公差可采用 级精度。对于 ，查参考书得 ；对于 ，查参考书得 。按式 、式 可求拉深凸、凹模尺寸及尺寸公差如下表：
工件尺寸

其工作部分结构尺寸如下图

四、 零件尺寸设计选取
1.弹性元件的设计计算
为了得到较平整的工件，此模具采用弹压式卸料结构，使条料在落料、拉深过程中始终处在一个稳定的压力之下，从而改善了毛坯的稳定性，避免材料在切向应力的作用下起皱的可能。
卸料板上卸料采用橡胶作为弹性元件
按下式计算橡胶的自由高度

式中 ——橡胶的自由高度（）；
——工作行程与模具修磨量或调整量（）之和。

则
取
计算橡胶的装配高度：

取 。
橡胶的断面面积，在模具装配时按模具空间大小确定使橡胶直径，则 ，满足。
2.落料凹模的尺寸设计
凹模外形尺寸按以下经验公式确定：
由于材料厚度为 ，应满足 ，可取
，一般 ，故可取
按照 标准，可选取
3.落料凸模拉深凹模的设计
选用类似圆柱头直杆圆凸模，材料为 ,由于毛坯尺寸 ，按照 标准， ， ，可选取 。
4.冲孔凸模的设计
选用冲模圆柱头直杆圆凸模，根据冲孔尺寸 ，按 标准，取， ，其长度比落料凸模长，根据需求取 。
5.冲孔凹模拉深凸模的设计
根据冲孔直径 ，及外形尺寸 ， ，按照 标准，选取 ， ， ，
6.上下固定板的设计
固定板主要用于固定小型凸模和凹模。凸模固定板厚度约取凸模固定部分直径的 倍。它与凸模采用过度配合（）。上固定板与落料凸模配合，下固定板与拉深凸模配合。则：
根据落料凸模固定部分直径 ，上固定板和盖板总厚度取为 ，取盖板厚度为 。
根据拉深凸模固定部分直径，下固定板取厚度为 。
7.上下垫板的设计
先根据公式 （上下模座均采用铸铁 ，其 ）判断是否需要垫板：
上垫板：

为了妥当应使用上垫板。
上垫板材料选择45钢，厚度选择为。
下垫板：

因此需使用下垫板。
下垫板材料选择45钢，厚度选择为 。
8.卸料板的设计
采用弹性卸料板，其材料选用45钢。弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用。
卸料板孔和凸模的单边间隙 ，取 。
卸料板的厚度查表选取 。卸料板导向孔高度取 。卸料板底面高出凸模底面的尺寸 。
9.上、下模座的设计
采用后侧导柱模座，材料选用铸铁。
上模座：
根据 标准，以及落料凹模周界 ，选择其基本尺寸， ， ， ， ， ， ， 。
下模座：
同样，根据 标准，以及落料凹模周界 ，选择其基本尺寸， ， ， ， ， ， ， ，。
10.模柄的设计
采用冲模压入式模柄，材料选用 。
根据所选压力机模柄孔尺寸 ，参考 标准，选用模柄尺寸为： ， ， ， ， ， ， ， ， 。
11.挡料销的设计
采用圆柱头式固定挡料销，其材料为45钢。
挡料销圆头部分直径应小于落料直径，参考 标准，选取挡料销尺寸为： ， ， ， 。
12.定位销的设计
定位销采用材料45钢，其尺寸 ， ,定位销销头高度为 。
13.导向装置设计
滑动导向导柱：
按照标准 选择导柱: , 。材料选用 。
滑动导向导套：
按照标准 选择导套： ， ， ， 。材料选用 。
五、 压力机的校核
选用的是公称压力为 的开式可倾工作台压力机。其主要技术参数为：
公称压力：
滑块行程：
最大闭合高度：
封闭高度调节量：
工作台尺寸：
模柄孔尺寸：
模具的闭合高度为，而压力机的最大封闭高度为，其调节量为，则压力机最小封闭高度为，模具闭合高度 应符合，即应在之间，因此闭合高度符合要求。
该模具下模座的外形尺寸为，而压力机工作台尺寸为，模具四周留下了足够空间来安装固定模具用的螺栓、垫板和压板，工作台尺寸符合要求。
六、 设计总结
通过一个月的模具课程设计，我体会到了要设计一套模具所要经历的艰辛，不过，我也从中学会了许多新的知识。这次课程设计不像以前那样有参考的例，而完全要靠自己查阅参考资料，融入自己的想法，才能把它做好。

参考文献
[1]模具实用技术丛书编委会. 冲模设计应用实例[M]. 北京：机械工业出版社,1999.6
[2]杨占尧. 最新冲压模具标准及应用手册[M]. 北京：化学工业出版社，2010.10
[3]翟平. 飞机钣金成形原理与工艺[M]. 西安:西北工业大学出版社，1995.11
[4]洪慎章. 冲模设计速查手册[M]. 北京：机械工业出版社，2012

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