筒形件拉深模具设计2

正文

如下图1所示拉深件，材料为08钢，厚度0.8mm，制件高度70mm，制件精度IT14级。该制件形状简单，尺寸小，属普通冲压件。试制定该工件的冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程。

图1

一、冲压件工艺分析

1、材料：该冲裁件的材料08钢是碳素工具钢，具有较好的可拉深性能。

2、零件结构：该制件为圆桶形拉深件，故对毛坯的计算要。

3、单边间隙、拉深凸凹模及拉深高度的确定应符合制件要求。

4、 凹凸模的设计应保证各工序间动作稳定。

5、 尺寸精度：零件图上所有未注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。

查公差表可得工件基本尺寸公差为：

74.00

50+φ 74

.0070+ 3.00

5+R 25.008.0+ 二、工艺方案及模具结构类型

1、工艺方案分析

该工件包括落料、拉深两个基本工序，可有以下三种工艺方案： 方案一：先落料，首次拉深一，再次拉深。采用单工序模生产。 方案二：落料+拉深复合，后拉深二。采用复合模+单工序模生产。 方案三：先落料，后二次复合拉深。采用单工序模+复合模生产。 方案四：落料+拉深+再次拉深。采用复合模生产。

方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需二副模具，工件的精度及生产效率都较高，工件精度也能满足要求，操作方便，成本较低。方案三也只需要二副模具，制造难度大，成本也大。方案四只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求，但模具成本造价高。通过对上述四种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳。 2、 主要工艺参数的计算 (1)确定修边余量

该件h=70mm ，h/d=70/50=1.4,查《冲压工艺与模具设计》表4-10 可得mm h 8.3=∆

则可得拉深高度H

H=h+h ∆=70+3.8=73.8mm (2)计算毛坯直径D

由于板厚小于1mm ，故可直接用工件图所示尺寸计算，不必用中线尺寸计算。 D=2257.072.14R dR dH d --+

=22557.055072.18.7350450⨯-⨯⨯-⨯⨯+ mm 130≈ (3)确定拉深次数

按毛坯相对厚度t/D=0.8/1300062.0≈和工件相对高度H/d=73.8/50=1.36 查《冲压工艺与模具设计》表4-15可得n=2，初步确定需要两次拉成，同时需增加一次整形工序。 (4)计算各次拉深直径

由于该工件需要两次拉深，查《冲压工艺与模具设计》表4-11可得，首次拉深系数m 1和二次拉深系数m 2:

m 1=0.53 m 2=0.76 初步计算各次拉深直径为： d 1= m 1D=0.53⨯130≈69mm d 2=m 2D=0.76⨯130≈50mm (5)选取凸凹模的圆角半径

考虑到实际采用的拉深系数均接近其极限值,故首次拉深凹模圆角半径r 1d 应取大些,根据《压工艺与模具设计》表4-7知：

r 1d =10t=10⨯0.8=8 mm

由《冲压工艺与模具设计》式（4-49）和式（4-50）即：

r dn =(0.7—0.8) r 1-dn 和r pn =(0.7—0.8)r dn

计算各次拉深凹模与凸模的圆角半径，分别为： r 1d =8 mm r 1p =6 mm

r 2d =6 mm r 2p =5 mm (6)计算各次工序件的高度

根据《冲压工艺与模具设计》式（4-39）计算各次拉深高度如下： H 1=1/4(D 11112/57.072.1d r r d ++)

=1/4（69/657.0672.16969/13022⨯+⨯+-） =49mm

H 2=1/4=(D 22222/57.072.1/d r r d ++)

=1/4=(50/557.0572.15050/13022⨯+⨯+-) 74≈mm (7)画出工序件简图

工序简图如下图2所示：

图2

三、确定排样图和裁板方案

1、 制件的毛坯为简单的圆形件，而且尺寸比较小，考虑到操作方便，宜采用单排。 于t=0.8mm,查《冲压工艺与模具设计》附表7轧制薄钢板拟选用规格为：

0.8⨯500⨯1000 的板料。 2、 排样设计

图3

查《冲压工艺与模具设计》表2-10，确定搭边值

两工件间的横搭边a 1=1.2mm ；两工件间的纵搭边a=1.0mm ；

步距S=d+a=50+1=51mm ； 条料宽度B=（D+2a 1+∆）0∆-=52.80

4.0-

故一个步距内的材料利用率1η为： 1η=A/BS ⨯10000 =π2)2/(d /BS ⨯10000

=72.900

由于直板材料选取0.8⨯500⨯1000 故每块板料可裁剪9⨯19=171个工件 故每块板料（0.8⨯500⨯1000）的利用率为： η=nA/LB ⨯10000 =171π(d/2)2⨯10000 =6700

四、计算工序冲压力、压力中心以及初选压力机

1、落料力的计算

F 落料=1.3Lt b σ

式中L —冲裁轮廓的总长度；t —板料厚度；b σ--板料的抗拉强度 查《冲压工艺与模具设计》附表1可知：b σ=400MPa 。故：

F 落料=1.3⨯2⨯π⨯25⨯25⨯0.8⨯400=65.31KN

2、 卸料力1Q F 和顶件力3Q F 的计算 1Q F =K 1F 落料 3Q F =K 3 F 落料

式中K 1为卸料力系数，K 3为顶件力系数

查《冲压工艺与模具设计》表1-7知：K 1=0.050；K 3 =0.08 故： 1Q F =K 1F 落料 =0.05⨯65.31 =3.27KN 3Q F =K 3 F 落料 =0.08⨯65.31 =5.22KN 3、压边力的计算

采用压边的目的是为力防止变形区板料在拉深过程中的起皱，拉深时压扁力必须适当，压边力过大会引起拉伸力的增加，甚至造成制件拉裂，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 和相对厚度t/D ⨯10000 由于t/D ⨯10000=0.8/130⨯10000 =0.6200