不锈钢杯筒体冲压模具.doc

亠・收集原始资料，分析零件的冲压工艺性1零件的功用与经济性分析（图 1）图1该零件是一个不锈钢杯筒体，外形简单对称，底部有槽，材料为1Cr18Ni9Ti, 采用冲压加工经济性良好2零件的功用性分析弯曲部分的相对圆角半径r/t=10大于表5-3（冲压模具及设备P203）所列的最小相对弯曲半径rmin/t.故可以弯曲零件的材料为 1Cr18Ni9Ti其冲压成性能较好由此可知该不锈钢杯筒体冲压工艺性良好，便于冲压成形但应 注意适当控制弯曲时的回弹，并避免弯曲时划伤零件表面该零件为带凸缘圆筒形件，要求内形尺寸，料厚 t=0.5没有厚度不变的要求，零件的形状简单对称，底部圆角半径 r=1.5mm>t=0.5mm,凸缘处的圆角半径 R=5mm=10t，满足拉深工艺对形状和圆角半径的要求，尺寸精度为 IT14级，满足拉深工艺对精度等级的要求，零件所用材料1Cr18Ni9Ti的拉深性能较好，易于拉深成形1 •分析比较好确定冲压工艺方案1,计算坯料展开长度（图2）图2根据拉深件尺寸、凸缘的相对直径 dt/d=132.2/99.5=1.4为宽凸缘查表6-5 （7中压模具及设备P246）得切边余量△ R=4.3mm 2 2D1= 8RxLx6 Rx= R = x1.25 =0.8n 3.14=8x0.8x1.96x6mm = 21.6mm由图及计算得知d=99mm“仁 90mm,d2=100-0.5=99.5mm,d3=106-3-1=102mm,d4=d3+2A R=102+8.6+D1=132.2mmh=89mmH=95.5mmD=Jd； +6.28© +8r2 +4d2h+6.28Rd2 +4.56R2 +d： -d：=902 +6.28x4.75x90+8x4.752 +4x99.5x89.5+6.28x1.25x99.5 + 4.56x1.252 +132.22-1022 mm =233.5mm2确定拉深次数根据坯料的相对厚度t/D=0.5/233.5x100%=0.21%按表6-1 （冲压模具及设备P243）得出需要采用压料圈。

查表6-8 （冲压模具及设备 P252）得各次拉深的拉深极限系数为[m1]=0.6[m2]=0.80 [m3]=0.82 [m4]=0.85,, 故 d1=[m1]xD=0.60x233.5mm=140.1mm d2=[m2]xd 仁0.80x140.1mm=112.1mm d3=[m3]xd2=0.82x112.1mm=91.9mm因为d3=91.9mm<99mm,所以需要3次拉深如下图3零件底部的槽由胀形形成，压制时所需的冲压力由下式计算：F=KLt S b （7-2）（冲压模具及设备P309）K=0.7 L=40+4x2mm=48mm t=0.5mm S b=570Mpa（冲压模具设计手册P15）F=0.7x0.5x570x48N=9578N=9.6KND图44工序在冲裁过程冲采用先切边后成形，使得后续工序的定位一致，做到工艺稳定, 试后面的卷边不影响先前的拉深成形同时采用复合拉深工序5确定冲压工艺方案该零件的拉深次数与工序尺寸计算见 4.1其计算结果列于表1表1 拉深次数与各次拉深工序件尺寸 （mm）拉深次数n凸缘直径dt筒体直径d （内形尺 寸）高度H圆角半径R （外形尺 寸）R （内形尺 寸）1C 133.2C 139.573.226.452C 133.2C 115.887.33.8483C 133.2电9995.51.254.75根据上述计算结果，本零件需要落料，三次拉深和切边共四道冲压工序。

考虑该 零件的首次拉深高度较小，且坯料直径（C 238.5）与首次拉深后的筒体直径（C 139.5）的差值较大，为了提高生产率，可将坯料的落料与首次拉深复合如图5可能的冲压工艺方案有以下四中：(1)胀形与洛料-胀形一-拉深切边 卷边(2)落料—胀形-拉深切边卷边(3)落料拉深-—胀形-切边卷边(4)落料拉深切边卷边-—胀形分析比较上述四种工艺方案可以看出：方案一的优点是工序少，但是零件底部胀形后，摩擦力会减少，所以它传递的拉 深力会减少，这样以来，产生的影响是零件底部会有所变形，需增加整形工序，其二，胀形后在经拉深，其胀形部分尺寸会有所变化，故方案一不合理，同样的 道理，方案二也有这方面的缺陷，而方案三与方案四避免了方案一与方案二的缺 陷合理的方案应是：落料一一拉深一一切边一一卷边一一胀形三，模具结构形式的选择该过程采用倒装式复合模，通过打料杆将工件或废料打下，在打料杆将工件####或废料打下的一瞬间，利用压缩空气将工件或废料吹走，以免落到工件或坯 料上，使模具损坏因为正装模具由于工件或废料在凹模孔内的积聚， 增加了凹模孔内的小组涨力因此凹必须增加壁厚，以提高强度又由于工件或废料在凹 模孔内的积聚，所以在一般情况下，凹模刃口就必须要加工落料斜度。

