毕业设计（论文）-汽车雨刷电机外壳冲压工艺及模具设计.doc

济南大学泉城学院毕业设计第一章 前言虽然中国模具工业在过去十多年中的发展取得了令人瞩目的成就，但在许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距，如精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高。许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量的从国外进口，目前我国模具设计制造水平在总体上要比德、美等国家落后许多，也比韩国、新加坡等国家落后。我国模具行业具有广阔的市场前景，只有那些能够把握机遇、开拓进取和能够生产高技术含量模具的企业，才能在竞争激烈的市场中占有一席之地。目前，已有越来越的人认识到模具在制造中的重要地位，认识到模具高技术水平的欠缺。许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术方面的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校也开展模具技术的研究和开发，相信中国模具行业在不远的将来，一定会在国际高端市场占有举足轻重的地位。随着国内的经济迅速发展，经济水平提高，汽车行业的未来很景气，人们对于汽车的安全性能更加重视，汽车的附属品也随着汽车行业的发展不断的提高要求。以经济、安全、方便为主。冲压工艺能够更好的大批量生产质量高的产品。模具设计与生产越来越成为现代加工业的重要组成部分，所以我选择做冲压工艺及模具设计。汽车刹车底板是旋转体成形件，是典型的冲压件，通过设计其冲压工艺，可以使我对冲压工艺的设计更加熟悉，提高对冲压工艺工序图、模具装配图、部件图、零件图的读图、绘图和设计能力，从而进一步提高分析和解决实际问题方面的能力，并加深对冲压成型的理解；通过设计其冲压模具，可以巩固所学的专业知识。28第二章 工艺方案的制定2.1 零件的工艺性分析 如图2-1所示，汽车电机外壳的零件图，材料为08钢，生产量大。从图2-1中可以看出，该零件属于带法兰的阶梯圆筒形拉深件。采用冲压工艺成形，关键在于确定拉深次数。由于零件带有法兰，应根据实际判断零件属于窄法兰边零件还是宽法兰边零件，从而进行计算。从材质看08钢属于普通碳素结构钢，其含碳量低，塑性、韧性好，抗剪强度为260360Mpa，抗拉强度为330450Mpa，有利于各种工序的加工。总的来说，该零件的冲压工艺性良好。2.2 计算毛坯尺寸因为零件外形不是简单几何图形，而是由简单几何图形组合的，因此可将零件图分解如图2-2的5个不同的几何形状，分别计算各几何形状的表面积。计算图（2.2）中（1）的面积得：A=631.14 式中 ： d圆环的外直径； d圆环的内直径；计算图（2.2）中（1）的面积得A=1420.536 式中 ： r球环半径； d球环外直径；计算图（2.2）中（3）的面积得A= dh=10173.6 计算图（2.2）中（4）的面积得12.083 =1631.42计算图（2.2）中（5）的面积得=80 mm=5024所以毛坯的面积=631.14+1420.54+10173.6+1631.42+5024 =18880.7考虑修边余量扩大5%计算毛坯直径的=158.9mm图 2.1图 2.22.3 拉深系数和拉深次数的确定 （2.1）式中：d法兰的外直径；d直筒外径；由上式知制件的法兰边很小，可当作直筒件来拉深，只在倒数第二道工序拉深出法兰边或锥形法兰，在最后一道工序中进行整形即可。