盒形件拉深模设计

1、冲压工艺与模具设计课程设计说明书设计题目盒形件首次拉深模设计系 另U机械工程系专业班级机自Y091学生姓名学号 200900103017指导教师日期2012年6月目录设计任务零件工艺分析材料分析结构分析精度分析工艺方案的确定零件工艺计算拉伸工艺计算（1）确定零件修边余量（2）确定坯料尺寸（3）判断是否采用压边圈（4）确定拉深次数（5）确定各工序件尺寸（6）确定各工序件高度首次拉伸模工艺计算（1）首次拉深凸、凹模尺寸计算（2 ）拉伸力与压边力冲压设备的选用模具零部件结构的确定模架的确定模座凸模固定板模柄定位圈压边圈及卸料装置设置反顶装置螺钉与销钉拉深模装配图凸凹模零件图设计感想设计任务13172

2、X00,5 144X41.5电器盒技术要求：未标注公差按IT14级精度制造材料为黄铜H62， t = 0.5mm设计任务：设计该零件的首次拉伸模具零件工艺性分析材料分析黄铜有很好塑形，拉深成形性能良好，易于冷热压力加工成型结构分析零件为一无凸缘盒形件，结构简单，底部圆角半径为R1.5，壁间圆角半径也为R1.5, 由最终拉伸凸模保证，材料厚度t=0.5，较薄，所以，零件具有良好的结构工艺性。精度分析盒形件外形尺寸公差为IT12级，由最后一道拉伸工序保证，侧壁孔中心距尺寸与定位 尺寸公差也为IT12级，由冲孔工序保证工艺方案的确定零件的生产包括落料、拉深（需计算确定拉深次数）、冲孔，切边等工序，为

3、了提高生 产效率，可以考虑工序的复合，在此为简化模具设计不考虑工序复合。毛坯落料后，经多次 拉深成形，由机械加工方法切边保证零件高度，最后对盒形件进行冲孔。零件工艺计算拉深工艺计算（1）确定零件修边余量零件的相对高度H = I7 = 1.23，查表5-2（167）得修边余量Ah = 2.5mm，所以，B 22修正后拉深件的总高应为H=27+2.5=29.5mm。(2)确定坯料尺寸由于盒形件壁间圆角半径与底部圆角相等，边长为B的高方盒件毛坯直径为：D = 1.13(B 2 4 B( H 0.43 尸)1.72r (H + 0.33r)=1.13222 + 4 x 22 x (29.5 0.43

4、x 1.5)1.72 x 1.5 x (29.5 + 0.33 x 1.5)mm 牝 70.62mm所以，高矩形盒椭圆形形毛坯尺寸为：Lz = D + (L B) = 70.62 + (34 22) = 82.62mm.D x (B-2r)+ B + 2 x(H-0.43r) x (L B)Bz =L 一 2r_ 70.62 x (22-2 x 1.5)+ 22 + 2 x(29.5 - 0.43 x 1.5) x (34 22)34 2 x 1.5=74.14mm0.25x (L 2 + B 2) -L R bRb = f =穹=35.31mmB - 2 Rb0.25 x (82：622 +

5、 74.142)- 82.61 x 35.3174.14 - 2 x 35.31=46.62mm(3)判断是否采用压边圈零件的相对厚度压边圈上x 100 = Wx 100 = 0.67，经查表5-8 （P181）,需采B 74.14用压边圈，防止拉伸起皱。（4）确定拉深次数零件相对高度；=L341，B 22毛坯相对厚度x 100 = - x 100 = 0.67， B 74.14查表5-15（P192）知盒形件所需拉伸次数为4,确定各工序件尺寸矩形盒形件拉伸过渡工序件为椭圆形，最后再拉伸成矩形零件，已知零件为四次拉伸，从第三道工序开始计算，第三道拉伸成椭圆形，其工序件尺寸为:由公式 5= (0

