无凸缘圆筒件模具设计.doc

1、华中科技大学武昌分校本科毕业设计无凸缘圆筒工件模具设计No flange cylinder workpiece mold design系 别：机电与自动化学院专 业 班：机电 0806 班姓 名：伍振江学 号：20081100281指导教师：赵燕2012 年 6 月0摘要冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。这次拉深是利用模具使10号钢平板毛坯材料变成为开口的空心零件的冲压方法，用拉深工艺可以制成筒形件、阶梯形件、球形、锥 形、抛物面形、合形和其他不规则形状的薄壁零件。通过对一个阶梯形筒形件的拉深工艺计算，说

2、明阶梯筒形件的拉深工艺的计算方法。用该方法计算确定的拉深工艺，可以 确保多次拉深过程中的拉深过渡形状不被拉断，最终拉出合格的工件。这里介绍了落料 拉伸，整形，切边等多套模具。用该方法计算确定的拉深工艺，使得模具设计、 加工精度与复杂性不断提高，模具制造工期不断缩短。关键词：筒形件 拉深工艺 整形 切边 1AbstractSteel parts of the stamping process and die design Abstract The use of stamping is installed in the stamping equipment (mainly the press) o

3、n the mold to exert pressure on the materials to produce plastic deformation or separation, to obtain the necessary components of a pressure processing methods. Drawing is used to mold into a plate of 10 steel rough openings for the hollow parts stamping method, using drawing process can be made tub

4、e, ladder-shaped pieces, spherical, cone-shaped, parabolic shape, or other irregular shape and thin Wall components. Based on a ladder-shaped cylinder of the drawing process, that ladder tube drawing of the method of calculation. This method is determined by the drawing process, drawing on many occa

5、sions to ensure that the process of drawing the shape is not pulled off the transition and eventually pulled out of qualified workpiece. Here on the blanking stretch, repeatedly drawing, shaping, trimming, and other sets of mold. With the method of calculating sure deep drawing technology, make the

6、mold design, processing precision and complexity continuously improve, mold manufacturing continuously shortening period.Key Words：Cylinder Drawing Process Shaping Trimming 2目录摘要 .1Abstract .2绪论 .41.冲压模具在制造业的地位 42. 冲压模具的历史发展 .43. 国内模具的现状和发展趋势 .43.1 国内模具的现状 43.2 国内模具的发展趋势 64. 圆筒拉深件模具设计与制造方面 .74.1 深圆筒

7、拉深模具设计的设计思路 .71 工艺方案分析及确定 .91.1 拉深件工艺性分析 91.2 确定工艺方案 .101.2.1 计算毛坯尺寸 111.2.2 判断拉伸次数 121.2.4 确定工序加工方案 132 确定拉深力和压边力 152.1 拉深力计算 .152.2 压边力计算 .152.3 压力机的公称压力计算 .153. 模具工作部分尺寸的计算及凸模通气孔的尺寸 .163.1 模具工作部分尺寸计算 .163.1.1 拉深模的间隙 .163.1.2 拉深模的圆角半径 .163.1.3 凸、凹模工件部分的尺寸和公差 .163.1.4 确定凸模的通气孔 164.模具总体设计 175.设备的选择

8、195.1 压力机的选择原则 .195.2 校核压力机的电动机功率 205 模具其他零件的结构尺寸计算 226 拉深工艺辅助工序 256.1 润滑 .256.2 热处理 .26结论 26致谢 28参考文献 293绪论1.冲压模具在制造业的地位 冲压模具在制造业的地位冲压是使板料经分离或成形而得到制件的加工方法。 冲压利用冲压模具对板 料进行加工。常温下进行的板料冲压加工称为冷冲压。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。模具是大批生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。模具工业是国民经济的基础工业。模具可保证冲压产品的尺寸精度，使产品质量稳定

