冷冲压拉伸模课程设计

课程设计说明书课程名称：冷冲压模具设计与制造题目名称：端盖拉伸模具设计班级：级专业班姓名：学号：指导教师：评定成绩：教师评语：指导老师签名：20 年月日目录前言 (4)一任务书 (5)二零件尺寸的计算与确定 (6)2.1毛坯尺寸的计算 (6)2.2第一次拉伸尺寸的计算 (7)2.3拉伸件工艺分析 (8)2.4确定拉伸次数 (8)2.5确定工艺方案 (9)三确定模具的总体结构方案 (9)3.1模具类型 (9)3.2操作与定位方式 (9)3.3卸料与出件方式 (9)3.4模具类型 (10)四进行必要的计算 (10)4.1计算拉伸力 (10)4.2模具工作部分尺寸计算 (10)五模具设计 (11)5.1凹模外形设计 (12)5.2凸模设计 (12)5.3固定零件 (14)5.4紧固零件 (15)六心得体会 (15)七参考文献 (17)前言冲压式是板料经分离或成行而得到制件的加工方法。

冲压利用冲压模具对板料进行加工。

常温下进行的板料冲压加工称为冷冲压。

本设计是对给定的产品图进行冲压模具设计。

冲压工艺的选择是经查阅相关资料和和对产品形状仔细分析的基础上进行的；冲压模具的选择是在综合考虑了经济性、零件的冲压工艺性以及复杂程度等诸多因素的基础上进行的；产品毛坯展开尺寸的计算是在方便建设又不影响模具成型的前提下简化为所熟悉的模型进行的。

随着经济的发展，冲压技术应用范围越来越广泛，在国民经济各部门中，几乎都有冲压加工生产，它不仅与整个机械行业密切相关，而且与人们的生活紧密相连。

冲压工艺与冲压设备正在不断地发展，特别是精密冲压。

高速冲压、多工位自动冲压以及液压成形、超塑性冲压等各种冲压工艺的迅速发展，把冲压的技术水平提高到了一个新高度。

新型模具材料的采用和钢结合金、硬质合金模具的推广，模具各种表面处理技术的发展，冲压设备和模具结构的改善及精度的提高，显著地延长了模具的寿命和扩大了冲压加工的工艺范围。

由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状工件等一系列优点，在机械、汽车、轻工、国防、电机电器、家用电器，以及日常生活用品等行业应用非常广泛，占有十分重要的地位。

随着工业产品的不断发展和生产技术水平的不断提高，冲压模具作为个部门的重要基础工艺装备将起到越来越大的作用。

可以说，模具技术水平已成为衡量一个国家制造业水平的重要指标。

目前国内模具技术人员短缺，要解决这样的问题，关键在于职业培训。

我们做为踏入社会的当代学生，就应该掌握扎实的专业基础，现在学好理论基础。

毕业设计是专业课程的理论学习和实践之后的最后一个教学环节。

希望能通过这次设计，能掌握模具设计的基本方法和基本理论。

冲模的结构类型也很多。

通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。

但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分。

其中上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。

工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。

上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。

此设计针对所给的零件进行了一套冷冲压模具的设计，其中设计内容为分析零件的冲裁工艺性（材料、工件结构形状、尺寸精度），拟定零件的冲压工艺方案及模具结构，排样，裁板，计算冲压工序压力，选用压力机及确定压力中心，计算凸凹模刃口尺寸，主要零、部件的结构设计和加工工艺编制，压力机的校核。

1、任务书如下图所示零件名称：盖生产批量：大批量材料：Q235材料厚度：1mm设计该零件的第二次拉伸模2 零件尺寸的计算与确定2.1毛坯尺寸的计算利用等面积法计算毛坯面积 A =A1+A2+A3+A4+A5+A6（1）如上图所示，h=（14-3-2.5-.5）mm=8mm ， d=（69-1）mm = 68 mm因此 大圆柱面积1A =πdh=π×68 × 8 = 544π 2mm（2）由于r=2.5mm ，d=69-1-2r=63mm ，d 1=43mm 因此圆环面积2A =)(4212d d -π=530π2mm （3）由于d 0=40mm ，d=43+2×1=45mm ，h=3+1=4mm 因此 圆锥台面积20203)2h l )2(d d d d l A -+=+=（式中π 即3A =200.6π2mm（4）由于r=2.5mm ，d=69-1-2r=63 mm 因此41球环面积4A =)4(2r d r +ππ=1.25π（63π+10）2mm （5）由于d=40 mm 因此 圆面积425d A π==400π2mm（6）根据教材表4.5，查得修边余量为δ=0.7 mm 因此A 6=πd δ=47.6π2mmA=πD ×D/4=A1+A2+A3+A4+A5+A 6即D=89.04 取D=89故落料毛坯直径D =89 mm2.2第一次拉伸尺寸的计算由等面积法A=A1+A2+A3其中 d 0=40mm ，d=43+2×1=45mm ，h=3+1=4mm 因此 圆锥台面积20203)2h l )2(d d d d l A -+=+=（式中π 即A3=200.6π2mm由于d0=40 mm 因此圆面积A2=400π2mm因为d1=43mm 设第一次拉伸后工件的直径为d故圆环的面积A1=)(4212d d -π得d=85.8取整d=86 求的第一次拉伸后的直径d=86mm在此基础上进行第二次拉伸2.3冲压件的工艺性分析2.3.1精度由于该工件的尺寸精度为注明，属于未注尺寸公差，因此根据教材表7.19，取其尺寸精度为IT13级；由其直径尺寸为D=86，根据教材表7.14，其尺寸公差值为△=0.54mm。

