1、專業課程設計說明書學號：38074125 專業課程設計(說明書)設計題目： 落料拉深復合模 設 計 者： 馬國財 指導教師： 杜 松 日 期： 2011 年 11 月 10 日目錄:前言2第一章 設計任務書3第二章 工藝分析42.1零件基本信息42.2 工件的拉深工藝性分析42.3 工件的沖裁工藝性分析52.4 確定工藝方案5第三章 工藝計算53.1 拉深件的修邊余量53.2 零件展開料的尺寸計算53.3 排樣、搭邊及條料寬度63.4成形系數73.5 沖壓力計算73.6 彈簧計算93.7 初選壓力機10第四章 模具設計124.1 落料模工作部分尺寸計算124.2拉深模工作部分尺寸計算124.3

2、 落料凹模外形尺寸計算134.4 凸凹模外形尺寸計算134.5 選擇模具、導柱和導套154.6 設計輔助零件154.7校核壓力機154.8 選擇定位連接件174.9 選擇模具材料17附錄19附表一 沖壓件工藝規程19附表二 模具說明書22參考文獻23前言此份設計說明書是對本學期專業課程設計的歸納和總結，涵蓋了設計的全部過程。課程的設計任務是：落料拉深復合模的設計。從零件的工藝性分析、工藝方案的確定、再到落料凹模、拉深凸模、凸凹模等主要模具零件的幾何外形尺寸設計，檢驗及校核，以及模座、標準件、壓力機等的選擇和校核，最終完成了一個落料拉深復合模的全部設計任務。通過本次課程設計，我們將學過的基礎理論

3、知識進行了綜合應用，培養了結構設計和計算能力，也對加工制造過程有了一定的了解，并由此對一般的模具設計過程有了一定的認識。下面是該落料拉深復合模的三維建模效果圖：第一章 設計任務書下圖所示的是一冷沖壓零件，設計完成生產該零件的沖壓模具。圖1-1產品名稱：支架材料：LF21M防銹鋁（退火）厚度：1mm數量：10件/架第二章 工藝分析2.1零件基本信息如圖1-1所示零件：產品名稱：支架材料：LF21M防銹鋁（退火）厚度：1mm數量：10件/架2.2 工件的拉深工藝性分析1. 拉深件的結構簡單、對稱，無急劇的外形變化；2. 拉深件的高度應滿足，其中為拉深件壁厚中徑對于本工件：，滿足要求。3. 拉深件底

4、部與筒壁的圓角半徑應滿足，其中為壁厚對于本工件：，滿足要求。4.對于中間孔洞的翻邊 K=10/15=0.67>0.64（極限翻邊系數），滿足要求。綜合以上四點，該工件符合拉深工藝要求。考慮到零件形狀及機床受力情況，采用兩個零件同時加工后切割分離的方法。相關參數如圖2-1所示：圖2-12.3 工件的沖裁工藝性分析 工件內外形轉角處無尖角，該工件符合沖裁工藝要求。2.4 確定工藝方案對于上述零件，可能的工藝方案有：1.下料落料拉深沖孔翻邊切割修邊；2.下料落料沖孔拉深翻邊切割修邊；3.下料落料拉深沖孔翻邊切割修邊。比較上述三種方案：方案1采用單工序模具，需要的模具數量多。方案2采用沖孔在拉深

5、之前完成，在拉深過程中，沖孔的孔徑容易變化，從而影響隨后翻邊的尺寸精度。方案3采用落料拉深復合模，優化了方案1的步驟，落料拉深同時進行，精度好，效率高綜合比較后，選用方案3較為理想。第三章 工藝計算3.1 拉深件的修邊余量工件高度工件相對高度，其中為拉深件壁厚中徑；根據資料5表4-1可查得修邊余量。3.2 零件展開料的尺寸計算展開料按一筒形件和一彎板計算，給定切割余量為6mm，需另外選擇切割模具。對于筒形件部分，根據資料1表4-3 常用旋轉體拉深件坯料直徑計算式 可查得：坯料直徑 式中 代入數據可得：對于板彎曲部分：r/t=4,查表得中性層位移系數 x=0.48則由資料1第四頁公式有：綜合以上