6、.2-0.5) r，取角部壁间距 5=0.25X 1.5=0.375mmR 3 = 0.705L0.41r + 5 = 0.705 x 340.41 x 1.5 + 0.375 = 23.73Rb 3 = 0.705B0.41r + 5 = 0.705 x 220.41 x 1.5 + 0.375 = 15.27L = 2 R +(L-B) = 2 x 15.27 + 34-22 = 42.54L34Bz3 = 2(R3 -) + B = 2x (23.73 ) + 22 = 35.46按尺寸画出其轮廓如图第二道工序尺寸：从椭圆形拉伸成椭圆形时，两道工序件的壁间距离为(。8。33)R_ib =

7、 (0.18 0.33)R n 1b n-1取 13 = 0.211R 3 = 0.211 x 23.73 = 5b3 = 0.2947Rb 3 = 0.2947 x 15.27 = 4.5L = L + 2 x b = 42.54 + 2 x 4.5 = 51.54Bz 2 = Bz3 + 2 x 七=35.46 + 2 x 5 = 45.46按尺寸画出轮廓图可知应选曲率半径为：R = 27.4Rb 2 = 23.4第三道工序尺寸：取 12 = 0.255R2 = 0.255 x 27.4 = 7 b2 = 0.256Rb 2 = 0.256 x 23.4 = 6L = L + 2 x b

8、= 51.54 + 2 x 6 = 63.54 Bz1 = Bz2 + 2 x 12 = 45.46 + 2 x 7 = 59.46 按尺寸画出轮廓图可知应选曲率半径为：R = 33.1Rb1 = 30.5则1 = 土 = 74.14 - 59.46 = 7.3412282.62 - 63.542= 9.54所以匕=立=0.22R 33.1兀=竺=0.31Rb130.5在壁间距离范围之内各工序轮廓尺寸如下图;L：7a确定各工序件高度 由t = 0.5,查表5-17 (P205)取首次拉伸凹模圆角半径为rd 1 = 4 ,根据公式r = (0.6 0.8)r七=(0.7 0.9)七 1依次取七之

9、=2.4rd3 = I.8rd4 T.5取凸模圆角半径与盒形件底部圆角半径与凹模圆角半径相等椭圆面积公式与周长公式为：s =兀 abl = 2兀 b + 4(a - b)a和b分别为椭圆的长半轴和短半轴，即与，B根据表面积不变原则，得0.25冗L B = 0.25兀(L - 2r )(B - 2r ) + nB + 2(L - B )h - r )Z ZZ11 Z11Z1Z1Z111+ 0.5 兀 r1 丘(BZ1 - 0.586r1) + 2匕 1 - B1 1)则,0.25兀L B - 0.25兀(L - 2r )(B - 2r ) - 0.5兀r n (B - 0.586r ) + 2(

10、L - B )h = r +Z_ZZ11Z111Z11Z1Z1z 1*2( z 1 B Z1)=11.12盒形件相对圆角半径4=遍4 = 673相对高度虹=1112 = 2.8BZ159.464查表5-13 (P191)知拉伸高度符合要求，没超过拉伸极限同理：0.25兀L B - 0.25兀(L - 2r )(B - 2r ) - 0.5兀r (B - 0.586r ) + 2(L - B )一 2兀B + 2(L - B ) TOC o 1-5 h z Z 2Z 2Z 2=20.15,0.25兀LB- 0.25兀(L- 2r)(B- 2r ) - 0.5兀r (B- 0.586r ) + 2

11、(L- B)h = r +Z_ZZ53Z533Z33Z5Z33兀B + 2(L - B )=29.314h =r | 0.25兀LzBz (L 2R)(L 2R)兀七 1(L 0.586：) + (B 0.586：)= r42兀R + 2(L - 2R) + 2(L - 2R)=37.663 29.5相对高度空=W = 1.73 2.2,查表5-15(P192)知拉伸高度符合要求， B 22各工序拉伸高度如图所示：首次拉深模工艺计算首次拉深凸、凹模尺寸计算第一次拉深件后椭圆形工序件曲率半径为R1 = 33.1% = 30.5由公式Z = tmax + Kt确定拉深凸、凹模间隙值Z，查表5-18

