带凸缘圆筒形件拉深模设计模具设计与制造毕业论文

1、带凸缘圆筒形件拉深模设计（论文）i郑州轻院轻工职业学院专科毕业设计（论文）题 目 带凸缘圆筒形件拉深模设计学生姓名 专业班级模具设计与制造 1班学号 10105077系别轻化工程指导教师（职称）完成时间 2013 年4 月16 日带凸缘圆筒形件拉深模设计（论文） II带凸缘圆筒形件拉深模设计随着中国工业不断地发展，模具行业也显得越来越重要。本文针对带凸缘圆筒形零 件的拉伸工艺性及拉伸工序过程，列举其中一次拉深并完成模具设计。介绍了筒形零件冷 冲压成形过程，经过对筒形零件的批量生产、零件质量、零件结构以及使用要求的分析、 研究，按照不降低使用性能为前提，将其确定为冲压件，用冲压方法完成零件的加工

2、，且 简要分析了坯料形状、尺寸，排样、裁板方案，拉深次数，冲压工序性质、数目和顺序的 确定。进行了工艺力、压力中心、模具工作部分尺寸及公差的计算，并设计出模具。同时 具体分析了模具的主要零部件的设计，冲压设备的选用，凸、凹模间隙调整。列出了模具 所需零件的详细清单，并给出了合理的装配图。关键词 冲压件/带凸缘圆筒形拉伸件/拉伸工艺/拉深模设计带凸缘圆筒形件拉深模设计（论文）iiiWITH FLANGE CYLINDRICAL DEEPDRAWING DIE DESIGNABSTRACTAs Chin as in dustrial developme nt un ceas in gly, the

3、 mold in dustry also appears more and more importa nt. This paper belt of flange cyli ndrical parts stretch ing manu facturability and stretch ing process process, list one time deep drawing and complete the mold design. Cold stamping process of cylindrical parts is introduced, after mass production

4、 of the cylindrical parts, parts quality, parts structure, and use requireme nt an alysis, research, accord ing to not reduce the usability for the premise, to identify it for stamping parts, complete parts processing, with stamping method and the brief analysis of the blank shape, size, layout, cut

5、ting board, deep draw ing, stamp ing process in n ature, the determ in atio n of nu mber and order. The tech no logy force, pressure center, mold working parts dimension and tolerance of calculation, and design the mold. At the same time, concrete analysis of main components of the mold design, the

6、selection of stamp ing equipme nt, convex and con cave die cleara nce adjustme nt. Lists the mould n eeds a detailed list of spare parts, and gives the reas on able assembly draw ing.KEYWORDSstamping parts, flange cylindrical stretching, stretching, deep drawing diedesig n process带凸缘圆筒形件拉深模设计（论文） VI

7、目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 1前言1 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 模具的概论仁 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 冲压与冲模1. HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 我国冲压现状与发展方向 2 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 1.1.3国外模具发展趋势及行业特点 2 HYPERLINK l bookmar

8、k18 o Current Document 模具设计及加工技术的现状 3 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 1.1.5冲模分类4. HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 1.1.6冲模的零部件 4. HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 冲压件工艺分析5. HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 冲压加工的经济性分析 .5. HYPERLINK l bookmark28 o Current Document

9、冲压件的工艺性分析5. HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 本设计要求6. HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 2工艺方案7. HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 2.1工艺性分析7. HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 拉深件的结构与尺寸 7. HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 2.1.3拉深件材料 7. HYPERLINK l bookmark44 o

10、 Current Document 2.2设计方案的确定7. HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 3主要工艺参数计算8. HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 3.1确定排样、裁板方案 8. HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 工艺分析8. HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 确定修边余量 8. HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 3.1.3坯料直径8. HY

11、PERLINK l bookmark56 o Current Document 排样9. HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 3.1.5压力中心的确定.10 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 3.2 拉深工艺的计算 1.0 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 压边.10 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 3.2.2总拉深系数1.0 HYPERLINK l bookmark68 o Current Do

12、cument 3.2.3预算拉深次数1.0 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 324确定首次拉深工序件尺寸1.1 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 325确定拉深次数及以后各次拉深的工序件尺寸 12 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 326第二次拉深直径和高度13 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 327第三次拉深直径和高度13 HYPERLINK l bookmark84 o Current D

13、ocument 328 修边.14 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 329拉深速度 14 HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 3.3工艺力计算14 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 3.3.1拉深力14 HYPERLINK l bookmark94 o Current Document 3.3.2压料力 15 HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 3.3.3压力机公称压力 15 HYPERLINK l

