1、模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)球型凸緣件拉深模設(shè)計(jì)哈哈小學(xué)出版社 院系： 專業(yè)： 班級(jí)： 姓名： 指導(dǎo)老師： 目錄一、零件沖壓加工工藝性分析-31、毛坯尺寸計(jì)算-32、判斷是否可一次拉深成形- 33、確定是否使用壓邊圈- 44、凹凸模圓角半徑的計(jì)算-45、確定工序內(nèi)容及工序順序-4二、確定排樣圖和裁板方案-41、板料選擇-42、排樣設(shè)計(jì)-4三、主要工藝參數(shù)的計(jì)算1、工藝力計(jì)算-62、壓力機(jī)的選擇-6四、模具設(shè)計(jì)1、模具結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)-72、模具工作尺寸與公差計(jì)算-7五、工作零件結(jié)構(gòu)尺寸和公差的確定1、落料凹模板-82、拉深凸模-93、凹凸模-9六、其他零件結(jié)構(gòu)尺寸1、模架的選擇-92、凹凸模固

2、定板的選擇-103、磨柄的選擇-104、卸料裝置-10 5、推薦裝置的選擇-11 6、銷、釘?shù)倪x擇-117、模具閉合高度的校核-11七、參考目錄-11零件圖：材料：A3鋼 厚度：t=1mm 一、零件沖壓加工工藝性分析材料：該沖裁件的材料A3鋼是低碳鋼，拉深工藝性較好。零件結(jié)構(gòu)：該制件為半球形有凸緣淺拉深件，需要對毛坯進(jìn)行計(jì)算，且間隙、落料拉伸凸凹模及拉深高度的確定應(yīng)符合制件要求。模具設(shè)計(jì)方面：凹凸模的設(shè)計(jì)應(yīng)保證各工序間動(dòng)作穩(wěn)定。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IT10級(jí)確定工件尺寸的公差。 (GB/T1800.3-2009)1毛坯尺寸的計(jì)算（1）選取修邊余量，按下表查表

3、得有凸緣圓筒形拉深件的修邊余量凸緣直徑d凸凸緣的相對直徑d凸/d<=1.51.5222.5>2.5<=25255050100100150150200200250>2501.82.53.54.35.05.561.62.03.03.64.24.651.41.82.53.03.53.841.21.62.22.52.72.83（2）計(jì)算凸緣部分實(shí)際尺寸dt(3)預(yù)定毛坯直徑D（按幾何表面積相等原則）根據(jù)以下四個(gè)公式確定毛坯直徑D：故毛坯直徑。2. 判斷是否可一次拉深成形半球形件拉深程度不大，可一次拉出。對于任何直徑，半球形件的拉深系數(shù)均為定值，即。3. 確定是否使用壓邊圈毛坯相

4、對厚度，此處需采用壓邊圈。4. 凹凸模圓角半徑的計(jì)算凹模圓角半徑：r凹=，故r凹取4.5mm。凸模圓角半徑：，故r凸取3mm。5. 確定工序內(nèi)容及工序順序沖壓件的工序性質(zhì)是指沖壓件成形所需的各種工序種類如沖孔、落料等，由沖壓件的幾何形狀可直觀確定，當(dāng)工序較多時(shí)，不易確定。分析該零件的形狀可知其基本沖壓工序?yàn)槁淞?、拉深、切邊。由于板料厚度?mm，比較薄，拉深后坯料外圓變形可忽略，故對切邊工藝不做另行設(shè)計(jì)。綜合分析零件的工藝性和生產(chǎn)規(guī)模等具體情況，加工該零件采用落料拉伸復(fù)合模。二、確定排樣圖和裁板方案1. 板料的選擇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。根據(jù)零件厚

5、度t=1mm,查沖壓模具設(shè)計(jì)和加工計(jì)算速查手冊表1-11（GB/T 708-88）冷軋制薄鋼板擬選用的板料規(guī)格為： 16001200 2. 排樣設(shè)計(jì)本材料用到A3鋼，屬低碳鋼，由“普通低碳鋼板料搭邊值”表查得搭邊值條料寬條料的進(jìn)據(jù)為。沖裁單件材料的利用率按式 計(jì)算。 則普通低碳鋼板料搭邊值 材料厚度 圓件及圓角r>2t矩形件邊長L<=50mm矩形件邊長L>50mm或圓角r<=2t工件間a1沿邊a工件間a1沿邊a工件間a1沿邊a<0.250.250.500.50.80.81.21.21.61.62.02.02.52.53.03.03.53.54.04.05.05.0

