拉伸件模具设计

分类号单位代码10642 密级公开学号
课程设计
论文题目：筒型拉伸件的设计
姓名：
学号：
专业：机械工程
班级：4班
中国•重庆
二〇一五年五月
目录
前言 (2)
一．冲压件工艺分析 (2)
1.工艺方案的分析 (3)
2.主要工艺参数计算 (3)
三．计算工序冲压力，压力中心以及初选压力机 (5)
1.落料力的计算 (5)
2.计算卸料力和顶件力 (6)
3.计算拉深力 (6)
4.计算压边力 (6)
四．磨具零件主要工作部分尺寸计算 (6)
1.落料刃口尺寸计算 (6)
2.拉深凸凹模工作尺寸计算 (7)
1.装配图 (8)
2.卸料装备的选择 (9)
3.压力机的选择 (9)
4.总结 (9)
前言
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（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。

冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。

冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。

冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。

冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。

冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。

冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。

与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。

一．冲压件工艺分析
1.材料：该冲裁件的材料是79NiMo4,具有较好的可拉深性能。

2.零件结构：该制件为圆筒形拉深件，故对毛坯计算重要。

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.工序运动：凹凸模的设计应保证各工序间动作稳定。

5.尺寸精度：零件图上已标注公差，公差为IT11级。

差公差表可得工件基本尺寸公差为：
φ16.005.32+ 16.0031+二．工艺方案及磨具结构类型
1.工艺方案的分析
该工件包括落料、拉深两个基本工序，可有以下工艺方案执行：
方案一：先落料，首次拉深，再次拉深。

采用单工序模生产。

方案二：先落料，后两次复合拉深。

采用单工序模+复合膜生产。

方案三：先落料+拉深复合，后再拉深，采用复合膜+单工序模生产。

方案一磨具结构简单，单需要三道工序三幅磨具，成本高以及效率低。

方案二只
需两幅磨具，但制造难度大，成本也大。

而方案三只需两幅磨具，工件的精度以及生产效率较高，操作方便，成本较低，从而该冲压生产采用方案三比较好。

2.主要工艺参数计算
（1）确定修边余量
h=31-1-5=25mm d=32.5-1=31.5mm 则h/d=25/31.5=0.79
查表6-5得出修边余量mm 2=∆
从而拉深高度H=H+h ∆=33mm
（2）计算毛坯直径D
由于板厚等于1mm ，则有：
66585.20528.6255.3145.20828.64222
1221≈⨯+⨯⨯+⨯⨯+=+++=r rd h d d D
（3）确定拉深次数
按毛坯相对厚度t/D=1/66%5.1%100≈⨯，从表6-8查出各次拉深系数： 65.01=m 80.02=m 84.03=m 87.04=m 90.05=m
即48.066
5.31≈==D d m 总，由于1m m 总，故该工件需要多
次拉深才能达到所需尺寸。

（4）估算拉深次数
用推算法辅以查表发进行计算： mm mm D m d 9.426665.011=⨯==
mm mm d m d 5.319.428.0122≈⨯==（调整为0.7） 可知该零件需要拉深2次即可。

（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，故首次拉深凹模圆角半径
应取大些查表6-14和根据公式6-15：
mm t r d 81881=⨯== mm r r n d d 2.7)8.0~6.0()1(2==-
mm r r d p 6.5)0.1~7.0(1== mm t d d r n n p 29.32
212=--=- 从而分别为：mm r d 81= mm r p 6.51=
mm r d 2.72= mm r p 52=
（6）计算各次拉深高度
1.264.829.4221110=⨯-=-=r d d
5.21525.3122220=⨯-=-=r d d 带入数据：
mm h 109
.4244.881.264.821.26662
221=⨯⋅-⋅⋅--=π mm h 235
.314585.21525.21662
222=⨯⋅-⋅⋅--=π mm H 9.185.04.8101=++=
mm H 5.285.05231=++=
（7）绘制工序图
三．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
查表MPa 451=τ
kN Dt F 5.1214511663.13.1≈⨯⨯⨯⨯==πτπ落料
2.计算卸料力和顶件力
查表得出04.0=x K 06.0=d K
KN F K F x 86.45.12104.0=⨯==落料卸料
KN F K F d 29.75.12106.0=⨯==落料顶件
3.计算拉深力
查表可得出MPa b 569=σ，72.01=K
KN k t d F b 2.5572.056919.4214.3111≈⨯⨯⨯⨯==σπ
4.计算压边力
查表可得出MPa q 0.3=
()[]()[]
KN q r d D F d Q 52.93829.42664242222=⨯⨯+-=+-=ππ 故总冲压工序力为：198.37KN
四．磨具零件主要工作部分尺寸计算
1.落料刃口尺寸计算
对于落料部分未标注尺寸公差按IT14级，差公差数值，落料尺寸为mm 1.0066- 查表得冲裁刃口双面间隙为 Z min =0.1mm ， Z max =0.14mm 。

