筒形件拉深設(shè)計說明

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1、 . . . 課程設(shè)計（論文） 題 目： 變薄拉深筒設(shè)計 院（部）： 市第二技師學(xué)院 專 業(yè) ： 模具設(shè)計與制造 班 級 ： 09模具雙高2班 學(xué)生 ： 胡東芝 學(xué) 號： 47 設(shè)計期限： 2011-09-08——2011-09-26 指導(dǎo)教師 ： 曉杰 方莉 目錄 課程設(shè)計任務(wù)書 一．

2、沖壓件工藝分析--------------------------------------------------------3 二．工藝方案與模具結(jié)構(gòu)類型 1． 工藝方案分析-----------------------------------------------------------------------4 2． 主要參數(shù)計算-------------------------------------------------------------------------5 三．確定排樣圖和裁板方案 1． 裁板方案------------------------------

3、-----------------------------------------------6 2． 排樣設(shè)計------------------------------------------------------------------------------6 四. 計算工序沖壓力、壓力中心以與初選壓力機 1. 落料力的計算-------------------------------------------------------------------------7 2 卸料力和頂件力的計算----------------------------------------

4、----------7 3 壓邊力的計算------------------------------------------------7 4 拉深力的計算------------------------------------------------8 5、 壓力中心的計算-----------------------------------------------8 6 壓力機的選擇-------------------------------------------------9 五．工件零件刃口尺寸的計算-----------------------------9 六

5、．工件零件結(jié)構(gòu)尺寸和公差的確定 1 整體落料凹模板的厚度H的確定：-------------------------------10 2 凹模板長度L的計算-------------------------------------------10 3 其他零件結(jié)構(gòu)尺寸---------------------------------------------10 七、模具總裝配圖 1 拉深模總裝配--------------------------------------------------11 八.參考文獻---------------------------------

6、---------12 九、致-------------------------------------------------------------------13 結(jié)論--------------------------------------------------------------------------------------14 一、沖壓件工藝分析 1、材料：該沖裁件的材料08Al-ZF，具有較好的可拉深性能。 2、零件結(jié)構(gòu)：該制件為圓桶形拉深件，故對毛坯的計算要。 3、單邊間隙、拉深凸凹模與拉深高度的確定應(yīng)符合制件要求。 4、 凹凸模的設(shè)計應(yīng)保證各工序間動作

7、穩(wěn)定。 5、 尺寸精度：零件圖上所有未注公差的尺寸，屬于自由尺寸，可按IT14級確定工件尺寸的公差。 查公差表可得工件基本尺寸公差為： 二、工藝方案與模具結(jié)構(gòu)類型 1、工藝方案分析 該工件包括落料、拉深兩個基本工序，可有以下三種工藝方案：方案一：先落料，首次拉深一，再次拉深。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料+拉深復(fù)合，后拉深二。采用復(fù)合模+單工序模生產(chǎn)。方案三：先落料，后二次復(fù)合拉深。采用單工序模+復(fù)合模生產(chǎn)。 方案四：落料+拉深+再次拉深。采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需三道工序三副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二只需二副模具，工件的精

8、度與生產(chǎn)效率都較高，工件精度也能滿足要求，操作方便，成本較低。方案三也只需要二副模具，制造難度大，成本也大。方案四只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求，但模具成本造價高。通過對上述四種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。 (1)選取凸凹模的圓角半徑 考慮到實際采用的拉深系數(shù)均接近其極限值,故首次拉深凹模圓角半徑r應(yīng)取大些,根據(jù)《壓工藝與模具設(shè)計》表4-7知： r=10t=100.8=8 mm 由《沖壓工藝與模具設(shè)計》式（4-49）和式（4-50）即： r=(0.7—0.8) r和r=(0.7—0.8)r 計算各次拉深凹模與凸模的圓角半徑，分別為：

9、 r=8 mm r=6 mm r=6 mm r=5 mm (2)畫出工序件簡圖 工序簡圖如下圖2所示： 圖2 三、確定排樣圖和裁板方案 1、 制件的毛坯為簡單的圓形件，而且尺寸比較小，考慮到操作方便，宜采用單排。 于t=0.5mm,查《沖壓工藝與模具設(shè)計》附表7軋制薄鋼板擬選用規(guī)格為： 0.550010

