课程设计带凸缘筒形件首次拉深的拉深模设计

1、恩施职业技术学院课程设计课程名称冲压工艺与模具设计.题目名称 带凸缘筒形件首次拉深设计学生学院 恩施职业技术学院专业班级模具设计与制造 091261班学 号 09126152学生姓名豆酒指导教师黄雁飞20 11 年 05月12 日设计目录设计目的通过此次拉深模实际旨在让我们了解一般拉深模的设计思路，设计步骤，把课堂上的理论知识综合起来，提高我们对模具设计的认知能力，进而能独自设计出来一套模具。任务书工艺分析1,冲压工艺方案的确定2,工艺流程工艺参数计算1,修边余量的计算2,初算毛坯直径3,判断能否一次拉出4,计算拉深次数及各工序的拉深直径5,首次拉深凹模、凸模圆角半径的确定6,毛坯直径的调整7

2、,第一次相对高度的校核8,计算以后各次拉深直径9,画出工序图零件的排样及压力机吨位的选择 1,零件的排样(1)零件排样(2) 一个步距范围内的材料利用率2,压力机吨位的选择(1)冲裁力的计算(2)压边力的计算(3)拉深力的计算(4)卸料力的计算(5)总压力四，模具的结构形式及模具工作部分尺寸的计算1,模具的结构2,卸料弹簧的选取3,模具工作部分尺寸的计(1)落料模(2)拉深模4,其它零件结构的计算(1)闭合高度(2)上模座弹簧沉孔的深度(3)下模座卸料螺钉沉孔的深度(4)卸料螺钉的长度(5)推杆的长度五，模具总装图与落料拉深模明细表六， 模具的装配七，个人总结八，参考书目九，小组成员名单及任务

3、分配十， 结束语题目名称学生学院专业班级姓名学号材料10.科厚的Ifim恩施职业技术学院课程设计任务书冲压工艺与模具设计恩施职业技术学院模具设计与制造091261班更满一、课程设计的内容根据给定的冲压零件图进行产品的冲压工艺分析和比较，制定合理的冲压 艺方案，进行有关工艺计算，确定冲压模具的类型和结构，选择冲压设备，绘制 模具的装配图及零件图，编制冲压工艺卡，并撰写设计说明书。、课程设计的要求与数据1 .课程设计时间共2周，按时独立完成课程设计任务，符合学校对课程设 计的规范化要求；2 .绘制所设计模具的装配图和非标件零件图：图纸整洁，布局合理，图样 和标注符合国家标准；3 .编制冲压工艺卡，

4、撰写设计计算说明书（约20页）：要求公式使用准确, 计算正确，语言流畅，书写工整，插图清晰整齐；4 .设计说明书与图纸按学校规定装订成册三、课程设计应完成的工作1 .冲压工艺设计：包括分析零件的冲压工艺性，拟订冲压件的工艺方案， 确定合理的排样形式、裁板方法，并计算材料的利用率；确定模具结构 及尺寸等；2 .根据总冲压力及考虑模具的结构尺寸选择成形设备的型号；3 .模具结构及其零部件设计：设计一道工序的冲模，绘制冲模总装配图及 主要零件图；4 .冲压工艺过程卡片；5 .设计计算说明书。四、课程设计进程安排厅P设计各阶段内容地点起止日期1布置题目，工艺分析与工艺计算218教室5月3-4日2工K方

5、案比较与模具结构草图218教室5月5-7日3绘制模具总装配图寝室5月8-9日4绘制零件图，编冲压，艺卡218教室5月10日5编写设计说明书218教室5月10日6答辩，提交所有资料5月12日五、应收集的资料及主要参考文献1 .教材2 .设计手册发出任务书日期：20 11年5月3 日 指导教师签名:计划完成日期：20 11年5月13 日基层教学单位责任人签章：得出A d=2.2课程设计带凸缘筒形件首次拉深的拉深模设计一、工艺分析1,冲压工艺方案的设定：考虑到零件的生产批量，经过分析得采用反拉深复合 膜生产。2,先剪切条料一落料一第一次拉深一第四次拉深一修边。二、工艺参数的计算。如上右图所示的拉深件