9、，而且在加工中不破坏产品表面。 用模具生产零部件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧钢钢板或钢带为坏料，且在生产中不需加热，具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低且节约 能源和原材料等一系列优点，是其他加工方法所不能比拟的。使用模具已成为当 代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造业的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展。 冲压加工的特点：由于冷冲压加工具有上述突出的优点，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生产中必不可少的加工方法。 2. 冲压模具的历史发展模具的出现可以追溯到几千年前的陶瓷烧制和青铜器铸造， 但其大规模应

10、用 却是随着现代工业的崛起而发展起来的。19 世纪，随着军火工业、钟表工业、 无线电工业的发展，模具开始得到广泛的使用 20 世纪 50 年代中期以前，模具设计多凭经验，根据用户的要求，制作能满 足产品要求的模具，但对所设计模具零件的机械性能缺乏了解。20 世纪 70 年代 至今计算机逐渐进入模具生产的设计、制造、管理等各个领域，使得模具设计、 加工精度与复杂性不断提高，模具制造工期不断缩短。 3. 国内模具的现状和发展趋势3.1 国内模具的现状目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，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4工业发达

11、的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、 生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。我国模具近年来发展很快，据不完全统计，2003 年我国模具生产厂点约有 2 万多家，从业人员约 50 多万人，2004 年模具行业的发展保持良好势头，模具企业 总体上订单充足，任务饱满，2004 年模具产值 530 亿元。 进口模具 18.13亿 美元， 出口模具 4.91 亿美元， 分别比 2003 年增长 18%、 32.4%和 45.9%。进出口之比 2004 年为 3.69:1，进出口相抵后的进净口达 13.2 亿美元，为净进口量较大的国家。 在2万多家生产厂点中，有一半以上

12、是自产自用的。在模具企业中，产值过 亿元的模具企业只有20多家，中型企业几十家，其余都是小型企业。近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型、精密、复杂、长寿命 中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；专业模具厂数量增加，能 力提高较快；“三资“及私营企业发展迅速；国企股份制改造步伐加快等。 虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存在以下几方面的不足: 第一，体制不顺，基础薄弱。 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用，私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中，但总体来看，体制和机制尚不适应市场经济，再模具加上国内工

13、业基础薄弱，因此， 行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术方面。第二，开发能力较差，经济效益欠佳.我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年 创造产值约合 1 万美元，国外模具工业发达国家大多是 1520 万美元，有的高达 2530 万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。 第三，工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低虽然国内许多企业采用 了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数 控化率和 CAD/CAM 应用覆盖率要比国外企业低得多。由

14、于体制和资金等原因，引进设备不配套，设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得 不到较好解决。装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。 5第四，专业化、标准化、商品化的程度低、协作差 由于长期以来受“大 而全” “小而全”影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低， 专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占 45% 左右，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套 任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也 对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。 第五，模具材料及模具相关

15、技术落后模具材料性能、质量和品种往往会影 响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种 规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。 3.2 国内模具的发展趋势 巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技 术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距， 尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的 主要发展方向包括以下几方面: （1）模具日趋大型化；（2） 在模具设计制造中广泛应用 CAD/CAE/CAM 技术；（3）模具扫描及数字化系统；（4）在塑料模具中推广应用

16、热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术；（5）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；（6）发展优质模具材料和先进的表面处理技术； （7）模具的精度将越来越高； （8）模具研磨抛光将自动化、智能化； （9）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程； （10）开发新的成形工艺和模具。 模具是工业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中，6080的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是 其他6加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大

17、程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交 易总额为 600650 亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约 占本国模具年总产值的三分之一。 国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到 50%以上；国外 模具企业的组织形式是“大而专“、“大而精“。2004 年中国模协在德国访问时，从 德国工、模具行业组织-德国机械制造商联合会（VDMA）工模具协会了解到，德 国有模具企业约 5000 家。2003 年德国模具产值达 48 亿欧元。其中（VDMA）会员 模具企业有 90 家，这 90 家骨干模具企业的产值就占

