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河南机电高等专科学校学生毕业设计中期检查表学生姓名王志娟学 号111304320指导教师于智宏选题情况课题名称圆筒件冲压成形工艺与模具设计难易程度偏难适中偏易工作量较大合理较小符合规范化的要求任务书有无开题报告有无外文翻译质量优良中差学习态度、出勤情况好一般差工作进度快按计划进行慢中期工作汇报及解答问题情况优良中差中期成绩评定：所在专业意见： 负责人： 年 月 日机 械 加 工 工 序 卡 工序名称粗铣六面工序号01零件名称凹模零件号00-03零件重量同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度种 类重 量T10钢55-60HRC锻 件设 备夹 具名 称辅 助工 具名 称型 号铣床虎钳垫块安 装工 步安装及工步说明刀 具量 具走 刀长 度走 刀次 数切 削 深 度进给量主 轴转 速切 削速 度基 本工 时二次2铣上、下平面30面铣刀游标卡尺20.2mm200/ min2000r/min二次1铣四周面10立铣刀游标卡尺20.5mm60/ min2000r/mi设 计 者王志娟指 导 教 师于智宏共 1 页第 1 页 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 模具号零件号零 件 名 称00-13凹模XYZ-003牌 号硬 度Cr1248-52HRC工序号工 序 名 称设 备夹 具刀 具量 具工 时名 称型 号名 称规 格名 称规 格名 称规 格01下料02锻造达尺寸115mm95 mm蒸汽锤直尺03粗铣六面达尺寸115mm95mm立式铣床虎钳30面铣刀, 10立铣刀游标卡尺04磨上下表面平面磨床磁力夹具、精密平口钳砂轮游标卡尺，刀口尺05钳工划线去毛刺做螺纹孔立式钻床虎钳钻头、铰刀、丝锥高度尺、游标卡尺06热处理（淬火、回火）保证硬度55-60HRC热处理炉硬度仪，游标卡尺07磨削上下面平面磨床磁力夹具、精密平口钳砂轮游标卡尺，刀口尺08线切割各个型孔留余量0.02mm线切割慢走丝机床复式支撑0.2mm黄铜丝千分表，游标卡尺09钳工研磨各型孔达尺寸要求游标卡尺10检验游标卡尺编制 校对 审核 批准 机 械 加 工 工 序 卡 工序名称粗铣六面工序号02零件名称压边圈零件号00-05零件重量同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度种 类重 量4543-48HRC锻 件设 备夹 具名 称辅 助工 具名 称型 号铣床虎钳垫块安 装工 步安装及工步说明刀 具量 具走 刀长 度走 刀次 数切 削 深 度进给量主 轴转 速切 削速 度基 本工 时二次2铣上、下平面30面铣刀游标卡尺20.2mm200/ min2000r/min二次1铣四周面10立铣刀游标卡尺20.5mm60/ min2000r/mi设 计 者王志娟指 导 教 师于智宏共 1 页第 1 页 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 模具号零件号零 件 名 称00-05压边圈XYZ-003牌 号硬 度4543-48HRC工序号工 序 名 称设 备夹 具刀 具量 具工 时名 称型 号名 称规 格名 称规 格名 称规 格01下料02锻造达尺寸115mm75 mm蒸汽锤直尺03粗铣六面达尺寸115mm75mm立式铣床虎钳30面铣刀, 10立铣刀游标卡尺04磨上下表面平面磨床磁力夹具、精密平口钳砂轮游标卡尺，刀口尺05钳工划线去毛刺做螺纹孔立式钻床虎钳钻头、铰刀、丝锥高度尺、游标卡尺06热处理（淬火、回火）保证硬度43-48HRC热处理炉硬度仪，游标卡尺07磨削上下面平面磨床磁力夹具、精密平口钳砂轮游标卡尺，刀口尺08线切割各个型孔留余量0.02mm线切割慢走丝机床复式支撑0.2mm黄铜丝千分表，游标卡尺09钳工研磨各型孔达尺寸要求游标卡尺10检验游标卡尺编制 校对 审核 批准 河南机电高等专科学校毕业设计说明书毕业设计题目：圆筒件冲压成形工艺与模具设计系 部 材料工程系 专 业 模具设计与制造 班 级 模具113班 学生姓名 王志娟 学 号 111304320 指导教师 于智宏 2013 年 4 月 15 日I圆圆筒筒件件冲冲压压成成形形工工艺艺与与模模具具设设计计摘摘 要要: :本文首先论叙了我国目前冲压模具制造技术发展现状以及发展趋势。