6、。(1) 查表4-6选取修边余量A d由? =79=2.6、 d 凸=75mm实际 d 凸=75+2X 2.2 = 79.4= 79(2),初算毛坯直径。根据公式(4-9a)得出：D=，d2 +4d2 h + 2 兀(di+d2)+4 兀 2 +d4- d3 ,将d二20d2=29d3= 38d4=79 h=40r=4 代入上式得出D=V2(2 + 4 X29 X40+ 2 X3.14 X4(20 + 29) + 4 X3.14 X42 + 792 - 382=6472 + 4797 = 106，其中6472为工件不包含凸缘部分的表面积，即零件实际需要拉深部分的面积。(3),判断能否一次拉出。

7、由 h=49=1.69、刎=79=2.72、iX 100=x100=0.94d 29d 29D106查表4-14得出9=0.17-0.21、而零件实际需要的为1.69、因此不能一次拉深完 d1成。(4),计算拉深次数及各工序的拉深直径利用表4-14来进行计算，但由于有两个未知数 m和2,因此需要用试凑法计算 di '拉深直径。下面用逼近法来确定第一的拉深直径。假定« d 1D(%)d1实际m)极限m1拉深系数差mm11.20.9479公公逵=660.620.55+ 0.071.30.94卫二611.30.580.53+ 0.051.40.9479 _才560.530.50+

8、0.031.50.94巴=531.50.50.45+ 0.051.60.9479=491.60.460.4601.70.9479 4公=461.70.430.47-0.04由于实际拉深系数应该比极限拉伸系数稍大，才符合要求，所以上表中称的值为di1.5、1.6、1.7的不合适。因为当白的值取1.4的时候，实际拉深系数与极限拉深系数接近。故初定第一次 d1拉深直径d1 =56.因以后各次拉深，按表4-8选取。故查表4-8选取以后各次的拉深系数为当 m2=0.77 时当 m2=0.79 时当 m3=0.81 时d2=d1 Xm2=56X 0.77=43mmd3=d2 x m3=43X 0.79=3

9、4mmd4=d3 x m4=34X 0.81=27mm< 29mm因此以上各次拉程度分配不合理，需要进行如下调整极限拉深系数mn实际拉深系数mn拉深直径dn拉深系数mn-mn 差m1m1=0.55d1=DX m1+ 0.01m2m2=0.79d2=d1 Xm2+ 0.02m3m3=0.81d3二d? x m3+ 0.02mkm4=0.83d4=d3><m4+ 0.02由于拉深系数差值比较接近，因此各次拉深变形程度比较合理。(5),由筒形件首次拉深，凹模圆角半径确定公式 R凹1=0.8,(D- D凹)Xt得出R 凹 1 =6mm以后各次拉深时，凹模圆角半径应逐渐减小、其关系为R

10、凹n=(0.6-0.8)Rn-1 ,故R凹 2 =5.5mm R凹 3=4.5mmR凹 4 =4mm又根据公式R凸n =(0.7-1)R凸n ,故每次拉深凸模圆角半径取值为R凸1 =5.5mmRT2=5mmRt 3=4.5mmRT4=4mm(6),调整毛坯直径。设第一次拉入凹模的材料比实际需要要多5%,故修正后的毛坯直径为D1= v6472 X 1.05 + 4797 =108mm由公式得出第一次拉深高度为：h1=0.25(D2-d 2) + 0.43(1 +R1)+ 0.14二一昧 将d 1d 1D1=108mm、dt=79mm、d1=58mm、门=6mm、R1=6.5mm 代入上式得 h1

11、=30mm注：R为凹模的圆角半径，R为工件半径。(7),校核第一次相对高度。查表4-14得出，由?=79=1.36-tx100=-1-X 100=0.93 得出许可的最大高d1 58D108度为记=0.53 卜30 = 0.51符合要求。(8),计算以后各次的拉深高度。设第二次多拉入3%的材料(其余2%的材料返回到凸缘上)，先求假想毛坯直径。D2= v6472 X 1.03+4797= 107mm0.25(D 2 -d2) c c r 0.14 (r2 R2)心 rh2=-+ 0.43(2 + R2) +-将 D2=107mm、dt=79mm、d2=44mm、r2 = 6mm、R2 = 6mm