14、 bookmark98 o Current Document 3.4压力机的选择1.6 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 初选压力机 1.6 HYPERLINK l bookmark102 o Current Document 3.4.2拉深功.16 HYPERLINK l bookmark104 o Current Document 3.4.3压力机电动机功率1.6 HYPERLINK l bookmark106 o Current Document 3.4.4功率校核1.7 HYPERLINK l bookmark108 o Curren

15、t Document 4拉深模设计17 HYPERLINK l bookmark110 o Current Document 4.1拉深模具结构设计 1.7 HYPERLINK l bookmark112 o Current Document 4.2模具工作部分尺寸计算1.7 HYPERLINK l bookmark114 o Current Document 4.2.1凸凹模间隙 1.7 HYPERLINK l bookmark116 o Current Document 凸凹模圆角半径17 HYPERLINK l bookmark118 o Current Document 4.2.3凸凹

16、模工作尺寸及公差17 HYPERLINK l bookmark128 o Current Document 4.3标准件的选取18 HYPERLINK l bookmark130 o Current Document 模架.18 HYPERLINK l bookmark132 o Current Document 4.3.2下模座.19 HYPERLINK l bookmark134 o Current Document 4.3.3上模座.19 HYPERLINK l bookmark136 o Current Document 4.3.4导柱、导套1.9 HYPERLINK l bookma

17、rk138 o Current Document 销钉.19螺钉20 HYPERLINK l bookmark142 o Current Document 模柄20 HYPERLINK l bookmark144 o Current Document 4.3.8带螺纹推杆（顶杆）20 HYPERLINK l bookmark146 o Current Document 4.3.9 打杆20 HYPERLINK l bookmark148 o Current Document 4.3.10打杆螺母 21 HYPERLINK l bookmark150 o Current Document 431

18、1橡胶的选取21 HYPERLINK l bookmark154 o Current Document 4.3.12橡胶螺杆22 HYPERLINK l bookmark156 o Current Document 4313 ;螺杆螺母22 HYPERLINK l bookmark158 o Current Document 4.3.14模柄紧固螺钉 22 HYPERLINK l bookmark160 o Current Document 4.4模具非标准件的设计22 HYPERLINK l bookmark162 o Current Document 4.4.1拉深凸模的设计22 HYPE

19、RLINK l bookmark164 o Current Document 4.4.2拉深凹模的设计23 HYPERLINK l bookmark166 o Current Document 4.4.3凸模固定板设计24 HYPERLINK l bookmark168 o Current Document 4.4.4压料圈的设计24 HYPERLINK l bookmark170 o Current Document 4.4.5推件块的设计24 HYPERLINK l bookmark176 o Current Document 4.4.6托板的设计25 HYPERLINK l bookma

20、rk178 o Current Document 5压力机的校核25 HYPERLINK l bookmark180 o Current Document 6模具装配图26 HYPERLINK l bookmark182 o Current Document 结束语27致谢28参考文献29带凸缘圆筒形件拉深模设计（论文） 1前言板料冲压是金属加工的一种基本方法，他用以生产各种板料零件，具有生 产效率高、尺寸精度好、重量轻、成本低并易于实现机械化和自动化等特点。在 现代汽车、拖拉机、电器电机、电子仪表、日用生活用品、航空航天以及国防工 业等各个工业部门中均占有越来越重要的地位。冲压加工与其他加工

21、方法相比，无论在技术方面还是在经济方面都具有许 多独特的优点，其生产出来的工件具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产 率和低消耗的特点，是其他加工方法所不能比拟的。但需要指出的是，由于进行冲压成型加工必须具备相应的模具，而模具是技术密集新产品，其制造是单间小 批量生产，具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高的特点。所以只有在 冲压零件生产批量大的情况下，冲压成型加工的优点才能充分体现， 从而获得好 的经济效益。由于冲压加工具有上市突出的有点，因此在批量生产中得到了广泛应用， 在现代工业生产中占有十分重要的地位， 是国防工业机敏用工业生产中比不得少 的加工方法。冲压工序根据材料的变形特点可

22、分为分离工序好变形工序两类。分离工序是指坯料再冲压力作用下，变形部分的应力达到强度极限以后， 使坯料发生断裂而产生分离。分离工序包括：切断、落料、冲孔、切口、切边、 剖边等。成型工序是指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到屈服极限，但未 达到强度极限，是坯料发生塑性变形，成为居于有定形状尺寸与精度制件的加工 工序。成型包括：弯曲、拉深、翻边、旋转、校平、压花等。1.1模具的概论模具是用来成型物品的工具，这种工具有各种零件构成，不同的模具由不 同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。1.1.1冲压与冲模冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产