由于其尺寸精度不高，因此用一般精度的拉伸模具即可满足该工件的精度要求。

2.3.2材料根据教材表7.1可知，Q235属于普通碳素钢，抗剪强度τ=304～373MPa，抗拉强度为432～461 MPa,屈服点为235 MPa，断后伸长率21～25％,由此可知此材料具有良好的塑性和较高的弹性,其拉伸加工性能好。

2.3.3结构与形状该零件为一圆盘，结构简单,形状对称，因此适合拉伸。

从零件的形状、材料、尺寸精度以及生产批量来看，符合拉伸工艺要求。

2.4 确定拉深次数总拉深系数为：m = d/D = 70/86=0.883由毛坯相对厚度t/D=1/86=0.011用式（4.27）判断拉伸是够需要压边。

因0.045（1-m）=0.045*（1-0.833）=0.00751而 t/D=0.011＞0.045（1-0.833）=0.00751，故不需要压边。

查《冲压工艺及模具设计》P158表2.4.7得第一次拉深系数m1=0.84～0.65故m＞m1，可以一次拉成。

2.5 确定工艺方案本工件首先需要落料，制成直径D=89的圆片，然后以D=89的原版料为毛坯进行第一次拉伸，再进行第一次拉伸，拉伸称为外径为69mm、内圆角为8mm的无凸缘的圆筒，最后按h=14mm进行修边。

3 确定模具总体结构方案3.1 模具类型根据零件的拉伸工艺方案，采用拉伸模，结构简单，便于操作。

3.2 操作与定位方式虽然零件的生产批量较大，但合理安排生产，可用手工送料方式能够达到批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式。

考虑到零件尺寸大小，材料厚度，为了便于操作和保证零件的精度，采用凹模凹槽定位3.3卸料与出件方式采用弹性卸料的方式卸料，弹性卸料装配依靠弹簧的弹力来卸料，，可以保证冲裁件表面的平面度。

3.4模架类型考虑到送料与操作的方便性，模架采用后侧式导柱的模架，用导柱导套导向。

4 进行必要的计算4.1计算拉伸力查表4.17计算拉伸力F=K1πd1tσbt/D=0.011 m=0.883，由表4.18中查的K1=0.3 Q235钢的强度极限σb=432～461 MPa取σb=440MPa将K1=0.3，d=68mm，t=1mm,σb=440MPa代入上式，即F=0.3*π*68*1*440=28184N按式（4.31），压力机的公称压力为F压≥1.4F=1.4*28184=39457.6故压力机的公称压力要大于40KN根据表7.10选取型号为J23-6.3号压力机其公称压力为63KN 满足额定要求。

4.2 模具工作部分尺寸的计算4.2.1 拉伸模的间隙表4.28查的拉伸模的单边间隙为Z/2=1.1t=1.1mm则拉伸模的间隙Z=2*1.1=2.2mm4.2.2 拉伸模的圆角半径。

凹模的圆角半径R d按表4.31选取由于t/D=0.011 故毛坯的相对厚度t/D*100=1.1 介于1.0~2.0之间所以凹模的圆角半径为（4~6）t 选取Rd=4t=4mm 凸模的圆角半径Rp等于工件的内圆角半径Rp=r=2mm。

4.2.3 凸凹模工作部分的尺寸和公差。

设计以凸模为设计基准。

凸模尺寸见表4.29D p=(d min+0.4△)将模具公差按照IT13级选取把d min=67mm ，△=0.46查表4.30得拉深模凹、凸模的制造公差分别为δd= 0.08，δp= 0.050凸、凹模刃口尺寸的计算如下：D p=（d + 0.4△）-δp=（67+0.4*0.46）-0.05=67.148-0.05 mmD d=(d + 0.4△+ Z)+Δd=（67 + 0.4×0.46 + 2×1.1）+0.08= 69.384+0.08 mm4.2.4确定凸模的通气孔由表4.32查的，凸模的通气孔的直径为6.5mm拉深凸模圆角半径R d= 2mm ；拉深凹模圆角半径R p= 4mm 。

5 模具的总体设计拉伸模具在单动压力机上拉伸，压边采用平面式的，坯料用凹槽定位，凹槽深度为1mm ，模具采用正装结构，出件时采用卸料板顶出。

5.1凹模外形的设计凹模的结构形式和固定方法：凹模采用圆形板状喇叭形直通式结构和通过用螺钉、销钉固定在下模座上。

根据教材式2.43可知，凹模厚度H与冲裁力F之间的关系为：H×H×H=0.1F其中式中：H为凹模厚度，mm；F为冲裁力，N.代入数据可求得H=15.8mm，取H=20mm 而凹模壁厚C=2H,因此C=40mm因此凹模的轮廓的直径为150mm 厚度为20mm凹模材料和技术要求：根据教材表7.8，查得材料选用碳素工具钢T10A，工件部分淬硬至HRC60～64，外轮廓倒圆角R=4mm。

凹模上还有凹槽给坯料定位，凹模上需要有深度为1mm 直径为86mm的凹槽。

5.2 凸模的设计5.2.1凸模的结构形式与固定方法凸模刃口尺寸为圆形，为了便于凸模和固定板的加工，将拉伸凸模设计成台阶式。