再次拉深、冲孔、切边复合模毕业设计(编辑修改稿)

再次拉深、冲孔、切边复合模毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

化冲裁结构、减小冲裁力，提高材料利用率。 但是，因条料本身公差以及条料导向与定位所产生的误差影响，冲裁件公差等级低。 同时，由于模具单边受力，不但会加剧模具磨损，降低模具使用寿命，而且直接影响冲裁件的断面质量。 因此，排样时必须要考虑各方面的因素。 综合上所述，采用有废料排样。 、排样图设计 表 搭边值 圆形或圆角 r2t 的工件 矩形件边长 L50mm 矩形件边长 L 50mm或圆角 r 2t 材料厚度 t 工件间1a 侧面 a 工件间1a 侧面 a 工件间1a 侧面 a 以下 ～ ～ 由 表 的最小搭边值： a1=； a=； 故步距 S＝ D+a1=166+1=167mm； 条料宽度 B０ －△ ＝（ D＋ 2a+C） ０ －△ = － 其中 D —— 冲裁件宽度方向的最大尺寸； C —— 导料板与最宽条料之间的间隙查表 取  ，  —— 条料宽度的单向偏差。 查表 条料宽度偏差△ =。 表 导料板与最宽条料之间的间隙 C 四川理工学院毕业设计（论文） 7 条料厚度 t 无侧压装置 条料宽度 B 100 以下 100～ 200 ～ ～ 1 2～ 3 3～ 4 1 4～ 5 1 表 条料宽度偏差  mm 条料宽度 B 材料厚度 t ≤ 1 1～ 2 2～ 3 3～ 5 ≤ 50 50～ 100 100～ 150 150～ 220 220～ 300 板料的排样图如图 2 所示： 图 2 、材料利用率 材料的经济利用，直接决定于冲压件的冲压方法和排样方法。 冲压工艺设计中，评价第 3章 确定排样图和裁板方案 8 材料经济利用率的指标是材料利用率。 材料利用率表示冲压件在坯料上排样的合理程度，也就是材料利用的经济程度。 故一个步距内的材料利用率为： η 1=Ａ /BS 100% =∏ (D/2)2/BS 100% =% A— 实用材料面积； BS— 消耗材料面积。 每块板料（ 750mm 1200mm）的利用率为： η =nA/LB 100% =28∏ (D/2)2/LB 100% ≈ % 四川理工学院毕业设计（论文） 9 第 4 章 计算工序冲压力、压力中心以及初选压力机 、压边力的计算 采用压边的目的是为防止变形区板料在拉深过程中的起皱，拉深时压边力必须适当，压边力过大会引起拉深力的增加，甚至造成工件的拉裂，压边力过小则会造成制件直壁或凸缘部分起皱，所以是否采用压边装置主要取决于毛坯或拉深系数 m 和相对高度 t/D 100%。 压边力的计算公式 注：式中 A—— 在压边圈下的毛坯投影面积 P— 值可在《冲压模具设计与制造》表 中取 p=2MPa D—— 平板毛坯直径（ mm） nd —— 第 n次的拉深直径（ mm） 凹r—— 拉深凹模圆角半径 （ mm） 由表确定压边力计算公式 PDFy ]d[4 22   代入数据得： Fy=∏ () 2247。 4 =≈ 、拉深力的计算 、拉深力 由《冲压模具设计与制造》公式（ ）得 采用压边圈拉深： F=∏ d1tσ bK1 其中： F— 拉深力； t— 板料厚度； d— 拉深后工序件直径； 拉深情况 公式 拉深任何形状的工件 APFy  圆筒件第一次拉深（用平板毛坯） PrDF y ]2d([4 212 ）凹  圆筒件以后各次拉深（圆筒毛坯） PddF nny )(4 22 1   第 4章 计算 工序冲压力、压力中心以及初选压力机 10 σ b— 拉深件材料的抗拉强度； K1— 修正系数，其值查《简明冲模设计手册》表 740, K1=； 由《冲压 工艺与模具设计》附表 1可得：σ b =400MPａ； 故 F= 400 =≈ 、工艺总拉力 由《模具设计与制造》公式 代入数据，得： FZ=F+FY=+= 式中： F— 拉伸力； FY— 压料力。 