23、生 分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种加工方法。在冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种 特殊工艺装备，称为冲压模具。冲模在实现冲压加工中是必不可少的工艺装备， 与冲压件是一模一样”上午关系，若没有符合要求的冲模，就不能生产出合格的 冲压件；没有先进的冲模，先进的冲压成形工艺就无法实现。在冲压零件的生产 中，合理的冲压成形工艺、先进的模具、高效的冲压设备是必不可少的三要素。冲压加工与其他加工方法相比，无论在技术方面，还是在经济方面，都具 有许多独特的优点。生产的制件所表现出来的高精度，高复杂程度、高一致性、 高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。但需要指

24、出的是，由于进行冲压成形加工必须具备相应的模具，而模具是技术密集型产品，其制造属单 位小批量生产，具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高的特点。所以， 只有在冲压零件生产批量大的情况下， 冲压成形加工的优点才能充分体现， 从而 获得好的经济效益。由于冲压加工具有上述突出特点，因此在批量生产中得到了广泛的应用， 在现代工业生产中占有十分重要的地位， 是国防工业及民用工业中必不可少的加 工方法。1.1.2我国冲压现状与发展方向目前，我国冲压技术与先进工业发达国家相比还相当落后，主要原因是我 国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家尚有相当大的差距

25、， 导致我国模具在寿命、效率、加工精度、 生产周期等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量，复 杂、大型、精密，更新换代速度快的变化特点，冲压模具正向高效、精密、长寿 命、大型化方向发展。为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展， 冲压模具设计与制造技术正由手工设计、 依靠人工经验和常规机械加工技术向以 计算机辅助设计（CAD ）、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计 与制造（CAD/CAM ）技术转变。至今，我国模具制造行业的产值已经超过机床工业。有关板料冲压技术方 面的问题愈来愈为人们所关注，相应的冲压工

26、艺理论的研究及冲压加工机理的探 讨也随之不断深化，如何从冲压工序基本应力与变形状态的分析着手，改善冲件的质量精度，并提高模具的使用寿命也就显得愈为重要。1.1.3国外模具发展趋势及行业特点国外模具发展趋势：1988年美国日本,西德的模具产值分别达到62亿美元,83亿美元,4亿美元,带凸缘圆筒形件拉深模设计(论文) 比1957年增长了约100倍,并超过了这些国家机床工业的产值。据有关资料介绍, 工业发达国家的工业产品生产中。对模具的需求量日益增多，美国，日本约有4050 的工业产品的生产需用模具国际市场中模具的贸易量十分可观近年来，由于工业发达国家的工费用增加，模具生产有向东南亚国家转移的趋势。

27、日本的生产以 高,精模具为主，需要人工劳动量大的模具则依靠进口解决以模具出口大国日本 为例,其1980年模具进口额为24.98亿日元,至1989年已上升到132.32亿11元。 十年间提高了 5.3倍由此可见，中低档模具的国际市场潜力十分巨大，只要我国模 具的质量能有提高，交货期能有保证，模具出口的前景是十分乐观的.此外,国际 市场对塑料模具模架及模具标准件的需求量也很大，目前我国只有塑料模具模架有少量出口。模具行业特点：.随着科学技术的发展，模具行业已由劳动密集型逐步 3转化为技术劳动 密集型。.尽管模具行业已应用了先进的数控设备，检验仪器和计算机辅助设计/ 分析/制造软件，但仍然需要高技艺

28、的劳动。所以，模具行业又是高技术和高技艺 紧密结合的一十行业。.为适应不同制品的需要，模具的种类繁多，从设计,制造工艺，装备以至 原材料都各不相同所以企业生产的模具宜专而不宜全，规模宜小而不宜大。.模具基本上是单件生产。即使是生产专业化的模具企业，在生产同一类 模具时,也会由于不同模具的精度要求，复杂程度，加工难度等的不同而需要变化 设备的配置和工程的安排。因此，模具企业还应在专业化的基础上实现生产的素 性化三,市场分析据国际生产协会预测,到2009年工业品零件粗加工的75%精加 工的5%将由模具成型，可见模具在工业生产中的作用将日益重要.工业发达国家 的模具行业在近四十年来取得了异常迅速的发