6、1.21.81.21.00.81.01.21.51.82.22.53.00.6t2.01.51.21.01.21.51.82.22.52.83.50.7t2.21.81.51.21.51.82.02.22.52.53.50.7t2.52.01.81.51.82.52.22.52.83.24.00.8t2.82.21.81.51.82.02.22.52.83.24.00.9t3.02.52.01.82.02.22.52.83.23.54.50.9t排樣圖如下圖所示：三、主要工藝參數(shù)的計(jì)算1. 工藝力計(jì)算 按式式中為材料的抗剪強(qiáng)度，L為沖裁周邊總長（mm）,t為材料厚度，系數(shù)KP是考慮到?jīng)_裁模刃口

7、的磨損，凸模與凹模間隙的波動(dòng)（數(shù)值的變化或分布不均勻）潤滑情況，材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因素而設(shè)置的安全系數(shù)，一般取1.3，當(dāng)查不到強(qiáng)度時(shí)，可用強(qiáng)度，b代替。 現(xiàn)用式子，b查得 則 由現(xiàn)代模具工手冊查得推件力系數(shù)卸料力系數(shù)頂件力系數(shù)推件力卸料力頂件力：壓邊力按計(jì)算查模具設(shè)計(jì)簡明設(shè)計(jì)手冊表4.47，由低碳鋼材料選取壓邊力：由模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊1-6-38可得系數(shù)，及拉深力的計(jì)算公式如下：拉深力：2. 壓力機(jī)的選擇選擇壓力機(jī)公稱壓力時(shí)，應(yīng)該使落料力和拉深力分別在壓力機(jī)的許用公稱壓力范圍內(nèi)，而不是簡單的將落料力與拉深力相加后去選擇壓力機(jī)。落料時(shí)，欲使壓力機(jī)的精度高保持良好的工作狀態(tài)，最好在

8、公稱壓力的80%以下使用。落料時(shí)：拉深時(shí)：根據(jù)沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊表13.9，可預(yù)選選擇壓力機(jī)型號(hào)J23-10，公稱壓力為100KN的開式可傾壓力機(jī)，其參數(shù)如下：滑塊行程：45mm行程次數(shù)：145次/mm最大封閉高度：210mm封閉高度調(diào)節(jié)量：55mm滑塊中心至機(jī)身距離：150mm立柱間距離：200mm工作臺(tái)至導(dǎo)軌間距離：220mm工作臺(tái)尺寸：左右：425mm 前后：275mm工作臺(tái)板厚度：45mm工作臺(tái)孔尺寸：前后125mm 左右195mm 直徑155mm滑塊底面尺寸:前后135mm 左右165mm模柄孔尺寸：直徑38mm 深度55mm四、模具設(shè)計(jì)1. 模具結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)該零件由落料、拉深兩工

9、序加工而成，考慮到薄板成形，為使沖壓精度較高，減少模具數(shù)量，設(shè)計(jì)成落料拉深復(fù)合模。復(fù)合?？捎姓b和倒裝結(jié)構(gòu)，綜合考慮以下情況：1）沒有沖孔工序，廢料不會(huì)出現(xiàn)在模具工作區(qū)域，采用正裝操作也方便2）提高凹凸模強(qiáng)度3）對于薄沖件能達(dá)到平整要求采用倒裝結(jié)構(gòu)。采用彈壓卸料裝置。拉深完成后，工件卡在凹凸模內(nèi)，應(yīng)使用推件裝置將其推出。2. 模具工作尺寸與公差計(jì)算1）由于加工模具的方法不同，凸模與凹模刃口部分尺寸的計(jì)算公式與制造公差的標(biāo)注也不同，刃口尺寸的計(jì)算方法可分為以下兩種情況：凹模與凸模分開加工，凸模和凹模配合加工，從此工件的結(jié)構(gòu)上分析，選擇凸模與凹模分開加工的制造方法：采用這種方法，凸模和凹模分別按圖

10、紙加工至尺寸，要分別標(biāo)注凸模和凹模的刃口尺寸及制造公差（凸模p、凹模d），適用于圓形或簡單形狀的制件。為了保證初始間隙值小于最大合理間隙2Cmax，必須滿足下列條件：零件外徑尺寸為，根據(jù)上述原則，首先確定基準(zhǔn)鍵凹模刃口尺寸，再減去便是凸模刃口尺寸。由此得 查表得 因?yàn)椋ú荒軡M足間隙公差條件）所以選x=0.75代入上式，得則2)拉深部分 按外形公差尺寸，零件IT10精度，查機(jī)械制圖表16-5可知拉深筒部公差尺寸為。拉深凸模直徑：，拉深凹模直徑：，拉深模的間隙值應(yīng)合適，其原則是：即要考慮材料本身的公差，又要考慮板料的增厚現(xiàn)象，間隙一般都比毛坯厚度略大一些。用壓邊圈單次拉深時(shí)，間隙值為： Z=1t=