毛坯的相对厚度为： （2.2）式中：t毛坯的厚度； D毛坯的直径；总拉深系数为：= （2.3）式中：d直筒外径； D毛坯的外径；由坯料的可初步确定拉深系数的范围为：m1=0.500.53 m2=0.750.76 m3=0.780.79 m4=0.820.84可见m总 m1，所以工件不可能一次拉深成型。试取m1=0.53 m2=0.76 m3=0.79由于m1m2m3=0.530.32 m总故此制件可在三次拉深后完成。由于以上的拉深系数都比较接近极限拉深系数，在每次拉深时都有可能引起凸模圆角部分过分变薄，而转到下一次拉深工序中的筒壁上，从而降低了制件的质量，所以正常生产中都应有安全储备，加大拉深系数，改为四次拉深。根据式：m1- m m2式：m m总最终取m10.56 m2=0.79 m3=0.83 m4=0.922.3.1 工件尺寸的确定各次拉深后工件的直径尺寸为： d= m1D=0.57159=90.06（mm） d= m2d=0.7990.06=67.545（mm） d= m3d=0.8367.545=52.685（mm）各次拉深后工件圆角半径：拉深时，平面凸缘区的材料经过凹模圆角流入凸、凹模间隙。如果凹模圆角半径过小，则材料流入凸、凹模间隙时阻力和拉深力太大，将使拉伸件表面产生划痕，或使危险断面破裂；如果圆角半径过大，则材料在流经凹模圆角时会产生起皱。首次拉深的凹模圆角半径可由下表1选用。表1 首次拉深的凹模圆角半径r拉深方式毛坯相对厚度2.01.01.00.30.30.1无凸缘件拉深带凸缘件拉深（46）t（610）t（68）t（1015）t（812）t（1520）t由上表可查取：r=（46）t=812 r12mm以后各次拉深的凹模圆角半径可按下式取值： r=（0.60.8）r（i=2，3，n） (2.4）由上式计算得：r=（0.60.8）r=7.29.6 取：r=9mm r=（0.60.8）r=5.47.2 取:r6mm拉伸时，若凸模圆角半径过小，拉深过程中危险断面易产生局部变薄，甚至被拉破。凸模圆角半径过大，拉深时底部材料的承压面积小，容易变薄。首次拉深的凸模圆角半径为r=（0.71.0）r8.412 （2.5） 取r=10mm中间各次拉深的凸模圆角半径由下式计算： r=0.5（d-d-2t） （2.6） 所以r=8mm； r=4mm；计算各次拉深后半成品的底角半径： r= r+ （2.7） r=10+1=11mm r=8+1=9mm r=4+1=5mm2.3.2 工序件高度H的确定 各次拉深后工件的高度尺寸为： =+ （2.8） =0.25 =52.07mm = （2.9） =0.25 =76.81mm = （2.10） =0.25 =108.62mm式中：，各次拉深半成品的拉深高度； ，各次拉深半成品的直径，=90mm，=68mm，=53mm； D毛坯直径；D=159mm 。济南大学泉城学院毕业设计第三章 落料拉深模具的设计3.1 模具的结构形式由于复合模采用倒装结构操作简单，能装自动挡料装置，既能提高生产效率又能保证安全生产。因此此复合模采用倒装结构。3.2 冲压工艺计算3.2.1排样、裁板方案查表2.84，确定搭边值。当时，搭边值a=1.5mm，。 排样是指冲件在条料上的布置方法，其原则是尽量减少工艺余料，提高材料的利用率，提高经济效益，此次冲压中选用单排排样的方法。一个进距内的材料利用率为： = （3.1） =76.33%式中： A冲裁件的面积（mm）；B条料宽度（mm）；n个进距内的冲件数目；h进距（mm）；3.2.2计算冲压压力冲裁力公式为 F总= F落+ F拉+ F推+ F卸+ F压(1) 落料冲裁力F落F落=KLt=1.3 （3.2）=415.38KN 式中：k安全系数，一般选取1.3；L冲裁件的轮廓周长，L=；t材料厚度；t=2mm材料的抗剪强度，08钢为320MPa；(2) 拉深力F拉用压边圈的第一次拉深力F拉=3.149223500.8 （3.3） =161.77KN 式中：d筒形件第一次拉深的直径，根据料厚中线计算（mm）；t材料厚度；材料的抗拉强度，此处取350 Mpa；k系数，查表取0.8；(3) 压边力的计算：因为，所以应该使用压边圈。