29、展，已摆脱了属地位而成为独立的 行业,并成为基础工业的重要组成部分。1.1.4模具设计及加工技术的现状模具设计技术：工业发达国家在模具设计上已经大量使用计算机辅助设计软件进行模 具的结构设计，并普及了计算机绘图。据有差资料介绍，美国和日本75的模具厂 已使用了技术，香港的模具厂也开始采用这项技术。在注塑模具设计中，已开始普及应用计算机辅助工程分析软件，对塑料的流动，填充,冷却情况及模具的浇口配置，浇道大小，冷却加热系统和模具的刚 度,强度等进行科学的分析和计算，从而保证注塑制品的质量与合理的生产节拍。国外的注塑模具中,多型腔,多层,大型精密模具已占50%,不仅提高了生 产效率,而且节省了大量塑

30、料原料。模具加工技术国外已大量使用数控机床，应用计算机辅助加工软件和数控编程技术对 模具，特别是对具有复杂型腔(三维曲面)的模具进行加工，使模具的质量和附加 值大为提高。模具的加工周期减少 6以上，成本降低3以上，生产效率提高60以 上为了提高加工效率及满足各种复杂曲面加工的要求，国外已开发出四轴和五轴 的数控自动编程软件并且进了实用阶段。模具标准化程度日益提高，模具标准模架及模具标准件的应用日益普及,已实现商品化。模具结构更多地采用新技术，如注塑模具的热流道技术等。针对不同制品的要求，开发出适用于各种不同模具的专用模具钢，并实现商品化。根据模具生产的特点，模具企业向小而专的方向发展。如日本现

31、有11656 家模具企业，小厂有11142家，占总数的95.5%,百人以上的仅有65家。占总数的 54%韩国有1570家模具企业仅占总数的9%；新加坡有460家模具企业仅占总数 的3香港有6500家模具企业也占总数的0.46%。1.1.5冲模分类根据工艺性质可分为：冲裁模、弯曲模、拉深模、成型模。冲裁模是指沿 封闭或长空的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口 模、切边模、剖切模等；弯曲模是指板料毛坯或其他坯料沿着直线或弯曲线产生 弯曲变形，从而获得一定角度或形状的工件的磨具； 拉深模是把板料毛坯制成开 口空心件进一步改变形状和尺寸的模具； 成型模具是指将毛坯或半成品工件按

32、凸 凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。根据工序组合成都分，可分为单工序模、复合模、和级进模。单工序模是 指在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具，复合模是指只有一个工 位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的 模具；级进模又称连续模，是指在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位， 在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模 具。1.1.6冲模的零部件通常模具由两类零件组成，一类是公益零件，这类零件直接参与工艺过程带凸缘圆筒形件拉深模设计（论文） 的完成并和坯料有直接接触，包括工作零件、定位零件、卸料与压

33、料零件等；另 一类是结构零件，这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和坯料直接接触，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起完善作用，包括导向零件、紧固零件、标准件及其他零件等。1.2冲压件工艺分析产品零件图是分析和制定冲压工艺方案的重要依据，设计冲压工艺过程要 从分析产品的零件图人手。分析零件图包括技术和经济两个方面：1.2.1冲压加工的经济性分析冲压加工方法是一种先进的工艺方法，因其生产率高，材料利用率高，操 作简单等一系列优点而广泛使用。由于模具费用高，生产批量的大小对冲压加工 的经济性起着决定性作用，批量越大，冲压加工的单件成本就越低，批量小时， 冲压加工的优越性就不明显，这时采用

34、其他方法制作该零件可能有更好的经济效 果。例如在零件上加工孔，批量小时采用钻孔比冲孔要经济；有些旋转体零件， 采用旋压比拉深会有更好的经济效果。所以，要根据冲压件的生产纲领，分析产品成本，阐明采用冲压生产可以取得的经济效益。122冲压件的工艺性分析冲压件的工艺性是指该零件在冲压加工中的难易程度。在技术方面，主要 分析该零件的形状特点，尺寸大小，精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工 艺的要求。良好的工艺性应保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单，且寿 命长，产品质量稳定，操作简单，方便等。在一般情况下，对冲压件工艺性影响 最大的是冲压件结构尺寸和精度要求， 如果发现零件工艺性不好，则应在不影

