【2019年整理】盒形件拉深模具设计51说明书(20210129131446)

1、材料科学与工程系 冲压工艺及模具设计课程设计报告 实验名称： 冲压工艺及模具设计 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 评定成绩： 教师评语： 指导老师签名: 题目 盒型件拉深模设计1. 前言2. 第一章 审图4. 第二章拉深工艺性分析4. 2.1对拉深件形状尺寸的要求 4 2.2拉深件圆角半径的要求.5. 2.3形拉深件壁间圆角半径rpy5 2.4拉深件的精度等级要求不宜过高 5 2.5 拉深件的材料6. 2.6拉深件工序安排的一般原则6 第三章 拉深工艺方案的制定 .6. 第四章 毛坯尺寸的计算 7. 4.1修边余量7. 4.2毛坯尺寸7. 第五章拉深次数确定8. 第六章 冲压力及压

2、力中心计算 .9. 6.1冲压力计算9. 6.2压力中心计算 9. 第七章 冲压设备选择01 第八章 凸凹模结构设计 01 8.1凸模圆角半径 01 8.2凸凹模间隙01 8.3凸凹模尺寸及公差 11 第九章 总体结构设计11 9.1模架的选取12 9.2 模柄.13 9.3拉深凸模的通气孔尺寸13 9.4导柱和导套1.3 9.5 推杆14 9.6卸料螺钉1.4 9.7螺钉和销钉1.4 第十章拉深模装配图绘制和校核15 10.1拉深模装配图绘制 15 10.2拉深模装配图的校核 16 第十一章非标准件零件图绘制1.7 11.1l拉深凸模1.7 11.2凸凹模1.8 11.3落料凹模1.8 第十

3、二章 结 论1.9 参考文献19 题目盒型件拉深模设计 、八 前 从几何形状特点看，矩形盒状零件可划分成 2个长度为（A-2r）和2个长度 为（B-2r）的直边加上4个半径为r的1/4圆筒部分（图441）。若将圆角部分 和直边部分分开考虑，则圆角部分的变形相当于直径为2r、高为h的圆筒件 的拉深，直边部分的变形相当于弯曲。但实际上圆角部分和直边部分是联系在一 起的整体，因此盒形件的拉深又不完全等同于简单的弯曲和拉深，有其特有的变 形特点，这可通过网格试验进行验证。 拉深前，在毛坯的直边部分画出相互垂直的等距平行线网格，在毛坯的圆角 部分，画出等角度的径向放射线与等距离的同心圆弧组成的网格。变形

4、前直边处 的横向尺寸是等距的，即-L = L2 = :L3，纵向尺寸也是等距的，拉深后零件表 面的网格发生了明显的变化（如图1所示）。这些变化主要表现在： 图1盒形件的拉深变形特点 直边部位的变形 直边部位的横向尺寸变形后间距逐渐缩小，愈向直边中间 部位缩小愈少，纵向尺寸变形后，间距逐渐增大，愈靠近盒形件口部增大愈多， 可见，此处的变形不同于纯粹的弯曲。 （2）圆角部位的变形 拉深后径向放射线变成上部距离宽，下部距离窄的斜线， 而并非与底面垂直的等距平行线。 同心圆弧的间距不再相等，而是变大，越向口 部越大，且同心圆弧不位于同一水平面内。因此该处的变形不同于纯粹的拉深。 根据网格的变化可知盒形

5、件拉深有以下变形特点: 盒形件拉深的变形性质与圆筒件一样，也是径向伸长，切向缩短。沿径向 愈往口部伸长愈多，沿切向圆角部分变形大，直边部分变形小，圆角部分的材料 向直边流动。即盒形件的变形是不均匀的。 (2)变形的不均匀导致应力分布不均匀(图2)。在圆角部的中点最大，向两 边逐渐减小，到直边的中点处口最小。故盒形件拉深时破坏首先发生在圆角处。 又因圆角部材料在拉深时容许向直边流动，所以盒形件与相应的圆筒件比较，危 险断面处受力小，拉深时可采用小的拉深系数也不容起皱。 图2盒形件拉深时的应力分布 (3)盒形件拉深时，由于直边部分和圆角部分实际上是联系在一起的整体，因 此两部分的变形相互影响，影响

6、的结果是：直边部分除了产生弯曲变形外，还产 生了径向伸长，切向压缩的拉深变形。两部分相互影响的程度随盒形件形状的不 同而不同，也就是说随相对圆角半径r/B和相对高度H/B的不同而不同。r/B 愈小，圆角部分的材料向直边部分流得愈多，直边部分对圆角部分的影响愈大， 使得圆角部分的变形与相应圆筒件的差别就大。当r/B=0.5时，直边不复存在， 盒形件成为圆筒件，盒形件的变形与圆筒件一样。 当相对高度 H/B大时，圆角部分对直边部分的影响就大，直边部分的变形与简单弯曲的 差别就大。因此盒形件毛坯的形状和尺寸必然与r/B和H/B的值有关。对于不同的r/B和 H/B，盒形件毛坯的计算方法和工序计算方法也