18、德国模具产值的 90%，可见其 规模效益。 随着时代的进步和技术的发展，国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模 具结构设计、 模具工艺设计、 高级钳工及企业管理人才，他们的技术水平比较高。故人均产值也较高我国每个职工平均每年创造模具产值约合 1 万美元左右，而国 外模具工业发达国家大多 1520 万美元，有的达到 2530 万美元。 国外先进国家模具标准件使用覆盖率达 70%以上，而我国才达到 45。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

19、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。4. 圆筒拉深件模具设计与制造方面4.1 深圆筒拉深模具设计的设计思路目前，随着汽车及轻工业的迅速发展，模具设计制造日益受到人们的广泛关注，已成为一个行业。随着模具制品在机械、电子、交通、国防、建筑、农业等各行业广泛应用，对模具的需求日益增加，拉伸模的设计在国民经济中的重要性也日益突出。模具作为一种高附加值和技术密集型产品，其技术水平的高低已经成为一个国7家制造业水平的重要标志之一。利用模具将平板变成开口空心

20、零件的加工方法称为拉伸，它是主要的冲压工序之一，应用广泛。拉深是冲压基本工序之一，它是利用拉深模在压力机作用下，将平板坯料或 空心工序件制成开口空心零件的加工方法。它不仅可以加工旋转体零件，还可以 加工盒形零件及其他形状复杂的薄壁零件，但是，加工出来的制件的精度都很底。一般情况下，拉深件的尺寸精度应在 IT13 级以下，不宜高于 IT11 级。只有加强拉深变形基础理论的研究，才能提供更加准确、实用、方便的计算方法，才能正确地确定拉深工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸，解决拉深变形中出现的各种实际问题，从而，进一步提高制件质量。 圆筒件是最典型的拉深件，其工作过程很简单就一个拉深，根据计算确

21、定可以一次拉深成功.因此，不需要多次拉深。再根据计算的结果和选用的标准模架，判断此次拉深不能采用标准的模架。为了保证制件的顺利加工和顺利取件，模具必须有足够高度。要改变模具的高度，只有从改变导柱和导套的高度。导柱和导套的高度可根据拉深凸模与拉深凹模工 作配合长度决定设计时可能高度出现误差，应当边试冲边修改高度。81 工艺方案分析及确定1.1 拉深件工艺性分析根据设计的要求如下：生产批量：大批量；材料：10 钢；材料厚度：1mm;零件简图：图 1-1 无凸缘圆筒工件具体要求：1. 深入了解拉深模的设计过程及要领。2. 对给定零件进行工艺分析，讨论分析工艺方案。3. 按照给出的零件，绘出工件模型，

22、并设计出制造该零件的模具及构成的相关零部件。4.采用 UG 或 Pro/E 设计出模具三维总装图、零部件三维图，并绘制标准的二维图。根据拉伸件的结构要点：拉伸件的形状应尽量简单、对称；拉深件各部分民族尺寸比例要恰当，尽量避免凸缘和深度大的拉深件，因为这类零件须较多次的拉深；拉伸件圆角半径要合适，圆角半径尽量取大些，以利于成型的减少拉深次数。拉伸件的圆角半径如表 1-1；9表 1-1 拉伸件的圆角半径 t)53(r1min1t8rax1再分析设计的零件，该零件外形简单，尺寸精度及冲裁断面质量要求均不高，拉深件中未注尺寸的极限偏差按未注公差成形件线性尺寸的极限偏差选取，具体公差等级的选择级别一般由

23、企业标准确定。参考图 1-1 所示零件为无凸缘圆筒形件。（1）要求内形尺寸，料厚 t=1mm，没有厚度不变的要求；零件的形状简单、对称，底部圆角半径 r=8mmt，满足拉深工艺对形状和圆角半径的要求。（2）尺寸 mm 为约为 IT13，其余尺寸为自由公差，满足拉深工艺对精度7.03等级的要求。采用普通的冲裁加工工艺修边便能满足要求。（3）筒休拉深深度 H（含修边余量）不宜大于 2d（d 为筒体直径） ，当一次可拉成时，其高度 H 最好为：H（0.50.7）d本套筒修边余量H 为 2mm，H=29.5 ,故可以一次拉出。总min1121.2.3 确定首次拉深的毛坯和工序尺寸工序直径：调整拉伸系数