6、兩部分，考慮下材料的流動，取。坯料尺寸如圖3-1： 圖3-13.3 排樣、搭邊及條料寬度3.3.1 排樣由于零件對稱，故采用直排。 圖3-2 3.3.2 搭邊由于料厚，根據資料2表2.8 普通沖裁搭邊值 可得： 搭邊值：；3.3.3 條料寬度 采用導料銷定位根據資料5式2-6可得：無側壓裝置時的條料寬度：式中為垂直送料方向的零件尺寸，；為側搭邊值（如圖3-2所示），；為條料寬度的單向（負向）公差，根據資料5表2-3??；為條料與側面導板間的間隙，根據資料5表2-3取。代入以上數據可得：3.3.4 材料利用率對于該排樣方案，可求的其材料利用率；代入數據可得：3.4成形系數3.4.1 拉伸系數根據拉

7、伸系數定義：拉伸系數：式中為拉深件壁厚中徑；為坯料直徑。根據資料2表7.3可得：LF21M常規拉深的極限拉深系數為；由于，故該工件可以拉深成形。3.5 沖壓力計算3.5.1 落料沖裁力根據資料4式1-12可得：落料沖裁力式中為沖切的周邊長度，為材料厚度，為材料抗剪強度，對于LF21M防銹鋁合金，由資料1表4-3查得代入以上數據可得：3.5.2 落料對應的卸料力和推件力根據資料4式1-13可得：卸料力：根據資料4式1-14可得：推件力：式中為卸料力系數，根據資料4表1-8可??；為推件力系數，根據資料4表1-8可??；為卡在凹?？變鹊牧慵驈U料數，對于落料過程：。代入以上數據可得：總沖壓力：3.5.

8、3壓邊力（1）判斷是否采用壓邊圈根據資料2式4.27可知，首次拉深不使用壓邊圈的條件是：對于該工件計算得：由于，故需要使用壓邊圈。（2）壓邊力計算根據資料2表4-24可得：壓邊力：式中為在壓邊圈下的毛坯投影面積；為第一次拉深中徑，；為拉深凹模圓角半徑，根據零件外形，估?。粸閱挝粔哼吜Γ鶕Y料2表4-25取。代入以上數據可得：3.5.4拉深力根據資料2表4-17可得：無凸緣圓筒形拉深件首次拉深時拉深力：式中為第一次拉深圓筒壁中徑，；為材料厚度，；為材料抗拉強度，對于LF21M防銹鋁合金，；為修正系數，參照資料2表4-18，可取。代入以上數據可得：3.5.5 拉深功根據資料2式4.29可知：拉深

9、功：式中為最大拉深力，；為凸模工作行程，；為系數，。代入以上數據可得：3.5.6 確定壓力中心根據坯料和工件的對稱性，可知壓力中心為工件幾何中心。3.6 彈簧計算采用彈性卸料裝置時需根據卸料力來選擇彈簧。對于生產該工件的落料拉深復合模：工作行程：；卸料力：預取4根彈簧，則每根彈簧所需卸料力為：預選取彈簧：（），其相關參數如下所示：彈簧中徑材料直徑螺距有效圈數極限負荷自由高度極限變形量彈簧預壓縮量：選模具的修模量：根據資料2式2-22可知，彈簧的總壓縮量：由于，即在工作行程中彈簧未被壓死，故彈簧選取合適。該彈簧的安裝長度：取安裝長度。3.7 初選壓力機3.7.1 計算落料過程中所需沖壓力壓力機所

