带凸缘件的拉深冲压模具设计

第二章 冲压工艺性及方案设计
……………………………………… 7
2.1 .冲压件工艺分析 ……………………………………
7
2.2.工艺方案 ………………………………
7
第三章 主要设计计算 …………………………………
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3.1.主要工艺参数的计算…………………………………………… 8
3.2 冲压设备的选定……………………………………………… 11
D= d 22 4d1h
= 752 4 28 48
105mm
(3)确定拉深次数
首先判断能否一次拉深成型
h/d=50/28=1.79
t/D=2/105 *100%=1.9%
dt/d=79.4/28=2.84
m=d/D=28/105=0.27
据《冲压工艺及冲模设计》表 5-5、表 5-6、图 5-18 说明不能一次拉深成
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设，逐步实现信息化管理已成为发展方向，行业也对此有共识。 由于历史和体制上的原因，我 国模具专业化和标准化水平一直很低，其中冲压模具的专业化比塑料模和压铸模更低
二．冲压工艺性及方案设计
2.1.冲压件工艺分析 （1）、材料：该冲裁件的材料 08 钢是碳素工具钢，具有较好的可拉深性能。 （2）、零件结构：该制件为带凸缘圆桶形拉深件，故对毛坯的计算要参照冲压手 册确定合理的修边余量。 （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）、凹凸模的设计应保证各工序间动作稳定。 （5）、尺寸精度：零件图上所有未注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按 IT14 级 确定工件尺寸的公差。
（二）模具设计 1、总图 2、零件图
图一
一．模具的现状与发展
1.1 模具的现状
根据考古发现，早在 2000 多年前，我国已有冲压模具被用于制造铜器，证明了中国古代 冲压成型和冲压模具方面的成就在世界领先。1953 年，长春第一汽车制造厂在中国首次建立了 冲模车间，该厂于 1958 年开始制造汽车覆盖件模具。我国于 20 世纪 60 年代开始生产精冲模具。 在走过了漫长的发展道路之后，目前我国已形成了 300 多亿元各类冲压模具的生产能力。一、冲
2、 冲压模具技术发展重点。模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度 化发展。因此从设计技术来说，发展重点在于大力推广 CAD/CAE/CAM 技术的应用，并持续提高效 率，特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具 CAD、CAM 技术应向宜人化、集成化、智 能化和网络化方向发展，并提高模具 CAD、CAM 系统专用化程度。 为了提高 CAD、CAE、CAM 技术 的应用水平，建立完整的模具资料库及开发专家系统和提高软件的实用性十分重要。从加工技术 来说，发展重点在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主要是发展高速铣削、高速研抛和高 速电加工及快速制模技术。高精度加工目前主要是发展模具零件精度 1μm 以下和表面粗糙度 Ra�0.1μm 的各种精密加工。提高模具标准化程度，搞好模具标准件生产供应也是冲压模具技 术发展重点之一。 为了提高冲压模具的寿命，模具表面的各种强化超硬处理等技术也是发展重 点。对于模具数字化制造、系统集成、逆向工程、快速原型/模具制造及计算机辅助应用技术等 方面形成全方位解决方案，提供模具开发与工程服务，全面提高企业水平和模具质量，这更是冲 压模具技术发展的重点。
5.7 零件拉深模下垫板的制造……………………………………… 23
小结与致谢……………………………………………………………
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参考文献……………………………………………………………
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课程设计任务书
1. 课题：筒形件拉伸模设计 2. 零件
材料：08 钢 厚度：2mm 3. 要求
(一） 工艺设计 1、工艺审查与工艺分析 2、工艺计算： 毛坯计算 工序件计算 3、工艺方案的确定 工序的确定 基准和定位方式的选择
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5.2 零件拉深模拉深凹模的制造……………………………………… 20
5.3 零件拉深模凸模固定板的制造…………………………………… 21
5.4 零件拉深模凹模固定板的制造…………………………………… 21
5.5 零件拉深模弹压卸料板的制造…………………………………… 22
5.6 零件拉深模上垫板的制造……………………………………… 22
图2 (4)计算以后各次拉深拉深工序件尺寸
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查《冲压工艺及冲模设计》表 5-3，拉深系数： m2=0.73 , m3=0.76 , m4=0.78
则 d2=m2d1=0.73*50=36.5mm d3=m3d2=0.76*36.5=27.7mm 28mm d4=m4d3=0.78*28=21.8mm
三．主要设计计算
3.1.主要工艺参数的计算 (1)确定修边余量 该件 d 凸=75mm，d 凸/d=75/28=2.7,查《简明冲压工艺与模具设计手册》表 7-3 可得 R 2.2mm
则可得拉深最大直径 dt
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dt=d 凸+2 R =75+2*2.2=79.4mm (2)计算毛坯直径 D 由于板厚大于 1mm，故需用中线尺寸计算。
近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达 50 多吨的模 具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到 1~2μm，寿命 2 亿次左右的多工 位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到 Ra�1.5μm 的精冲模，大尺寸精冲模及 中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。模具 CAD/CAM 技术状况 我国模具 CAD/CAM 技术的发 展已有 20 多年历史。由原华中工学院和武汉 733 厂于 1984 年共同完成的精冲模 CAD/CAM 系统是 我国第一个自行开发的模具 CAD/CAM 系统。由华中工学院和北京模具厂等于 1986 年共同完成的 冷冲模 CAD/CAM 系统是我国自行开发的第一个冲裁模 CAD/CAM 系统。上海交通大学开发的冷冲模 CAD/CAM 系统也于同年完成。