1、1课 程 设 计（论 文） 题 目 ： 深 筒 拉 深 件 的 拉 深 课 程： 冲 压 工 艺 与 模 具 设 计 院 （部）： 专 业： 模 具 一 体 化（模 具 方 向） 班 级： 学生姓名： 学 号： 设计期限： 2011-09-082011-09-26 指导老师： 目 录2一冲压件工艺分析-3二工艺方案及模具结构类型1工艺方案分析-32主要参数计算-4三确定排样图和裁板方案1裁板方案-52排样设计-5四. 计算工序冲压力、压力中心以及初选压力机1. 落料力的计算-62 卸料力 和顶件力 的计算-61QF3Q3 压边力的计算-74 拉深力的计算-75、压力中心的计算-76 压力机的选
2、择-8五工件零件刃口尺寸的计算-9六工件零件结构尺寸和公差的确定1 整体落料凹模板的厚度 H 的确定：-102 凹模板长度 L 的计算-103 其他零件结构尺寸-117、模具总装配图8、八、校核冲压设备基本参数九.参考文献-12十、致谢-12结论-133一、冲压件工艺分析1、材料：该冲裁件的材料是 08AL-ZF，具有很好的可拉深性能。2、零件结构：该制件为圆桶形拉深件，故对毛坯的计算要。3、单边间隙、拉深凸凹模及拉深高度的确定应符合制件要求。4、凹凸模的设计应保证各工序间动作稳定。5、 尺寸精度：该制件的精度为 IT12 级。二、工艺方案及模具结构类型1、工艺方案分析该工件包括落料、拉深两个
3、基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，首次拉深一，再次拉深。采用单工序模生产。方案二：落料+拉深复合，后拉深二。采用复合模+单工序模生产。方案三：先落料，后二次复合拉深。采用单工序模+复合模生产。方案四：落料+拉深+ 再次拉深。采用复合模生产。方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需二副模具，工件的精度及生产效率都较高，工件精度也能满足要求，操作方便，成本较低。方案三也只需要二副模具，制造难度大，成本也大。方案四只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求，但模具成本造价高。通过对上述四种方案的分析比较，该件的冲压生
4、产采用方案二为佳。2、主要工艺参数的计算(1)确定修边余量计算冲压件的相对高度：H/d=73.05 / 74.5=0.98 0.5,要加切边余量 查表 5-5 无凸缘零件切边余量h = 3.8mm (2)计算毛坯直径 D由于板厚大于 1mm，故不可直接用工件图所示尺寸计算，用中线尺寸计算。D= 2257.0.14RdHd= mm256.03375. mm64(3)计算拉深系数： =d/D=74.5/165 0.45cm按毛坯相对厚度 t/D=1.5/164.5 和工件相对高度 H/d=73.8/50=1.3609.由上可得：t/D (0.090.17)(1m)所以拉深时要加压边圈。(4)确定拉
5、深次数和计算各次拉深直径查表圆筒形件带压边圈的极限拉深系数得 =0.54,计算得 =0.45 所以1cmc1cm不可一次拉深成形。由于该工件需要多次拉深，查得，首次圆筒形件带压边圈的极限拉深系数得，拉深系数 m 和二次拉深系数 m 以及以后各次拉深系数 、 ：12 34m =0.54 m =0.77 =0.80 =0.8234m初步计算各次拉深直径为：d = m D=0.54 165=70.2mm1d =m D= =127.05mm21657.0可知该件要二次拉深才能拉深成形。调整拉深系数得：59.0,811md7622(5)选取凸凹模的圆角半径考虑到实际采用的拉深系数均接近其极限值,故首次拉
6、深凹模圆角半径 r 应取1d大些,根据首次拉深凹模圆角半径 r 表 4.6.1 知：1dr =6 mm1d由首次凸模的圆角半径式即：1.0）7.0(pddr计算各次拉深凹模与凸模的圆角半径，分别为：r =6 mm r =5 mm 1d1pr =3 mm r =2 mm225(6)计算各次工序件的高度根据冲压工艺与模具设计中式（4.2.8）计算各次拉深高度如下：h =1 121024/)8(drdD= 984/)5.35.64247.25mm各次半成品的总高度为：= =47.25+5+0.75=53mm1H2trh7)画出半成品件简图半成品简图如下图所示：三、确定排样图和裁板方案制件的毛坯为简单
7、的圆形件，而且尺寸比较小，考虑到操作方便，宜采用单排。于 t=1.5mm,1、排样设计查冲压工艺与模具设计中表，确定搭边值两工件间的横搭边 a =2mm；两工件间的纵搭边 a=1.0mm；1步距 S=166mm； 条料宽度 B=169 mm；5.06四、计算工序冲压力、压力中心以及初选压力机1、落料力的计算F =KLt落 料式中 L冲裁轮廓的总长度；t板料厚度；-板料的抗剪强度当材料查不到抗剪强度时 ， 就取抗拉强度,而 K 就取 1。查冲压工艺与模具设计附表可知：查得 08AL-ZF 的 为 260330MPa； b取 =300MPa 。故：F =1 =232.4KN落 料 305.164.