正文部分介绍了一种直筒形件的拉深模具设计，内容主要包括：拉深原理分析、拉深工艺分析及方案比较选择、模具结构的设计计算。在设计中充分利用了计算机辅助设计（CAD/CAM)：用 AutoCAD2000 绘制了所有零件图和装配图。关关键键字字 ：模具，筒形件拉深，工艺分析，结构设计CYLINDER PARTS STAMPING FORMING IITHCHNOLOGY AND DIE DESIGN ABSTRACT: This text talks about our country hurtles to press the molding tool manufacturing technical present condition and the development trends currently. Then the text part introduces a kind of design for drawing die which is used for the motor case body with frank tube shape, which is content include mainly: The principle analysis of Drawing, the technical analysis for Drawing, the scheme relatively chosen, design and calculate for the die structure. There have fully utilized CAD in the design CAD/CAM. Have drawn all part pictures and installation diagrams with AutoCAD2000.KEY WORDS: die，drawing，the principle analysis，the structure design 目录目录III1 绪论.11.1 冲压模具市场情况.11.2 冲压成形工艺与理论研究.21.3 冲压模具设计与制造.22 直臂深圆筒拉深模具的设计思路.43 筒形件拉深设计.54 冲压件的工艺性分析.65 冲压件的工艺计算.75.1 确定俢边余量.75.2 计算毛抷直径.75.3 确定是否采用压边圈拉深.75.4 计算总的拉深系数，并判断能否一次拉成.85.5 确定拉深次数 n .85.6 工艺方案的确定.95.7 半成品尺寸的确定，计算各次拉深后的直径.105.7.1 工序件的直径nd.105.7.2 确定各次拉深凸凹模的圆角半径 .105.8 计算各次拉深半成品高度.115.9 绘制拉深工序图.116 进行必要的计算.136.1 计算压边力、拉深力.136.1.1 计算压边力 .136.1.2 计算拉深力 .146.1.3 计算公称压力 .156.2 模具工作部分尺寸计算 .166.2.1 模具间隙 .166.2.2 拉深模圆角半径 .17IV6.2.3 凸凹模工作尺寸及公差 .176.2.4 凸模通气孔设计 .187 模具的总体设计.198 模具主要零部件的设计 .208.1 拉深凸模与凹模的结构设计.208.1.1 拉深凹模结构 .208.1.2 拉深凸模结构 .218.2 上下模座等零部件的设计.229 冲压设备的选择.2410 绘制模具总装图(以第四次拉深模为例).26总结.28致谢.29参考文献.30河南机电高等专科学校毕业设计评语学生姓名： 王志娟 班级: 模具113 学号 111304320 题 目： 圆筒件冲压成形工艺及模具设计 综合成绩： 指导者评语：1）王志娟工作态度认真，能按质按量较好的完成毕业设计任务；2）该同学查阅了国内有关冲压模具设计与制造方面的大量资料，制订出了较合理的冲压成形工艺及模具结构，设计中基本不存在创新；3）设计说明书内容完整，计算正确，格式规范；4）该同学装配图、零件图设计合理，图纸问题较少，质量较高；5）建议该同学成绩评定：优秀；6）可以提交答辩。 