24、，查冲压模具设计与制造P149 页表 4-10 得,选定拉深系数为 m=0.55。则工序直径为= =0.55120.44=66.24mm1dDm工序底部圆角半径取值=0.8mm gr工序件高度为零件的高度加上余量的高度即H1=30.5mm将上述按中线尺寸计算的工序件尺寸换算成零件图相同的标注形式后，所得各工序件的尺寸如图 1-3 所示。图 1-3a 坯料 图 1-3b 拉深后图 1-3 无凸缘圆筒件各次工序尺寸 1.2.4 确定工序加工方案在对冲压件进行工艺分析的基础上，拟定出几套可能的工艺方案。通过对各种13方案综合分析和相对比较，从企业现有的生产技术条件出发，确定出经济上合理、技术上节实可

25、行的最佳工艺方案。确定冲压件的工艺方案时需要考虑冲压工序的性质、数量、顺序、组合方式以及其他辅助工序的安排。根据上述计算结果，此零件需要落料（制成 120.44mm 的坯料） 、冲切展开、一次拉伸和切边共四道工序。没有冲孔，翻边弯曲等工序，且该零件首次拉伸高度较小，坯料直径（120.44）和拉深后的圆筒直径（73）差值较小，为提高生产率，保证冲压件质量的前提下，工序数应尽量减少，可将坯料的落料和展开复合。因此，考虑该零件的冲压工艺工序为：落料冲切展开，一次拉深，切边模，四道工序。根据冲压模具设计师速查手册P160 页的冲压工序顺序原则知一般先拉深大尺寸外形，后拉深小尺寸内形。整形工序、校平工序

26、、切边工序，应放在基本成形以后。再根据冲压模具设计师速查手册P161 页冲压工序半成品形状与尺寸的确定，应保证已成形的部分在以后各道工序中不再产生任何变动，而待成形部分必须留有恰当的材料余量，所以切边应在拉深之后综上所述：该零件的冲压工艺方案为：落料冲切展开 一次拉深 切边模。142 确定拉深力和压边力2.1 拉深力计算根据计算公式 F= 计算，查冲压模具设计师速查手册P9 表 2-1btK2d得 10 钢的强度极限 = 440MP，查实用冲压模具设计手册P198 页表 4-20。已b知 m=0.61，取 =0.60， =0.75，取 K=0.75。1m1将 K=0.75，d=73mm ，t=

27、1mm， =440MP 代入上式，即bP=0.753.14731440=75680.9（N）2.2 压边力计算压边力的计算公式为：Q= - q4 2D21ddr已知 = =8mm,D=120.44mm,d1=74mm，查冲压模具设计与制造 P156 页drp表 4-13 得，取单位面积压边力 q=2.5MPa。把已知数据代入上式，得压边力为Q= 120.442-（74+28) 22.5=12571.38（N）42.3 压力机的公称压力计算根据深拉深时： 和 ，取 ，则压力pgF0.6-5F）（ QF4.1pg机的公称压力为1.4(F+Q)=1.4（75680.9+12571.38）=12355

28、3.3（N ）pg故压力机的公称压力要大于 125kN。153.模具工作部分尺寸的计算及凸模通气孔的尺寸3.1 模具工作部分尺寸计算3.1.1 拉深模的间隙查冲压模具设计与制造P159 页表 4-14 得拉深模的单边间隙为：Z=（11.1）t，取 Z=1.05t=1.05（mm）,则拉深模的间隙2Z=21.05=2.1（mm） 。3.1.2 拉深模的圆角半径凹模的圆角半径 ，选取 =3t=3（mm） ；凸模的圆角半径 等 于工件的内圆drd pr角半径，即 =r=8(mm)。p3.1.3 凸、凹模工件部分的尺寸和公差由于工件要求内形尺寸，则以凸模为设计基准。由公式凸d0min5.凸凹凹 i2Z

