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1、正文如下圖1所示拉深件，材料為08鋼，厚度0.8mm,制件高度70mm,制件精度IT14級。該制件形狀簡單，尺寸小，屬普通沖壓件。試制定該工件的沖壓工藝規(guī)程、設(shè)計其模具、編制模具零件的加工工藝規(guī)程。圖1一、沖壓件工藝分析1、材料：該沖裁件的材料08鋼是碳素工具鋼，具有較好的可拉深性能。2、零件結(jié)構(gòu)：該制件為圓桶形拉深件，故對毛坯的計算要。3、單邊間隙、拉深凸凹模及拉深高度的確定應(yīng)符合制件要求。4、凹凸模的設(shè)計應(yīng)保證各工序間動作穩(wěn)定。5、尺寸精度：零件圖上所有未注公差的尺寸，屬于自由尺寸，可按IT14級確定工件尺寸的公差。查公差表可得工件基本尺寸公差為：50嚴7000.74R500.30,800
2、.25二、工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型1、工藝方案分析該工件包括落料、拉深兩個基本工序，可有以下三種工藝方案:方案一：先落料，首次拉深一，再次拉深。采用單工序模生產(chǎn)方案二：落料+拉深復(fù)合，后拉深二。采用復(fù)合模+單工序模生產(chǎn)。方案三：先落料，后二次復(fù)合拉深。采用單工序模+復(fù)合模生產(chǎn)。方案四：落料+拉深+再次拉深。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需三道工序三副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二只需二副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，工件精度也能滿足要求，操作方便，成本較低。方案三也只需要二副模具，制造難度大，成本也大。方案四只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿
3、足要求，但模具成本造價高。通過對上述四種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。2、主要工藝參數(shù)的計算(1)確定修邊余量該件h=70mm,h/d=70/50=1.4,查沖壓工藝與模具設(shè)計表4-10可得h3.8mm則可得拉深高度HH=h+h=70+3.8=73.8mm(2)計算毛坯直徑D由于板厚小于1mm,故可直接用工件圖所示尺寸計算，不必用中線尺寸計算D=d24dH1.72dR0.57R2二.50245073.81.725050.5752130mm(3)確定拉深次數(shù)按毛坯相對厚度t/D=0.8/1300.62%和工件相對高度H/d=73.8/50=1.36查沖壓工藝與模具設(shè)計表4-15可
4、得n=2,初步確定需要兩次拉成，同時需增加一次整形工序。(4)計算各次拉深直徑由于該工件需要兩次拉深，查沖壓工藝與模具設(shè)計表4-11可得，首次拉深系數(shù)m1和二次拉深系數(shù)m2:m1=0.53m2=0.76初步計算各次拉深直徑為：d1=m1D=0.5313069mmd2=m2D=0.7613050mm(5)選取凸凹模的圓角半徑考慮到實際采用的拉深系數(shù)均接近其極限值，故首次拉深凹模圓角半徑rd1應(yīng)取大些，根據(jù)壓工藝與模具設(shè)計表4-7知：rd1=10t=100.8=8mm由沖壓工藝與模具設(shè)計式(4-49)和式(4-50)即：dn=(0.70.8)rdn1和rpn=(0.70.8)rdn計算各次拉深凹模
5、與凸模的圓角半徑，分別為：rd1=8mmrn1=6mmpIrd2=6mmrp2=5mm(6)計算各次工序件的高度根據(jù)沖壓工藝與模具設(shè)計式(4-39)計算各次拉深高度如下：H1=1/4(D2d11.72r10.57r1/d1)=1/4(1302/69691.7260.5762/69)=49mm2.H2=1/4=(D/d21.72r20.57r2/d2)=1/4=(1302/50501.7250.5752/50)74mm(7)畫出工序件簡圖工序簡圖如下圖2所示:三、確定排樣圖和裁板方案1、制件的毛坯為簡單的圓形件，而且尺寸比較小，考慮到操作方便，宜采用單排。于t=0.8mm,查沖壓工藝與模具設(shè)計附
6、表7軋制薄鋼板擬選用規(guī)格為:0.85001000的板料。查沖壓工藝與模具設(shè)計表2-10,確定搭邊值兩工件間的橫搭邊a1=1.2mm；兩工件間的縱搭邊a=1.0mm;步距S=d+a=50+1=51mm;條料寬度B=(D+2a1+)0=52.800.4故一個步距內(nèi)的材料利用率1為：1=A/BS10000=(d/2)2/BS10000=72.900由于直板材料選取0.85001000故每塊板料可裁剪919=171個工件故每塊板料(0.85001000)的利用率為：=nA/LB10000=171(d/2)210000二6700四、計算工序沖壓力、壓力中心以及初選壓力機1、落料力的計算F落料=1.3Lt