指导者(签字)： 年 月 日毕业设计评语 评阅者(签字)： 年 月 日答辩委员会（小组）评语： 答辩委员会（小组）负责人(签字)： 年 月 日圆筒件冲压成形工艺与模具设计1 绪论目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。冲压模具是实现冲压生产的基本条件。在冲压模具的设计制造上，目前正朝着以下两方面发展：一方面，为了适应高速、自动、精密、安全等现代生产需要，冲压模具正向高效率、高精度、高寿命、自动化及多工位方向发展。在我国，工位数达50甚至更多的级进模、寿命达亿次的硬质合金模、精度和自动化程度相当高的冲压模具都已经应用在生产中，同时，由于这样的冲压模具对加工、装配、调整、维修要求很高，因此，各种高效、精密，数控、自动化的模具加工机床和检测设备也在迅速发展；另一方面，为了产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌合金冲压模具、聚氨酯橡皮冲压模具、薄板冲压模具、钢带冲压模具、组合冲压模具等各种简易冲压模具及其制造技术也得到了迅速发展。性能练好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件。高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的压力机与之匹配。为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备由单工位、单功能、低速朝着多工位、多功能、高速和数控方面发展，加之机械手乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到了大幅度提高。冲压生产的自动化是提高劳动生产率和改善劳动生产条件的有效措施。由于冷冲压操作简单，坯料和工序形状比较规则，一致性好，因此，容易实现生产的自动化。冲压生产的自动化包括：原材料的运输、冲压工艺过程及检测、冲模的更换与原装、废料处理等各个环节，但最基本的是压力机自动化和冲压模具自动化。适用于各种条件下自动操作的通用装置和检测装置有：带料、条料或工序件的自动送料装置，自动出件及理件装置，送料位置和加工检测装置，安全保护装置等，都是实现普通压力机和冲压模具自动化的基本装置。1.1 冲压模具市场情况 目前，我国冲压模具在数量、质量、技术和能力等方面都有了很大的发展，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，特别是中高档轿车覆盖件模具、超大规模集成电路及精密电子产品的模具还主要依靠进口，为汽车零部件配套的大型多工位级进模刚起步不久，板料热冲压成型及其模具技术在国内刚起步，基本上还是空白，模具生产技术水平已成为影响我国汽车和高档电子产品自主创新能力提高的重要因素。而一些低档次的简单模具，已趋供过于求，市场竞争激烈。2006-2010年，我国冲压钣金行业产值由4500亿增至8600亿元，年耗薄钢板（带）材由0.7亿t增至1.2亿t，年新购设备费用由200亿元增至350亿元，年薪购模具费用由300亿元增至500亿元。2010年冲压钣金企业（或车间）4万多家，80%以上的冲压钣金企业年产值在1000万元以下，从业人员350多万人。1.2 冲压成形工艺与理论研究 近年来，冲压成形工艺有很多新的进展，精密成形、电磁成形、液压成形、超塑性成形、软模成形、管内高压成形、热成形、无模多点成形等新工艺的应用不断成熟。这些新工艺具有精密、柔性、快速、复合、信息化等特点。无模多点成形系统以CAD/CAM/CAE技术为主要手段，能快速经济地实现三维曲面的自动化成形。1.3 冲压模具设计与制造 近年来，我国冲压模具水平有很大的提高。其中精密、高效、长寿命的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件模代表了现代冲压模具的技术水平。模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机信息技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交合、融合，形成了现代模具制造技术。