= （3.4） =33.72 kN 式中：D落料凹模的外径尺寸；D拉深凹模的外径尺寸；P单位压边力，此处依经验取2.5；(4) 卸料力的计算： F卸=K缷F落=0.06415.38 （3.5）=24.92 kN 式中：K缷卸料力系数，查表为0.06； F落落料时冲裁力（5）推料力的计算： F推=nK推F落=10.055415.38 （3.6）=22.85 kN式中：K推推料力系数，查表为0.055； n凹模内料的个数；(6) 总冲压力F总F总= F落+ F拉+ F推+ F卸+ F压 =415.38+161.77+22.85+24.92+33.72 (3.7) =658.64 kN3.2.3计算模具压力中心由于该零件形状是简单的圆形，所以压力中心为圆心。3.2.4计算模具刃口尺寸（1）、落料凸、凹模的刃口尺寸在冲裁过程中，凸凹模的刃口尺寸及制造公差直接冲裁件的尺寸精度。落料时落料件的外径尺寸等于凹模的内径尺寸，所以落料模应以凹模为设计基准，间隙由减小凸模的尺寸来取得。因为在冲裁过程中，凹模半径越来越小，凸模半径越来越大，所以在设计凸、凹模时应选取最小的合理冲材间隙。冲裁间隙可由表3.1选取。表3.1 冲裁模初始双面间隙材料厚度08、10、35、Q235、9Mn2VZZ1.752.02.10.2200.2460.2600.3200.3600.380由上表可查取Z=0.246 Z=0.360以分开加工的方法计算刃口尺寸，计算刃口尺寸时需先查取制造公差、值。制造公差、值可由表3.2查取。表3.2冲裁时的制造公差基本尺寸凸模公差凹模公差3080801201201800.0200.0200.0250.0300.0250.0300.0350.040由上表3.2可查取=0.030 =0.040因为，所以符合分开加工的条件。此零件的公差等级为IT14级，公差=0.74 mm。落料凹模的刃口尺寸为：D=（D-） （3.8）=（159+0.74-0.5）=159.37落料凸模的刃口尺寸为：D=（D- Z）=（D） （3.9） =（159+0.74-0.5） =159.124式中：D、D分别为凸模、凹模的基本刃口尺寸； D落料件的最大极限尺寸； 落料凹模的制造公差，（mm）； 落料凸模的制造公差，（mm）； 磨损系数，其值在0.51之间，取系数x=0.5； 工件的制造公差，（mm）；Z 最小合理间隙，（mm）；（2）、拉深凸、凹模的刃口尺寸拉深模的凸、凹模间隙对拉深件质量和模具寿命都有重要的影响。间隙取值较小时，拉深件的回弹较小，尺寸精度高，但拉深力较大，凸、凹模磨损较快，模具寿命低。间隙值过小时拉深件的筒壁将严重变薄危险断面容易破裂。间隙取值较大时，拉深件筒壁的锥度较大，尺寸精度低。因此，拉深模的设计须选取合适的凸、凹模间隙。凸、凹模间隙可由表3.3查取。表3.3拉深凸、凹间隙总拉深次数34各次拉深的凸、凹模间隙mm1231、2341.2t1.1t11.05t1.2t1.1t11.05t由表3.3可查取第一、二次拉深的凸、凹模间隙为：Z1.2t=2.4mm；第三次拉深的凸、凹模间隙为为：Z=1.1t=2.2mm；第四次拉深的凸、凹模间隙为为：Z=11.05t=22.1mm；对于电机外壳这种以内形尺寸为主的拉深件应当以凸模为基准，先确定凸模的工作尺寸，然后通过增大凹模尺寸保证凸、凹间隙。在计算拉深凸、凹模的工作尺寸时，首先在表3.4中查取拉深凸、凹模的制造公差。