7、b式中L一沖裁輪廓的總長度；t一板料厚度；b-板料的抗拉強度查沖壓工藝與模具設(shè)計附表1可知：b=400MPa。故：F落料=1.3225250.8400=65.31KN2、卸料力FQ1和頂件力FQ3的計算FQ1=K1F落料FQ3=K3F落料式中K1為卸料力系數(shù)，K3為頂件力系數(shù)查沖壓工藝與模具設(shè)計表1-7知：K1=0.050;K3=0.08故：FQ1=K1F落料=0.0565.31=3.27KNFQ3=K3F落料=0.0865.31=5.22KN3、壓邊力的計算采用壓邊的目的是為力防止變形區(qū)板料在拉深過程中的起皺，拉深時壓扁力必須適當，壓邊力過大會引起拉伸力的增加，甚至造成制件拉裂，壓邊力過小則
8、會造成制件直壁或凸緣部分起皺，所以是否采用壓邊裝置主要取決于毛坯或拉深系數(shù)m和相對厚度t/D100%由于t/D10000=0.8/13010000=0.6200首次拉深系數(shù)mi=0.53故：查沖壓工藝與模具設(shè)計表4-3知，兩次拉深均需要采用壓邊裝置壓邊力：Fq=AFq式中A為初始有效面積；Fq為單位壓邊力（MPa）查沖壓工藝與模具設(shè)計表4-4可知：Fq=2MPaqFq=AFq22=-D2d12%1?Fq4=-13026928224=15.2KNFQ2=A2Fq=-d12d2222?Fq4q=6925026224=1.44KN4、拉深力的計算首次拉深時拉深力Fi=d1tbK1二次拉深時拉深力F2
9、=d2tbK2式中：d1,d2為首次拉深與二次拉深時工件的直徑;b為材料抗拉強度（MPa）;Ki,K2為修正系數(shù)查沖壓工藝與模具設(shè)計表4-1可知：K1=1;K2=0.85首次拉深力：F1=d1tbK1=690.84001=69.33KN二次拉深力：F2=d2tbK2=500.84000.85=42.7KN故總拉深力：F拉深=F1+F2=69.33+42.7=112.03KN由于制件屬于深拉深，故確定壓力機的公稱壓力應(yīng)滿足：F(0.50.6)F拉深故：F=67.2KN綜上所述：F總沖壓力=F落料+Fq1+FQ3+FQ1+Fq2+Fl+F2=202.47KN5、壓力中心的計算圖4由于是圓形工件，如
10、圖4所示，所以工件的壓力中心應(yīng)為圓心即0(25,25)6、壓力機的選擇由于該制件數(shù)億小型制件，且精度要求不高，因此選用開始可傾壓力機，它具有工作臺面三面敞開，操作方便，成本低廉的有點。根據(jù)總壓力選擇壓力機，前面已經(jīng)算得壓力機的公稱壓力為202.47KN,查沖壓工藝與模具模具設(shè)計表7.3提供的壓力機公稱壓力中可選取壓力機的型號為：J23-16F五、工件零件刃口尺寸的計算刃口尺寸按凹模實際尺寸配作，用配作法，因此凸?；境叽缗c凹模尺寸相同，保證單邊間隙Zmin/2(mm)圖5查沖壓工藝與模具設(shè)計表1-3可知：Zmax0.042Zmin0.03拉深模的單邊間隙為：Z=Zmin/2=0.015mmDd
11、(DmaxX)0乂式中x為補償刃口磨損量系數(shù)。查沖壓工藝與模具設(shè)計表2-21可知：x=0.5取落料的尺寸公差I(lǐng)T14 ,則公差為=0.4mm所以落料凹模的尺寸為:Dd (Dmax X )0/4=(130-0.50.4 )0.4/40=129.800.1mm六、工件零件結(jié)構(gòu)尺寸和公差的確定1、整體落料凹模板的厚度H的確定:H=k1k230.1F落料式中k為凹模材料的修正系數(shù)，碳素工具鋼取k1=1.3;k2為凹模厚度按刃口長度修正系數(shù)，查沖壓工藝與模具設(shè)計表2-18可知：k2=1H=kik23；0.1F落料=1.3130.165.31103=52.35mm2、凹模板長度L的計算L=D+2C查沖壓工
12、藝與模具設(shè)計表2-17可知：C取2836mm,根據(jù)要求C值可取30mm故：L=D+2C=50+230=110mm故確定凹模板外形尺寸為：11011052(mm)。凸模板尺寸按配作法計算3、其他零件結(jié)構(gòu)尺寸廳P名稱長寬厚(mm)材料數(shù)量1上墊板11011040T8A12凸模固定板1101104845鋼13空心墊板1101104645鋼14卸料版1101104445鋼15凸凹模固定板1101105045鋼16卜墊板11011040T8A17壓邊圈1101106045鋼1(1)第一次拉深拉深凸模第一次拉深模，由于其毛坯尺寸與公差沒有必要予以嚴格的限制，這時凸模和凹模尺寸只要取等于毛坯的過渡尺寸即可，
13、以凸模為基準.取公差等級為IT10=0.12mm.d凸=-0s凸=690-0.i2mmd凹=(d凸+2Z)0凹=(69+2x0.015)0+0.12=69.030+0.12mm拉深凸模采用臺階式，也是采用車床加工，與凸模固定板的配合按H7/m6的配合，拉深凸模結(jié)構(gòu)如下圖6所示。圖6凸凹模結(jié)合工件外形并考慮加工，將凸凹模設(shè)計成帶肩臺階式圓凸凹模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換，采用車床加工，與凸凹模固定板的配合按H7/m6,凸凹模長度L=99mm,具體結(jié)構(gòu)可如下圖7所示。凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心