7、就不同。 第一章 审图 由工件图可知，该工件为带凸缘的开口对称盒形件，要求保证内形尺寸， 没有厚度不变的要求。该工件形状满足拉深工艺性要求， 可用拉深工序加工。材 料为08钢，料厚为1mm。拉深精度等级为IT14 第二章拉深工艺性分析 2.1对拉深件形状尺寸的要求 1）拉深件形状应尽量简单、对称，尽可能一次拉深成形； 2）尽量避免半敞开及非对称的空心件，应考虑设计成对称（组合）的拉深； 3）在设计拉深件时，应注明必须保证外形或内形尺寸， 不能同时标注内外形 尺寸；带台阶的拉深件，其高度方向的尺寸标注一般应以底部为基准； 4）拉深件口部尺寸公差应适当。 5）一般拉深件允许壁厚变化范围 0.6t、

8、1.2t,若不允许存在壁厚不均现象，应注 明； 6）需多次拉深成形的工件，应允许其内、外壁及凸缘表面上存在压痕。 2.2拉深件圆角半径的要求 1 凸缘圆角半径rd 凸缘圆角半径rd指壁与凸缘的转角半径。 要求: 1）rd =5 t=1 一般取：rd C= （4、8） t 2) 当rd dx 0.5mm时，应增加整形工序。 2.部圆角半径rpg 底部圆角半径rpg :指壁与底面的转角半径。 要求： 1) rpg=5mmt=1mm 一般取：rpg (3-5) t 2) rpgv t,增加整形工序，每整形一次，rpg可减小1/2。 2.3形拉深件壁间圆角半径rpy 矩形拉深件壁间圆角半径rpy: 指

9、矩形拉深件的四个壁的转角半径。 要求：rpy=15mm3=3mm 及 rpy=15mm H/5=6mm. 2.4拉深件的精度等级要求不宜过高 主要指其横断面的尺寸精度；一般在IT13级以下，不宜高于IT11级，高于IT13级的 应增加整形工序。因为工件图精度等级为IT10，所以符合要求。 2.5拉深件的材料 由工件图可知拉伸件所用的材料为08钢 材料名称 牌号 材料 状态 抗拉强度 %/MPa 屈服强度 s /MPa 铝锰防锈铝 合金 LF21 退火 120-160 85 图2-1 2.6拉深件工序安排的一般原则 I ）在大批量生产中，在凹、凸模壁厚强度允许的条件下，应采用落科、拉深复 合工艺

10、； 2）除底部孔有可能与落料、拉深复合冲压外，凸缘部分及侧壁部分的孔、槽均 需在拉深工序完成后再冲出； 3）当拉深件的尺寸精度要求高或带有小的圆角半径时应增加整形工序； 4）修边工序一般安排在整形工序之后； 5）修边冲孔常可复合完成。 第三章拉深工艺方案的制定 该零件包括落料、拉深、胀形三个基本工序，可以采用以下三种方案： 1）先落料，再拉深，再胀形，采用单工序模具生产。 2）落料-拉深-胀形复合冲压，采用复合模生产。 3）落料-拉深-胀形连续冲压，采用级进模生产。 方案1的模具结构简单，但需要三道工序，三套模具才能完成零件的加工， 生产效率低，难以满足零件的大批量生产需求。为提高生产效率，应

11、采用复 合或级进冲压方式，为了保证尺寸精度，最后确定使用复合冲压方式进行生 产。加工完之后再进行切边。 第四章毛坯尺寸的计算 4.1修边余量 因为 B f/B=52/40=1.3, B f =52 查冲压工艺及冲模设计表 5-7得有凸缘件的修边余量为3.5mm 4.2毛坯尺寸 因为 h/B=30/190=0.16 z0.6 时， 1）直边部分按弯曲件求展开长度，即 匸H+0.57rp=20+0.57*8=24.56 2）圆角拉深部分展开长坯半径 R= R2 2rh -0.86（鶴 r。）0.14仏2 - r0）=17.89 3）按求得的I和R。，作出待修正的展开图 o OJ 1 厂 .2.0

12、Z 106,0 图4-1 展开图宽度为 B=30-2*8+2I+7=70.12 展开图长度为 L=50+2I+7=106.12 4）由于不满足-:0.6，工件较矮 h 第五章拉深次数确定 毛坯相对厚度t/D/%=0.94 角部的相对圆角半径r/b/%=0.27 h/d。 由参【4】表4-12知一道工序内所能拉深的矩形盒型件的最大相对高度 为 0.60.8。 工件相对高度h/b=20/30=0.670.36= &144%龙猊耕战 凹模长边尺寸为 凹模短边尺寸为=- 四个圆角部分相当于直径为8mm, D返=(8 +0.4x0 36 +2z)JJ =10 544 wm 则 第九章总体结构设计 9.1

