盒形件拉深设计

华中科技大学材料学院

盒形件加工工艺及模具设计

班级：XXXXXXX

学生姓名：X X X

学号：XXXXXXX

时间：2015年1月

1、零件工艺性分析 (1)

2、工艺方案的确定 (1)

3、工艺计算 (3)

3.1拉深部分工艺计算 (3)

3.2落料时冲裁工艺计算 (8)

4、冲压设备的选用 (12)

5、落料拉深模主要零部件计算 (13)

5.1落料凹模设计计算 (13)

5.2拉深凸模设计计算 (14)

5.3固定板设计计算 (15)

5.4卸料结构计算 (16)

5.5压边圈设计计算 (17)

5.6凸凹模设计计算 (18)

5.7其它零件设计和选用 (18)

5.8模具闭合高度计算 (23)

6、模具总装图的绘制 (24)

7、结束语 (24)

8、参考文献 (25)

1、零件工艺性分析

1.1零件结构图示

图1.1：加工零件图

1.2零件结构分析

工件为矩形盒形件，零件形状简单，要求为外形尺寸；尺寸为长、宽、高分别为45mm ，27mm ，20mm ；料后t=0.4mm ，没有厚度方向上不变的要求；底部圆角半径p r =3mm ，矩形四个角处圆角半径为r =4mm ，满足拉深工艺对形状和圆角半径的要求。 1.3材料性能分析

零件所用材料为H68M ，拉伸性能好，易于成形。 1.4精度等级分析

公等级定为IT14级。满足普通冲压工艺对精度等级的要求。

2、工艺方案的确定

由上分析，该零件为矩形盒形件，可采用拉深成形。为确定拉深工艺方案，先计算拉深次数及相关工艺尺寸。 2.1修边余量 工件相对高度

0h 20

==5r 4

，则依据下表可知修边余量 0h=~h =0.0420=0.8mm ∆⨯（0.030.05）。

工件相对高度△h 2.5~6 7~17 18~44 45~100

工件修边余量h0 （0.03~0.05）h0

（0.03~0.05）h0 （0.03~0.05）h0 （0.03~0.05）

h0

表2.1：无凸缘盒形件的修边余量表 2.2相关工艺尺寸计算

毛坯相对厚度t 0.4

100100 1.48b 27

⨯=⨯=； 矩形盒形件相对半径r 4

==0.148b 27

； 矩形盒形件拉深响度高度0h +h h 20+0.8

===0.77b b 27

∆；

2.3判断拉深次数

根据相关工艺尺寸计算结果，由下图可知，应选择一次拉深成形即可。

图2.1：盒形件不同拉深情况分区图

方案一：，落料，拉深成形； 方案二：落料拉深复合成形； 方案三：落料拉深级进模成形；

方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率也很高，但与方案二比生产的零件精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。故选用方案二。

3、工艺计算

落料拉深复合工艺参数计算可分别计算拉深工艺参数和落料冲裁工艺参数。

3.1拉深部分工艺计算

3.1.1毛坯尺寸计算

r 4==0.645b h 27-20.8

- 根据图2.1判断该盒形件拉深为一次拉深的C ∏区，该区域的是角部具有大圆角半径的较高盒形件，特点是；有大量的材料从圆角出转移到侧壁上去，因而会大大增补侧壁的高度。毛坯尺寸是根据盒形件表面积和毛坯表面积相等的原则求出，毛坯形状为长圆形如右图所示。尺寸计算过程如下所示：

其中矩形长边b1=45mm ，短边b=27mm ，拉深高度h=20.8mm ，

矩形圆角r=4mm ，拉深圆角p r =3mm 。 长圆形毛坯的圆弧半径b R 为：

()()()2

p p p p b 1.13b 4b h-0.43r -1.72r h+0.5r -4r 0.11r -0.18r =22

D R +=， 代入数据得：

()()()

2b 1.132742720.8-0.433-1.72420.8+0.54-430.113-0.183=2

58.54

=

=29.27mm 2

R +⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯

长圆形毛坯长度L 为：

b 12+b -b=229.27+45-27=76.54mm L R =⨯ 长圆形毛坯的宽度K 为： ()()()

11b-2r +b+2h-0.43r b -b b -2r

D K ⎡⎤⎣⎦=

，

图3.1：盒形件毛坯尺寸图示

带入数据得： ()()()

58.5427-24+27+220.8-0.43445-27=61.76mm 45-24

K ⨯⨯⨯⎡⎤⎣⎦=

⨯

依照以上计算尺寸绘出毛坯形状如下所示：

图3.2：盒形件拉深毛坯

3.1.2盒形件拉深变形程度校核 (1)拉深系数校核

对于该盒形件，圆角处变形最大，直边部分较小，故需要校核圆角处假想拉深系数。 拉深系数

()

2y p p r m=

r +2rh-0.86r r+0.16r R

其中y R 为圆角处家乡半径。代入数据计算得： ()

2

4+2420.8-0.8634+0.163⨯⨯⨯⨯

极限拉深系数m1如下表所示，由于H68M 塑性较好，所以m1值适当减小，与下表中综合取m1=0.31，则m0>m1,故能一次拉深成形。

r/b 毛坯相对厚度（t/K ） 0.3~0.6 0.6~1.0 1.0~1.5 1.5~2.0 0.025 0.31 0.30 0.29 0.28 0.05 0.32 0.31 0.30 0.29 0.10 0.33 0.32 0.31 0.30 0.15

0.34

0.34

0.33

0.32