无凸缘圆筒形工件的首次拉深模课程设计

课程设计说明书

课程名称：冲压模具设计与制造

题目名称：无凸缘圆筒形工件的首次拉深模

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20 年月日

无凸缘圆筒形工件的首次拉深模

摘要：本文简要介绍了无凸缘圆筒形零件拉深成形过程，经过对筒形零件的生产批量、零件质量要求、零件结构以及使用场合的分析,将其确定为拉深件。用倒装拉深的方法完成零件的加工，且简要分析了坯料形状、尺寸，排样、裁板方案，拉深次数，拉深工序性质、数目和顺序。进行了工艺力、压力中心、模具工作部分尺寸及公差的计算，并设计出模具。同时具体分析了模具的主要零部件（如凸凹模、卸料装置、拉深凸模、垫板、凸模固定板等）的设计，冲压设备的选用，凸凹模间隙调整和编制一个重要零件的加工工艺过程。列出了模具所需零件的详细清单，并给出了合理的装配图。

关键词：筒形件首次拉伸模倒装模

目录

设计任务 (1)

1.冲压件工艺分析 (1)

1.计算毛坯直径D (1)

2.判断拉深次数 (2)

3.模具压力中心的确定 (2)

2.确定排样裁板方案及材料利用率计算................................................. (3)

3.确定工艺方案 (3)

4.相关力的计算 (4)

1.计算压边力、拉深力 (4)

模具工作部分尺寸的计算 (4)

1.拉深模的间隙 (4)

2.拉深模的圆角半径 (4)

3.凸凹模工作部分的尺寸和公差 (6)

4.确定凸模的通气孔 (6)

模具总体的初步设计 (7)

设备的选择 (9)

关键零件的设计 (10)

1.凸模的结构设计 (11)

1.1凸模的尺寸设计 (11)

2.凹模的结构设计 (11)

2.1凹模的尺寸设计 (12)

装配图 (12)

总结 (14)

参考文献.................................................................................................................. . (15)

一、设计任务

零件名称：盖

生产批量：大批量

材料：Q235

材料厚度：1mm

（一）冲压件工艺分析

此工件为无凸缘圆筒形件，要求外形尺寸，没有厚度不变要求。此工件的形状满足拉深的工艺要求，可用拉深工序加工。

工件底部圆角半径Rt=8mm,大于拉深凸模圆角半径Rp4～6mm(首次拉深凹模圆角半径Rd=6t=6mm,而Rp=(0.6～1)Rd=4～6mm,R＞Rp),满足首次拉深对圆角半径的要求。尺寸都为IT14级，满足拉深对工件公差等级的要求。

Q235钢的拉深性能较好。经过对制件工艺性分析，工件适合拉深成形。故采用单工序拉深模在单动压力机上拉深。

总之，该工件的拉深工艺性较好，需进行如下的工序计算，来判断拉深次数。

1、计算毛坯直径D

如后图1所示。h=(12.85-0.5)mm=12.35mm,d=(69.53-1)mm=68.53mm 。工件的相对高度h/d=12.35/68.53=0.209。根据相对高度从冲压简明设计手册查得修边余量Δh=2mm 。

由参考文献［1］表4.2序号1，查得无凸缘圆筒形拉深工件的毛坯尺寸计算公式为

D=

2

20.56r -1.72rd -4dH d +

将d=68.53mm,H=h+Δh=(12.35+2)=14.35mm,r=(8+0.5)=8.5mm 代入上式，即得毛坯的直径为

D=228.50.56-68.538.51.72-14.3568.53468.53⨯⨯⨯⨯⨯+mm=89.889mm 取毛坯的直径为90mm 。 2、判断拉深次数

工件总拉深系数 m 总=d/D=68.5mm/90mm=0.7611。毛坯的相对厚度t/D=1mm/90mm=0.011

用参考文献［1］式（4.27）判断拉深时是否需要压边。因0.045 ⨯（1-0.76）=0.01025，而t/D=0.011＞0.045 ⨯（1-0.76）=0.01025,虽然如此，但仍加压边圈。

由相对厚度可以从参考文献［1］表4.8中查得首次拉深的极限拉深系数m1=0.52.

因m 总＞m1,故我所负责的范围内，工件只需一次拉深。若是需要多次拉深成形,那么对每次拉深都需要重新计算拉深直径,以满足拉深次数的要求。 3、模具压力中心的确定

由于该制件的毛坯及各工序件均为轴对称图形，而且只有一个工位，因此压力中心必定与制件的几何中心重合。

图1工作步骤简图

1-毛坯; 2-第一次拉深; 3-第二次拉深; 4-最后一次拉深;

（二）确定排样裁板方案及材料利用率计算

1、排样方式的确定

由于毛坯直径比较大，采用有废料排样；考虑操作方便，排样采用单排。

2、搭边值的确定

由参考文献［2］表19.1-18可得：条料沿边a=1.5,工件间a1=1.5；条料进距h=D+ a1=90+1.5=91.5；条料宽度b=D+2a=90+3=93。

3、材料利用率

由参考文献［2］，板料规格选用热轧钢板1.0mm×750mm×1500mm。

若横裁，则

裁板的条数 n1 =A/b=1500/93=16(条)，余12mm

每条零件个数 n 2 =(B-a1)/h=(950-1.5)/91.5=10（个），余33.5mm

零件总个数n总= n1× n2 =16×10=160（个）

材料利用率η=（n总πD2）/(4×A×B)×100%=(160×3.14×90)/(4×750×1500)=90.432%

若用纵裁，则

n1 =B/b=950/93=10(条)，余20mm

n 2 =(A-a1)/h=(1500-1.5)/91.5=16（个），余34.5mm n总=160个，所以横裁、纵裁的零件总数一样，横、纵裁皆可。材料利用率为90.432%。排样如图所示。

图2排样图