12、,代入上式求得 h2=34.75mm。设多第三次拉入1.5%的材料(其余0.5%返回到凸缘上)，先假想求出毛坯直径。D3= v6742 X 1.03+4797= 106.4mmh3 =0.25(Dd3 dt) + 0.43(r3+ R3) +0.14( d33 R3 )将D3=106.4mm、dt=79mm、d2=35mm、r3 = 5mm、R3=5mm,带入上式得出 h3 = 36.3mm、h4 =49mm.(9)，画出各次拉深的工序图。京三次拉交按照以上冲裁、第一次拉深、第二次拉深、第三次拉深、第四次拉深完成后，在 经过修正得到自重需要的尺寸，即完成所需工件的加工。三，零件的排样及压力机吨

13、位的选择。1,零件的排样。，经过计算得出毛坯的直径为108,考虑到操作的安全与方便，采用如 下单排方式。零件的排样图如下。其中搭边值由表2-8选取，则工件间搭边 a1 =0.08mm 侧搭边 a=1mm、步距 L=d+a1 =108mm,条料宽 b=D+2a=108+2=110mm，计算一个步距范围内的材料利用率。A 由q=展 其中A为一个步距内冲裁件的实际面积，S为进料进距（即 BS为相邻两个制件对应点的距离，这里的 S为相邻两圆圆心间的距离，B为 条料宽度。由排样图中所标数据故兀 R2、，/ccc/ 3.14 X 54、，/ccc/ 9156.24 、, / 八八八 /a ,4 =X 10

14、0% =X 100% -X 100% 76.5%108.8 X 110108.8 X 110119682,压力机吨位的选择。，冲裁力的计算。由公式（2-24）、F= ktLp其中L为冲裁边周长、t为材料厚度、p为抗剪强度、K为系数，系数K在实际生产中一般取K= 1.3这里t = 1mm、L=2兀R R=54mm、p查附录表一取p = 300MPa故5落=1.3X2X3.14X54X 1 X300= 132256.8N，压边力的计算。由100=0.94，查表4-1得，拉深的时候需要采用压边圈。由表 4-16得出拉深时首次拉深压边力的计算公式为 F压=4d2 （d1十2r凹）2 P注：r凹为筒形件

15、首次拉深时凹模圆角半径、d1为首次拉深直径。由题已知得出r凹=6、d0 = 79、d1=58、又因材料为08钢，P的取值范围为1.5-3,这里P取2.6代入上式计算得出首次拉深时压边力F压=4792 +（58 + 2 X6）2 X2.6=3000N以后各次压边力按F压=4d2-1 - （dn+2r凹）2 P来计算。，拉深力的计算。由公式（4-21）、（4-22）当筒形件首次拉深采用压边圈时拉深力 Fmax = ：tdt %口 ,以后各次拉深Fmax =兀dnt（rbKn注:di为拉深时凸模的直径、 入为材料的抗拉强度、K为系数，查表4-19、 4-20 得出 ki =0.9查附录表一 b =

16、324-441 这里去 350MPa、t=1mm、d1=58mm 故5拉=3.14X58X 1 义 350 X 0.9= 57367.8N，卸料力的计算。F卸水卸 X 5落=0.04X 132256.8N= 5290N注：K为卸料系数，其值为0.02-0.06 (薄料取大值，厚料取小值)。，总压力。F 总=% + F压 + F拉 + F 卸=132256.8+ 3000+57367.8+ 5290=200KN综合上述考虑到公称压力、滑块行程、工作台尺寸得出初选压力机的吨位 为250KN压力机型号为J23-2S四，模具的结构形式及模具工作部分尺寸的计算。1,模具的结构采用落料拉深复合膜时，模具的

17、凸凹模壁厚不能太薄，否则零件的强度不够。当落料直径一定时，确定凸凹模薄厚的关键在于拉深件的高度。 拉深件的高度越 大则说明拉深成型的直径比越大，凸凹模的壁厚就越后。而拉深太浅时凸凹模壁 厚可能太薄。该模具凸凹模壁厚 b =吧二8=25mm22,卸料弹簧的选取。在前面的工艺计算中已经算出F卸= 5294N,这里拟选用四根碟形弹簧则每根碟形弹簧负担的卸料力为?=1322.5N 4(1),弹簧压缩量得计算。h工=工件第一次的拉深量+料厚度=30+ 1 = 31mm(2)，弹簧规格的确定。由于采用碟形弹簧，查冲压模设计手册根据已知F卸、h工，因为由于一般按20%单簧压缩为弹簧的最大允许符合，所以最大允