10、需壓力：式中 為落料沖裁力，；為落料過程對應的卸料力，；為落料過程對應的推件力，；代入以上數據可得：3.7.2 計算拉深過程所需壓力壓力機所需壓力：式中 為拉深力，；為壓邊力，；代入以上數據可得：3.7.3 初選壓力機根據3.7.1和3.7.2的計算可知，壓力機所需壓力至少為：根據資料2表7-10，參照所需沖壓力和模具外形尺寸，初選壓力機，其主要技術參數如下所示：公稱壓力功率滑塊行程滑塊行程次數工作臺尺寸最大封閉高度墊板厚度模柄孔直徑第四章 模具設計4.1 落料模工作部分尺寸計算由于模具結構簡單，故采用凸凹模分開加工的方法。根據資料2表7-19確定沖裁件外形精度為；根據資料2表7-17確定模具

11、精度為。根據資料1表2-1可知：凹模直徑：根據資料1式2-1可知：凸模直徑：式中 為零件公差，由于零件精度為 ，根據資料2表7-14可得；為零件最大極限尺寸，；為實際尺寸落入公差帶范圍內的系數，由于零件精度為，?。粸榘寄Ｖ圃旃?，因模具精度為，由資料3表7-14可得；為凸模制造公差，因模具精度為，由資料3表7-14可得：；最小合理使用間隙，根據資料5表2-6可得。代入以上數據可得：凹模刃口尺寸：，經圓整為凸模刃口尺寸：，經圓整為4.2拉深模工作部分尺寸計算根據資料2表7-19確定拉深件外形精度為；根據資料2表7-17確定模具精度為。由于工件的尺寸標注在外形上，根據資料5式4-38可知：凹模直徑

12、：根據資料1式4-39可知：凸模直徑：式中為零件公差，由于零件精度為 ，根據資料2表7-14可得；為零件最大極限尺寸，；為凹模制造公差，根據資料5表4-21可得；為凸模制造公差，根據資料5表4-21可得；為拉深模間隙，根據資料5表4-20可得。代入以上數據可得：凹模直徑：，經圓整為凸模直徑：，經圓整為4.3 落料凹模外形尺寸計算4.3.1 落料凹模結構和固定方式用于落料的凹模，一般選用整體式結構。根據零件形狀特點和工位數，凹模外形選為矩形。由于尺寸較大，采用銷釘和螺栓緊固在模座上。4.3.2 落料凹模外形尺寸根據資料2式2.38可得：凹模板厚度：垂直于送料方向的凹模板寬度：沿送料方向的凹模板長

13、度：式中 為垂直于送料方向凹模型孔壁間最大距離，； 為沿送料方向凹模型孔壁間最大距離，； 為由和材料厚度決定的凹模厚度系數， 根據資料2表2.20可得為沿送料方向凹?？妆谥涟寄＿吘壍淖钚【嚯x，根據資料2表2.21可得。代入以上數據可得：凹模板厚度：垂直于送料方向的凹模板寬度：沿送料方向的凹模板長度：根據模座的國標尺寸，調整尺寸：根據拉深行程和壓邊圈厚度，調整尺寸：4.4 凸凹模外形尺寸計算 4.4.1 拉深凹模圓角半徑根據資料5式4-36可知：首次拉深凹模圓角半徑：式中 為坯料直徑，；為坯料直徑，；為材料厚度，；代入以上數據可得：4.4.2 拉深凸模圓角半徑根據資料5式4-36可知：首次拉深凸

14、模圓角半徑：即：考慮到工件的外形，選取拉深凸模圓角半徑：4.4.3 拉深凸模通氣孔為使卸件容易，凸模應鉆通氣孔。根據資料2表4.32，可取通氣孔直徑為4mm。4.4.4 凸凹模間隙根據資料5式4-37可知：拉深凹凸模的單邊間隙：式中 為板料厚度的最大極限尺寸，在忽略板料厚向變化時可取代入以上數據可得：取拉深模間隙：4.4.4 凸凹模其它外形尺寸（1）凸凹模高度根據模具安裝關系可知：凸凹模高度：式中 為彈簧安裝長度，為卸料板厚度，預取為凸凹模下表面與卸料板下表面的距離，可取代入以上數據可得：考慮拉伸要過圓角等因素，取凸凹模高度：（2）凸凹模凸緣高度由于凸凹模與上模座采用M10內六角螺釘連接，螺紋