8、32、卸料力 和第一次拉深的顶件力 计算1QQF=K F =K F落 料 3落 料式中 K 为卸料力系数，K 为顶件力系数1查冲压工艺与模具设计中表知：K =0.058；K =0.0513故： =K F1Q落 料=0.058 232.4=11.6KN=K F3Q落 料=0.05 232.47=11.6KN3、 压边力的计算采用压边的目的是为力防止变形区板料在拉深过程中的起皱，拉深时压扁力必须适当，压边力过大会引起拉伸力的增加，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 t/D 1000故查表知，第一次拉深需要采用压边
9、装置。压边力:=QFqA式中 A 为初始有效面积； 为单位压边力（MPa）查表可知： =1.2MPaq=1QFq= qFrdD2124= .985.6=15.8KN4、拉深力的计算首次拉深时拉深力 =1F1Ktdb二次拉深时拉深力 =22式中： 为首次拉深与二次拉深时工件的直径；21,d为材料抗拉强度（MPa） ；查得 08AL-ZF 的 为 260330MPa；取中b b间值为 300MPa为修正系数。21,K查表可知： =0.60; =0.702首次拉深力： =1F1tdb= 60.35.984.3883 KN二次拉深力： =2F2Ktdb= 70.35.1764.361 KN故总拉深力：
10、 = +拉 深F12=83+61=144KN 由于制件属于深拉深，故确定压力机的公称压力应满足：拉 深F)6.05(故： =72KN压凹力： = 30%=30KN压 凹F拉 深 综上所述：= + + + + + =445.4KN总 冲 压 力 落 料 1Q拉 深F压 凹 3Q5 压力中心的计算图 4由于是圆形工件，如图 4 所示，所以工件的压力中心应为圆心96、压力机的选择由于该制件数是中型制件，且精度要求不高，因此选用开始可倾压力机，它具有工作台面三面敞开，操作方便，成本有点低廉的。根据总压力选择压力机，前面已经算得压力机的公称压力为 445.4KN，查冲压工艺与模具设计表提供的压力机公称压
11、力中可选取压力机的型号为：JB23-63五、工件零件刃口尺寸的计算刃口尺寸按凹模实际尺寸配作，用配作法，因此凸模基本尺寸与凹模尺寸相同，保证单边间隙 (mm)2/minZ查冲压工艺与模具设计中表可知： 14.0maxZindxDd0)(式中 x 为补偿刃口磨损量系数。查冲压工艺与模具设计中的表可知：x=0.75取落料的尺寸公差 IT12，公差为 =0.43mm所以落料凹模的尺寸为：dxDd0)(= 12.564落料凸模的尺寸为： 0min)(pZbP= 08.21第一次拉深凸模和凹模尺寸.取公差等级为 IT12=0.36mm.= mmdDd0)75.(035.79= mm (凸模和凹模按 IT
12、6 和 IT7，Z=2.2t)pZp02.4第二次拉深凸模和凹模尺寸.取公差等级为 IT12=0.30mm.= mm dd0)75.( 03.7510= mm0)(pZDdp019.724、第二次反拉深凸模和凹模尺寸。零件图上所有未注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按 IT14 级确定工件尺寸的公差。 IT14=0.56= mmdd0)75.(025.83= mmpZDp016.6、工件零件结构尺寸和公差的确定第一次拉深：1、落料凹模板的厚度 H 的确定：H=Kb=0.16 164.5 26 mm (其中系数 K 查表得 0.16，b 为凹模孔的最大宽度） ；凹模壁厚 c=(1.52)H,c 取
13、40mm；凹模落料凸模长度L=b+2c=244.5mm故确定凹模板外形尺寸为：250mm 50mm。2、凸凹模（落料凸模和拉深凹模）: H=Kb=0.25 98=24.5mm (查得 K 取 0.25）查表凸凹模的最小壁厚为3.8mm, 落料凸模尺寸为 164.52mm.拉深凹模尺寸为 97.73mm,凸凹模的壁厚为 66.79mm.所以满足要求。落料凸模长度： L=51.5+15-1=65.5mm3、拉深凸模长度：L=51.5+15+18+15=99.5mm选冲模标准模架和标准零件：依据凸、凹模周界尺寸，初定设备额定参数，选用滑动导向中间导柱模架，标记为模架 250mm 220mm,GB/T