35、响 产品使用要求的前提下，向设计部门提出修改意见，对零件图作出适合冲压工艺 性的修改。另外，分析零件图还要明确冲压该零件的难点所在，对于零件图上的极限 尺寸，设计基准以及变薄量，翘曲，回弹，毛刺大小和方向要求等要特别注意， 因为这些因素对所需工序的性质，数量和顺序的确定，对工件定位方法，模具制造精度和模具结构形式的选择，都有较大影响。冲压工艺设计是针对具体的冲压零件，首先从其生产批量、形状结构、尺 寸精度、材料等方面入手，进行冲压工艺性审查，必要时提出修改意见；然后根 据具体的生产条件，并综合分析研究各方面的影响因素， 制定出技术经济性好的 冲压工艺方案。其设计流程主要包括冲压件的工艺分析和冲

36、压工艺方案制定两大 方面的内容。在综合方析，研究零件成形性的基础上，以材料的极限变形参数，各种变 形性质的复合程度及趋向性，当前的生产条件和零件的产量质量要求为依据， 提 出各种可能的零件成形总体工艺方案。根据技术上可靠，经济上合理的原则对各 种方案进行对比，分析，从而选出最佳工艺方案（包括成形工序和各辅助工序的性质，内容，复合程度，工序顺序等），并尽可能进行优化1.3本设计要求图1-1材料：10料厚：1.5mm生产纲领：大批量生产 技术要求：1、毛刺小于0.1mm；2、表面平整；完成以下工作内容：1、冲压工艺性分析；2、确定合理的冲压工艺方案；3、进行必要的工艺计算；4、确定模具结构形式，进

37、行模具总装设计，完成模具图;2工艺方案2.1工艺性分析2.1.1拉深件的结构与尺寸（1）.此拉深件为带凸缘圆筒形拉伸件，应拉深部分结构简单对称。（2）拉深件凸缘上孔到侧壁的距离 =9.5mm，满足凸缘孔孔边到侧壁的距离要求，即：a1 . a = R 0.5t = 5 0.5 1.5 = 5.75mm底部上孔到侧壁的距离a2 =19.75mm,满足底部孔孔边到侧壁的距离要求,即：a2 a = r 0.5t =5 0.5 1.5 = 5.75mm（3）拉深件底与壁、凸缘与壁的圆角半径：r=5mm R=5mm 符合rt、R2t的要求，可不加整形工序2.1.2拉深件的精度查【1】表1-1及零件图可知：

38、尺寸 1.5 116 88 11 R5 r5 18.5均为自有公差。其中：45 _0.6 低于IT15级精度55；1低于IT14级精度故：拉伸件尺寸精度符合一般要求。2.1.3拉深件材料此拉深材料为10钢，查【2】表1-3,查得10钢屈服比J / 6 =206/350 =0.59 ： 0.66其数值较小，拉伸性能较好，易于成型。2.2设计方案的确定由于该工件外形尺寸中凸缘孔所标尺寸为外形尺寸，所以要最后对凸缘进行冲孔。该工件包括落料、拉深、冲孔三个基本工序，可有以下两种工艺方案：方案一：先落料，再拉深，再冲孔，采用单工序模生产；方案二：落料、拉深复合，再冲孔，采用复合模 +单工序模生产。方案一

39、模具结构简单，但三道工序需要三副模具，成本高而且生产效率低，难以满足大批量生产要求；方案二中虽说需要两副模具，但模具生产利用率高， 第二幅冲孔模结构简单，便于设计，且生产效率高，也便于保证精度。通过对 上述二种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳。3主要工艺参数计算3.1确定排样、裁板方案3.1.1工艺分析材料料厚t=1.5，故计算时所需尺寸按中性层尺寸。拉深件材料：10钢；料厚t=1.5mm；凸缘外径为d=116mm ;圆筒件的中径d1 = 56.5mm；圆筒件的外径d2 = 58mm ;凸缘及底部圆角半径 R=5mm ;筒高H0 =45mm ;中高 H=60mm。3.1.2确定修边

40、余量选取修边余量：查【3】表4.8,当 % =116562.05时，选取修边余量也h=1.8mm，则实际外径为：dt =116+2 1.8=119.6mm3.1.3坯料直径按【3】表4.14序号20提供的公式，出算坯料直径 D1为：Di = d2 4d1 H1 - 3.44d1rg=、119.62 4 56.5 45 - 3.44 56.5 5=153.3mm按第一次拉入凹模材料比零件最后拉深部分实际所需材料多5%来计算，坯料直径应修正为：带凸缘圆筒形件拉深模设计（论文） 带凸缘圆筒形件拉深模设计(论文) D二.D；105% = . 153.321.05 = 157mm3.1.4排样考虑到操作

41、方便，排样采用单排。查【2】表3-18可得:搭边值：条料两边a=1.2mm，进距方向a1=1mm进距 h=D+a1 =157+1=158mm条料宽度 b=D+2a =157+2X1.2=159.4mm选用板料规格：1.5 500X1000若纵排：条数 =B/b =500/159.4=3 条 余 21.8mm若横排：每条个数 n2 =A- a1 /h =1000-1/158=6 个 余 51mm每板总个数 n总=n1 n2 =3X3=18个材料利用率口总=18X3.14 X( 157/2) 2/500 X000X00%=69.66%条数 n1 =A/b =1000/159.4=6 个 余 43.