其中高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝线切割加工、精密磨削及抛光、数控测量等代表了现代冲模制造的技术水平。高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量，而且与传统切削加工相比，具有温升低、切削力小的特点，因而可加工热敏材料和刚性差的零件，合理选择刀具和切削用量还可实现硬材料（60HRC）加工；电火花铣削加工是以高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工，因此不再需要制造昂贵的成形电极；慢走丝切割技术的发展水平已相当高，功能也相当完善，自动化技术已达到无人看管运行的程度，目前切割速度已达到300平方毫米每分钟；精度磨削及抛光抛光技术已开始使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光等先进设备和技术。2 直臂深圆筒拉深模具的设计思路拉深是冲压基本工序之一，它是利用拉深模在压力机作用下，将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。它不仅可以加工旋转体零件，还可以加工盒形零件及其他形状复杂的薄壁零件，但是，加工出来的制件的精度都很底。一般情况下，拉深件的尺寸精度应在IT13级以下，不宜高于IT11级。只有加强拉深变形基础理论的研究，才能提供更加准确、实用、方便的计算方法，才能正确地确定拉深工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸，解决拉深变形中出现的各种实际问题，从而，进一步提高制件质量。直壁圆筒件是最典型的拉深件，其工作过程很简单就一个拉深，在工艺性分析和毛柸尺寸的计算后根据计算确定它不能一次拉深成功.由此知需要多次拉深。在最后的一次拉深中由于制件的高度太高，根据计算的结果和选用的标准模架，判断此次拉深不能采用标准的模架。最后选用适合的压力机和其他的设备。设计时可能高度出现误差，应当边试冲边修改高度。3 筒形件拉深设计 零件名称：直臂筒形件 生产批量：大批量生产 材料：铝 料厚：1mm 拉深件的零件图，如下图所示图1 圆筒件4 冲压件的工艺性分析该冲压件为不带凸缘的直臂筒形件，要求零件尺寸标注在外形，料厚t=1mm，且没有厚度不变的要求；该零件结构简单，对称底部圆角半径r3=4mmt，满足拉深工艺对形状和圆角半径的要求。拉深件的制造精度包括直径方向的精度和高度方向的精度两个方面。一般情况下，拉深件的尺寸精度应在IT13级以下，不宜高于IT11级。由于该零件标注尺寸未注公差，即其尺寸为自由公差，所以拉深工艺能满足工件的公差等级要求。由以上分析可取直臂筒形件的尺寸精度等级为IT14级；零件所用材料铝的拉深性能较好，易于拉深成形。综上所述，该工件的拉深工艺性较好，可用拉深工艺加工。工件的拉深次数及其有关尺寸可有下列各工序计算来确定。因材料的料厚t=1mm1mm，故按板厚中线尺寸计算。5 冲压件的工艺计算5.1确定俢边余量由拉深件的零件图可得，d=（30-1）mm=29mm h=75mm由无凸缘筒形件的拉深相对高度h/d=75/29=2.5，查中表4.2可得俢边余量h=5mm则拉伸高度为H=h+h=（75+5）mm=80mm5.2计算毛抷直径由图可知：r =4mm d=29mm H= 80mm筒形件毛抷直径的计算公式为，D= 代入数据得 D =100mm5.3确定是否采用压边圈拉深毛抷的相对厚度为：t/D100=1/100100=1，由中表4.7可知，需要采用压边圈。首次拉伸时一般采用平面压边装置；再次拉深时，采用筒形压边圈，如图2所示。一般来说再次拉深所需要的压边力较小，而提供压边力的弹性力却随着行程而增加，所以要用限位装置。压边圈的尺寸：=+10=65+10=75mm a首次拉深 b再次拉深图2 压边圈各次拉深采用形式5.4计算总的拉深系数，并判断能否一次拉成根据工件直径d和毛抷直径D算出总拉深系数。