10、00 的板料。 2、 排樣設(shè)計 圖3 查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表2-10，確定搭邊值 兩工件間的橫搭邊a=1.2mm；兩工件間的縱搭邊a=1.0mm； 步距S=d+a=50+1=51mm； 條料寬度B=（D+2a+）=52.8 故一個步距的材料利用率為： =A/BS100 =/BS100 =72.9 由于直板材料選取0.585001000 故每塊板料可裁剪919=171個工件 故每塊板料（0.55001000）的利用率為： =nA/LB100 =171(d/2)100

11、 =67 四、計算工序沖壓力、壓力中心以與初選壓力機 1、落料力的計算 F=1.3Lt 式中L—沖裁輪廓的總長度；t—板料厚度；--板料的抗拉強度 查《沖壓工藝與模具設(shè)計》附表1可知：=400MPa 。故： F=1.3225250.8400=65.31KN 2、 卸料力和頂件力的計算 =KF =K F 式中K為卸料力系數(shù)，K為頂件力系數(shù) 查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表1-7知：K=0.050；K =0.08 故： =KF =0.0565.31 =3.27KN =K F =0.086

12、5.31 =5.22KN 3、壓邊力的計算 采用壓邊的目的是為力防止變形區(qū)板料在拉深過程中的起皺，拉深時壓扁力必須適當(dāng)，壓邊力過大會引起拉伸力的增加，甚至造成制件拉裂，壓邊力過小則會造成制件直壁或凸緣部分起皺，所以是否采用壓邊裝置主要取決于毛坯或拉深系數(shù)m和相對厚度t/D100 由于t/D100=0.8/130100 =0.62 首次拉深系數(shù)=0.53 故：查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表4-3知，兩次拉深均需要采用壓邊裝置。 壓邊力: = 式中A為初始有效面積；為單位壓邊力（MPa） 查《沖壓工藝與模具設(shè)

13、計》表4-4可知：=2MPa = = = =15.2 KN = = = =1.44 KN 4、拉深力的計算 首次拉深時拉深力= 二次拉深時拉深力= 式中：為首次拉深與二次拉深時工件的直徑； 為材料抗拉強度（MPa）； 為修正系數(shù)。 查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表4-1可知：=1;=0.85 首次拉深力：= = =69.33 KN 二次拉深力：= =

14、 =42.7 KN 故總拉深力：=+ =112.03KN 由于制件屬于深拉深，故確定壓力機的公稱壓力應(yīng)滿足： 故： =67.2KN 綜上所述： =+ +++++ =202.47KN 5壓力中心的計算 圖4 由于是圓形工件，如圖4所示，所以工件的壓力中心應(yīng)為圓心即o(25,25) 6、壓力機的選擇 由于該制件數(shù)億小型制件，且精度要求不高，因此選用開始可傾壓力機，它具有工作臺面三面敞開，操作方便，成本低廉的有點。根據(jù)總壓力選擇壓力機，前面已經(jīng)算得壓力機的公稱壓力為202.47 KN，查《沖壓工藝與模具模具設(shè)計》表7.3提供的壓力

15、機公稱壓力中可選取壓力機的型號為：J23-16F 五、工件零件刃口尺寸的計算 刃口尺寸按凹模實際尺寸配作，用配作法，因此凸?；境叽缗c凹模尺寸一樣，保證單邊間隙(mm) 圖5 查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表1-3可知： 拉深模的單邊間隙為：Z==0.015 mm 式中x為補償刃口磨損量系數(shù)。查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表2-21可知：x=0.5 取落料的尺寸公差I(lǐng)T14，則公差為=0.4mm 所以落料凹模的尺寸為： =（130-0.50.4） =129.8mm 六、工件零件結(jié)構(gòu)尺寸和公差的確定 1、整體落料凹模板的

16、厚度H的確定： H= 式中為凹模材料的修正系數(shù)，碳素工具鋼取=1.3； 為凹模厚度按刃口長度修正系數(shù)，查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表2-18可知：=1 H= =1.31 =52.35mm 2、凹模板長度L的計算 L=D+2C 查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表2-17可知：C取28—36mm，根據(jù)要求C值可取30mm 故： L=D+2C =50+230 =110 mm