42、6mm每条个数 n2=B-aJh =500-1/158=3 个 余 25mm没板总个数 n总= n_, n2=3X5=18个材料利用率 口总=18X3.14 X( 157/2) 2/500 X000X00%=69.66%由此可见，无论横裁还是纵裁，两种方案的材料利用率都是69.66%，且该零件没有纤维方向性的考虑，故可随意采用横裁或者纵裁。3.1.5压力中心的确定由于是圆形工件，凸缘孔呈圆周分布，且两两夹角1200，底部孔圆心与坯料圆心重合，故该工件压力中心为坯料圆心，简易图如图3-2所示。3.2拉深工艺的计算3.2.1压边坯料相对厚度tD 100 =0.955 :： 1.5，故首次应采用压边

43、装置3.2.2总拉深系数mz 二 d2D =58/157=0.3693.2.3预算拉深次数由【3】表4.29，及 dd1=119.656.r2.12、 t/D 100=1.5/157 100=0.955 带凸缘圆筒形件拉深模设计(论文)ii查得一次拉深最大相对高度为0.32,又号厶，很明显：0.7960.32,故该零件不满足一次拉深成型的条件，即:m D - ml需多次拉深成型。3.2.4确定首次拉深工序件尺寸初定 弘二伍砂二心,查【2】表5-14,得：mi 1=0.53, 取 mi =0.54贝di 二 mi D =0.54 X57=84.78mm初定第一次拉深口 = R = 6mm按【2】

44、公式(5-18),可得首次拉深高度为：0 25 20 1422HnD -dn 0.43(rn Rn)(G - R.) (n=i、2、3n)(5-18)dndn其中，Hi, H2, H3Hn是第1、2、3、n次的拉伸工序件高度；D为坯料直径；di,d2,d3 dn是第1、2、3、n次的拉深直径;1,23rn是第1、2、3、n次的拉伸件的底部圆角半径；R, R2, RaRn是第1、2、3、n次的拉伸件的凸缘圆角半径。则:比二025。20.43(ri Ri) -0i4(-R；)didi0 25Hi1572 -119.620.43(6 6)84.7835.66mm= 199.684.78= 1.41验

45、算所取mi是否合理：根据 t/D X00%=0.955;带凸缘圆筒形件拉深模设计（论文） 查【2表 5-15,可知 F%=0.58 ,又因为 Hld =35.66/84.78=0.42vHld =0.58，故所取m1是合理的则工序件第一次拉深:mi = 0.54圆筒中径dz1 = 84.78mm圆筒外径dw1 = 86.28mm3.2.5确定拉深次数及以后各次拉深的工序件尺寸查【2】表5-16得：m2 丄 0.75, m3 丨=0.78, m4 1= 0.80, m5 1 = 0.84贝U:d2 - m2 1 d1 =0.75 84.78=63.6mmd3 = m3 丨 d2 =0.78 63

46、.6=49.6mm又：d3 =49.6v d1 =56.5故需三次拉深成形调整各拉伸系数严=0.79、m3 = 0.84f以后各拉深工序件圆角半径取J2=R2=5.5mmr3 = R3 = 5mm326第二次拉深直径和高度第二次拉伸m2 =0.79，圆筒中径 dz2 二 dz1m2 =84.78 &79=66.98mm ,圆筒外径dz2=68.48mm。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），求出坯料直径为：D2 = ； D12 102% r153.32 1.02 =154.8mm第二次拉深高度:0.2520.14/ 22、H 2D - d20.43(r2R2)(r2 -

47、 R2)d2d2154.82 -119.620.43(5.5 5.5)66.98=39.06mm不计孔尺寸第二次拉深后圆筒形件尺寸如图3-4所示:3.2.7第三次拉深直径和高度第三次拉深m3 =0.84，圆筒中径 dz3 二 dz2 m3 =84.78 Q84=56.5mm ,圆筒外径dz3 =58mm。设第三次拉深时多拉入1.5%的材料（其余0.5%的材料返回到凸缘上），求出 坯料直径为：D3 二.D12101.5% = J53.321.015 = 154.4mm第三次拉深高度:H2=5D2_d20.43(r2R2)r； - R；)d2d2= 025 154.42 _119.620.43(5