表3.4拉深凸、凹模制造公差材料厚度t/mm拉深件直径d/mm201000.040.060.020.040.050.080.030.05由表3.4可查取：=0.08 =0.05拉深对于首次和中间各次拉深，半成品的尺寸无需严格要求，凸、凹模的尺寸可按下式来计算： D=（D-Z） （3.10）D=D （3.11）可以计算出：D=90； D= 67； D=52； D=90.6； D=67.6 ； D=52.8；末次拉深的凸、凹模的工作尺寸由下式计算： D=（d+0.4+Z） （3.12） D=（d+0.4） （3.13）可以计算出：D=48.008； D=48.008式中：D拉深凹模的基本尺寸，mm； D拉深凸模的基本尺寸，mm；d拉深件内径的最小极限尺寸，mm；D首次和中间各次拉深半成品外径的基本尺寸，mm； 工件的制造公差，此处取0.74（mm）；、凹、凸模的制造公差，mm；Z拉深模间隙，mm； 3.3 模具结构的设计3.3.1落料凹模(1) 凹模的厚度凹模的厚度根据冲裁力大小，为保证模具的强度及冲压的顺利完成，凹模的厚度必须大于制件的高度，取H=97mm。 (2) 凹模的刃壁形式因为此复合模具结构简单，废料是逆冲压方向被推出的，结合表14-7选择凹模的刃壁形式为序号6的形式5。(3) 凹模的外形尺寸由3.1中计算可知刃口尺寸D=171.37；凹模外形尺寸还应保证有足够的强度与刚度，凹模壁厚尺寸b可由经验公式计算得到：b=（1.52）H=51.368.4mm 由经验取b=60mm；所以圆形凹模的直径为：d=159.37+2=279.37mm； (4) 凹模的固定形式 本套模具中的落料凹模为圆形，采用2个A10的销钉定位，4个M12的内六角螺栓紧固，在钻销钉孔、螺钉孔时要注意孔之间的间距、孔与模具刃口之间的间距不能小于相应的标准，否则会降低模具寿命。3.3.2拉伸凸模（1）、由2.3.1中的计算可知凸模的圆角为r=10mm；（2）、工件在拉深时，由于空气压力的作用或者润滑油的粘性等因素，使工件很容易粘附在凸模上，为使工件不至于紧贴在凸模上，凸模上应设有通气孔。通气孔可在表3.5中选取。表3.5拉深凸模通气孔尺寸（mm）凸模直径D出气孔直径d56.5 由上表可查出通气孔的直径为d=6.5mm； （3）、凸模的固定形式利用2个A10的销钉定位和4个M10的螺钉固定。因为每个凸模的直径都大于板料的厚度，因此凸模强度按下式核算： (3.14)式中 冲件材料厚度(mm)，在此取2mm；凸模或冲孔直径(mm)，在此取10mm；冲件材料抗剪强度(MPa)，查表7.14知此材料=260360MPa，在此取=350 MPa；凸模刃口接触应力(MPa)；凸模材料许用压应力，对于常用的合金模具钢，可取18002200 MPa。因此所以凸模强度符合要求。凸模在中心轴向压力的作用下，保持稳定的最大长度与导向方式有关。带卸料板导向的凸模最大允许长度按下式计算： (3.15)式中 E凸模材料弹性模量，对于钢材可取E=210000Mpa；d凸模直径。所以248.36(mm)3.3.3固定板的设计凸模固定板的外形尺寸一般情况下与凹模的尺寸相同。凸模固定板的厚度：根据经验公式 (3.16)可以取35mm。凸凹模固定板可以也取35mm的厚度，尺寸与凹模相同。3.3.4模座设计一般选用铸铁HT250，也可选用A3、A5结构钢，本设计从降低模具成本考虑，选用铸铁HT250材料。因凹模尺寸选择为，可确定上模座的尺寸为，下模座尺寸为。由于模具闭合高度较大，选用标准导柱导套不能满足要求，因此选择非标准导柱导套。导柱规格，导套规格。3.3.5垫板的设计凸模支承端面对模座单位压力为： （3.17） 式中：F拉深力(N)，在此F为255680N；A凸模支承端面面积(mm)，在此为 7693.785mm。 