18、许负荷F= 1322.5X 5 =6610N查得DX d x h0为45x 22.4X 3.6,其中h0为一个碟形弹簧片的自由高度。因为一般一个碟形弹簧片的预压缩量为一个自由高度的20%故一个蝶形弹簧片得预压缩量为3.6X 20% =0.723.6-0.72-h-1.9 h为弹簧的极限行程。则规定行程内弹簧的个数n= =1.916个，在这里取20个弹簧片。则一根弹簧的自由高度为 20X3.6=72mm,一般一根弹簧工作中的高度占自 由高度的80%则72X80%弋60mm,则弹簧的预压缩量为 72 60=12mm 总上所述：选用的碟形弹簧的规格为45X22.4X 72,其中72为规定行程内弹 簧

19、的自由高度。3，模具工作部分尺寸的计算。( 1) ，落料模经分析得出采用凸模和凹模分开加工。落料尺寸按IT14级，因此落料尺寸为108-00.87 ，查表得出磨损系数为x=0.5按照式 2-6 计算一 一、+s 凹,、+0.035、，八一、D凹二(D XA) 0=(108 0.5 X0.87) 0 式中 X=06 6 凹=0.035分别由表2-5和表2-6查得，并按照IT7制造精度制造。00口凸二(D- XA Zmin)- ,凸=(108 - 0.5 X0.87 0.1)-0.025 =107.46500.025 式中Zmin =0.1、6凸=0.025分别由表2-4和2-6查得，用时查得Zm

20、ax =0.14校核：I 6 凹 | + | 6 凸| =0.035+0.025= 0.06> (Zmax Zmin ) = 0.04，故不可以分开加工。由此可知只有缩小6凹、6凸(即提高制造精度)才能保证在合理的范围之内。此时可取 6 冏= 0.6X 0.04= 0.024mm、6 几=0.4X 0.04 = 0.016mm 凹凸 0.0240故D凹= 107.560 mm、D凸=107.465-0.016 mm。( 2) ，拉深模第一拉深的尺寸公差等级按IT14级计算，则工件的尺寸为58；0.52,按式(4-38)+ S 凹+ 0.08计算有 D凹=(d + 0.4A + 2Z)0=

21、 (0.58 + 0.4 X052 + 2 X1.2) 0=60.60800.08 mm 式中 Z= 1.2t、由表 4-24 查得 6 凹=+0.08贝1!口凸=(d + 0.4A)° = (58 + 0.4 X0.52 ) 0 cm =58.2080 MA mm、式中 6 凸= 0.050.05 0.05由表 4-24查得。4，其它零件结构尺寸的计算。( 1) ，闭合高度%莫=下模座厚度+上模座厚度+凸凹模高度+凹模高度一(凸模与凹模刃面高度差十拉深件的深度才来哦厚度 t)=40 + 35+ 60+50 (1 + 30 1)=155 根据设备的符合状况，选用 J23-25的压力机

22、，其闭合高度为215-270mm、故要 在下模座上增加70mm 的垫板。2) ，上模座弹簧沉孔的深度。根据选取弹簧的自由图度为72mm、预压缩量为12mm,卸料板得厚度为15mm, 卸料板和上模座上的弹簧沉孔的深度都为 5mm。(3),上模座上卸料螺钉沉孔的深度。h二卸料板工作行程+螺钉头部高度=15+8= 23mm、实际选取25.5mm、预留2.5mm的安全余量。当凸凹模的修模容量超过2.5mm时，需要加深沉孔的深度。(4),卸料螺钉的长度。卸料螺钉的长度为 L= ( 60+1 12)十(30 25.5)= 58.5mm70+60 + 20= 150mm、实际选取(5)，推杆长度。必=模柄总

23、长+凸凹模的高度+推件块厚度=170mm。五，模具总装图与落料拉深模零件明细表。技术要求：(1),模具在不使用的时，应加油防止模具表面生锈。(2),模具安装在J23-25的压力机上使用，该压力机的主要参数为：公称压力为 400N、最大装模高度为270mm、装模高度调节量为 55mm、工作台尺寸为(前后X左右)560mmX370mm、模柄型号为50X70mm。(3),工件的表面热处理为 58-60HRG表面粗糙度为 6.3。.注意：模具总装图中15、18零件图没有画出(明细表中有说明)，有些对称螺钉没有画出模具总装图(大图附件一最后)9落料拉深模零件明细表件号名称数量材料规格热处理1上模座1HT