48、 5)56.6=46.67mm 接近 45mm。3.2.8修边完成第三次拉深后应将凸缘修正并冲孔到工作尺寸116mm,如图3-5所示:一 0116 一9 0+1#3-0110比R5329拉深速度查【3】表4-49,可得：V=10m ?min3.3工艺力计算该文选择设计的是第三次拉深模，故以下所显示的数据都是第三套模具设计所 必需的数据（前面复合模及第一次拉深模所用到的尺寸，此处不作为计算要点）。3.3.1拉深力拉深力根据【2】式（5-7）计算:F=K2二dnt；b (n=2、3、n)(5-7)式中：F-拉深力，N ;d1、d2、d3、dn-各次拉深工序件直径，mm；t-板料厚度，mm ；cb-

49、拉伸件材料的抗拉强度，MPa，见【2】表1-3，此处取cb =400MPa；K 2-修正系数，与拉深系数有关，见【2】表5-12,此处取K 2=0.7则：F= K2 二 d3t；b=0.7 .14 6.5 .5 00=74512.2N3.3.2压料力压料力根据【2】式（5-10）计算:(5-10)FY=：(dn-dn)p 4(n=2、3)式中Fy-压料力，N ;P单位面积压料力，MPa,见【2】表5-13,此处取p=2.5; d!、d2、d3、dn-各次拉深工序件直径，mm。则：FY =：（d2 -d：） p 4=3.14 X66.982 -56.52 2.5/4=2539.6N3.3.3压力

50、机公称压力根据【2】式（5-12）和=F+ Fy，即：P-(1.8 -2)巳(5-12)在此取1.8倍。则： P-1.8 (F+ Fy ) =1.8 X(74512.2+2539.6)=138.69KN故所选压力机的工称压力应大于或等于138.69KN3.4压力机的选择3.4.1初选压力机由于该制件为小型制作，且精度要求不高，因此选用开式机械压力机，它具有 工作台面三面敞开，操作方便，成本低廉。根据总压力选择压力机，由前面已经算得的数据，所以压力机公称压力P额 Pw，滑块行程S2h工件=2X45=90mm,及模具闭合高度要满足行程要求，查【2】表1-7提供的压力机公称压力中初 选第二次拉深压力

51、机的型号为：J23-803.4.2拉深功拉深功按【2】式（5-13）即：W=C Fmax h/1000（5-13）式中：W-拉深功，J;Fmax最大拉深力（包含压料力），N ；h凸模工作行程，mm；C系数，与拉深力曲线有关，C值可取0.6-.08,此处取0.7贝U:W=C Fmax h/1000=0.7 X( 74512.2+2539.6) X45/1000 =2427.1317J3.4.3压力机电动机功率压力机电动机功率可按【2】式（5-14）来计算，即：Pw=KWn/ （60X1000灯J2）（5-14）式中 Pw-电动机功率，kw;K 不均衡系数，K=1.2 -1.4,此处取1.3;1

52、-压力机效率，1=0.6 - 0.8，此处取0.7;2-电动机效率，2=0.9 - 0.95,此处取0.93;n压力机每分钟行程次数。贝U:Pw=KWn/ （60X1000刃）=1.3 X427.1317 45/ （60X1000 0.7 X.93）=3.64kw3.4.4功率校核校核原理：若所选压力机的电动机功率小于计算值，则应另选更大规格的压 力机。由压力机技术参数可知 P额=7.5kw Pw=3.64km.故所选压力机合适。4拉深模设计4.1拉深模具结构设计本套模具采用拉深模倒装结构。其压料圈兼起压边和定位的作用，另设有打 杆装置，当模具在拉伸返回的过程中，制件由顶件块推出。该结构具有操

53、作 方便，出件畅通，生产率高等优点，但弹性卸料装置使模具结构复杂化且体 积较庞大。因此，要考虑到压力机工作台面是不是满足要求的问题。4.2模具工作部分尺寸计算4.2.1凸凹模间隙由【2】表5-28可查得凸凹模单边间隙为：z= （1 -1.05） t，取 z=1t=1 1.5=1.5mm4.2.2凸凹模圆角半径因该模具是最后一次拉深，故凸凹模圆角半径应与拉深件相一致，故凸模圆角半径rp=5m m；凹模圆角半径 d=5mm。4.2.3凸凹模工作尺寸及公差由于工件要求内形尺寸，故凸凹模工作尺寸及公差应分别按【2】式（5-46）、带凸缘圆筒形件拉深模设计（论文） 带凸缘圆筒形件拉深模设计(论文) 式(

