中轴碗冲压模具设计.docx

《中轴碗冲压模具设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中轴碗冲压模具设计.docx（26页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、1 .零件冲压工艺分析11.1 制件介绍11.2 产品结构形状分析11.3 产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析12 .零件冲压工艺方案的确定22.1 1冲压方案22.2 各工艺方案特点分析22.3 工艺方案的确定33 .冲模结构的确定33.1 模具的结构形式33.2 模具结构的选择34 .零件冲压工艺计算44.1 1零件毛坯尺寸计算44.2 排样44.3 3拉深工序的拉深次数和拉深系数的确定54.4 冲裁力、拉深力的计算64.5 拉深间隙的计算84.6 拉深凸、凹模圆角半径的计算84.7 计算模具刃口尺寸94.8 计算模具其它尺寸104.9 校核凸模强度、刚度145 .选用标准模架155.1

2、模架的类型155.2 模架的尺寸166 .选用辅助结构零件176.1 1导向零件的选用176.2 模柄的选用186.3 卸料装置186.4 推件、顶件装置196.5 定位装置197 .编制冲压工作零件工艺卡207.1 1落料凹模的选材、加工及热处理工艺过程207.2 上凸凹模的选材、热处理及加工工艺过程217.3 下凸凹模的选材、热处理及加工工艺过程217.4 凸模的选材、热处理及加工工艺过程228 .编制制件冲压工艺卡229 考文献24中轴碗冲压模具设计1 .零件冲压工艺分析1.1 制件介绍零件名称：中轴碗材料：15钢料厚：2.5mm批量：大批量零件图：图11.2 产品结构形状分析由图1可知

3、，此工件为带凸缘圆筒形工件,形状简单对称。1.3 产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析（1）尺寸精度35产，为IT12；中40署第查7第17页表18,尺寸精度为IT13o零件图上的未注尺寸公差要求为ITI3。（2）冲裁件断面质量板料厚度为2.5,查1第49页表2.2,生产时毛刺允许高度为0.15mm,本产品在断面质量和毛刺高度上没有严格的要求，所以只要模具精度达到一定要求，冲裁件的断面质量可以保证。(3)产品材料分析对于冲裁件材料一般要求的力学性能是强度低，塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计产品所用的材料是15钢，为优质碳素结构钢，其力学性能是强度、硬度和塑性指标适中，经热处理后，用

4、冲裁的加工方法是完全可以成形的。另外产品对于厚度和表面质量没有严格要求，所以采用国家标准的板材.，其冲裁出的产品的表面质量和厚度公差就可以保证。(4)生产批量产品生产批量为大批量生产，适于采用冲压加工的方法，最好是采用复合模或级进模，这样将很大地提高生产效率，降低生产成本。2 .零件冲压工艺方案的确定2.1 冲压方案该工件包括落料、拉深、冲孔、切边四道工序，可以有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后拉深，然后冲孔，最后切边。采用单工序模生产。方案二：落料一拉深复合冲压，然后冲孔，最后切边。采用复合模生产。方案三：拉深级进冲压，然后冲孔，最后切边。采用级进模生产。2 .2各工艺方案特点分析方案一

5、模具结构简单，但需要三道工序三副模具，生产效率低，难以满足该工件大批量生产的要求。方案二只需两副模具，生产效率较高,尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的集合行装简单对称，模具制造并不困难。方案三也只需两副模具，生产效率高，但模具结构比较复杂，送进操作不方便，加之尺寸偏大。3 .3工艺方案的确定通过对上述三种方案的分析比较，若该工件能一次拉深，则其冲压采用方案二为佳。4 .冲模结构的确定4.1 模具的结构形式复合模可分为正装式和倒装式两种形式。（1）正装式的特点：工件和冲孔废料都将落在凹模表面，必须清除后才能进行下一次冲裁，造成操作不方便、不安全，但冲出的工件表面比较平直。（2）倒装式的特点：

6、冲孔废料由冲孔凸模落入凹模洞口中，积聚到一定的数量，由下模漏料孔排出，不必清除废料，但工件表面平直度较差，凸凹模承受的张力较大。经分析，若工件表面平直度较差，影响零件的使用，而工件和冲孔废料在有气源车间可以方便地清除。综合比较两种方式，决定采用正装式复合模。5 .零件冲压工艺计算5.1 零件毛坯尺寸计算（1）确定修边余量制件要有拉深工序，且属于有凸缘的筒形件拉深，凸缘直径为60m,料厚2.5mm,查1第143页表4.14,选取修边余量为3.Omm,故修边前凸缘直径为dt=60+3.0X2=66IIIn1。确定坯料直径（参考1第143页）D=+4-3.444=75.46mm,取D=75mm.4.

7、2排样D单排，如下图所示：a.搭边查6第67页表320,选取a1=1.5mm,a=1.8mmob.送料步距和条料宽度送料步距A=75+1.5=76.5mm,条料宽度B=75+2X18+2X0.6+0.8=80.6mm。c.板料利用率查1第29页表113,选用2.5mm600mm500mm的板料。采用横裁可裁条料数为n1=600+80.6=7（条），余35.8m,每条板料可冲制件数n2=（500-1.5）76.5=6（件），则每张板料可冲制件为n=6X7=42（件）。经计算采用竖裁每张板料可冲制件数也是42件。板料利用率为423.14X35.52/（600500）100%=55.43%交叉双排（