17、 故確定凹模板外形尺寸為：11011052（mm）。凸模板尺寸按配作法計算。 3、 其他零件結(jié)構(gòu)尺寸 序號 名稱 長寬厚（mm） 材料 數(shù)量 1 上墊板 11011040 T8A 1 2 凸模固定板 11011048 45鋼 1 3 空心墊板 11011046 45鋼 1 4 卸料版 11011044 45鋼 1 5 凸凹模固定板 11011050 45鋼 1 6 下墊板 11011040 T8A 1 7 壓邊圈 11011060 45鋼 1 (1)第一次拉深 ①拉深凸模 第一次拉深模,由于其毛坯尺寸與公

18、差沒有必要予以嚴格的限制,這時凸模和凹模尺寸只要取等于毛坯的過渡尺寸即可,以凸模為基準.取公差等級為IT10=0.12mm. d凸=d-0δ凸=690-0.12mm d凹=( d凸+ 2Z) 0+δ凹=(69+2×0.015)0+0.12=69.03 0+0.12mm 拉深凸模采用臺階式，也是采用車床加工,與凸模固定板的配合按H7/m6的配合,拉深凸模結(jié)構(gòu)如下圖6所示。 圖6 ②凸凹模 結(jié)合工件外形并考慮加工，將凸凹模設(shè)計成帶肩臺階式圓凸凹模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換，采用車床加工，與凸凹模固定板的配合按H7/m6，凸凹模長度L=99mm,具體結(jié)構(gòu)可如下圖7所示

19、。 圖7 ③落料凹模 凹模采用整體凹模，各沖裁的凹模孔均采用線切割機床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。凹模的輪廓尺寸應(yīng)要保證凹模有足夠的強度與剛度，凹模板的厚度還應(yīng)考慮修磨量，根據(jù)沖裁件的厚度和沖裁件的最大外形尺寸在標準中選取凹模板的各尺寸為：長230mm，寬200mm，因考慮到整套模具的整體布置要求，選其厚度為52mm，結(jié)構(gòu)如下圖8所示。 圖8 (2)第二次拉深模 ①凸模 根據(jù)工件外形并考慮加工，將凸模設(shè)計成帶肩臺階式圓凸凹模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與修模，采用車床加工，與凸模固定板的配合按H7/m6。

20、凸模長度 L=H1+H2+Y 式中 H1——凸模固定板厚度 H2——壓邊圈高度 Y——附加長度，包括凸模刃口修磨量，凸模進入凹模的深度73.8mm， 因此凸模長度L=48+60+73.8=181.8mm。具體結(jié)構(gòu)可參見下圖9所示。 圖9 ②凹模 凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。取凹模輪廓尺寸為φ160mm×73.8mm，結(jié)構(gòu)如下圖10所示。 拉深凸模和凹模工作部分的尺寸與其制造公差: 查表得凸凹的制造公差為:δ凸=0.02mm δ凹=0.03mm 當(dāng)工件要求形尺寸:凸

21、模尺寸: d凸=(dmin+0.4△)-0δ凸 =(50+0.4×0.4)0-0.02mm=50.160-0.02 mm 凹模尺寸: d凹=( dmin+0.4△+2Z) 0+δ凹 =(50+0.4×0.4+2×0.015)0+0.03 =50.19 0+0.03mm 圖10 ③固定擋料銷 落料凹模上部設(shè)置固定擋料銷，采用 固定擋料銷的進行定距.擋料裝置在復(fù)合模 中,主要作用是保持沖件輪廓的完整和適量 的搭邊.,如圖11所示為鉤形擋料銷,因其固定孔 離刃口較遠,因此凹模強度要求,結(jié)構(gòu)上帶有 防轉(zhuǎn)定向銷. 擋料銷采用H7/r6安裝在落料 凹模端面

22、 圖11 ④導(dǎo)料板的設(shè)計 導(dǎo)料板的側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，查表知導(dǎo)料板與條料之間的間隙取0.5mm，這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板的厚度查表可知選擇。導(dǎo)料板采用45鋼制作，熱處理硬度為28～32HRC，用螺釘固定在凹模上。 ⑤卸料部件設(shè)計 卸料裝置用彈壓卸料板的卸料裝置，如下圖12所示，卸料板孔每側(cè)與凸模保持間隙C＇=0.1~0.2t=0.16mm;卸料板周界尺寸與凹模周界尺寸一樣，厚度根據(jù)沖裁件料厚t和卸料板寬度B查模具手冊之四[2]中表14-10得其厚度為16mm。卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為43～48HRC。