因此(MPa) 因为铸铁HT250的许用压应力为90140Mpa，因此此副模具不用加垫板。但是为了满足模具的安装需要，根据模具的实际要求选择合适的垫板。3.3.6压边圈的设计（1）压边圈的内孔： =90.09mm所以压边圈内孔为90.09mm。（2）压边圈的厚度根据零件的厚度，及相关零件的结构取h=10mm。（3）、采用压边装置是为了防止凸缘处起皱，但是若压边力过大则会增大拉深阻力，容易导致拉裂。压边装置可分为刚性和弹性压边装置两种，此处选用弹簧支撑的弹性压边。由于越靠近拉深底部压边力越大，对拉深的不利影响越大，所以要选取合适的弹簧。由拉深凸模与凹模的工作配合配合关系可知，弹簧负载状态下的变形量为H=77mm；弹簧自由长度为H=140mm；因为压边力为：，所以满足此试验力要求的弹簧直径为：d=6mm；综上选用弹簧的规格为：GB2089-80 YA 630140-23.3.7凸凹模的设计（1）、圆角半径：在2.3.1中计算可得筒形件首次拉深的圆角半径：r12mm；（2）、凸凹模的壁厚凸凹模的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚决定制件的质量，由3.2.4计算可得：落料凸模的刃口尺寸为：D=（D- Z）=（D） （3.18） =159.124D为凸凹模的外径尺寸；由3.2.4计算可得：第一次拉深凹模的刃口尺寸为D=90D为凸凹模的内径尺寸；从强度的角度考虑，凸凹模的壁厚有最小值限制，凸凹模的最小壁厚受冲模结构的影响。对于正装复合模，由于凸凹模装于上模，内孔不会积聚废料，胀力小，壁厚可小些。最小壁厚可在表3.6中查取。表3.6凸凹模的最小壁厚料后t1.752.02.1最小壁厚a4.04.95.0最小直径D212125b= D- D=68.124mm，符合强度要求。（3）、根据前面确定的凹模厚度H，在保证凸凹模的强度要求下，取凸凹模厚度为180mm。3.3.8卸料板的设计（1）、卸料板的外形尺寸卸料装置可以分为刚性卸料板和弹性卸料板两种，刚性卸料板常用于较硬、较厚且精度不高的冲裁件。弹性卸料板有敞开的工作空间，操作方便，生产效率较高。在冲压过程中，弹性卸料板先接触毛坯，有预压作用，冲压后也可使冲压件平稳卸料。此处采用弹性卸料板。弹性卸料板与凸凹模外径的单边间隙为（0.10.2）t = 0.20.4mm由于D=159.124mm故D= D+0.4=159.924 mm（2）、卸料板的技术要求卸料螺钉采用常用的卸料螺钉结构形式，此处选用3个M8螺钉完成固定。卸料板材料选用45钢，不用热处理。（3）、弹簧的选取由3.2.2计算可得卸料力的大小：F卸=24.92 kN ；初步选用4个弹簧，则每个弹簧的承受载荷为FKN；所选取饿弹簧的工作极限载荷F F；弹簧的自由长度为150mm；综上，选取的弹簧规格为GB2089-80 YA 430150。3.3.9模架的设计圆形模座的直径应比凹模的直径大3070mm，厚度应该为凹模厚度的1.5倍。压力机的行程为：S2h=257.05=114.1mm。由模具的闭合高度与压力机的行程来设计对角导柱模架的规格，所设计的模座的边界为：L=B=315mm 选用标准的导柱、导套，选用时应注意，长度应保证上模座在最低位置时，导柱上表面与上模座顶面距离不小于1015mm，而下模座底面与导柱面的距离不应小于15mm，导柱的下部与下模座导柱孔采用过盈配合，导套的外径与上模座导套孔采用过盈配合，导套的长度保证在冲压开始时导柱一定要进入导套10mm以上。选用B型的导套、导柱。