直壁圆桶形件落料拉深模设计

模具课程设计
机械与自动化工程系数控加工专业班级10级数加3班
学号XX
姓名XX
1．零件的工艺性分析
如图，该产品是不带凸缘的直壁圆桶形件，
厚度为0.3；零件的形状简单、对称，底
部最大圆角半径为3.1,最小圆角半径为2.8，
满足拉深工艺对形状和尺寸的要求，适合
于拉深成行；
2．工艺方案确定
（1）确定修边余量
由h/d=（19.3-0.15）/28.6=0.67，查表4.1得Δh=1.2mm
（2）毛胚直径计算由式（4。

1）得
D=[d0²＋４d（h+Δh）＋２πrd+8r²]½
=[ (28.2×2.95)²+4×28.3×(19.3-0.3-2.95+1.2)+2π×3.1×(28-0.6)+8×
3.1²]½=54mm
（3）拉深次数确定
1）判断是否需要压边圈。

由毛胚相对厚度t/D×100=（0.3/54）×100=0.556。

查表4.6知需要采
用压边圈。

2）确定拉深次数。

由t/D×100=0.556。

查表4.4得极限拉深系数[m1]=0.58，[m2]=0.79
则各拉深直件直径为:D1=[m1]=0.58×54=31.32mm
D2=[m2]=0.79×31.32=24.74mm
则两次拉深即可完成
(4)方案确定。

该拉深件需要落料、二次拉深、一次冲孔、一次切边才能最终成行。

因此成行该零件的方案有以下几种：
方案一：单工序生产，即落料－拉深－拉深－冲孔－切边
方案二：首次复合，即落料拉深复合－拉深－冲孔－切边
方案三：级进拉深
方案一模具结构简单，但首次拉深时毛胚定位比较困难；方案三模具的结构比较
复杂；因此方案二比较合适。

３．工艺计算
(1)各次拉深半成品尺寸的确定
１）半成品直径。

将上述极限拉深系数作调整，现分别如下：
ｍ１=0.63 d1=m1D=0.62×54=34.02mm
ｍ2=0.84 d2=ｍ2D=0.84×34.02=28.6mm
2)半成品底部圆角半径 r1=5.5mm r2=3.5mm
3)半成品高度H，由式（4.3）计算得
H1=0.25(D2/d1-d1)+0.43r1/d1(d1+0.32r1)
=[0.25×(54²/34.02-34.7)+0.43×5.5/34.7×(34.7+0.32×5.5)]
=15.24mm
H2=19.9mm
(2)冲压工艺力计算及初选设备拉深力由式(4.8)计算,查表4.8得K2=0.75
查表1.3取бb=320Mpa则
F压=π(d²1-d²2)P/4
=π×(34.02²-28.6²)×1.2/4N
=3.2KN
选用单动压力机,设备吨位:
F设≥F1+F压=21.34+3.2=24.54KN
4.模具工作部分尺寸的设计
落料凸凹模刃口尺寸计算
查表2.11,-б=-0.004mm,+б=+0.006mm. 磨损系数X=0.5
凹模刃口尺寸
Dd=(D-Z min) +0б=(54－０.5×0.31) +00.006mm=53.85+0.0006mm
凸模刃口尺寸寸
D=(D d-Z min)0-αP=(53.85-0.01) 0-0.004=53.840-0.004mm
拉深
(1)模具单边间隙C的确定
查表4.13得第二拉深凸凹模之间的单边间隙为 C2=t=1mm
(2)凸凹模圆角半径的确定
1)凹模圆角半径r d2的确定查表4.12得r d1=8t=2.4mm
则r d(n-1)=(0.6-0.8)r d n可得r d2=1.92mm
2)凸模圆角半径r p2的确定
由于工件圆角半径大于料厚,因此最后一次拉深用的凸模圆角半径应该与工件圆
角半径一致,即r p2=2.95mm
(3)凸凹模刃口尺寸即尺寸公差的确定
零件的尺寸及精度是由最后一道拉深模保证的,因此最后一道拉深用模具的刃口尺寸与公差应由工件决定.由于零件对外形有尺寸要求,因此以凸模为基准,间隙取在凹模上,即:
D p2=(d min+0.4×Δ)0－Б=（28+0.4×0.74）－００．００２mm=28.296－００．００２mm
D d2=(d p2+2C)＋Б０=(28.296+2)＋００．０３mm=30.296＋００．０３mm
式中бp、бd分别是凸凹模的制造公差,由表4.14查得Δ是工件的公差、工件未注公差可以按IT14级取为0.74mm
凸模通气孔尺寸确定由表4.15查得.通气孔尺寸为5mm
落料拉深复合模尺寸计算
1）拉深凸凹模的尺寸计算
1 模具单边间隙的确定查表4.13得c1=1.1t=0.33mm
2 凸凹模圆角半径的确定
凹模圆角半径查表4.12得rd1=2.4mm
凸模圆角半径rp1=2.4mm
2凸凹模刃口的尺寸及尺寸公差的计算(注:未注公差可按IT14计算)
dp1=（dmin+0.4×△）=33.296 mm
dd1=（dp1+2c）=33.956 mm
3凸模通气孔尺寸的确定
查表4.15得5mm
2)落料凸凹模的尺寸及尺寸公差的计算
根据刃口尺寸计算的露体原则查表2.11 得δp=-0.005 δd=+0.008
凹模刃口尺寸Dd=(D-x△) =(55-0.5×0.72) mm=54.64 mm
凸模刃口尺寸Dp=(Dd-Zmin) =(54.64-0.01) mm=54.63 mm
校核|δp|+|δd|=0.005+0.008=0.013 Zmax-Zmin=0.03-0.01=0.02 满足|δp|+|
δd|≤Zmax-Zmin 满足要求
冲孔凸凹模刃口尺寸计算
查2.11,-б=-0.004mm,+б=+0.006mm,磨损系数X=0.5
凸模刃口尺寸
D=(d+Δ) 0-αP =21+0.5×0.3) 0-0.004mm=21.150-0.004mm 凹模刃口尺寸
Dd=(d p+Z min0б=(21.15+0.01) +00.006mm=21.16+00.006mm
模具主要零件设计
（1）凸模材料选用Cr12MOV,热处理至56-60HRC
（2）凹模材料选用Cr12MOV,热处理至58-62 HRC
（3）压边圈材料选用45钢,热处理至43-48HRC
（4）垫板材料选用45钢,热处理至43-48 HRC
（5）凸模固定板材料选用45钢.。