11、1mm按IT10級(jí)取 五、工作零件結(jié)構(gòu)尺寸和公差的確定1、落料凹模板1）厚度H的確定：可由經(jīng)驗(yàn)公式凹模厚度H=Kb計(jì)算得，查下表得K=0.35，圓形凹模的b為直徑D，故H=Kb=0.3540.62=14.22mm,但毛坯拉深高度h=14.66/2=7.33，考慮到還需要空間安裝壓邊圈，查沖壓模具設(shè)計(jì)和加工計(jì)算速查手冊表4-5選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，H=22。系數(shù)K值b/mm材料厚度t/mm0.5123>3500.30.350.420.50.6>501000.20.220.250.350.42>1002000.150.180.20.240.3>2000.10.120.150.180

12、.222）凹模板直徑的計(jì)算凹模壁厚c查沖壓模具設(shè)計(jì)和加工計(jì)算速查手冊表4-5取30mm 凹模板長度：L=D+2c故： L=D+2c =40.62+230 =100.62 (mm)根據(jù)表2.61選擇最接近的直徑100mm，根據(jù)沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南表4-14確定凹模板外形尺寸為：，材料T10A。落料凹模板的尺寸設(shè)計(jì)如下圖：2、拉深凸模凸模設(shè)計(jì)成簡單筒形，刃口無斜度，采用車床加工，由于其直徑較大，故設(shè)計(jì)為直接壓入緊固在下模座上，并采用螺栓連接。3.、凸凹模結(jié)合工件外形并考慮加工，將凸凹模設(shè)計(jì)成帶肩圓凸凹模，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/n

13、6，凸凹模長度L=73.2mm,具體結(jié)構(gòu)可如下圖6所示。六、其他零件結(jié)構(gòu)尺寸1）模架的選擇為使凹模能放在下模座內(nèi)，模架凹模周界尺寸L應(yīng)大于凹模直徑100，根據(jù)國標(biāo)JB/T8070-1995 L取125mm，B取125mm，并查得相應(yīng)的模座和導(dǎo)柱導(dǎo)套的標(biāo)準(zhǔn)如下：上模座尺寸為材料HT200，（沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南24頁）下模座 尺寸材料HT200，導(dǎo)柱尺寸導(dǎo)套尺寸。（冷沖壓模具設(shè)計(jì)精要204頁）2）凸凹模固定板的選擇外形尺寸與凹模相對應(yīng)，由國標(biāo)JB/T7643.5-1994,選擇為10020，材料為Q235-A·F。圖6 凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3)模柄的選擇按JB/T7646.1-199

14、4 選擇壓入式,材料Q235-A·F。4）卸料板卸料板與導(dǎo)料尺做成整體，綜合卸料板和導(dǎo)料尺的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)導(dǎo)料板厚度為4mm，卸料板厚度為6mm，固定螺釘選用M6，查沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊表15.30，卸料板孔與凹模的單邊間隙Z/2=0.2mm，本模具選用彈壓式卸料板。5）推件頂尖裝置的選擇 推桿：按JB/T7650.1-1994選擇帶肩推桿，材料45， 熱處理硬度 ，尺寸12150。 推件器： 由于工件尺寸較小，推件器的外形與凸凹模為間隙配合H8/f7，工作面形狀與工件形狀相似，圓角為R3，材料為Q235A。6)銷、釘?shù)倪x擇定位銷的選擇由于排樣時(shí)，兩工件間的縱向搭邊距離只有1.5mm，不能選用廢料的后端定位，而落料時(shí)工件尺寸為90mm，凹模的長度不夠前端定位所需值，故在凹模上，送料放向添加一個(gè)支架，定位銷尺寸選用M6。螺釘?shù)倪x擇為使凸凹模固定板安裝在上模架和凹模安裝在下模架上時(shí)不影響模具在壓力機(jī)上的安裝，應(yīng)采用內(nèi)六角圓柱頭螺釘，其直徑和長度應(yīng)根據(jù)強(qiáng)度和所需連接高度選擇，參考標(biāo)準(zhǔn)GB70-85。7）模具閉合高度的校核 上模座高度30mm，凸凹模固定板厚度20mm，模具閉合時(shí)，固定板與卸料板之間的間隙19.5mm，卸料板高度10mm，板料厚度1mm，凹模板高度22mm，下模座高度35mm