导套的尺寸为：dHD=5015056mm导柱的尺寸为：dH=40290mm上模座的尺寸为：LBH=35035060mm下模座的尺寸为：LBH=35035075mm3.3.10压力机的选取（1）、公称力F： F 1.3F总=1.3658.64=856.23kN（2）、闭合高度：H=212mm+H+H=212+60+75=347mm（3）、压力机行程： S2h=257.05=114.1mm综上：选取J23-100开式双柱可倾压力机，公称压力为1000kN，滑块行程为130mm。3.3.11模柄的选取根据所选压力机的模柄孔，相应的标准的模柄直径d=60mm，D=115mm。3.3.12模具材料的选定凸模和凹模是在强压、连续使用和有很大冲击的条件下工作，并伴有温度的升高，工作条件极其恶劣的情况。所以对凸凹模的材料要求有较好的耐磨性，耐冲击性，淬透性和切削性。硬度要大，热处理变形小，而且价格要低廉。选用模具材料的原则，做到在满足使用的条件下成本最低：(1). 根据冲压零件生产批量的大小；(2). 根据冲压材料的性质，工序中种类冲模零件的工作条件和作用；(3). 考虑模具材料的生产和供应情况。结合上述原则，由表7.94推荐材料有：a. 凸模，凹模，凸凹模均采用9Mn2V；b. 导柱，导套采用20 钢；c. 挡料销，定位销，固定板，凸模固定板采用45 钢；d. 卸料板，顶件板采用Q235钢；e. 上、下模座采用HT250。部分模具材料要进行热处理，目的是为了消除机械加工应力和降低电火花加工层的硬度，以利于修磨。济南大学泉城学院毕业设计第四章 第二次拉深模具的设计4.1二次拉深方案的确定在进行二次拉深后工件的零件图如下图4.1所示图 4.14.2拉深力和压边力的计算4.2.1拉深力的计算圆筒件首次拉深后各次拉深力 （4.1）式中：K2系数，由表4-196 得； L该次拉深横断面周长，按中径算L=；b材料的=强度，取320Mpa；t材料厚度，取。 所以4.2.2压边力的计算 由式（3.4）得= =7.09KN4.2.3总压力的计算 4.3拉深模工作部分尺寸计算4.3.1拉深凸凹模的间隙拉深时，凸凹模间每侧的间隙，一般大于材料厚度，以减少摩擦力，每侧间隙z可按下式计算： （4.2） 式中：t材料的厚度； 系数，由表5-85查得k=0.15。所以单边间隙。4.3.2凹模工作部分深度的设计计算 凹模工作部分的深度将决定板料的进模深度，同时也影响到拉深件直边的平直度，对工件的尺寸精度造成一定的影响。此拉深件直边高度为67mm，板厚2mm，查表3-178得凹模深度L为35mm.4.3.3凸凹模横向尺寸及公差此工件标注内形尺寸，故设计凸凹模时应以凸模为设计基准，间隙取在凸模上。凸模工作尺寸 凹模工作尺寸 以上各式中 d0拉深件基本尺寸，mm；凸、凹模工作尺寸，mm Z双边间隙，mm；弯曲件的尺寸公差，mm，分别按IT14级选取，故=0.74；凸、凹模的制作公差，查表5-185得。4.4拉深模零件的设计和选用4.4.1凹模的尺寸(1) 凹模的厚度凹模厚度H可根据冲裁力P=2353.9kN从图14-155选择，因为P=2353.9kN，可以选取H=90mm，但是为了方便卸件，在此基础上应使高度增加2050mm。因此取H=110mm。(2) 长度L和宽度B查表14-55，取壁厚b=32mm，所以凹模长 ，对照表14-65，将上述尺寸改为。4.4.2凸模的尺寸第二次拉深高度为72mm，考虑凸模的固定及压边圈的存在，取凸模高度为204mm。对于凸模的固定，为了节省生产成本，采用传统的螺钉固定方法，将凸模固定在凸模固定板上。4.4.3凸模的通气孔通气孔的直径可取为6.5mm，其长度可根据模具结构确定。4.4.4固定板的设计固定板上开有螺纹孔，其尺寸应比凸凹模尺寸大。查表取。4.4.5模座设计本设计选用后侧导柱式模架，由于模具闭合高度较大，选用标准模座可能不适合，因此自己设计模座。