29、计算。将模具公差按 IT10 级选取，取 ， ，将1m.凸 12.0凹d=73mm， =0.7 代入上式，则凸模的尺寸为= =73.35凸d0min5.凸012.75.3012.间隙取在凹模上，将 d=73mm， =0.7，Z=2.1mm 代入上式，则凹模的尺寸为= =75.45凹凹 0in2.Z.0.12.03.1.4 确定凸模的通气孔根据凸模直径大小，取得凸模的通气孔直径为 6.5mm。164.模具总体设计模具总体装配图如图 4-1 所示，因为压边力不大，故在单动压力机上拉深。 图 4-1 拉深模总装图171-推杆；2-挡环；3-模柄；4、15-螺钉；5-上模座；6、23-垫板；7-中垫板

30、；8-凹模；9-推板；10、21-销钉；11-压边圈；12-凸模；13-凸模固定板；14-下模座；16、19-托板；17-橡胶板；18-螺柱；20-螺母；22-卸料板螺钉说明：拉深模具在单动压力机压边圈采用平面式的，坯料用压迫圈 11 的凹槽定位，凹槽深度等于 1mm,以便压料，压边力用弹性元件控制，模具采用倒装式结构，凹模 8 固定在模柄 3 上，凸模 12 通过凸模固定板 13 固定在下模座上，工序的拉伸在压边圈 11 上定位，拉深结束后，用卸料螺钉由推板 9 将卡在凹模内的工件推出。由于此拉深模为非标准形式，需计算模具闭合高度。其中各模板的尺寸需取国标。185.设备的选择5.1 压力机的

31、选择原则冲压设备的选择直接关系到设备的合理使用，安全，产品质量，模具寿命，生产效率和成本等一系列问题。对于中小型冲裁件，弯曲件或浅拉深件多用具有 C 形床身的开式曲柄压力机。在大中型和精度要求较高的冲压件生产中，多采用闭式压力机。对于大型，较复杂的拉深件多采用闭式双动拉深压力机。对于形状复杂零件的大量生产，应优先考虑选用多工位自动压力机。而对落料，冲孔件的大量生产，则应选用效率高，精度高的自动高速压力机。在小批生产中尤其式大型厚板的生产，多采用液压机。校正弯曲，校平整形工序要求压力机有较大的刚度，以便或得较高的虫牙件尺寸精度。对曲柄压力机所要考虑到的重要参数是：1.压力机的许用负荷；2.完成各

32、工序所需要的压力；3.行程和行程次数；4.最大装模高度；5.压力机的台面尺寸应大于冲模的平面尺寸，并留有固定模具的余地，台面上的漏孔应与所要进行的工艺相适合；6.压力机精度当拉深行程过大，特别是采用落料拉深复合冲压时，不能简单得将落料力与拉深力叠加取选择压力机，因为压力机的公称压力是直滑块在接近下死点时的压力，所以应该注意曲柄压力机的允许压力曲线。如果不注意压力机的压力曲线，很可能由于过早出现最大冲压力而使压力机超载破坏。同时，由于拉深的工作行程大，消耗的功就多，因此还要审核压力机的功率，且压力机滑块的行程必须为拉深行程的两倍以上。对于拉深工作，由于施力行程较大，不能按压力机的额定压力选用，为

33、了选用方便，可以近似得取为：19在深拉深时，最大拉深力 压力机公称压力；FF）（总 6.05在浅拉深时，最大拉深力 压力机公称压力。）（总 87式中 F 拉深力，在用复合模冲压时，还包括其他变形力。总取落料力和拉深力中较大的一个力，根据以上原则，初选开式双柱可顷压力机JH23-25，根据公称压力大于 125kN，滑块行程 s2 =231.5=63mm 及闭合模工 件h具高度 H=187mm，查冲压模具设计师速查手册P373 表 9-3 开式压力机主要参数表，采用 JH23-25 开式双柱可倾压力机。其主要参数如下表 5-1：表 5-1 JH23 开式双柱压力机参数 公称压力（KN） 250滑块