由总拉深系数的计算公式=d/D 代入数据 =29/100=0.29由上述计算可知t/D100= 1查中表4.9可得m1=0.54，因此=29/100=0.290.54=，所以该工件不能一次拉出，则需要多次拉深。5.5确定拉深次数n根据毛抷的相对厚度t/D100=2.04，查中表4.11可得各次拉深极限拉深系数： m1=0.54 m2=0.77 m3=0.79 m4=0.81根据公式得各次拉深时半成品的直径为： d1=m1D=0.54100=54mm d2=m2d1=0.7754=41.58mm d3=m3d2=0.7941.58=32.85mm d4=m4d3=0.8132.85=26.61mm5.6工艺方案的确定该工件的拉深次数与工序尺寸的计算结果见下表表1 拉深次数与各次拉深工序件尺寸（mm）拉深次数n筒体直径工序件高度圆角直径15535.31824349.62533564.59442980.894根据以上计算及对零件工艺性的分析可知，有三种方案可以成形直臂筒形件。具体方案如下：方案一：落料首次拉深第二次拉深第三次拉深第四次拉深切边方案二：落料与首次拉深复合第二次拉深第三次拉深第四次拉深切边方案三：落料-正反拉深方案一：模具结构简单，压力机吨位可较小，但生产率低，需要六道工序。此方案适应于生产批量不大场合。方案二：复合工序模具结构较复杂，且压力机要求吨味较大，生产率比方案一高，适应于生产批量较大的场合。方案三：正反拉深模具结构复杂，况且这时需要采用双动压力机，生产率高，适应于生产批量大且有双动压力机的场合。通过对上述三种方案的比较，前面的计算结果及零件的生产批量等可知。该零件需要落料（制成100的坯料经过多次拉深和切边达到零件的要求的高度75mm）工六道工序，由于首次拉深的高度不是太高，首次拉深后的直径与坯料的直径相比较，可知落料可以和首次拉深复合，此时可以提高生产效率，节约成本。综合考虑选用方案二比较合理。直臂筒形件的工艺方案为：方案二：落料与首次拉深复合第二次拉深第三次拉深第四次拉深切边因d4=26.61mm29mm，所以应该用四次拉深成形。5.7半成品尺寸的确定，计算各次拉深后的直径5.7.1工序件的直径 根据-和=。对拉深系数进行调整后得： m1=0.55 m2=0.78 m3=0.80. m4=0.82则各次拉深后工序件的直径为： d1 =m1 D =0.55100=55mm d2=m2 d1 =0.7855=42.9 mm(调整后为43mm) d3 =m3 d2 =0.8043=34.4mm(调整后为35mm) d4 =m4 d3 =0.8235=28.7mm(调整后为29mm)因为d4=29mm29mm,所以最终是4次拉深成形，选定d4为工件的直径。5.7.2确定各次拉深凸凹模的圆角半径 根据经验公式=0.8=（0.6 1） 可求得各工序件筒底处的圆角半径。第一次拉深的凹模的圆角半径 =0.8=6.74mm 则第一次拉深的工件的圆角半径r1= +t/2=6.74+1/2=7.24,取r1=8mm,并取 =，则 r1=r2=8mm,根据工件圆角重新调整凸、凹模的圆角半径,取为= =（8-1/2）mm=7.5第二次拉深的凸凹模的圆角半径 =0.67.5=4.5mm= r凸2 则第二次拉深的工件的圆角半径 =4.5+1/2=5mm同理，第三次拉深的凸凹模的圆角半径 =3.5mm 工件r3=4mm最后一次拉深的模具的圆角半径应等于工件的圆角半径=4mm所以各次拉深工序件底部圆角半径取以下数值：=8mm =5mm =4mm =4mm5.8 计算各次拉深半成品高度 查根据式（D/dd+1.72r0.57 r/d）/4得 =(100/5555+1.728+0.578/55)/4=35.31mm=(100/4343+1.725+0.575/43)/4=49.62mm=(100/3535+1.724+0.574/35)/4=64.46mm =(100/2929+1.724+0.574/29)/4=80.76mm 5.9 绘制拉深工序图 图3 筒形拉深件的工序图6 进行必要的计算6.1计算压边力、拉深力为了解决首次拉深过程中的起皱问题，生产中的主要方法是在模具结构上采用压料装置。压边圈产生的压边力FQ大小应当适当，FQ太小，防皱效果不好；FQ太大，则会增大传力区危险断面上的拉应力，从而引起材料严重变薄甚至拉裂。