8、如图3）经计算可得条料宽度为B=145,采用横裁可裁成条料4条，每张条料可冲制件12件，每张板料可冲制件数为48；采用竖裁可裁成条料3条，每张条料可冲制件15件，每张板料可冲制件数为45。经上述分析，应采用交叉双排，板料横裁的方式。材料的利用率为483.14X35.52/（600500）100%=63.31%4.3 拉深工序的拉深次数和拉深系数的确定(1)判断能否一次拉出参考1第142、143页，按hd=11.5/37.5=0.31,dtd=6637.5=1.76,tD=2.5/75=3.33%,查表可得h1d1=0.57,h1d1hd,故制件能一次拉出。(2)拉深系数的确定由坯料直径D=75

9、和筒形件的中线尺寸d=37.5,可得拉深系数为m=dD=0.5o4.4 冲裁力、拉深力的计算(1)落料工序P=1g=2355X2.5X400=2355kN；P-=K卸*尸=235.5X0.025=5.89kN；尸顶=K顶*P=235.5X0.06=14.13kN；R=尸+P+卸+P顶=235.5+5.89+4.13=255.5kN。式中：P一冲裁力，N；1一冲裁件受剪切周边长度，1=宓=3.14x75=235.5Mn；t一冲裁件的料厚；一材料抗拉强度，查1第27页表1.10,取值为400MPa；P卸一卸料力，N；P顶一顶件力,N；K卸一卸料力系数，查1第52页表2.3,取值为0.025；K顶一

10、顶件力系数，查1第52页表2.3,取值为0.06；P1一冲裁工序所需力之和。(2)拉深工序Po=j1(752-352)42.5=7.9kN；P=K就Q=IX3.14x2.5x37.5x400=118kN；P2=P?+P=I18+8.64=126.64kNo式中：P。一压边力，N；尸一在压边圈下坯料的投影面积，mm2；4一单位压边力，查表取值为2.5MPa；P2拉深工序所需力之和。(3)冲孔工序P=1tob=59.662.5400=59.66kN；=K推P=59.66X0.05=2.98kN；P顶=K顶xP=59.66X006=3.58kN；尸3=尸+P顶=59.66+2.98+3.58=66.

11、22kNo式中：尸推一推件力，N；K推一推件力系数，查表取值为0.05；尸3一冲孔工序所需力之和。(4)计算完成零件冲压所需的力，并选择压力机P总=R+P2+P3=2555+126.4+66.22=448.36kN查2第389页表13.10,初选公称压力为600kN的JH21系列开式固定台压力机（型号为JH21-60）。其最大装模高度为300m,装模高度调节量为70n,工作台孔尺寸为15Omnb主电机功率为5.5kW。4.5 拉深间隙的计算拉深间隙指单边间隙，即Z=（D拉凹-。拉凸）/2。拉深工序采用压边装置，并且可一次成形，查1第137页表4.11,可得拉深间隙为Z=1.05t=1.05X2

12、.5=2.625min,取Z=2.63mm。4.6 拉深凸、凹模圆角半径的计算（1）凹模圆角半径的计算一般来说，大的树可以降低极限拉深系数，而且可以提高拉深件的质量，所以方尽可能大些但阳太大会削弱压边圈的作用，所以服由下式确定：ru=O.8（D-D）t=0.8（75-40）2.5=748取八q=7.5。式中：D坯料直径，mm；。凹一凹模直径，由于拉深件外径为40mm,此处取值为40mmo（2）凸模圆角半径的计算对拉深件的变形影响，不像小那样显著，但小过大或过小同样对防止起皱和拉裂及降低极限拉深系数不利。小的取值应比小略小，可按下式进行计算：凸=08m=o.8X7.5=6(mm)对于制件可一次拉

13、深成形的拉深模，*、小应取及零件图上标注的制件圆角半径相等的数值，但如果零件图上所标注的圆角半径小于后、加的合理值，则小、加仍需取合理值，待拉深后再用整形的方法使圆角半径达到图样要求。4.7计算模具刃口尺寸（1）落料模刃口尺寸查表可得由此可得Zmin=0.36mm,ZmaX=0.50mmZmaX-Zmin=0.50-0.36=0.14mm弧=+0.03mm,=0.02mm+倒=0.052加V0.14mm故能满足分别加工的要求。查表可得磨损系数X=O.5,落料件基本尺寸为75mm,取精度为IT13,则其公差A=046帆7,上偏差和下偏差分别为=0.23mm和-0.23mm。由此可得（DmX您）；

14、M=（75.230.5X0.46）,s=75,3（硼落凸=（1落凹一Znin）%=（75-036）02=74.6%02（mm）（2）拉深模工作部分尺寸计算对于制件一次拉深成形的拉深模，其凸模和凹模的尺寸公差应按制件的要求确定。此工件要求的是外形尺寸，设计凸、凹模时，应以凹模尺寸为基准进行计算。由此可得DM=(。0.75A),4=(400.75x0.05)对4=39.96T(H(mm)。拉凸=(D-0.75-2Z)Zz4=(40-0.750.05-22.63)1=34.71(mm)式中：D拉深件的基本尺寸，mm；一拉深件的尺寸公差，从零件图可知其值为0.05(3)冲孔模刃口尺寸计算查表可得Zin=0.36D1nI,ZM=0.50mmZmax-Zmin=0.50-0.36=0.14mmM=+0.025mm,苏=-0.02mm由此可得刚+倒=0.0450.1mm。故能满足分别加工的要求。查第60页表2.6,可得磨损系数X=O.5,孔的基本尺寸为19mm,取精度为3,则公差为4=033,上偏差和下偏差分别取值为+0.17mm和-0.17mmo由此可得。孔凸=(Dni+X)=(18.83+0.50.33)=18.672002(痂)，ZM凹=(A、+ZMn)M=18.67+0.36)/0219.0325(痂)。4.8计算模具其它尺寸(