34、行程（mm） 75行程次数（次/分钟） 80最大闭合高度（mm） 260连杆调节长度（mm） 55工作台尺寸（mm mm）370 560模柄尺寸（mm mm） 直径 40 深度 60电动机功率（KW） 2.25.2 校核压力机的电动机功率由于拉深行程比较大，消耗功率较多，因此对拉深工作还需验算压力机的电动机功率。在此可以通过拉深功来计算电动机的功率，与电动机的额定功率比较，若，则所选压力机合适。总N额 定由第二节计算可知，拉深圆筒形件时的最大拉深力： P=75680.9（N）查实用冲压模具设计手册P204 页知拉深功 W= =c-310P平 均 3maxh式中， c系数,查实用冲压模具设计手册

35、P204 页表 4-30,取 c=0.77h拉深高度 h=29.5mm20则拉深功 W=0.77 75680.9 29.5 =1719.1J-310压力机的电动机功率按下式计算：N= 2106KWn式中，K不平衡系数 K=1.21.4，取 1.3W拉深功（焦）压力机效率 0.60.8 取为 0.71电动机效率 0.90.95 取为 0.92n 压力机每分钟的行程次数故 N= =4.730.971608.3因为 N=4.73kw2.2kw（电动机额定功率） ，亦即在拉深过程中会发生过载现象，所以认为所选压力机是不合适的。故重选功率大的压力机 JC23-63，其主要参数如下表 5-2：表 5-2

36、JC23-63 压力机参数表公称压力（KN） 630滑块行程（mm） 120行程次数（次/分钟） 50最大闭合高度（mm） 360连杆调节长度（mm） 80工作台尺寸（mm mm）480 710模柄尺寸（mm mm） 直径 50 深度 80电动机功率（KW） 5.5该压力机的电动机功率：N= =2.97kw5.5kW0.971605.321即拉深过程中不会发生过载现象。同时，滑块行程 120mm 也大于拉深行程29.5mm 的两倍以上，故认为是合适的。5 模具其他零件的结构尺寸计算（1） 落料凹模设计由于工件形状简单，料厚为 1mm，所以采用刃壁无斜度的凹模结构，其特点是刃壁磨后刃口尺寸不变，

37、但由于刃壁后端扩大，所以凹模工作部分强度较差，适用于复合模和薄料冲裁模。其结构如图 5-1 所示，采用螺钉紧固销钉定位的方法。凹模外形尺寸：凹模厚度根据经验公式 H=KB。式中 K 为系数，B 为凹模孔最大的宽度，即 B=73.查冲压模具设计与制造实训教程P50 页表 2-25 知，料厚为1mm，对应系数 K 为 0.22，所以凹模厚度 H=0.2273=16.06，根据经验和计算数值，最终取凹模厚度为 20mm。凹模壁厚 c=(12)H 这里取 c=1.5H=1.516.06=24.09mm，考虑倒拉深高度29.5mm 和卸料板的布置及安全距离，修模长度等，实际取凹模长度 H=30mm。选取

38、M6 螺钉和 的销钉，以凹模口为界，向外扩展 2 倍厚度，为螺钉、销钉的中心线，6再向外扩展 2 倍直径即是凹模周界尺寸，则推出凹模周界尺寸为 153127.16 参考国标进行校核，最终确定凹模周界尺寸为 160160 实际取凹模长度 H=30mm，壁厚 C=40mm，故其实际外形尺寸 D=160mm（查冲模设计手册）零件图如下图 5-1。图 5-1 凹模零件图（2） 模架选择由凹模外形尺寸 ，查实用冲压模具设计手册 P385 页表 10-29，根据16022闭合高度选择后侧滑动导柱导套模架，由实用冲压模具设计手册P387 页 表10-29 按其标准选择具体的结构尺寸：上模板： GB/T 28