因为冲裁件是圆形，所以凸、凹模的制造精度可分别按 IT6 、 IT7 级，查标准公差值表得mm p 025.0=δ，mm d 04.0=δ，可有：
mm d p 065.004.0024.0=+=+δδ
mm Z Z man 04.01.014.0min =-=-
由于min Z Z man d p -+ δδ，所以采用凸模与凹模配合加工法，由t=1.0mm ， Δ=0.1mm ，可确定磨损系数为x =0.75。

凹模刃口尺寸为：
()()04.0004.00093.651.075.066≈⨯-=∆-=+d x A A d δ
凸模刃口尺寸p d 按凹模实际尺寸配制，其双面间隙为0.1 ～ 0.14mm 。

为保证
具刃口尺寸有较长的使用寿命，即保证刃口尺寸磨损后还能冲出合格的冲件来，制造时按最小间隙 Z min =0.1mm 。

2.拉深凸凹模工作尺寸计算
对于拉深部分，工件未注尺寸公差，也按IT11级计，则拉深件尺寸为87.005.32-， 凸、凹模的制造公差可采用 IT10 级精度，查标准公差数值表，得mm b d 14.0==δδ 拉深凸模和凹模的单边间隙查表取t C 1.1=，求得凸模和凹模的工作尺寸分别为：
()
()mm D D d d 14.00035.6587.075.06675.0≈⨯-=∆-=δ ()()mm
C D D p p p 0015.6311.1287.075.066275.0δδ--≈⨯⨯-⨯-=-∆-=五．落料、拉深复合模具装配图
1.装配图
1-打杆2-挡环3-模柄4、21-销钉5、14-螺钉6-上模板7-垫板8-中垫板9-凹模10-打板11-压边圈12-凸模13-凸模固定板15-下模板16-托板18-橡胶板19-螺母20-下模座
\
说明：拉伸模具在单动拉力机上拉伸，压边圈采用平面式的，坯料用压边圈的凹模定位，凹槽深度小于0.8㎜，以便压料，压边力用弹性元件控制，模具采用倒装结构，卸料使用卸料螺钉顶出。

2.卸料装备的选择
卸料装置一般分为固定卸料装置和弹压卸料装置两种形式。

在固定卸料装置中，卸料板和导料板是做成一体或者分开两种。

分开的主要方式是从凸模上卸下条料。

适用于冲压材料较厚、冲裁力较大的模具。

悬臂式固定卸料装置哦，适用于成型后制件的冲孔模。

钩形固定卸料装置，适用于简单的弯曲和拉伸件的冲孔模。

固定卸料装置，用螺钉和小丁固定在下模板上。

固定卸料装置能承受较大的卸料力，卸料安全可靠。

笃定卸料版与凸模的双面间隙一般去0.4～2毫米之间。

刚性卸料版的厚度取决于卸料力的大小及模具的尺寸的大小，一般取5～25毫米。

3.压力机的选择
设备工作行程需要考虑工件成形和方便取件，因此，工件行程为：
5.2=
⨯
≥
=
5.2
mm
23
h
6.
s59
根据《模具设计与制造》附录选取闭式单点压力机（J31-80）。

4.总结
在自己的努力和指导老师的帮助之下，我们完成了毕业设计的任务，通过设计，我对筒形件拉伸模设计过程有了更进一步的了解。

设计不仅是对前面所学知识检验，而且也是对自己能力提高。

主要收获和体会如下：
第一.学到了产品设计的方法。

产品设计过程是创造性劳动的过程，产品的设计应按科学程序进行，一般包括课题调研、拟定设计方案，总体设计，零部件设计、技术资料整理、产品试制、改进设计等过程，一个产品须经过多次改进，才能完善和成熟。

第二．提高了综合专业的能力。

以前课程设计所接触的课程知识比较窄。

这次设计是把模具每个零件设计出来,需要比较全面的知识。

第三．提高了收集资料和查阅手册能力。

收集资料是做课业设计的前期准备工作，只有广泛收集有用的资料才能设计出较好的产。