15、深度應不小于?？紤]到未加工螺紋的光孔高度等因素，取凸緣高度為。4.5 選擇模座、導柱和導套根據資料2表7.30，參照凹模板尺寸，選取上下模座：上模座： （）下模座： （）根據資料2表7.33，參照下模座尺寸，選取導柱：導柱： （）根據資料2表7.35，參照上模座和導柱尺寸，選取導套：導套： （）安裝導柱時，應使導柱端面與下模座的下表面保持的距離。4.6 設計輔助零件4.6.1卸料板根據資料2表2.29可知：在卸料板寬度，沖件料厚時，彈壓卸料板的厚度為。取，材料為45鋼，熱處理。由22.30查得：與凸模配合處間隙為。4.6.2 推桿和推件塊根據資料2表7.54，參照結構要求，選擇帶肩推桿為（）推

16、件塊厚度選為，材料為45鋼，熱處理。參照資料2表7.29，取推件塊與凸凹模間隙為。4.6.3 壓邊圈和頂桿根據實際結構要求，選取壓邊圈厚度為，材料為45鋼，熱處理。壓邊圈與毛坯接觸的一面，要保證毛坯順利流入筒壁，應保證粗糙度達到。參照資料2表7.29，取壓邊圈與拉深凸模間隙為。根據實際結構要求，選取頂桿為（）4.6.4 選擇模柄根據資料2表7.38，參照壓力機模柄孔直徑以及上模座尺寸：選取模柄為旋入式模柄（）4.7校核壓力機4.7.1 功率校核根據資料2式4.30可知：壓力機電機功率：式中 為不均勻系數，?。粸槔罟?，；為壓力機每分鐘行程數，；為壓力機效率，??；為電機效率，取。代入以上數據可得

17、：壓力機電機功率：由于，故選取的壓力機額定功率合適。4.7.2 壓力機閉合高度校核根據設計結構可知：模具閉合高度：式中 為上模座高度，；為下模座高度，；為彈簧壓縮量最大時的長度，；為卸料板厚度，；為落料凹模厚度，。代入以上數據可得：模具閉合高度：而壓力機的最大閉合高度：壓力機的最小閉合高度：壓力機的墊板厚度：根據資料4式2-24可知，壓力機的最大最小閉合高度應滿足如下條件：代入以上數據可得：成立故壓力機閉合高度選取合適。4.8 選擇定位連接件4.8.1 卸料螺釘選取卸料螺釘時，要求在閉模時，卸料螺釘距上模座上表面不少于，在開模時能保證卸料板將條料正常卸出。根據資料2表7.58，參照彈簧安裝高度

18、和上模座厚度：選取卸料螺釘為：（）4.8.2 擋料銷和導料銷根據資料2表7-44，參照落料凹模的結構和坯料搭邊值：選取導料銷為：（）考慮到實際模座的尺寸，擋料銷需另外加工，不采用標準件。4.8.3 內六角螺釘根據資料2表7.59，參照裝配空間大小：選取拉深凸模和下模座聯接的內六角螺釘為： （）選取落料凹模和下模座連接的內六角螺釘為：（）選取凸凹模和上模座連接的內六角螺釘為：（）4.8.4 緊定螺釘根據資料2表7-60，參照模柄上緊定螺紋孔直徑：選取緊定螺釘為（）4.8.5 定位銷根據資料2表7-61，參照裝配空間大?。哼x取落料凹模和下模座之間的定位銷為：（）選取凸凹模和上模座之間的定位銷為：（）4.9