根据拉深凹模尺寸以及成形上下模尺寸上模架的尺寸为，下模座尺寸为。导柱规格选用，导套选用。4.4.6垫板的设计由式（3.16）得，=37.98(MPa)，因此此副模具不用加垫板。但是为了满足模具的安装需要，根据模具的实际要求选择合适的垫板。4.4.7压边圈由于是圆筒形毛坯件的拉深，压边圈的形状应于毛坯形状相同，起到固定制件的作用。而且压边圈有兼有卸料作用，压边圈要与顶杆配合，因此压边圈设计成凸台形。压边圈与凸模之间应留有一定的间隙S。S=t+（0.050.1）2mm，所以压边圈的内径d=67.6+270mm；压边圈的高度应大于制件的高度，取H=83mm。压边圈的外径与制件间为间隙配合，起固定作用，取=90mm。4.4.8闭合高度的确定根据模具图上各零件外形尺寸的确定，可以得出此模具闭模高度为：H=294mm冲模设计时，必须使冲模的闭合高度与压力机的闭合高度相适应，通常应满足下列关系：式中 H压力机的最大闭合高度；H压力机的最小闭合高度；H冲模的闭合高度。4.7.9选择压力机根据模具图上各零件外形尺寸的确定，可以得出此模具闭模高度为：H=294mm冲模设计时，必须使冲模的闭合高度与压力机的闭合高度相适应，通常应满足下列关系：式中 H压力机的最大闭合高度；H压力机的最小闭合高度；H冲模的闭合高度。4.4.10模具材料的选定根据第二章模具材料的选用原则：a. 弯曲凸模、凹模均采用9Mn2V；b. 导柱，导套采用20 钢；c. 推料板、凸模固定板采用45 钢；d. 上、下模座采用HT250。部分模具材料要进行热处理，目的是为了消除机械加工应力和降低电火花加工层的硬度，以利于修磨。济南大学泉城学院毕业设计第五章 第三次拉深模具的设计第五章 第三次拉深模具的设计5.1拉深模方案的确定在弯曲后此工件的零件图如下图5.1所示图5.1根据工件的形状，尺寸要求来选择弯曲模的类型，此工件属于U形弯曲件，故采用U形件弯曲模结构。5.2拉深力和压边力5.2.1拉深力的计算圆筒件首次拉深后各次拉深力 （5.1）式中 L该次拉深件横断面周长，按中径算，L=166.42mm b材料的抗拉强度；取320Mpa K3系数，查表得。 t材料厚度。所以5.2.2压边力的计算 由式（3.4）得= =3.50KN5.2.3总压力的计算 5.3拉深模工作部分尺寸计算5.3.1拉深凸凹模的间隙拉深时，凸凹模间每侧的间隙，一般大于材料厚度，以减少摩擦力，每侧间隙z可按下式计算： （5.2） 式中：t材料的厚度； 系数，由表5-85查得k=0.15。所以单边间隙。5.3.2凹模工作部分深度的设计计算凹模工作部分的深度将决定板料的进模深度，同时也影响到弯曲件直边的平直度，对工件的尺寸精度造成一定的影响。此拉深件直边高度为69mm，板厚2mm，查表3-178得凹模深度L为40mm。5.3.3凸凹模横向尺寸及公差此工件标注内形尺寸，故设计凸凹模时应以凹模为设计基准，间隙取在凹模上。凸模工作尺寸 （5.3）凹模工作尺寸 （5.4）以上各式中 d0拉深件基本尺寸，mm；凸、凹模工作尺寸，mm；Z双边间隙，mm；弯曲件的尺寸公差，mm，分别按IT14级选取，故=0.74；凸、凹模的制作公差，查表5-185得。5.4拉深模零件的设计和选用5.4.1凹模的尺寸查表14-55，凹模壁厚b=35mm。所以凹模直径d=127mm。对照表14-65，将上述尺寸改为。5.4.2凸模的尺寸为了满足拉深深度和模具结构的需要，选取凸模高度为200mm。对于凸模的固定，为了节省生产成本，采用传统的螺钉固定方法，将凸模固定在凸模固定板上。5.4.3凸模通的气孔通气孔的直径可取为6.5mm，其长度可根据模具结构确定。5.4.4固定板的设计因为此拉深凹模尺寸较大，可不加固定板，但为了满足模具安装得需要，可加固定板，取凸模固定板的尺寸为，凹模固定板的尺寸为。