、冲孔落料力 冲裁力 F 一般计算式： F=KLtτ b 式中： F—— 冲裁力； L—— 冲裁周边长度； τ b—— 材料抗剪强度； K—— 系数，一般取 . 故 F= 9 400=≈ ； 、推件力 FT=nKTF 公式（ ） 式中： F—— 冲裁力； KT—— 顶件力系数，见《冲压模具设计与制造》表 ； n—— 同时卡在凹模内的冲裁件数 (或废料数 )。 其中 n 取 1， KT=. 表 卸料力、推件力及顶件力系数 冲裁材料 K卸 K推 K顶 纯铜、黄铜 ～ ～ 铝、铝合金 ～ ～ 钢 材料厚度mm ～ ～ ～ ～ 0055 ～ ～ 四川理工学院毕业设计（论文） 11 ～ ～ ～ 代入数据： F=1 ≈ ； 、采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模 FZ=F+ FT =+= 、压筋力的计算 在曲柄压力机上对厚度小于 ，面积小于 20xxmm 的小件压筋时，由《简明冲模设计手册》表 83 的： F=KSt2 式中： K—— 系数，对于钢件 K取 200～ 300，对于铜件和铝件， K取 150～ 200； S—— 成形的面积（㎜ 2）。 t—— 材料厚度。 故 F=250∏247。 4 81 = 、切边力 由于金属板料具有平面方向性和模具几何形状等因素的影响，会造成拉深件口部不平整齐，因此在多数情况下采取加大工序件高度，拉深后在经过切边工序以保证零件质量。 切边力可按落料力的计算公式计算，故 F 切 = KLtτ b = 400= 式中： F—— 切边力； L—— 冲裁周边长度； τ b—— 材料抗剪强度； K—— 系数，一般取 . 、总工艺力 F F 总 =Fz+F 落料 +F 切 +F 压 =+++ ≈ 197KN 、压力中心的确定 冲压力的合力作用点称为冲模的压力中心。 为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心应与压力机滑块中心线重合。 否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向部分不正常磨损，还会使合理间隙的不到保证，从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。 在实际生产中，可能会出现由于冲件的形状特殊或第 4章 计算 工序冲压力、压力中心以及初选压力机 12 排样特殊，从模具结构设计与制造考虑不宜使压力中心与模柄中心线重合，这事还应注意使压力中心偏离不致超出所选 压力机应许的范围内。 图 3 该工件形状简单而对称，其冲裁时的压力中心即工件的几何中心即为圆心（ 0,0），如图 4所示。 、压力机的选择 拉深总工艺力是选择拉深设备的主要依据，但不能简单按拉深所需的总工艺力去选择拉深设备，而应结合拉深设备的特点合理的选用。 例如曲柄压力机的标称压力是指其滑块标称压力行程范围内应许的施加压力，而拉深工艺特别是落料 — 拉深复合工艺时的工作行程较大，因此应校核采用的拉深工艺的压力曲线是否符合所选压力机的滑块施用负荷图，以避免曲柄压力机超载损坏。 一般情况下，拉深总工艺力与拉深 设备标称压力的关系可按下式进行概略计算： 浅拉伸（ H/d﹤ ） 总F ≤ (～ ) 压F 深拉深（ H/d≥ ） 总F ≤ (～ ) 压F 式中： 总F — 拉深力和压边力的总和，在复合模冲压时，还应包括其他工艺的变形力（ N）； 压F — 拉 深设备标称压力（ N）； H— 拉深件的高度（ mm）； 四川理工学院毕业设计（论文） 13 d— 拉深件的直径（ mm）。 