23、圖12 ⑥卸料螺釘?shù)倪x用卸料板上設(shè)置2個卸料螺釘，公稱直徑為12mm，螺紋部分為M8×16mm。卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后， 應(yīng)使卸料板超出凸模端面lmm，有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。 ⑦壓邊圈設(shè)計 1)首次拉深: 為了防止拉深過程中起皺，生產(chǎn)中主要采用壓邊圈，查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表4-3知，兩次拉深均需要采用壓邊裝置。壓邊圈采用45鋼制造，熱處理硬度為42～45HRC。其結(jié)構(gòu)如下圖13所示。 圖13 2)二次拉深: 壓邊圈結(jié)構(gòu)與尺寸由標準中選取，壓邊圈圓角半徑rY應(yīng)比上次拉深凸模的相應(yīng)圓角半徑大0.5～1mm,以便將工序件套在壓邊圈

24、上.材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)42-45HRC.其結(jié)構(gòu)如下圖14所示。 圖14 ⑧凸模固定板 圖15 技術(shù)要求：a.上、下平行度為0.02，粗糙度為1.6 b.材料為45#鋼，調(diào)質(zhì)為24~28HRC c.帶*號尺寸按凸模實際尺寸配作并保證凸模呈H7/m6配合 ⑨凸凹模固定板 圖16 技術(shù)要求：a.上、下平行度為0.02，粗糙度為1.6 b.材料為45#鋼，無需熱處理 ⑩落料拉深復(fù)合模架與二次拉深模架 采用滑動導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱式模架的導(dǎo)向方式，如圖 17所示，帶有導(dǎo)柱

25、的沖裁模適合于精度要求較高，生 產(chǎn)批量較大的沖裁件，且導(dǎo)柱模結(jié)構(gòu)比較完善，對后 側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式可從左右和前后兩個方向進行送料。故相應(yīng)選后側(cè)導(dǎo)柱模架。 因為它的模具較高所以選取比較大一點的模架模 架的結(jié)構(gòu)與尺寸都直接由標準中選取，相關(guān)參數(shù)如下： 凹模周界L：315 凹模周界B：250 圖17 閉合高度(參考)|最小：275 閉合高度(參考)|最大：320 a上模座 數(shù)量1 規(guī)格：315×250×55 b下模座 數(shù)量1 規(guī)格：315×250×70 c導(dǎo)柱 數(shù)量1 規(guī)格：

26、40×260 d導(dǎo)套 數(shù)量1 規(guī)格：40×140×53 導(dǎo)柱與導(dǎo)套結(jié)構(gòu)由標準中選取，尺寸由模架中參數(shù)決定。 導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于10-15mm，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.5-1mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合為H7/h6,導(dǎo)套與上模座之間的配合為H7/r6，導(dǎo)柱與下模座之間的配合為R7/h5。導(dǎo)柱與導(dǎo)套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）56-62HRC。上下模座材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)28-32HRC。 二次拉深模采用滑動導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱式模

27、架的導(dǎo) 向方式，如圖18所示，模架的結(jié)構(gòu)與尺寸都直接由 標準中選取，因為它的模具較高所以選取比較大一 點的模架相關(guān)參數(shù)如下： 凹模周界L：250 凹模周界B：250 閉合高度(參考)|最?。?40 閉合高度(參考)|最大：285 a上模座 數(shù)量1 規(guī)格：250×250×50 b下模座 數(shù)量1 規(guī)格：250×250×65 圖18 c導(dǎo)柱 數(shù)量1 規(guī)格：35×230

28、 d導(dǎo)套 數(shù)量1 規(guī)格：35×125×48 導(dǎo)柱與導(dǎo)套結(jié)構(gòu)由標準中選取，尺寸由模架中 參數(shù)決定。導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于10-15mm，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.5-1mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合為H7/h6,導(dǎo)套與上模座之間的配合為H7/r6，導(dǎo)柱與下模座之間的配合為R7/h5。導(dǎo)柱與導(dǎo)套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）56-62HRC。上下模座材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)28-32HRC。 5、彈頂器的彈性元件的選取 ①落料拉深復(fù)合模 選用橡皮作為彈性元件，橡皮一般為聚氨膠，因為它允許承受的載荷較彈簧大，并