54、5-47)计算，即：dp = ( dmin 0.4. ：)(5-46)dd = ( dmin 04：+2z) 0 d(5-47)式中：dd-凹模工作尺寸；d p -凸模工作尺寸；dmin 拉深件的最小内形尺寸；z凸、凹模单边间隙；拉深件的公差；暫、d-凸、凹模的制造公差，可按IT6 -T9级确定，或查【2】表5-29确定。dmin = 54mm也=0.1经计算和查表确定他=0.03“0.05则带入得：dp = ( dmin * 04) p=(55+0.4 0.1)0-0.030 0=55.04a 取 dp =55.03dd = ( dmin +0.4也+2z) 了=(55+0.4 .1+2 .

55、5)00.05=58.040.0500.05取 dd =5804.3标准件的选取4.3.1模架根据【2】表1-7所示压力机参数，查【3】表15.1，选中间导柱圆形模架，查【3】表15.4选中间导柱圆形模架，材料为 HT200，凹模周界D0=4OOmm、闭合高度305 - 350mm、I级精度的中间导柱圆形模架:模架 400X305 - 350 I GB/T 2856. 与模架相关联的另外标准件的代号：下模座 400X75 GB/T 2855.12上模座 400X50 GB/T 2855.114.3.2下模座由模架的选取确定下模座的代号，查【3】表5-15确定：下模座400X75 GB/T285

56、5.12，材料：HT200其详细参数如下：D。HhDbD2SRR1l2dd1d2tS24007545410510475651151004550M20-6H403804.3.3上模座由模架的选取确定上模座的代号， 查【3】表5-15确定：上模座400X50 GB/T2855.11，材料：HT200其详细参数如下：D0HhDbD2SRR1l2DD2d2tS24006035410510475651151006065M20-6H403804.3.4导柱、导套由于本设计凸凹模单边间隙 z=1.5mm，间隙较大，所以对模具导柱、导套不 作精密要求，此模具不设计套柱、导套。4.3.5销钉查【4】表14-16

57、选定销钉标准件：公称直径d=16mm、长度l=95mm、材料为35钢、热处理硬度28 -38HRC, 表面氧化处理的A型圆柱销；销 GB/T 117-2000-A16 95 （共需四个）436螺钉查【4】表13-14选定螺钉标准件：螺纹规格d=M16、公称长度l=60mm、性能等级为8.8级、表面氧化的内六角圆柱头螺钉，材料为45钢，热处理硬度：35 -45HRC,标注为：螺钉 GB/T 70.1-2000M1&60（共需四个）4.3.7模柄根据所选压力机模柄孔尺寸d=60mm,l=80mm查【3】表15.18，所选模柄尺寸 如下：直径d=60mm L=142mn的C型凸缘模柄：模柄 C60

58、JB/T 7646.3材料为：Q235具体数据如下:dd1LL1L2d2dad4dsh6014296235151011322134.3.8带螺纹推杆（顶杆）根据【3】表15.43选取尺寸如下：直径d=M10mm、长度L=180mm,材料为45钢、热处理硬度43 -48HRC,带螺纹推杆：推杆 M1(X 180 JB/T 7650.24.3.9打杆由模柄尺寸d2=15mm,查【3】表15.43选取：直径d=M14、长度L=220mm,材料为45钢，热处理硬度43 -48HRC,带螺纹推杆：推杆 M14X 220 JB/T 7650.24.3.10打杆螺母结合打杆尺寸参考【4】表13-19选取：螺纹规格D=M14、性能等级为9级、不经表面处理、A级的U型六角螺母, 材料为45钢，热处理硬度35 -45HRC:螺母 GB/T 61752000 M144.3.11橡胶的选取橡胶主要是提供第三套拉深模具的压边力，为保证橡胶正常工作，应使橡胶的预压力Fy大于或等于压边力Q 2，即：Fy_Q2橡胶的压力与压缩量之间不是线性关系，压缩时产生的压力按下式计算：F=Ap式中：A 橡胶的横截面积，mm。p橡胶的单位压力，在此按压缩量 30%选取，【2】表3-35选取种类聚氨酯橡胶，单位压力为 4.2MPa故：橡胶横截面积 A=F/p=4500/4.2=1071mm2故：r= . A/3.14 =1