(模具设计)筒形凸缘件拉深模设计

1、模具设计课程设计筒形凸缘件拉深模设计班级： 哈哈小学出版社2012/4/26目录设计任务书2筒形凸缘件拉深模设计3一拉深件工艺分析3二零件主要参数的计算31.计算毛坯直径D32.判断拉深次数33.落料凸、凹模尺寸44.拉深凸、凹模尺寸45.拉深凸、凹模圆角56.整体落料凹模板的厚度H的确定57.凸凹模长度58.冲孔凸模长度6三.相关力的计算61、落料力的计算62.卸料力F卸和顶件力F顶的计算63.压边力及压边装置的确定64.拉深力的计算7四排样图和裁板方案7五.模具结构图81.总装配图82.落料凹模93.凸凹模104.拉深凸模105.模架11参考资料：12设计任务书一、设计题目： 筒形凸缘件拉

2、深模设计生产批量：  大批量 材    料：  A3钢材料厚度：  1 mm二、设计任务1、根据所给的零件参数进行工艺分析，确定冲压方案。设计适合的一套模具，并进 行工艺设计计算、模具总体设计和主要零部件设计。  2、设计成形模具一套，包括总装配图（0号图纸）和工作部分零件图（4号图纸）。要求正确选择标准件，零件尺寸设计正确。3、完成设计计算说明书一份，填写工艺卡片一份。筒形凸缘件拉深模设计一拉深件工艺分析 1.材料：A3钢是普碳钢，现在叫Q235，含碳量在0.120.22%之间，平均屈服极限为235MPa，抗拉强

3、度常温下许用应力为113MPa，抗拉强度为375460MPa，现取b=400 MPa，剪切强度303372MPa，现取s=350 MPa，具有较好的可拉深性能。2.零件结构：该制件为筒形带凸缘拉深件，形状简单，尺寸小且精度要求不高，属于普通拉深件，由落料和拉深即可成形。3.尺寸精度：材料厚度为1mm，零件图上所有未注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按IT13级确定工件尺寸的公差。二零件主要参数的计算1.计算毛坯直径DD0=45.4 mm d0=30mm h=16mm t=1mmd=d0-1=30-1=29 mm 查表（金属塑性加工模具设计与制造P201，表5-27），取=2 mm故带切边余量的拉深

4、件凸缘直径为 df=45.4+2×2=49.4 mmdfd=49.429=1.70>1.4（该件为宽凸缘）D=df2+4dh-3.44rd=49.42+4×29×16-3.44×2×29=64mm2.判断拉深次数拉深系数 m =dD=2964=0.4530.4相对厚度 tD×100=164×100=1.56=0.53 凸缘相对直径d凸d=45.429=1.57查表（金属塑性加工模具设计与制造P204表5-31），得：一次拉深的最大相对高度h1d1d取值为0.480.58相对高度 hd=1629=0.5520.480.5

5、8故能一次拉深成形 。由此确定加工方案，落料拉深一次成型，设计模具为落料+拉深复合模。3.落料凸、凹模尺寸 落料时，零件的基本尺寸为D=64mm，此处没有零件公差，其值按标准公差（GB/T1800.3-1998）取，公差等级取IT13，查得：零件公差 =0.46（见机械制造基础P169，表12-1）；落料板坯所用材料为A3钢，厚度t为1，查表（金属塑性加工模具设计与制造P166，表5-2），得：最小间隙Zmin=0.1 mm；最大间隙Zmax=0.14 mm；所要落料的零件为圆形件，制造公差查表得：凸模制造公差凸=0.02mm；凹模制造公差凹=0.03mm； Zmax-Zmin=0.04因为凸

6、+凹=0.05>0.04，不符合要求，故：凸=0.4ÍZmax-Zmin=0.016mm；凹=0.6Í（Zmax-Zmin）=0.024mm；已查出，零件公差=0.46磨损系数由查表（金属塑性加工模具设计与制造P170，表5-6）得，x=0.5计算：凹模直径D凹=（D-x）0+凹=（64-0.5×0.46）0+0.024=63.770+0.024 mm凸模直径D凸=（D-x-Zmin）-凸0=（64-0.5×0.46-0.10）-0.0160=63.67-0.0160mm；4.拉深凸、凹模尺寸由零件参数可知：零件公差 =0.15查表（实用冲压工艺及

7、模具设计）P152，表5-20），得：凸模制造公差p=0.04；凹模制造公差d=0.07有压边圈时凸凹模单边间隙值：Z2=（11.1）t，此处取Z2=1.1t，故Z=2.2mm；凹模直径d凹=（d0-0.75）0+p=（30-0.75Í0.15）0+0.070=29.890+0.070mm；凸模直径d凸=（d0-0.75-Z）-p0=（30-0.75Í0.15-2.2）-0.040=27.69-0.040mm5.拉深凸、凹模圆角由于是一次拉深成形，凸模圆角等于零件内圆半径，拉深凸模圆角凸=2mm凹模圆角由公式得：凹=0.8D-dt=0.864-29×1=4.7mm