29、且安裝調(diào)理方便。 因為聚氨脂橡膠的總壓縮量一般≤35%,所以取30%，剛聚氨膠的高度根據(jù) h=0.3×H計算。h為壓邊圈運行的高度，h=60mm。 所以橡膠的高度H=60/0.3=200mm 選取三塊同樣的橡膠.中間加上鋼墊圈,防止失穩(wěn)彎曲.其結(jié)構(gòu)圖如下圖19。 圖19 ②二次拉深模 選用彈簧作為彈性元件.選用圓柱螺旋彈簧,它的主要技術(shù)參數(shù)是工作極限負荷Fj與其相對應(yīng)的工作極限負荷下的變形量Lj。根據(jù)所需要的卸料力或推件力FQ以與所需要的量大壓縮行程L0，來計算Fj 與Lj，然后就可以在標準中選取相應(yīng)的規(guī)格彈簧。 1） 確定彈簧的數(shù)目為1 2） 頂件載荷FQ=壓邊力=14

30、40N 3） 最大壓縮行程L0=h1 + h2 + h3 + t =1+46.8+7+0.8=55.6mm 4） 計算所需的彈簧的工作極限負荷Fj 與工作極限負荷下的變形量Lj，K取40% Fj = FQ/K=3600N Lj= L0/(1-K)=55.6/(1-0.4)=92.67N 由上述二式查彈簧標準表得：彈簧材料直徑為10mm，彈簧中徑為75mm，節(jié)距為t=26.5,工作極限負荷Fj =3500N,變形量Lj=111mm,有效圈數(shù)為7.5 七、 模具總裝配圖 拉深模見圖紙。 1、首次拉深模總裝配圖如下圖20所示。

31、 圖20 2、二次拉深?？傃b配圖如下圖21所示。 八.參考文獻 [1].春雷，徐彗明。 沖壓工藝與模具設(shè)計 理工大學(xué) , [2].涂序斌 模具制造技術(shù)，理工大學(xué)，（第二版） [3].鄧德清，胡紹平 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程指導(dǎo)書， [4].春雷，朱三武，章南編. 模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計手冊. 大學(xué), [5].炳堯、泰榮、文森編. ＜模具設(shè)計與制造簡明手冊(第二版)＞. 科學(xué)技術(shù), 1998 十、致 在即將走上工作崗位的時候，有這樣一次設(shè)計、有這樣的一個總結(jié)，很高興，很興奮，也很感激。雖然它還不是很成熟，但

32、已散發(fā)著淡淡的香氣。感默默付出的老師們！關(guān)心支持我的同學(xué)、朋友們！ 　　課程設(shè)計的完成，我要感我的指導(dǎo)老師們的大力支持。是她們的耐心指正和教導(dǎo)才使我的課程設(shè)計逐漸趨于完善。更重要的是她們給了我自己解決問題的方法,鼓勵我提出針對性的有用的問題,從細微之處一點一滴的指導(dǎo)我們。通過這次實踐，我更進一步熟悉模具的設(shè)計，鍛煉了工程設(shè)計實踐能力，培養(yǎng)自己獨立設(shè)計能力。 即將走向工作崗位，在今后的工作中，我將繼續(xù)加強理論的學(xué)習(xí)，再接再厲，將所學(xué)的知識付諸實踐，總結(jié)經(jīng)驗，不斷進步！ 在此感,方莉等老師在設(shè)計過程給我的幫助，！ 結(jié)論 通過這次畢業(yè)設(shè)計使我熟悉了沖壓模具

33、的整個過程，并且了解了在做沖壓模具之前首先要對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形態(tài)，模具的結(jié)構(gòu)形態(tài)。也就是要對產(chǎn)品的工藝性進行合理的分析，從而才能采取更合適模具，節(jié)約成本的同時還能保證加工零件的精度要求。其次，考慮好產(chǎn)品的批量以與精度要求以與材料的造價。最后完成產(chǎn)品的模具設(shè)計、模具的裝配圖、零件圖。 本次畢業(yè)設(shè)計的成功完成使我個人的所有專業(yè)中學(xué)術(shù)上的一次難忘的歷程，因為通過我本人的長時間的思考、設(shè)計以與老師多次細心的指導(dǎo)使我知道一套合格的沖壓模具設(shè)計的完成以與一套合格的圖紙的完需要付出多少次的心血和汗水，通過它可以說明一個人最基本的學(xué)習(xí)工作態(tài)度，我認為要立志成為一個模具行業(yè)的佼佼者首先要從每一個細節(jié)做起，做事要有堅忍不拔的毅力，有耐心、謙虛、謹慎這樣才能成為一名出色的模具工程師。 23 / 24