12、得K = 0.5，所以间隙Z = 0.5 + 0.5 x 0.5 = 0.75mm 顶首次拉深凹模尺寸L = L + 2t = 63.54 + 2 x 0.5 = 64.54Bdi = BZ1 + 2t = 59.46 + 2 x 0.5 = 60.46Ri = R +1 = 33.1 + 0.5 = 33.6R： = Rbi +1 = 30.5 + 0.5 = 31首次拉深凸模L 1 = Lz1 - 2Z = 63.54 - 2 x 0.75 = 62.04B = B - 2Z = 59.46 - 2 x 0.75 = 57.96R；1= = 33-2 2 .75 = 31.6%= %-&

13、= 30.5-2 2。.75 = 29拉伸力与压边力经查资料，取黄铜抗拉强度。b = 350MPA，取 k=0.8，首次拉伸工序件轮廓周长L =rBz1 + 2( Lz 1 - Bz1)= 3.14 x 59.46 + 2 x (63.54 - 59.46) = 194.8644所以 F拉=KLto b = 0.6x 194.8644 x 0.5 x 350 = 27.28KN由于采用了压边装置，查表5-9(P182)去单位压边力p=1.8，% = ap=0.25兀(LB- L B )p=0.25 x 3.14 x (82.62 x 74.14 - 63.54 x 59.46) x 1.8 =

14、 3.32KNF压 + F拉=3.32 + 27.28 = 30.6KN，初选冲压设备为 J236.3，冲压设备的选用根据以上计算，同时考虑拉深高度选取开式可倾压力机J236.3,其主要技术参数如下:压力机型号J23-6.3工称压力(KN)63滑块行程(mm)35滑块行程次数(min -i)170最大闭合高度(mm)150闭合高度调节量(mm)35喉深(mm)110立柱间距(mm)150工作台尺寸(mm)前后200左右310垫板尺寸(mm)厚度30孔径140模柄孔尺寸(mm)直径30深度55模具零部件结构的确定1.模架的选用标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以应首先计算凹模周界的大从以上计

15、算可知凹模尺寸L = L + 2t = 63.54 + 2 x 0.5 = 64.54Bdi = BZ1 + 2t = 59.46 + 2 x 0.5 = 60.46而最初毛坯尺寸为：匕=险62 Bz = 74.14综合考虑，为了保证凹模有足够的强度，取凹模周界尺寸为100X100mm,模具采用后置导柱模架，其优点是工作面敞开，适于大件边缘冲裁。缺点是刚性与安全性差，工作不平稳，常用于小型冲模。查得模架规格为 模架100 X100 X130150：凹模周 界闭合高 度（参 考）H零件件号、名称及标准编号1234上模座下模座导柱导套数量LB最小最大1122规格100100130150100 x1

16、00 x25100 x100 x3020 x12020 x65x23GB/T 2851.3-90mmt-i. frMJEll2.模座根据模架查得相应的上模座规格 模座100 x 100 x 25 :GB/T 2855.5-90mm凹模周界HL1SA1A2Rl2DLB1001002511011675130326023和相应的下模座规格模座100 x 100 x 30 :GB/T 2855.6-90mm凹模周界HL1SA1A2Rl2dLB1001003011011675130326020凸模固定板凸模固定板有沉孔，按凸模实际尺寸配作加工，与凸模为H7/n6配合（过度配合）模柄采用凸缘式模柄，凸缘与

17、上模座的沉孔为H7/n6配合并用螺钉进行固定，优点在于凸缘 的厚度一般不到模座厚度的一半，凸缘模柄以下的模座部分仍可加工出形孔，以便螺钉 固定凸模或容纳推件装置的推板。根据模柄孔尺寸d = 30mm，查表得模柄规格为模柄A30X75 :GB 2862.3-81mmd(dll)D（h6）HhdiD1d3d2hi3075641611529159定位圈凸外形尺寸与凹模周界尺寸一样都为100X100，内圈为矩形，尺寸为82X74压边圈及卸料装置压边力不大，采用弹压式压边装置，既可以压料又可以卸料，卸料螺钉规格如下:GB2867.5-81mmDdd 1HLl151086508其余4571CrWMn614非514脚4GB 2861.6-901赫AE0：5：；：233GB/-2055.S-9C上糠1HT2J01i