冷冲压模具课程设计说明书

湖南农业大学教育学院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：盖的二次拉深模具设计班级：2010 级机械设计制造专业机械教育班姓名：胡学号： 2010409141 指导教师：周光永评定成绩：教师评语：指导老师签名：2013 年月日目录摘要一冷冲压的概念及发展状况 (1)二设计任务及意义 (3)2.1设计任务书 (3)2.2设计目的与意义 (4)三零件尺寸的计算与确定 (5)3.1毛坯尺寸的计算 (5)3.2第一次拉深尺寸的计算 (7)3.3拉深件工艺分析 (8)3.4确定拉深次数 (9)3.5确定工艺方案 (10)四确定模具的总体结构方案 (10)4.1模具类型选择 (10)4.2操作与定位方式选择 (11)4.3卸料与出件方式选择 (12)4.4模具类型选择 (12)五冲压设备的选择 (13)六进行必要的计算 (14)6.1计算拉深力及压力中心 (14)6.2模具工作部分尺寸计算 (15)七模具设计 (16)7.1凹模外形设计 (16)7.2凸模设计 (16)7.3固定零件 (17)7.4紧固零件 (17)7.5总装配图及附表 (18)八心得体会 (20)九参考文献 (21)摘要：冷冲压是利用磨具对板料进行分离或塑性成形加工的压力加工方法，在现代社会运用得越来越广泛。

本文以圆筒形盖为研究对象，利用冲压工艺与磨具设计的工艺过程方案，对盖的二次拉深进行了整体设计。

介绍了磨具冷冲压成型过程，经过对其材料质量、大批量生产及结构要求的分析，以满足使用要求为前提，对盖的二次拉深简要分析了零件尺寸、拉深次数、拉深工艺等。

同时，具体分析了磨具的主要零部件（拉深凸模、卸料装置、固定装置等）的设计与制造，模具工作部分的尺寸计算、工艺力的计算、冲压设备的选择以及磨具的整体结构设计；并且还附上了磨具的总装配图和所需零件详表及工艺过程表。

关键词：冲压模具、拉深、工艺设计一、冷冲压的概念与发展状况1.1冷冲压的概念冷冲压是利用安装在压力机上的模具，在常温下对板料进行分离或塑性成型，从而获得一定尺寸、形状和性能的制件的压力加工方法。

加工对象一般为板料、薄管料、薄型材等，冲压工艺、冲压设备、冲压模具是构成冲压加工的三要素。

1.2冲压的发展状况随着经济的发展，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。

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。

二、设计任务及意义2.1 设计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深模2.2设计目的与意义冷冲压模具设计是为机械类与磨具类专业学生在学完基础理论课，技术基础课和专业课后，所设置的一个重要的实践性教学环节。

用模具生产的制件具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗的特点，是其他加工制造方法所不能比拟的。

本设计题目为端盖，对机械类专业的大三学生有一定的设计设计目的及意义。

其主要目的是可以提高学生设计的基本技能，如计算，绘图，查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。

本课题的意义是：通过对该零件模具的设计，进一步加强设计者冷冲模设计的基础，为设计更复杂的冷冲模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。

三、零件工艺方案的确定3.1冲压件的工艺性分析3.1.1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深模具即可满足该工件的精度要求。

3.1.2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，断后深长率21～25％,由此可知此材料具有良好的塑性和较高的弹性,其拉深加工性能好。

3.1.3结构与形状该零件为一圆盘，结构简单,形状对称，因此适合拉深。

从零件的形状、材料、尺寸精度以及生产批量来看，符合拉深工艺要求。

3.2毛坯尺寸的计算毛坯尺寸的确定的原则有等面积原则和形状相似原则，根据本零件的特点：为简单形状的旋转体，可以采用面积相等的原则来确定。

工件部分可由6个简单的几何体组成：毛坯面积 A=A1+A2+A3+A4+A5+A6（1）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 2m m（2）由于r=2.5mm ，d=69-1-2r=63mm ，d 1=43mm 因此圆环面积2A =)(4212d d -π=530π2m m （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 =200.6π2m m（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）2m m （5）由于d=40 mm 因此 圆面积425d A π==400π2m m（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=47.6π2m mA=πD ×D/4=A1+A2+A3+A4+A5+A6即D=89.04 取D=89故落料毛坯直径D=89 mm3.3第一次拉深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=200.6π2m m由于d0=40 mm 因此圆面积A2=400π2m m因为d1=43mm 设第一次拉深后工件的直径为d故圆环的面积A1=)(4212d d -π得d=85.8取整d=86 求的第一次拉深后的直径d=86mm在此基础上进行第二次拉深3.4 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）判断拉深是够需要压边。

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。

3.5 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深，再进行第一次拉深，拉深称为外径为69mm 、内圆角为8mm 的无凸缘的圆筒，最后按h=14mm 进行修边。

四、确定模具总体结构方案4.1 模具类型选择根据零件的拉深工艺方案，采用拉深模，结构简单，便于操作。

4.2 操作与定位方式选择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4.3卸料与出件方式选择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。

4.4模架类型选择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。

五、冲压设备的选择冲压设备的选择应注意以下几点：⑴压力机的吨位应当等于或大于冲裁时的总力，即总压F F ，式中压F —所选压力机的吨位，总F —冲裁时的总力。

⑵根据模具结构选择压力机类型和行程（冲程）次数，如复合模工作需从模具中间出件，最好选用可倾式压力机。

⑶根据模具尺寸大小，安装和进出料等情况选择压力机台面尺寸，如有推件时应考虑台面孔的大小使冲后有关零件能自由通过。

⑷选择压力为安全起见，防止设备的超载，可按公称压力压F≥（1.6-1.8）总F的原则选取压力机。

参照许发樾主编《冲模设计应用实例》附录B3开式双柱可倾式压力机（5）主要技术规格选取公称压力为160KN的开式双柱可倾式压力机，该压力机与模具设计的有关系数为：公称压力：250KN；滑块行程：65mm；滑块行程次数：105次/mim最大闭合高度：270 mm；最大装模高度：220 mm；封闭高度调节量：55 mm；工作台尺寸（前后×左右）：370 mm×560mm；垫板尺寸（厚度×深度）：40mm×60mm；模柄孔尺寸（直径×深度）：φ40mm×60mm；最大倾斜角度：030；电动机功率：2.2KW；设备外形尺寸（前后×左右×高度）：1135mm×1112mm×2120mm；设备总质量：1780Kg六、进行必要的数据计算6.1计算拉深力及压力中心查表4.17计算拉深力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。

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。

6.2 模具工作部分尺寸的计算6.2.1 拉深模的间隙表4.28查的拉深模的单边间隙为Z/2=1.1t=1.1mm则拉深模的间隙Z=2*1.1=2.2mm6.2.2 拉深模的圆角半径。

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。