8、 式中： D为毛坯直径， d为本道次工序的拉深直径， t为材料厚度；6.整体落料凹模板的厚度H的确定计算按公式：H=KS式中：K为厚度系数S为凹模刃口最大尺寸K值查表（冲压工艺与模具设计P93，表3-19）可知，其值取0.200.30，此处取0.25，计算：H=KS=0.25×63.77+0.024=15.94mm壁厚C=2H=31.88mm7.凸凹模长度落料时凸模长度计算按公式： L=h1+h2+h3+h式中：h1为凸模固定板厚度，一般取值（0.60.8）H，此处取10mm；h2为卸料板厚度，一般取值（520mm），此处取10mm；h3为导料板厚度，查表（冲压工艺与模具设计P98，

9、表3-21），得，取值6mm；h为附加长度，主要考虑凸模进入凹模的深度（0.51.0mm）及模具闭合状态下卸料板到凸模固定板间的安全距离（一般取1520mm)，此处分别取值0.6mm,16mm.计算：L=h1+h2+h3+h=10+10+6+0.6+16=42.6mm8.冲孔凸模长度冲孔凸模长度等于落料凹模的厚度，取值15.94mm三.相关力的计算1、落料力的计算F落料=1.3Lts式中： L为冲裁轮廓的总长度t为板料厚度 s为材料的抗剪强度A3钢s=400 MPa 。故：F落料=×64×1×350=703.36 N2.卸料力F卸和顶件力F顶的计算F卸=K卸F落料

10、F顶=K顶F落料式中，K卸为卸料力系数；K顶为顶件力系数；查表（冲压工艺与模具设计P56表3-15）知：K卸=0.04 K顶=0.06故：F卸=K卸F落料=0.04×703.36=28.13NF顶=K顶F落料=0.06×703.36=42.20N3.压边力及压边装置的确定在生产中采用压边的目的是为了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tD×100由于相对厚度tD×100=164×1

11、00=1.56拉深系数m =dD=2964=0.453查表（冲压工艺与模具设计P197，表5-11）知，该工件拉深时应该采用平板压边圈 1）压边力：F压边=4D2-d+2r×p p为单位面积压料力，其值查表（冲压工艺与模具设计P199，表5-12），得：p=2.2MPa F压边=4D2-d+2r×p=4642-29+2×2×2.2=5.19KN2）压边圈尺寸：计算按公式：压边圈内经d内=（0.020.20）+dp；压边圈外径d外=D-(0.030.08)dp为拉深凸模外径，D为拉深前半成品工件内经计算：内径 d内=0.02+d凸=0.02+25.49=2

12、5.51mm 外径 d外=d0-0.03=30-0.03=27.97mm 4.拉深力的计算计算按公式：F=dtbK1式中： d为零件直径t为模具厚度 b为A3钢抗拉强度 K1为修正系数，其值查表（冲压工艺与模具设计P200，表5-13）得：K1=1.0；F=dtbK1=3.14×29×400×1=36.42KN四排样图和裁板方案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。由于料厚t=1.0mm,查表（实用冲压工艺及模具设计P259，表A-8），轧制薄钢板拟选用规格为：1.0150800的板料。2.排样设计查表（冲压工艺与模具设计P4

13、6表3-7），确定搭边值两工件间的横搭边a1=1.0mm；两工件间的纵搭边a=1.0mm；步距S=D+a=64+0.8=64.80mm； 条料宽度B=D+2a1+-0.460=64+2×1.0+0.46-0.460=66.06mm故一个步距内的材料利用率1为：1=ABS100%=464264.80×66.06=75.11%由于直板材料选取1.0150×800 故每块板料可裁剪n=2×12=24个工件故每块板料1.0150×800的利用率为：板料的总面积S板料=150×800=120000mm2=nAS板料=24×4642120000×100%=64.30%五.模具结构图1.总装配图根据工艺要求，采取落料拉深复合模，拉深时为倒装式，结构如下图：2.落料凹模凹模采用整体凹模，刃口尺寸6mm。整体结构如下图：3.凸凹模结合工件外形并考虑加工，将凸凹模设计成带肩台阶式圆凸凹模，采用车加工，结构如图：4.拉深凸模拉深凸模采用台阶式，采用车床加工,与凸模固定板的配合按H7/m6的配合。结构如下图：5.模架采用滑动导向后侧导柱式模架的导向方式，模架的结构与尺寸都直接由标准中选取，相关参数如下：上模座 规格：250