冲压拉深复合模具设计

引言

模具工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业界的高度重视，发达国家有“模具工业是进入富裕社会的源动力”之说，可见其重视的程度。当今，“模具就是经济效益”的观念，已被越来越多的人所接受。模具技术水平在很大程度上决定于人才的整体水平，而模具技术水平的高低，又决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力，因此模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。

冲压是使板料经分离或成形而得到制件的加工方法。冲压利用冲压模具对板料进行加工。常温下进行的板料冲压加工称为冷冲压。冷冲压模具在工业生产中的地位：是大批生产同形产品的工具，同时也是工业生产的主要工艺装备。模具工业是国民经济的基础工业。

模具可保证冲压产品的尺寸精度和质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。用模具生产零件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧制钢板或钢带为坯料，且在生产中不需要加热，具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点，是其它加工方法所不能比拟的。使用模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造工业的发展和技术水平地提高，在很大程度上取决于模具工业的发展。

目前，工业生产中普遍采用模具成形工艺方法，以提高产品的生产效率和质量。一般采用压力机进行零件加工，一台普通压力机每分钟可生产零件几件到几十件，而高速压力机的生产效率已达到每分钟数百件甚至上千件。据不完全统计，飞机、汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表等产品，有60﹪左右的零件是利用模具加工出来的；而自行车、手表、洗衣机、电冰箱及电风扇等轻工业产品，90﹪左右的零件是利用模具生产出来的。

拉深模可以制备各种筒形、阶梯形、锥形、球形、方盒形和其他不规则形状的薄壁零件。用拉深方法来制造内胆等薄壁空心件生产效率高，而且精度高，材料消耗少，材料利用率高，零件的强度与刚度也高。因此，在汽车、拖拉机、飞机、电器、仪表、电子等工业部门以及日常生活用品的生产中，拉深工艺占据重要的地位，应用也日益广泛。

一、零件分析

1.工件材料分析

本次设计所采用的材料为08钢。选择拉深材料时，首先应满足拉深件的使用要求。由于该件不属于易损工件，对材料的耐磨度要求不高，还应满足冲压工艺对材料的要求，保证冲压过程顺利完成，即材料应具有良好的塑性和表面质量，以及板料厚度公差应符合规定，08钢为一种优质碳素结构钢，该结构钢已退火，而退火的目的是消除钢的内应力，以细化组织均匀化学成分降低硬度提高塑性，而且其抗剪和抗拉强度均不高，所以综合其所有的力学的性能，08钢具有良好的拉深性能，适合深拉深。

这是一个圆形板料的拉深件，如图所示

冲裁件材料为35钢。碳素结构钢（优质），硬度高不易加工，零件图上所有尺寸均未标注公差

1.2 模具材料分析

1)模具零件的材料：要选择满足模具零件工作要求的最佳综合性能的材料。

2)要针对模具失效形式选用钢材：钢材的失效是影响模具寿命的主要因素包括：

（1）为防模具开裂，要选用韧性好的材料。

（2）为防磨损，应选用合金元素高的材料。

（3）对于大型冲模应选用淬透性好的材料。

（4）为保持钢材硬度能力，要选用耐回火性高的含铬、钼合金钢。

（5）为防热处理变形，对于形杂的零件应选用含碳量高、淬透性好的高合金材料。

3)要根据制品批量大小，以最低的成本的选材原则选用: 对于需冲压数量较多模具，一般采用优质合金钢，而数量少的则采用碳素钢，以降低成本。

4)要根据冲模零件的作用选择：凸、凹模具应选用优质的钢材制作，对于数量不多或厚度不大的可采用有色金属或黑色金属。而对于支撑板、卸料零件、导向件应选用一般钢材。

5)要根据冲模精密程度选用：在制造小型精密模具而又复杂时可选用优质合金钢制作，而对于比较简单，形状、精度有要求不高的模具应选用比较便宜的碳钢或低合金钢。

二. 零件工艺性分析

1) 工艺性是指：拉深件对拉深工艺的适应性。

2) 工件:此工件只有落料和拉深两个工序.工件形状简单,并且工件为无凸缘圆筒件,要求内形尺寸,拉深时厚度不变,因此工件能满足落料和拉深的要求.工件的底部圆角半径r= 3mm≥t,满足再次拉深圆角半径要求.零件上尺寸均为未注公差尺寸，普通拉深即可达到零件的精度要求，即IT14级。材料08钢，厚度2mm。

3) 复合模需一副模具，生产率较高，尽管模具结构较复杂；三，级进模也需一副模具，生产率高，但模具结构复杂，送进料不方便，加之工件尺寸偏大。通过分析对上述三种方案的比较，该件若能一次成形，则采用落料拉深复合模最

佳。先落料拉深再二次拉深。

三. 拉深工艺参数的计算

3.1 确定修边余量

T=1mm，该计算全部采用中线计算

查表4-2得：

h/d=30/42≈0.714，查表4-2取修边余量σ=2mm

t>1mm,h=29+2=31mm,d=40mm,r=4mm

3.2 计算毛坯直径D

D=√d2−1.72dr−0.56r2+4dℎ=80mm

3.3判断是否采用压边圈

零件的相对厚度t/D×100=2/80×100=2.5，查表4-8可知，不用压边圈。

四. 落料排样设计

冲裁件材料为35钢。碳素结构钢（优质），硬度高不易加工，零件图上所有

尺寸均

未标注公差

，

1)排样设计

为了使冲裁件的质量和模具寿命较高，同时考虑模具的结构简单、合理，采用有废料直排的排样形式。

首先确定搭边值，根据零件形状和尺

寸

查表

2-10，工件间搭边值按圆形取

a1=3mm ，侧边搭边值a=3.5mm

送料步距 A=41.44mm

采用手动保持条料紧贴单侧导料板送料，条料宽度按式（2-4）计算，并查表2-11，取b0=0.2；取Δ=0.5，则余料宽度为B=（L +2a +Δ）-Δ0

=79.4mm

根据计算结果，最终确定工件间搭边值为2mm ，侧边搭边值为1.5mm ，排样图如图所示。

2)材料利用率 ：

η=ns/1000x4500x100%=1205x1839.8275/1000x4500x100%=55.43%

零件尺寸精度不高，形状轮廓，产量大（集中工序）

（表2-17）凸凹模最小壁厚C=1.2t=1.8mm.