14、與模柄中心重合。凹模的輪廓尺寸應(yīng)要保證凹模有足夠的強度與剛度，凹模板的厚度還應(yīng)考慮修磨量，根據(jù)沖裁件的厚度和沖裁件的最大外形尺寸在標準中選取凹模板的各尺寸為：長230mm，寬200mm，因考慮到整套模具的整體布置要求，選其厚度為52mm,結(jié)構(gòu)如下圖8所示。圖8(2)第二次拉深模凸模根據(jù)工件外形并考慮加工，將凸模設(shè)計成帶肩臺階式圓凸凹模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與修模，采用車床加工，與凸模固定板的配合按H7/m6。凸模長度L=H1+H2+Y式中Hi凸模固定板厚度H2壓邊圈局度Y附加長度，包括凸模刃口修磨量，凸模進入凹模的深度73.8mm,因此凸模長度L=48+60+73.8=181.8
15、mm。具體結(jié)構(gòu)可參見下圖9所示。畤pi凹模凹模采用整體凹模，各沖裁的凹模孔均采用線切割機床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。取凹模輪廓尺寸為小160mmx73.8mm,結(jié)構(gòu)如下圖10所示。拉深凸模和凹模工作部分的尺寸及其制造公差：查表得凸凹的制造公差為：加=0.02mm6凹=0.03mm當工件要求內(nèi)形尺寸：凸模尺寸：d凸二(dmin+0.4)-:凸=(50+0.4X0.4)0-0.02mm=50.16o-o,o2mm凹模尺寸：d凹=(dmin+0.4A+2Z)0+凹=(50+0.4 X 0.4+2 X 0.015) 0+0.03固定擋料銷阮記福
16、例1直翌24mm，的八型 同支擋將附,周定邦料體A10 IB 76J9.10落料凹模上部設(shè)置固定擋料銷，采用固定擋料銷的進行定距.擋料裝置在復(fù)合模中,主要作用是保持沖件輪廓的完整和適量的搭邊.,如圖11所示為鉤形擋料銷,因其固定孔離刃口較遠,因此凹模強度要求,結(jié)構(gòu)上帶有防轉(zhuǎn)定向銷.擋料銷采用H7/r6安裝在落料凹模端面圖11導(dǎo)料板的設(shè)計導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，查表知導(dǎo)料板與條料之間的間隙取0.5mm，這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板的厚度查表可知選擇。導(dǎo)料板采用45鋼制作，熱處理硬度為2832HRC,用螺釘固定在凹模上。卸料部件設(shè)計卸料裝置用彈壓卸料板的卸料裝置，如下圖12所
17、示，卸料板內(nèi)孔每側(cè)與凸模保持間隙C=0.10.2t=0.16mm;卸料板周界尺寸與凹模周界尺寸一樣，厚度根據(jù)沖裁件料厚t和卸料板寬度B查模具手冊之四2中表14-10得其厚度為16mm。卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為4348HRC。圖12卸料螺釘?shù)倪x用卸料板上設(shè)置2個卸料螺釘，公稱直徑為12mm,螺紋部分為M8X16mm。卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面lmm,有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。壓邊圈設(shè)計1）首次拉深：為了防止拉深過程中起皺，生產(chǎn)中主要采用壓邊圈，查沖壓工藝與模具設(shè)計表4-3知，兩次拉深均需要采用壓邊裝置。壓邊圈采用45鋼制造，
18、熱處理硬度為4245HRC。具結(jié)構(gòu)如下圖13所示2）二次拉深：壓邊圈結(jié)構(gòu)與尺寸由標準中選取，壓邊圈圓角半徑丫應(yīng)比上次拉深凸模的相應(yīng)圓角半徑大0.51mm,以便將工序件套在壓邊圈上.材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)42-45HRC.其結(jié)構(gòu)如下圖14所示。圖14凸模固定板圖15技術(shù)要求：a.上、下平行度為0.02,粗糙度為1.6b.材料為45#鋼，調(diào)質(zhì)為2428HRCc.帶*號尺寸按凸模實際尺寸配作并保證凸模呈H7/m6配合凸凹模固定板圖16技術(shù)要求：a.上、下平行度為0.02,粗糙度為b.材料為45#鋼，無需熱處理落料拉深復(fù)合模架與二次拉深模架采用滑動導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱式模架的導(dǎo)向方式，如圖17所示，