13、模架的选取 由凹模的尺寸计算出凹模周界，再由凹模周界从参【7】中选取标准模架 表9-48中间导柱模架 闭合咼 度（参 考） H 零件件号、名称及标准编号 1 2 3 4 5 6 上模座 下模座 导柱 导套 数量 最 小 最 大 1 1 1 1 1 1 规格 260 400 200X6 0X45 200X16 0X45 28*00 28X110X43 9.2模柄 由于凸缘模柄的优点在于凸缘以下部分可加工出容纳推板的形孔，此 外装拆比较方便，便用于较大的模具。由压力机知，模柄孔直径为60 mm。所以 根据表3-42凸缘模柄（JB/T7646.3-1994） 9.3拉深凸模的通气孔尺寸 工件在拉深时

14、，由于空气压力的作用或润滑油的黏性等因素，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，设计凸模时，应有通气孔。 由文献四表4-35知：通气孔直径为8mm。 9.4导柱和导套 1）由选取的模架中导柱的基本尺寸，在参【7】中选取B型导柱 表3-38导柱 基本尺寸 （d b） 极限偏差 L l B d d 1 B (h5) (h6) (r6) 55 0 0 +0.060 280 70 -0.013 -0.019 +0.041 2）再根据导柱和导套之间的配合选取A型导套 表3-39导套 d D(r6) L H b aA 基本尺 寸 极限尺寸 基本尺 寸 极限偏 差 (H6) (H7) A型

15、 A型 55 +0.019 +0.030 70 +0.062 160 53 4 1 0 0 +0.043 9.5推杆 由模柄上的孔d=15。所以根据参【7】表3-33带螺纹推杆(JB/T 7650.2-1994) d d1 L l I1 d2 b S C C1 r1 M14 M12 160 220 60 14 9.5 2.5 12 2 1.5 1 9.6卸料螺钉 由参【7】表3-36 圆柱头内六角卸料螺钉(JB/T 7650.6-1944) d d1 l d2 H t s d3 d4 r I d5 c C1 b L M 24 2 36 2 1 1 20.5 19. 1 1.5 16.5 2.5

16、 1 4 80 200 20 6 4 2 7 4 9.7螺钉和销钉 1)由螺钉的商品规格长度选取合适的螺钉 由参【7】表3-48内六角圆柱头螺钉(GB/T 70.1-2000) 螺纹规格 M12 b (参考) 36 d k (max) 18 k(max) 12 s 10 e(mix) 11.43 商品规格长度1 20 120 2）由销钉的规格长度选取合适的销钉 由参【7】表3-49圆柱销 d(m6/m8,m6) 12 c心 2.5 商品规格l li 22 140 l 2 26 100 第十章拉深模装配图绘制和校核 10.1拉深模装配图绘制 图 10-1 此工件在压力机上落料拉深。模架采用标准件

17、，导柱和导套分别用 B型导柱 和A型导套。拉深模采用倒装式结构形式，推板推出工件。拉深时用 3个定位 销进行定位。模具采用倒装式结构，其特点可省去设计提供压边力的弹顶器。 拉深工艺的基本运动是，卸料板先与板料接触并压牢，凸模下降至与板料接 触，并继续下降，进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，导致板料体积成形， 然后凸、凹模分开，凹模滑块把工件推出，完成拉深运动。卸料板和滑块的运动 非常关键，为了保证拉深件的质量，必须控制卸料板的运动，让它先于凸模与板 料接触，并且压料力要足够，否则拉深件容易起皱，甚至裂开；其次应确保凹模 滑块压力足够，以保证拉深件底面的平面度。 10.2拉深模装配图的校核

18、1）模具总体结构是否合理，能否拉出合格零件，装配的特殊要求在技术要求 中是否写明； 2）拉深力是否进行了计算，选用压力机是否合适； 3）视图表达是否清楚，正确； 4）件号是否有遗漏； 5）毛坯图，制件图及制件材料等有关说明是否齐全； 6）模具闭合高度、确定导柱长度和模架选择是否合适； 8）明细表中的内容是否齐全，视图表达是否填写正确、无误； 9）该画的零件图是否齐全，视图表达是否正确； 10）尺寸标注的基准面、基准体、基准孔是否选的合理，是否适合于实际作 业和检查； 11）凸、模工作部分尺寸是否合理，其强度是否足够 第十一章非标准件零件图绘制 11.1拉深凸模 图 11-1 11.2凸凹模 图 11-2 11.3落料凹模 1B：.O IflW u 第十二章结论 两周的课程设计，眼看就要结束了。毫无疑问，这两周是我这个学期以来 最充实的一段时间，充实的同时也让我感到很疲劳，但我还是很开心。 经过这段时间的学习，我更深刻的理解了冲压模具的基础知识， 通过实践操 作所掌握的是无法通过上课可以学到的。同时又让我温习了ATUOCAD的制图 知识，熟练了 cad的操作技巧，加强了我与同学间的学习交流，这些都是非常可 贵的。 让我感触最深的是老师对我们的制图和说明书的相关格式标准的教诲， 这是 以前的学习过程中没有接触和考虑过的。 现在才明白这是非常必要的，我们似乎 更加专业了，当然