39、58.5 160 160 45下模板： GB/T 2855.6 160 160 55导柱： GB/T 2861.1 28 180导套： GB/T 2861.1 28 110 43模具闭合高度： 最大 255mm，最小 210mm（3） 固定板固定板的作用是固定凸凹模等工作零件，形状有矩形和圆形，平面尺寸除保证固定工作零件外，还应该考虑紧固螺钉和定位螺钉的位置，厚度一般取凹模厚度的 0.50.8，根据以上原则拟选用 GB2858.5-81 圆形固定板，规格为 160 18。（5） 拉深凸模设计采用等截面凸模，以模口定位，螺钉紧固在下模座上，通气孔查表得：d=6.5mm，其长度考虑凸模进入凹模深度

40、，定位模高度，安全距离及凸模的修模量，取 H=80mm 零件图如图 5-2.23图 5-2 凸模零件图（6）卸料装置采用带导尺的推板卸料，由螺钉紧固在落料凹模上，其具体结构见图 5-3。图 5-3 推板零件图固定卸料板装置和凹模间隙一般取为（0.10.5）t，取间隙为 0.5t，固推板的直径为 74.45 （7） 挡料销条料由带导板的卸料板导入，冲首件以目测定位，冲第二个工件时，则用挡料销定位。由于挡料销离中心距离：A=进距+82/2=82.8+41=123.8mm落料凹模的直径 81.92mm所以不能把挡料销直接按再凹模上，得另外设计一个支架来固定挡料销，其结构见设计装配图。（8） 缓冲装置

41、 选用橡胶垫圈压边（9） 打杆长度打杆长度 L=模柄孔深+上模扳厚+上模板下平面以后高度+C=70+32+10+15=127mm其中：C 为考虑各种误差而加的常数，通常取 1015mm故根据 GB2867.2-81 选用 打杆1354M（10） 托杆长度打杆到达下死点时：托杆长度 L=下模座厚+托杆高于模座长度+模座下平面到气垫距离+误差=55+10+20+10+5=100mm24故根据 GB2867.3-81 选用 的托杆1052（11） 闭合高度模具的闭合高度为 mHHdbfequd 53式中， 为上模高度； 为压迫圈厚度； 为固定板厚度； 为下模座udeq db高度；35mm 是模具闭合

42、时，压边圈与固定板之间的距离。取 =（30+10+3+45+25）mm=113mm，取 =16mm， =30mm， =55mm，ud eqfdb则模具的闭合高度为H =123+16+30+35+55=244mmd400kN 压力机最大闭合高度为 255mm，最小为 210mm因 244-5 230 210+10 故所选设备是合适的6 拉深工艺辅助工序6.1 润滑拉伸过程中，毛坯与模具表面之间会产生很大的摩擦，它不仅使拉深系数和拉深力增加，而且会损伤模具和工件的表面。拉深时使用润滑剂可以减少材料与模具25之间的摩擦，降低变形阻力，冷却工作表面，并可以保护工作表面不被损伤以及提高工件的表面质量。润

43、滑剂的配方很多，生产中，应根据拉深件的材料、工件的复杂程度，温度及工艺特点等合理地选用。查实用冲压模具设计手册P212 页表 4-41 至表 4-43，考虑到拉深力较大，故选用 L-AN10 号润滑剂，主要参数如下表 6-1。表 6-1L-AN10 润滑剂成分参数6.2 热处理在拉深过程中，和其它冷塑料变形一样，金属（除铅和锡外）都会产生冷作硬化，便金属的变形抗力的强度（HB、 和 等）增加，而塑性（ 和 ）降低。sb 如果工序过程制定正确，拉深普通硬化金属时可以不进行中间退火，对于加工硬化明显的金属，在 12 次拉伸工序后即须进行退火。由于只须拉深一次，查实用冲压模具设计手册P214 页表