19、帶有導(dǎo)柱的沖裁模適合于精度要求較高，生產(chǎn)批量較大的沖裁件，且導(dǎo)柱模結(jié)構(gòu)比較完善，對后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式可從左右和前后兩個方向進行送料。故相因為它的模具較高所以選取比較大一點的模架模架的結(jié)構(gòu)與尺寸都直接由標準中選取，相關(guān)參數(shù)如下:凹模周界L:315圖17凹模周界B:250閉合高度（參考）|最?。?75閉合高度（參考）|最大：320a上模座數(shù)量1規(guī)格:315 X250 X55b下模座數(shù)量1規(guī)格:315 X250 X70c導(dǎo)柱規(guī)格:40 X 260d導(dǎo)套數(shù)量1規(guī)格:40 X 140 X53導(dǎo)柱與導(dǎo)套結(jié)構(gòu)由標準中選取，尺寸由模架中參數(shù)決定。導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距
20、離不小于10-15mm,而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.5-1mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合為H7/h6,導(dǎo)套與上模座之間的配合為H7/r6,導(dǎo)柱與下模座之間的配合為R7/h5。導(dǎo)柱與導(dǎo)套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）56-62HRC上下模座材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)28-32HRC二次拉深模采用滑動導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱式模架的導(dǎo)向方式，如圖18所示，模架的結(jié)構(gòu)與尺寸都直接由標準中選取，因為它的模具較高所以選取比較大一點的模架相關(guān)參數(shù)如下：凹模周界L:250凹模周界B:250閉合高度（參考）|最?。?40閉合高度（參考）|最大：285a上模座數(shù)量1規(guī)格：250X250X50b下模座數(shù)量1規(guī)
21、格：250X250X6518c導(dǎo)柱數(shù)量1規(guī)格：35X230d導(dǎo)套數(shù)量1規(guī)格：35X125X48導(dǎo)柱與導(dǎo)套結(jié)構(gòu)由標準中選取，尺寸由模架中參數(shù)決定。導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于10-15mm，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.5-1mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合為H7/h6,導(dǎo)套與上模座之間的配合為H7/r6，導(dǎo)柱與下模座之間的配合為R7/h5。導(dǎo)柱與導(dǎo)套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）56-62HRC。上下模座材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)28-32HRC。5、彈頂器的彈性元件的選取落料拉深復(fù)合模選用橡皮作為彈性元件，橡皮一般為聚氨膠，因為它允許承
22、受的載荷較彈簧大，并且安裝調(diào)理方便。因為聚氨脂橡膠的總壓縮量一般035%,所以取30%,剛聚氨膠的高度根據(jù)h=0.3XH計算。h為壓邊圈運行的高度，h=60mm。所以橡膠的高度H=60/0.3=200mm選取三塊同樣的橡膠.中間加上鋼墊圈,防止失穩(wěn)彎曲.其結(jié)構(gòu)圖如下圖19。圖19二次拉深模選用彈簧作為彈性元件.選用圓柱螺旋彈簧，它的主要技術(shù)參數(shù)是工作極限負荷Fj與其相對應(yīng)的工作極限負荷下的變形量Ljo根據(jù)所需要的卸料力或推件力Fq以及所需要的量大壓縮行程Lo,來計算Fj與Lj,然后就可以在標準中選取相應(yīng)的規(guī)格彈簧。1) 確定彈簧的數(shù)目為12) 頂件載荷Fq=壓邊力=1440N3) 最大壓縮行程Lo=hi+h2+h3+t=1+46.8+7+0.8=55.6mm4) 計算所需的彈簧的工作極限負荷Fj與工作極限負荷下的變形量Lj,K取40%Fj=Fq/K=1440/0.4=3600NLj=L0/(1-K)=55.6/(1-0.4)=92.67N由上述二式查彈簧標準表得：彈簧材料直徑為10mm,彈簧中徑為75mm,節(jié)距為t=26.5,工作極限負荷Fj=3500N,變形量Lj=111mm,有效圈數(shù)為7.5
筒形件拉深模具設(shè)計說明