因此实际应用中，再不起皱的情况下，尽量选用小的压边力。因为本零件是轴对称零件，所以不用计算压力中心。6.1.1计算压边力解决拉深工作中的起皱问题的主要方法是采用防皱压边圈，并且压边力要适当。必须指出，如果拉深的变形程度比较小，毛坯的相对厚度比较大，则不需要采用压边圈，因为不会产生起皱。压边圈对拉深坯料的变形区施加的压边力F压是为了防止毛坯起皱，保证拉深过程顺利进行而施加的力，它的大小对拉深影响很大。压边力太小时，防皱效果不好，造成拉深件筒壁质量差；压边力太大时，则会增加危险断面处的拉应力，引起拉深件拉裂破坏或严重变薄超差。生产中，压边力的大小不是唯一的，它有一定的调节范围，其范围在最大压边力F压max和最小压边力F压min之间，可以看出，压边力的调节范围与拉深系数有一定的关系。拉深系数减小，压边力的变动范围就减小，这对拉深工作是不利的，因为当压边力稍大些时，会产生破裂，压边力稍小些时，会产生起皱，即拉深的工艺稳定性不好。相反，拉深系数增大，压边力课调节范围增大，工艺稳定性好。在模具设计时，通常是使压边力F压稍大于防皱作用所需色最低值，即在保证毛坯凸缘变形区不起皱的前提下，尽量选用小的压边力，并按下列公式经行计算：总压边力 =AP筒形件第一次拉伸时 =D2-(d+2r凹)2P/4 式中A压边圈下坯料的投影面积（mm2）； P单位压边力（Mpa），可按表4.8选用； d1 ,d2 ,，dn第一次及以后各次工件的直径（mm）； 各次拉伸凹模圆角半径（mm）。由于工件的材料为铝，查表4.8得p=3N代入数据得： =3.14(1002-(55+28)2）3/4=11679N =3.14(552-432)3/4=2769N =3.14(432-352)3/4=1470N =3.14(352-292)3/4=904N压边装置弹性压边装置,这种装置多用于普通冲床，通常有三种结构形式：橡皮压边装置；弹簧压边装置；气垫式压边装置。另外氮气弹簧技术也逐渐在模具中使用。随着拉深深度的增加，需要压边的凸缘不断减少，故需要的压边力也就逐渐减小。橡皮及弹簧压边装置的压边力恰好与需要的压边力相反，随拉深深度的增加，从而导致零件断裂，因此，橡皮及弹簧结构通常只用于浅拉深。但是，这两种压边装置结构简单，在中小型压力机上使用较为方便，只要正确地选择弹簧的规格和橡胶的牌号及尺寸，能减少它的不利影响。弹簧应选用总压缩量大，压力随压缩量增加比较缓慢的规格。橡皮应选用软橡胶，并应保证相对压缩量不过大。橡皮的压边力随压缩量增加很快，因此，橡皮的总厚度应选大些，建议橡皮总厚度不小于拉深工作行程的五倍。气垫式压边装置的压边效果较好，压边力基本上不随工作行程而变化，但它结构复杂，制造、使用及维修都比较困难。刚性压边装置，这种结构用于双动压力机，凸模装在压力机的内滑块上，压边装置装在外滑块上。在拉伸过程中，外滑块保持不动，所以其刚性压边力不随行程变化，拉深效果好，模具结构简单由于零件结构简单，尺寸精度要求不高，所以压边装置选用弹簧压边装置。6.1.2计算拉深力圆筒形工件可用以下经验公式计算拉深力采用压边圈拉深时：第一次拉深 F=d1tbk1第二次以后 Fn=dntbkn (n=2，3，i)式中： F拉伸力； b材料的抗拉强度（本例中为440Mpa）； t材料厚度（mm）； D毛坯直径（mm）； d1,，dn各次拉伸后的后续件中径（mm）； k1、k2修正系数,由表4.6查出修正系数 m1=d1/D=551/100=0.55， k=1.00 m2=d2/d1=43/55=0.78， k=0.82 m3=d3/d2=35/43=0.82， k=0.76 m4=d4/d3=29/35=0.83， k=0.74查得：铝的抗拉强度b=440MPa则各次拉伸力为： F1 =（13.14551440）N=75988N F2=(0.823.14431440)N=48715.22N F3=(0.763.14351440)N=36750.56N F4=(0.743.14291440)N=29649.14N6.1.3计算公称压力根据查有公式（1.61.8） =+，可取=1.7（+）代入各次的压边力与拉深力得：首次拉深需加上冲裁力： =1.7（11697+75988）N=149030N =1.7(2769+48715.22)N=87523N =1.7(1470+36750.56)N=64970N =1.7(904+29649.14)N=51940N6.2 模具工作部分尺寸计算因为本零件是轴对称零件，所以不用计算压力中心。