14、 18025m2851.11990。11a 上模座 数量 1 规格：25012540b 下模座 数量 1 规格：25012545c 导柱 数量 1 规格：28170 d 导套 数量 1 规格：2810038联接螺钉选用：螺钉 GB701985 M8 内六角圆柱头螺钉，螺钉的长度依据联接件厚度而定。依据卸料力、推料力、压边力，以及模具预留给弹簧自由高度尺寸，选用标准 GB/T13591993 系列的标准弹簧。第二次拉深：1、拉深凹模： H=Kb=0.25 76=19mm (查得 K 取 0.25）,凹模壁厚c=(1.52)H,c 取 35.5mm；拉深凹模长度 L=b+2c=147mm2、拉深凸
15、模长度：L=76+50=136mm3、顶压凸模长度： L=2mm 宽度为 27.2mm4、顶压凸模长度： L=2mm 宽度为 30.08mm 选冲模标准模架和标准零件：依据凸、凹模周界尺寸，初定设备额定参数，选用滑动导向中间导柱模架，标记为模架 400mm 280mm,GB/T 2450m2851.11990。 （图同上一样）a 上模座 数量 1 规格：40025050b 下模座 数量 1 规格：40025060c 导柱 数量 1 规格：40260 d 导套 数量 1 规格：4014053联接螺钉选用：螺钉 GB701985 M8 内六角圆柱头螺钉，螺钉的长度依据12联接件厚度而定。依据卸料力
16、、推料力、压边力，以及模具预留给弹簧自由高度尺寸，选用标准 GB/T13591993 系列的标准弹簧。 七、模具总装配图1、第一次落料+拉深复合的的尺寸一上面已经计算出来，模具总装略。第二次拉深模见 图纸。0A2、绘制非标准件零件图 依据上面设计结果，绘制模具非标准件零件图，可指导模具零件的加工。模具非标准件零件图见 图纸。4A八、校核冲压设备基本参数1 模具闭合高度校核=（50+60+147+136+20-18）mm=385mm, 18垫凸凹下上闭 HHJB23-63 开式压力机的闭合高度为 400mm，可调量为 55mm,模具安装时可用垫块调整配制。2、总裁所需总压力校核。前面计算出 =4
17、45.4KN,冲压机的公称压力为总p630KN, ,满足生产要求。总p公P九.参考文献1 、魏春雷，徐彗明。 冲压工艺与模具设计 北京理工大学出版社 ,2、涂序斌 模具制造技术，北京理工大学出版社， （第二版）3、邓德清，胡绍平 机械设计基础课程指导书，4、魏春雷，朱三武，章南编. 模具专业毕业设计手册. 天津大学出版社,5、冯炳尧、韩泰荣、蒋文森编. 模具设计与制造简明手册(第二版). 上海科学技术出版社, 1998 6 、.魏斯亮 李时骏 互换性与技术测量， 北京理工大学出班社 20013十、致谢 在即将走上工作岗位的时候，有这样一次设计、有这样的一个总结，很高兴，很兴奋，也很感激。虽然它
18、还不是很成熟，但已散发着淡淡的香气。感谢默默付出的老师们！关心支持我的同学、朋友们！课程设计的完成，我要感谢我的指导老师们的大力支持。是他们的耐心指正和教导才使我的课程设计逐渐趋于完善。更重要的是他们给了我自己解决问题的方法,鼓励我提出针对性的有用的问题,从细微之处一点一滴的指导我们。通过这次实践，我更进一步熟悉模具的设计，锻炼了工程设计实践能力，培养自己独立设计能力。即将走向工作岗位，在今后的工作中，我将继续加强理论的学习，再接再厉，将所学的知识付诸实践，总结经验，不断进步！在此感谢等老师在设计过程给我的帮助和鼓励，谢谢！14结论通过这次课程设计使我熟悉了冲压模具的整个过程，并且了解了在做冲
19、压模具之前首先要对产品的结构形态，模具的结构形态。也就是要对产品的工艺性进行合理的分析，从而才能采取更合适模具，节约成本的同时还能保证加工零件的精度要求。其次，考虑好产品的批量以及精度要求以及材料的造价。最后完成产品的模具设计、模具的装配图、零件图。本次课程设计的成功完成使我个人的所有专业中学术上的一次难忘的历程，因为通过我本人的长时间的思考、设计以及老师多次细心的指导使我知道一套合格的冲压模具设计的完成以及一套合格的图纸的完成都需要付出多少次的心血和汗水，通过它可以说明一个人最基本的学习工作态度，我认为要立志成为一个模具行业的佼佼者首先要从每一个细节做起，做事要有坚忍不拔的毅力，有耐心、谦虚、谨慎这样才能成为一名出色的模具工程师。