经计算， H/d≈ ， 总F =(～ ) 压F =323～ 388KN。 根据总压力选择压力机，工艺总压力约为 400KN，查《简明冲模设计手册》表 A1，选择的压力机的型号为： J23— 63。 第 5 章 模具的主要零部件的尺寸与结构的计算 14 第 5 章 模具的主要零部件的尺寸与结构的计算 、拉深模设计 、拉深模的基本尺寸 拉深模的凸凹模之间的间隙对拉深力、零件质量、模具寿命等都有影响。 间隙小，拉深力大、模具磨损大，过小的间隙会使零件严重变薄甚至拉裂；但间隙小，冲件回弹小，精度高。 间隙过大，坯料容易起皱，冲件锥度大，精度差。 因此，生产中应根据板料厚度及公差、拉深过程板料的增厚情况、拉深次数、零件的形状及精度等，正确确定拉深模间隙。 对有压料圈的拉深模，其间隙值可查《冲压模具设计与制造》表 可知： 2Z =（ 1～ ） t， Z=2t=。 刃口尺寸按凹模 实际尺寸配作，制件取 IT14 级，则公差 △ =。 当零件尺寸标注在外行时， (如下图 )以凸模为基准，由公式（ ）和（ ），工作部分尺寸为： 图 4 dT=(dmin+△ )0σ T=(78+ )= dA=(dmin+△ +Z)0σ A=(+) 0+=+ 其中： dT， dA—— 凸凹模的尺寸； dmin—— 拉深件内径的最小极限尺寸； △ —— 零件的公差； σ Aσ T—— 凹、凸模制造公差，见下表 Z—— 拉深模双面间隙。 表 凸凹模的制造公差 、拉深凹模的结构尺寸 四川理工学院毕业设计（论文） 15 在生产中，通常根据冲裁的板料厚度和冲裁件的轮廓尺寸，凹模孔口壁间距可按经验公式来确定，由《冲压模具设计与制造》公式（ ）、（ ）的： 凹模高度 H=kb （≥ 15mm） 凹模壁厚 C=（ ～ 2） H （≥ 30～ 40mm） 式中： b—— 凹模刃口的最大尺寸（ mm）； k—— 系数，考虑板料厚度的影响，见表 ，可取 k= 系数 k 的数值 b 1 2 3 3 50 50~100 100~200 200 代入数据：由于 H= 78=﹤ 70mm，故不满足制件高度。 取 H=73mm， C=(～ 2)H=（ ～ 2） =30mm。 由于考虑到切边凹模嵌入在拉深凸模内 的影响， C取 40mm L=D+2C =+80 ≈ 160mm 凹模座采用镶嵌式的结构，便于切边凹模的更换和安装，更节约材料。 各冲裁的 凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模座在模架上的位置时，要依据计算的压力中心的数据，要将压力中心与模柄中心重合。 凹模座的轮廓尺寸应要保证凹模座有足够的强度和刚度，凹模板的厚度还应考虑修模量根据冲裁件的最大外形尺寸在标准中选取凹模板的各尺寸为：拉深凹模固定板的高度取 100mm，外径为 160mm，故拉深凹模座的外形尺寸为 100 160mm，结构如图 5 所示： t 第 5 章 模具的主要零部件的尺寸与结构的计算 16 图 5 、拉深凸模的结构 根据工件外形并考虑加工将拉深凸模设计成直通式，采用线切割机床、车床、拉 削等工序加工，凸模中心有垫柱起固定作用，用 4个 M6 螺钉将凸模固定。 凸模 的长度等于工件的高度，即 H=70mm，具体结构如图 6所示： 四川理工学院毕业设计（论文） 17 图 6 、冲孔模的设计 、冲孔凸凹模的尺寸计算 设凸凹模分别按 IT6 和 IT7 级制造加工，由料厚 t=，查如下表 得， Zmax=，Zmin=，由《冲压模具设计与制造》公式（ ）和（ ）的： dT =(dmin+△ x) 0σ T =（ 9+ ） = mm dA=(dmin+x△。