5.4.5模座设计本设计选用后侧导柱式模架，由于模具闭合高度较大，选用标准模座可能不适合，因此自己设计模座。根据拉深凹模尺寸以及成形上下模尺寸上模架的尺寸为，下模座尺寸为。导柱规格选用，导套选用。5.4.6垫板的设计由式（3.16）知=42.65(MPa)，因为铸铁HT250的许用压应力为90140Mpa，因此此副模具不用加垫但是为了满足模具的安装需要，根据模具的实际要求选择合适的垫板。5.4.7压边圈由于是圆筒形毛坯件的拉深，压边圈的形状应于毛坯形状相同。而且压边圈有兼有卸料作用，压边圈要与顶杆配合，因此压边圈设计成凸台形。5.4.8闭合高度的确定根据模具图上各零件外形尺寸的确定，可以得出此模具闭模高度为： 冲模设计时，必须使冲模的闭合高度与压力机的闭合高度相适应，通常应满足下列关系：式中 H压力机的最大闭合高度；H压力机的最小闭合高度；H冲模的闭合高度。5.4.9选择压力机所选压力机既要满足模具的闭合高度又要压力的要求，因此综合二者可选J23-800型压力机，其公称压力为800KN，最大闭合高度为380mm。5.4.10模具材料的选定根据第二章模具材料的选用原则：a. 凸模，凹模，凸凹模均采用9Mn2V；b. 导柱，导套采用20钢；c. 卸料板、凸模固定板采用45钢；d. 上、下模座采用HT250。部分模具材料要进行热处理，目的是为了消除机械加工应力和降低电火花加工层的硬度，以利于修磨。济南大学泉城学院毕业设计第六章 第四次拉深模具的设计6.1拉深模方案的确定在拉深后此工件的零件图如下图6.1所示图6.1根据工件的形状，尺寸要求来选择弯曲模的类型，此工件属于U形弯曲件，故采用U形件弯曲模结构。6.2拉深力和压边力6.2.1拉深力的计算圆筒件首次拉深后各次拉深力式中 L该次拉深件横断面周长，按中径算，L= b材料的抗拉强度；取320Mpa K4系数，查表得。 t材料厚度。所以6.2.2压边力的计算由式（3.4）得= =3.30KN6.2.3总压力的计算6.3拉深模工作部分尺寸计算6.3.1拉深凸凹模的间隙拉深时，凸凹模间每侧的间隙，一般大于材料厚度，以减少摩擦力，每侧间隙z可按下式计算： （6.1） 式中：t材料的厚度； 系数，由表5-85查得=0.15。所以单边间隙z=2.3。6.3.2凸凹模横向尺寸及公差此工件标注外形尺寸，故设计凸凹模时应以凹模为设计基准，间隙取在凸模上。凹模工作尺寸 （6.2）凹模工作尺寸 以上各式中 拉深件基本尺寸，mm；凸、凹模工作尺寸，mm；Z双边间隙，mm；弯曲件的尺寸公差，mm，分别按IT14级选取，故；凸、凹模的制作公差，查表5-185得。6.4拉深模零件的设计和选用6.4.1凹模的尺寸查表14-55，取凹模壁厚。所以凹模直径对照表14-65，将上述尺寸改为。6.4.2凸模的尺寸为了满足拉深深度和模具结构的需要，选取凸模高度为225mm。对于凸模的固定，可以将凸模做成带凸台的形状，用凸模固定板固定。6.4.3凸模通的气孔通气孔的直径可取为6.5mm，其长度可根据模具结构确定。6.4.4模座设计本设计选用后侧导柱式模架，由于模具闭合高度较大，选用标准模座可能不适合，因此自己设计模座。根据拉深凹模尺寸以及成形上下模尺寸上模架的尺寸为，下模座尺寸为。导柱规格选用，导套选用。6.4.5垫板的设计由式（3.17）知=80(MPa)，因为铸铁HT250的许用压应力为90140Mpa，因此此副模具不用加垫板但是为了满足模具的安装需要，根据模具的实际要求选择合适的垫板。6.4.6压边圈由于该工序从圆筒形毛坯的底部拉出小的阶梯，压边时必须压住毛坯的四周，因此采用内外组合的压边形式。毛坯在拉深时要固定，为了减少凹模的尺寸可设置定位板，定位板的内径与毛坯的