中轴碗冲压模具设计.docx

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1、目录.零件冲压工艺分析11.I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22.2 1冲压方案22.3 各工艺方案特点分析22.4 工艺方案的确定33 .冲模结构的确定33.2 模具的结构形式33.3 模具结构的选择34 .零件冲压工艺计算44.2 1零件毛坯尺寸计算44.3 排样44.4 拉深工序的拉深次数和拉深系数的确定54.5 冲裁力、拉深力的计算64.6 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模架的类型156 .2模架的

2、尺寸166 .选用辅助结构零件176.1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 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 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22参考文献24中轴碗冲压模具设计.零件冲压工艺分析1.l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，此工件为带凸缘圆筒形工件,形状简单对称。1.

3、3产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析(1)尺寸精度G35*7,为f112;中40%*查7第17页表1一8,尺寸精度为IT13,零件图上的未注尺寸公差要求为IT13。(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，用冲裁的加工方法是完全可以成形的。另外产品对

4、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3 .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模具结构简单，但需要三道工序三副模具，生产效

5、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：冲孔废料由冲孔凸模落入凹模洞口中，积聚到一定

6、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60三,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=66mm确定坯料直径（参考1第143页）D=Jdj+4dh-3.44rd=75.46mm,取D=75mm4.2排样1）单排，如下图所示：a.搭边查6第

7、67页表320,选取al=L5mm,a=1.8mm。b.送料步距和条料宽度送料步距A=75+l.5=76.5mm,条料宽度B=75+2l.8+2X0.6+0.8=80.6mmoc.板料利用率查1第29页表1.13,选用2.5mm600mm500mm的板料。采用横裁可裁条料数为nl=600480.6=7（条），余35.8mm,每条板料可冲制件数n2=（500-1.5）小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/（600X500）X100%=55.43%交叉双排（如图3）经计算可得条料宽度为B=

8、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483.1435.52/（600500）100%=63.31%图34.3 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=11.537.5=0.31,dtd=6637.5=1.76,tD=2.5/75=3.33%,查表可得hldl=0.57,hl/dlh/d,故制件能一次拉出。(2)拉深系数的确定由坯料直径D=75和筒形件的中线尺寸d=37.

9、5,可得拉深系数为mdD=O.5。4.4 冲裁力、拉深力的计算(1)落料工序P=Ue=235.5X2.5X400=235.5kN；尸卸=K卸*P=235.5X0.025=5.89kN；=K顶*尸=235.5X0.06=14.13kN；尸I=尸+P+卸+P顶=235.5+5.89+4.13=255.5kN。式中:P-冲裁力，N；1.-冲裁件受剪切周边长度，=m=3.14x75=235.5；t-冲裁件的料厚；E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；尸顶一顶件力,N；心一卸料力系数，查1第52页表2.3,取值为0.025；K顶一顶件力系数，查1第52页表2.3

10、,取值为0.06；长一冲裁工序所需力之和。(2)拉深工序PQ=Fq=靠(752-352)42.5=7.9kN?P=KTJjdt6=1x3.14X2.537.5x4OO=118kN；尸2=PQ+Q=118+8.64=126.64kNo式中：PQ-压边力，N；F一在压边圈下坯料的投影面积，mm2；g一单位压边力，查表取值为2.5MPa；P?一拉深工序所需力之和。(3)冲孔工序P=Lf6=59.66X2.5X400=59.66kN；P推=K推尸=59.66X0.05=2.98kN；R贞=K顶XP=59.66X0.06=3.58kN；P3=P+P顶=59.66+2.98+3.58=66.22kNo式中

11、：P推-推件力，N；K推一推件力系数，查表取值为0.05;P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=PI+P2+P3=255.5+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300mm,装模高度调节量为70mm,工作台孔尺寸为150mm,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拉叫-0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=l.05X2.5=2

12、.625mm,取Z=2.63mm04.6 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，大的枷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不太大会削弱压边圈的作用，所以巾由下式确定：r=O.8(D-Z)t=0.S(75-40)2,5=748取心=7.5。式中：D-坯料直径，mm；0凹一凹模直径，由于拉深件外径为40IllnI,此处取值为40mm0(2)凸模圆角半径的计算小对拉深件的变形影响，不像巾那样显著，但几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。小的取值应比叫略小，可按下式进行计算：%=0.8=0.8X7.5=6(mm)对于制件可一次拉深成

13、形的拉深模，巾、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巾、小的合理值，则现、小仍需取合理值，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Zmin=O.36mm,Z11三=o.50mmZm.x-NEDl=O,50-0.36=0.14mm而=+0.03mm,凉=-0.02mm由此可得I俐+1言Ilj=O.O5w0.14tnm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=46,上偏差和下偏差分别为=0.23mm和-O.23mm。由此可得凹=(Og

14、您)产=(75.23-0.50.46)-75003(丁)Z?凸=(Z-Zm)f75-0.36)nfl02-74.640002血力(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Z凹=3-0.75A)/=(40-0.750.05)T54=3996产(mm)凸=(O-0.754-2Z)T4=40-0.750.05-22.63)1=34.71(mm)式中：D-拉深件的基本尺寸，mm；A一拉深件的尺寸公差，从零件图可知其值为0.05mm。(3)冲孔模刃口尺寸计算查表可得Z11in=0.36mm,Zmix=o.50mmZnHX-Zmin=O.50-0.36=0.14mm施=+0.025mm,加=-0.02mm由此可得M+画=ON50加故能满足分别加工的要求。查口第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113,则公差为A=033,上偏差和下偏差分别取值为+0.17InnI和-0.17mm0由此可得D孔凸=(OMn+XA)%=(18.83+0.5033)2=l8.672(Ilnn),ZM叫=(。凸+Znin)广=Q8.67+O.36)002-19.03,25(mm)o4.8计算模具其它尺寸(1)凹模