6.2.1模具间隙拉深模间隙指的是凸、凹模之间的双面间隙。间隙的大小对拉深力、拉深件的质量以及模具寿命都有较大的影响。间隙小时，拉深件回弹小，侧壁平直而光滑，质量较好，精度较高。若间隙值太小，拉深力增加，导致工件变薄严重，甚至拉裂，模具表面间的摩擦、磨损严重，模具寿命降低。间隙过大时，拉深力降低，模具的寿命提高，但毛坯容易起皱，拉深件锥度大，精度较差，因此，拉深模的间隙值应合理。确定拉伸模的间隙时，要考虑压边状况、拉深次数和工件精度等，其原则是：既要考虑板料本身的公差，又要考虑板料的增厚现象，间隙取值一般都比毛坯厚度略大一些。本模具的拉深要压边装置，查5表4.13可查每次的单边间隙值。有压边圈拉深时单边间隙查5表4.13得：首次拉深时单边间隙Z/2=1.2t；第二，三次拉深时单边间隙Z/2=1.1t；第四次拉深时单边间隙Z/2=（11.05）t；代入数据得： Z1/2=1.2t=1.21=1.2mm Z2/2= Z3/2=1.1t=1.11=1.1mm Z4/2=（11.05）t=（11.05）1=11.05mm所以，各次拉深时拉深间隙为： Z1 =2.4mm Z3=Z2=2.2mm Z4=2mm6.2.2拉深模圆角半径 凸模、凹模的选用在制件拉深过程中有着很大的作用。凸模圆角半径的选用可以大些，这样会减低板料绕凸模的弯曲拉应力，工件不易被拉裂，极限拉深因数会变小些；凹模的圆角半径也可以选大些，这样沿凹模圆角部分的流动阻力就会小些，拉深力也会减小，极限拉深因数也会相应减小。但是凸、凹模的圆角半径也不易过大，过大的圆角半径，就会减少板料与凸模和凹模端面的接触面积及压边圈的压料面积，板料悬空面积增大，容易产生失稳起皱。首次拉深凹模圆角半径可按以下经验公式计算=0.80，以后各次拉深的凹模圆角半径，可按下式确定：=（0.60.9） （i=2，3，4n）代入凹模圆角半径的计算公式经计算得： =7.8mm 取=8mm =（0.60.9）=4.77.0mm取=5mm =（0.60.9）=3.04.5mm取=4mm有经验可知凸模的圆角半径可以取与凹模圆角半径相等。所以凸凹模圆角半径为：=8mm，=5mm ，=4mm最后一次拉深，凸凹模的圆角半径应与拉深件相应的圆角半径一致。故取 =4mm6.2.3凸凹模工作尺寸及公差有上述已知工件公差等级为IT13级，所以查公差表得工件的尺寸公差为： 55mm，42 mm ，34 mm ，28 mm对于多次拉深，工序件尺寸无需严格要求，前三次拉深以凹模为基准，模具的制造公差按IT10级选取。对于多次拉深，工序件尺寸无需严格要求，所以中间各工序的凸凹模尺寸可按下式计算： D =(D-Z) 代入数据得 =56 mm，=44 mm，=36 mm计算出各次凸模的尺寸： =54 mm，=42 mm，=34 mm第四次拉深是最后一次拉深，由于要求零件尺寸注在外形，因此，以凹模的的社计为基准，模具按IT8级选取公差。计算出模具的尺寸为： =（-0.75） 代入数据得 =（35-0.750.52）=34.61 mm =( D凹4-Z) =(34.61-2) =32.61mm6.2.4凸模通气孔设计拉深时变形材料包紧在凸模上，取件时零件与凸模会形成真空状态，如果无通气孔，取件困难，甚至使零件变形。为了取件方便设置通气孔，其尺寸由相关资料可查得：5mm所有拉深凸模的通气孔尺寸均为5mm。7 模具的总体设计四次拉深模具都是在单动压力机上拉深，采用标准中间模架。第四次拉深模具是在单动压力机上采用单工序拉深模拉深。上模部分主要有上模座，凹模等零件组成；下模部分主要有凸模，凸模固定板，下模座等组成。压边圈是通过顶件杆由气垫来压边的，气垫的压边提供的压边力恒定，是较为理想的弹性压边装置。由限位圈来防止压边圈被顶出，尽量减小压边面积，以增大单位压边力。模具为倒装结构，由推杆推出工件。工作过程：模具在工作时，将前一道工序拉深后所得的半成品毛坯套在压边圈上，压边圈的形状必须与上一次拉出的半成品毛抷形状一致。