24、200220 X 160X35时效处理2导套4154 30 X 32渗碳 5862HRC3卸料弹簧465Mn45X22.4X724045HRC4定位销240Cr（）10X454045HRC5模柄1404 50 X 706推杆140（）12X 1704045HRC7凸凹模1Cr12107.5X606062HRC8卸料螺钉440CrM8 X58.53035HRC9推件块140（）58.2 X 204045HRC10卸料板1Q255180X 160X 1511凸模1T10A（）58 X 506062HRC12压边圈1T8A（）108X205658HRC13凹模1T10A（）150X506062HRC

25、14下模座1ZG45220 X 160X40时效处理15定位销240Cr（）10X704045HRC16螺钉245M10 X 353035HRC17推杆3T8A（）10X754550HRC18挡料销1T8AA10X6X 25054HRC19导柱415（）30X1605862HRC六，模具的装配 装配精度要求:1、位置精度：动定模之间、上下模之间的位置精度；2、运动精度：导柱导套配合的精度，进料装置的送料精度 ，顶块和卸 料装置是否灵活可靠；3、配合精度：零件之间的配合间隙和过盈程度；4、接触精度：模具的上下分型面的吻合一致性等5、标准件互换：紧固螺栓和定位销钉采用标准件；冲模装配技术要求：,1

26、,模具外观要求：外的锐边倒角模具表面应平整，无锈斑、伤痕等到缺陷，除刃口模具重量大于25kg时，模座上应有起重螺孔。，具周边涂绿色或 刻字，标明模具名称、编号、制造日期等内容。2、工作零件装配要求：凸模、凹模、侧刃与固定板安装基面应垂直。凸模、凹模与固定板装配后，其底面与固定板应磨平。模和凹模拼块 的接缝应无错位，接缝处不平度不大于 0.02mm3、紧固件装配要求：螺钉装配后应拧紧，不许有任何松动。对钢件连接，螺纹旋入长度不小于螺钉直径；对铸件的连接，螺纹旋 入长度不小于1.5倍螺钉直径。销钉与销孔的配合松紧适度。配合长度应大于销钉直径的1.5倍，但配合长度也不宜过长。4、导向零件装配要求：导

27、柱与模座安装基面应垂直。垂直度允差：滑动导柱不大于100:0.01; 滚珠导柱不大于100: 0.005。导料板的导向面与凹模中心线应平行。平行度误差允差：冲裁模不大于100:0.05,连续模不大于100:0.025、凸凹模装配后的间隙要求：模具冲裁间隙应均匀，误差不大于规定间隙的20%;模具弯曲、成形、拉深等到间隙应均匀，误差不大于料厚偏差。6、顶出、卸料件装配要求：装配后，卸料板、推件板、顶料板应露出凸模顶端、凹模口、凸凹模 顶端 0.51mm。模具的顶杆、推杆长度应一致，误差小于0.1mm卸料机构和打料机构动作要灵活，无卡阴现象7、模柄装配要求：模柄与上模座应垂直，垂直度误差不大于 10

28、0: 0.05。七，个人总结个人总结在为期两个周的冲压工艺与模具设计的实训中,我作为一个组长带领 我们第四小组成员做了一个对带凸缘筒形件第一次拉深的拉深模设计， 这次设计对我来说也是一种压力也是一个挑战，因为我本身对设计这一 块知识懂的也只是一些浅薄知识。在实训中我把我们要完成的任务都下 发给了每一个成员，我们通过了解课本上的例子查阅资料，相互讨论， 和老师交流讨论，渐渐的弄明白了很多东西。在实训中，我们小组成员交流积极讨论，按时到教室做参与实训I, 按时完成自己需要做的任务，并对于自己不懂、不会的积极提出自己的 问题。在实训中我们明确实训I目的，对拉深工艺进行分析，对工艺参数 进行计算，画出零件的排样图，对需要的压力机吨位进行计算选择， 设 计分析模具的结构形式并对模具工作部分刃口尺寸进行计算及其它零 件结构的计算。通过以上并最终确定模具总装图。 在完成以上这些的同 时我们深刻意识到了，如果我们要做好这些简单的依靠课本上的知识是 远远不够，