在有些情 况下，还要加工凹模刃口的反面孔（出料孔）因而即延长了模具的制作周期， 又节省了模具的加工费用故采用倒装式复合模好一点四，进行必要的工艺计算1计算拉伸件的毛坯尺寸（1）确定首次拉深工序件尺寸初定dt/di=1.3 按直筒形件 查表6-11 （冲压模具及设备P255）得[m1]=0.59.取 m1=0.60贝 U d仁m1xD=0.6x233.5mm=140.1mm取 rd仁6.4mm R1=5mm为了使以后各次拉深时凸缘不再变形，取首次拉入凹模的材料面积比最后一次拉 入凹模的材料面积增加5%故坯料直径修正为 D=、47191.62x105%+7338.24mm^ 238.5mm按式6-16 (冲压模具及设备P271)可得首次拉深高度为Hi = 0.25(D2 -dt2)+0.43(ri +R)+014(rj - Rj)d1 d10 25 2 2 0 14 2 2= (238.5 -132.5 )+0.43(6.4+5) + (6.4 -5 ) mm140.1 140.1=70.3+2.9+0.02mm^ 73.22mm验算所取m1是否合理：根据t/D=0.21% dt/d仁132.2/140.0.94查表 6-17 (冲压模具及设备 P271 ) 可知[H1/d1]=0.55 因 H1/d 1=73.22/140.1=0.52<[H1/d1]=0.55故所取m1是合理的。

2)计算以后各次拉深的工序件尺寸查表6-18 (冲压模具及设备 P272)得 [m2]=0.80 [m3]=0.82 贝Ud2 = [m2]xd1 =140.1x0.8mm = 112.1mmd3=[m3]xd2 =112.1x0.82mm = 91.9mm因 d3=91.9mm<99mm 故共需四次拉深调整以后各次拉深系数，取 m2 =0.83 叫=0.85故以后各次拉深工序件的直径为d2 = m2 xd1 = 0.83x140.1mm =116.3mmd3 =m3xd2 =116.3x0.856mm=99.5mm以后各次拉深工序的圆角半径取r2 = 3.84mm R2 =8mmr3 =1.25mm R2 = 4.75mm设第二次拉深时多拉入3%的材料（其余2%的材料返回到凸缘上）贝U第二次拉 深的假想坯料直径为D ' . 47191.62x103% + 7338.24mm=236.5mm以后拉深工序件的高度为H2= 0.25(D'2-dt2)+O.43(r2 +R2)+0.14(r22 - R；)d2 d20 25 2 2 0 14 2= (236.52 -132.22)+0.43(3.84+11.4) + (3.84 -11.42)mm116.3 116.3=87.3mm最后一次拉深后达到零件的高度 H 3 =96mm上工序多拉入的1.3%的材料全部返回到凸缘，拉深工序至此结束。

2确定排样与裁板方案方案一##查表得出：a1=1.2 a=1.5 贝U条料宽度 B=239+2 X1.5mm= 242mm进距 s=239+1.2mm=240.2mm板料规格选用 0.5mmx750mmx1500mm采用单排时750每板条料数 n 1 =()条几3条 余17mm242240.2每条零件数 n2 =1500-1.5件几6件剩下的材料不足以再利用n=nj xn2 =3x6=18 件i8x n39^)材料利用率J x100% =71.7%750x1500采用双排时条料宽度 B=239+1.5x2+(239+1.2)si n60mm=450mm进距 s=239+1.2mm=240.2mm每板条料数 6 = (1500^50)条几3条 剩余150 mm每板零件数 n2 =75(-1.5件几3件24C2在冲裁过程中会有一个不完整，舍弃得 n= 2门必n2-1=17件17x X23%)2材料利用率 n = — x100% = 67.8%750x1500有材料利用率及模具结构分析得出第一种方案合理3计算各工序冲压力1) 工序1 (落料拉深复合，冲裁力 F=KLt Tb = 1.3 X239nX).500N =243912.5N db=500MPa 查表(2-3P28) F――冲裁力(N)L――冲件周边长度(mm)T——材料抗剪强度 (Mpa)K ――考虑模具间隙的不均匀、刃口的磨损、材料力学性能与厚 度的波动等因素引入的修正值，一般取 K=1.3。

落料力 F1 =Lt 2b=239nX).5 X570N =213881.1N卸料力 Fx = kxF=0.05 X213881.1N =10694.1N顶件力 FD =KDF =0.08 X2 4 3 9.5N2=19513N推件力 Ft =n KtF =1 >0.063 X243912.5N =15366.5NKx、Kt KD ――分别为卸料力系数、推件力系数和顶件力系数, 其值见表4-22 （冲压模具及设备P110）F――冲裁力（N）n-——同时卡在凹模孔内的冲件（或废料）数拉深力 F2 =K1nd1t8b=0.86 X3.14 >40.1 ».5 X570N =107822.9NK1 查表 6-12 K1=0.86 P=2.5Mpa (6-13)(冲压模具及设备 P256)压料力 • Fy = nD2-(d1 +2rd1) 2］昭.54N=65751.3N最大冲压力 F 2= F1 +FX +FY =213881.1N+10694.1N+65751.3N=290326.5N几290KN压力机标称压力 根据式(6-12)【冲压模具及设备P268】N=312433.6N=312KN和 F 尹 F+Fy 取 Fg >1.8 F2 贝UFtFg >1.8 >107822.9+65751.3)0°1.压力机的压力曲线£拉深力3.落料力因本工序是落料拉深复合，因此确定压力机标称压力时应考虑压力机的许用。