20 世纪 90 年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用 CAD/CAM 技术。国家科委 863 计划将东风汽车公司作为 CIMS 应用示范工厂，由华中理工大学作 为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖件模具 CAD/CAPP/CAM 集成系统于 1996 年初通过鉴定。 在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和 CAD/CAM 软件系统，并在模具设计制造中实 际应用，取得了显著效益。1997 年一汽引进了板料成型过程计算机模拟 CAE 软件并开始用于生 产。 21 世纪开始 CAD/CAM 技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了 CAD/CAM 技术。其中部分骨干重点企业还具备各 CAE 能力。 模具 CAD/CAM 技术能显著缩短模具 设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识 1.2 冲压模具的发展重点与展望
查公差表可得工件基本尺寸公差为：
d 3000.74
5000.74
7500.74
R400.3
2 0.25 0
2.2.工艺方案 （1）、工艺方案分析
该工件包括落料、拉深两个基本工序，可有以下三种工艺方案： 方案一：先落料，首次拉深一，再次拉深。采用单工序模生产。 方案二：落料+拉深复合，后拉深二。采用复合模+单工序模生产。 方案三：先落料，后二次复合拉深。采用单工序模+复合模生产。 方案四：落料+拉深+再次拉深。采用复合模生产。 方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难 以满足大批量生产要求。方案二只需二副模具，工件的精度及生产效率都较高， 工件精度也能满足要求，操作方便，成本较低。方案三也只需要二副模具，制 造难度大，成本也大。方案四只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精 度也能满足要求，但模具成本造价高。通过对上述四种方案的分析比较，该件 的冲压生产采用方案二为佳。
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压模具市场情况 我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发 展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、复杂、长寿命的高 档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的 简单冲模，已趋供过于求，市场竞争激烈。
3.2.1、压边力的计算 ……………………………………… 11
3.2.2 模具的使用注意事项 ………………………………… 11
3.2.3 压力机的安全装置 ………………………………………12
3.3．模具主要零部件设计……………………………………… 13
3.3.1.凸、凹模单边间隙值 Z……………………………………13
因 d3=27.7<d2=28，故共需 3 次拉深。 以后各次工序件的圆角半径为
R2=r2=5.8mm ，R3=r3=5mm 设第二次拉深时多拉入凹模的材料面积为 2%（其余 3%的材料返回到凸缘），第二 次拉伸假想的坯料直径为
D’= 10225*102% /105% (79.4 2 - 69.6 2) 106.7mm
3.3.2.工件零件结构尺寸和公差的确定…………………Βιβλιοθήκη Baidu
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3.4 三次拉深模架………………………………………
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3.5 弹顶器的弹性元件的选取……………………………………… 18
第四章 模具总装配图………………………………………
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第五章零件拉深模具的制造………………………………………
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5.1 拉深凸模的六制造………………………………………
A=π[6338+(69.62-382)]*105%/4=10225*π/4 mm2
修正的坯料直径为
D= 10225 (79.4 2 - 69.6 2) =108mm
首次拉深的高度为 h=0.25（D2-dt2）/d1 +0.43(r1+R1) =0.25（1082-79.42）/50 +0.43(9.8+9.8)=35.23mm
带凸缘见的拉深
目录
目 录 …………………………………………………………………………2
课程设计任务书 …………………………………………………………… 4
第一章 模具的现状与发展 ……………………………………………… 5
1.1 模具的现状 …………………………………………………… 5
1.2 冲压模具的发展重点与展望………………………………… 5
形，需进行多次拉深。
确定首次拉深工序件尺寸 初定 d=50mm
则 dt/d=79.4/50=1.59
D/d=105/5=2.1
t/D *100%=1.9%
查《冲压工艺及冲模设计》图 5-18 左边得 h/d=0.59, 右边得 h/d=0.53,
因此初定 d=50 合适。取 R=r=9.8mm
首次拉伸时拉入凹模的材料实际面积为
第二次拉深的工序件高度为 h2=0.25（D’2-dt2）/d2 +0.43(r2+R2) =0.25(106.72-79.42)/36.5 +0.43(5.8+5.8)=39.8mm
最后一道拉深后达到零件的高度，原来多拉入的 2%的材料返回到凸缘。 (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 r 应取 d1
发展重点的选取应根据市场需求、发展趋势和目前状况来确定。可按产品重点、技术重点和 其他重点分别叙述。
1、 冲压模具产品发展重点。冲压模具共有 7 小类，并有一些按其服务对象来称呼的一些种 类。目前急需发展的是汽车覆盖件模具，多功能、多工位级进模和精冲模。这些模具现在产需矛 盾大，发展前景好。 汽车覆盖件模具中发展重点是技术要求高的中高档轿车大中型覆盖件模具， 尤其是外覆盖件模具。高强度板和不等厚板的冲压模具及大型多工位级进模、连续模今后将会有 较快的发展。多功能、多工位级进模中发展重点是高精度、高效率和大型、高寿命的级进模。精 冲模中发展重点是厚板精冲模大型精冲模，并不断提高其精度。
3、 其他发展重点及展望。其他发展重点及展望的内涵十分丰富，这里只就管理、专业化与 标准化及行业调整三个方面作一些分析。 企业管理是一个系统工程，是一门学问，是科学技术。 与工业发达国家模具企业相比，在某种意义上说，我们的管理落后更甚于技术落后。因此改进管 理十分重要，且任务繁重，目前模具企业的管理有许多形式，各有其适应对象，但搞好信息化建