44、4-44 至表 4-46 知：10 钢高温退火规范为：材料名称 加热温度 t() 加热时间(min) 冷却10 钢 760780 2040 在箱内空气中冷却结论冷冲压模具设计是为模具设计与制造专业学生再学完基础理论课，技术基础深和专业课的基础上所设置的一个重要实践性教学环 ，其目的是综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行一次冲压模具设计工作的实际训练，从而培养简称号 润滑剂成分 质量分数（%）锭子油 33硫化蓖麻油 1.6鱼肝油 1.2白垩油 45苛性钠 0.1水 13L-AN10油酸 5.526和提高我们独立工作的能力，由于以前没有学过模具相关课程，通过自学的方式，我逐渐掌握了冷冲

45、压模具设计的方法和步骤，掌握冷冲压模具设计的基本技能，如计算，绘图，查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等， 通过毕业设计，使自己再其后各方面知识有所提高。圆筒件属于简单拉深件，分析其工艺性，并确定工艺方案。根据计算确定 本制件是多次拉深成的，然后相应选取各次拉深时的压力机。本设计主要是最后 一次拉深模具设计，需要计算拉深时的间隙、工作零件的圆角半径、尺寸和公差， 并且还需要确定模具的总体尺寸和模具零件的结构，然后根据上面的设计绘出模 具的总装图。由于在零件制造前进行了预测，分析了制件在生产过程中可能出现的缺陷， 采取了相应的工艺措施。因此，模具在生产零件的时候才可以减少废品的产生。 深圆筒件的

46、形状结构较为简单，但是高度太高不适合选用标准模架。要保证 零件的顺利加工和取件，必须有足够的高度，因此需要改变导柱、导套的长度，以达到要求。模具工作零件的结构也较为简单，它可以相应的简化了模具结构。 便以以后的操作、调整和维护。深圆筒模具的设计，是理论知识与实践有机的结合，更加系统地对理论知识 做了更深切贴实的阐述。也使我认识到，要想做为一名合理的模具设计人员，必须要有扎实的专业基础，并不断学习新知识新技术，树立终身学习的观念，把理论知识应用到实践中去，并坚持科学、严谨、求实的精神，大胆创新，突破新技术，为国民经济的腾飞做出应有的贡献。27致谢首先我要感谢我的老师在课程设计上给予我的指导、提供

47、给我的支持和帮助，这是我能顺利完成这次课设的主要原因，更重要的是老师帮我解决了许多经验上的难题，让我能把模具做得更加完善。在此期间，我不仅学到了许多新的知识，而且也开阔了视野，提高了自己的设计能力。 其次，我要感谢帮助过我的同学，他们也为我解决了不少我不太明白的设计上的难题。在不懂的时候总是寝室几个人一起讨论，模具设计也许在开始感到很陌生，但是慢慢的我们就熟悉了相关的知识，在各方面得到了提高，同时也感谢学院为我提供良好的做课程设计的环境。 最后再一次感谢所有在设计中曾经帮助过我的良师益友和同学！28参考文献1 姜奎华冲压工艺与模具设计北京：机械工业出版社，19982 郑家贤冲压工艺与模具设计北

48、京：机械工业出版社，19983 陈秀宁，施高义机械设计课程设计杭州：浙江大学出版社，20044 郝滨海冲压模具简明设计手册北京：化学工业出版社，20045 刘朝儒机械制图北京：高等教育出版社，20016 李庆华材料力学成都：西南交通大学出版社，20027 黄毅宏，李明辉模具制造工艺北京：机械工业出版社，20068 王存堂AutoCAD2004 模具设计北京：机械工业出版社，20059 袁定福Pro/ENGINEER Wildfire 模具设计北京：清华大学出版社，200510 太田哲.张玉良冲压模具结构图解与设计图解北京：国防工业出版社，198011 赵昌盛实用模具材料应用手册北京：机械工业出版社，2005 12 孔京杰. 冲压模具设计与制造实训教程. 北京：化学工业出版社，2009.13 高显宏. 冲压模具设计与制造. 北京:清华大学出版社,2011.14 刘朝福. 冲压模具设计师速查手册. 北京：化学工业出版社，2011.