凹模装在上模，凸模装在下模。上模下行，首先将半成品坯件压住，然后将坯件和压边圈同时向下推，凸模逐渐露出压边圈，而将坯料上端一部分材料压入凹模内，使坯料在凸、凹模作用下，产生塑性变形而制成所要求的零件。当凹模随上模回升时，零件制品在推杆及推件板的作用下，将其从凹模内推出。而压边圈在缓冲器系统作用下又回到原位，准备下一次拉深。8 模具主要零部件的设计8.1拉深凸模与凹模的结构设计拉深凹模对拉深过程的影响比凸模大得多，结构形式也较多。就对拉深过程的影响而言，可将拉深凹模分为普通直壁凹模和锥形凹模两大类。8.1.1拉深凹模结构普通直壁凹模这种模具结构比较简单，有圆弧直接过度到直壁工作带，首次拉深与再拉深，有无压边圈均可采用。但出件方式不同时结构上也有所不同。为了减小摩擦，凹模工作带高度h不应太大，普通拉深可取h=812mm精密拉深（要求拉深件直径尺寸精度，凸模与凹模之间的间隙取得较小）可取h=610mm。锥形凹模是在直壁凹模的基础上加一段锥形过度段称为锥形凹模。采用锥形凹模拉深有两方面的优点：一凹模圆角半径处的包角均小于90,可减小拉深时板料在凹模圆角处的折弯与摩擦阻力，从而可降低筒壁处所受到的拉应力；二毛抷首先在锥形过度段预成形，如同增加了一次拉深，待正式拉人凹模的直壁段时，在切向所需的压缩量已大为减小，因而起皱的危险也就减小了。锥形凹模一般不用于不压边的首次拉深，其要求相对料厚较大。由于该零件结构简单，尺寸精度要求不高，所以采用直壁凹模结构。凹模采用螺钉和销钉定位，同时要保证螺钉（或沉孔）间，螺孔与销孔间及螺孔，销孔与凹模刃壁间的距离不能太近，否则会降低模具寿命。凹模外形采用圆形结构。材料选择T10钢，热处理硬度为5862HRC，技术条件按JB/T76531994的规定处理。根据制件的高度由经验得拉深凹模的 高度为=+15=80+15=95mm 直径为=35+402=115mm图4 凹模8.1.2拉深凸模结构拉深凸模结构比较简单，为了卸料方便，拉深凸模上需钻一通气孔，受钻头长度限制，一般很难从凸模工作端钻通至固定端，这时可自工作端先钻一通孔，再从凸模侧壁钻孔与之相通，侧孔中心线到凸模的距离侧孔中心线到凸模的距离只要稍大于拉深工件的高度就可达到通气的目的。由于该零件的结构简单，所以凸模选择台阶式凸模，凸模与固定板采用装好后磨平，凸模与固定板配合部分按过渡配合（H7/m6或H7/n6）。凸模材料选择Cr12，硬度为5660HRC，尾部回火硬度为4050HRC，技术条件按JB/T76531994的规定处理。凸模的高度= + =15+80+10+75=180mm 图5 凸模8.2上下模座等零部件的设计 上模座：22030 下模座：22035 凸模固定板：115159 冲压设备的选择为使压力机能安全工作，取（1.61.8） 由前面的计算结果,在满足拉深力使用要求的前提下，初选压力机型号如下：首次冲裁拉深时=149030N故选160KN的开式压力机。其型号为：JH2-25;第二次拉深时=87523N故选100KN的开式压力机。其型号为：JB23-16;第三次拉深时=64970N故选100KN的开式压力机。其型号为：JB23-16；最后一次拉深时=51940N故选63KN的开式压力机。其型号为：JB23-6.3;拉深模的闭合高度时指滑块在上止点时滑块下表面到工作台上表面的距离，故本模具的闭合高度为： =+ +=（30+75+95+35+15）mm=260mmH=260mm220mm不满足压力机的最大闭合高度大于模具的闭合高度，所以改选压力机的型号为JB23-16型。型号为JH2-25的开式可倾压力机的最大闭合高度为270mm260mm满足闭合高度要求。JH2-25型开式可倾压力机的具体参数如下：公称压力：250KN最大闭模高度：270mm最大装模高度：175mm连杆调节长度：55mm压力机工作台尺寸（前后左右）:370mm560mm压力机工作台孔尺寸（前后左右直径）：370mm560mm260mm模柄孔尺寸：40mm60mm最大倾斜角度：30综上分析，最后一次拉深所选用的型号为JB23-25的开式可倾压力机能够满足使用要求。由于最后一拉深的工件高度高，而经校核最后一次拉深所选的压力机的公称压力和闭合高度均符合要求，所以前三次拉深所选的压力