《冲压工艺及模具设计》课程设计报告

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：指导老师签名: TOC o 1-5 h z 题目 盒型件拉深模设计1.前 言2. HYPERLINK l bookmark3 o Current Document 第一章 审图 4. HYPERLINK l bookmark5 o Current Document 第二章 拉深工艺性分析4. HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 对拉深件形状尺寸的要求4. HYPERLINK l bookmark9 o Current Docume

2、nt 拉深件圆角半径的要求5. HYPERLINK l bookmark11 o Current Document 形拉深件壁间圆角半径 rpy 5. HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 拉深件的精度等级要求不宜过高 5. HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 拉深件的材料6. HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 拉深件工序安排的一般原则 6. HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 第三章拉深工艺方案的制定6

3、. HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 第四章 毛坯尺寸的计算7. HYPERLINK l bookmark23 o Current Document 修边余量 7. HYPERLINK l bookmark25 o Current Document 毛坯尺寸 7. HYPERLINK l bookmark27 o Current Document 第五章拉深次数确定8. HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 第六章 冲压力及压力中心计算9. HYPERLINK l bookmark31 o Curr

4、ent Document 冲压力计算9. HYPERLINK l bookmark33 o Current Document 压力中心计算9. HYPERLINK l bookmark35 o Current Document 第七章 冲压设备选择01 HYPERLINK l bookmark37 o Current Document 第八章凸凹模结构设计01 HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 凸模圆角半径01 HYPERLINK l bookmark41 o Current Document 凸凹模间隙 01 HYPERLINK l book

5、mark43 o Current Document 凸凹模尺寸及公差 11 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document 第九章总体结构设计1 1 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 模架的选取1.2. HYPERLINK l bookmark55 o Current Document 模柄 1.3. HYPERLINK l bookmark57 o Current Document 拉深凸模的通气孔尺寸 1.3 HYPERLINK l bookmark59 o Current Document 导柱和导套

6、1.3. HYPERLINK l bookmark61 o Current Document 推杆 1.4. HYPERLINK l bookmark63 o Current Document 卸料螺钉 1.4. HYPERLINK l bookmark65 o Current Document 螺钉和销钉 1.4. HYPERLINK l bookmark67 o Current Document 第十章拉深模装配图绘制和校核1.5 HYPERLINK l bookmark69 o Current Document 拉深模装配图绘制 1.5 HYPERLINK l bookmark71 o

7、Current Document 拉深模装配图的校核1.6第十一章非标准件零件图绘制 1.7拉深凸模1.7凸凹模 1.8.落料凹模 1.8. HYPERLINK l bookmark73 o Current Document 第十二章结 论 1.9. HYPERLINK l bookmark75 o Current Document 参考文献 1.9.题目盒型件拉深模设计、乙刖 百从几何形状特点看，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4.4.1）。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

8、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。变形前直边处的横向尺寸是等距的，即Li 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

9、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件拉深有以下变形特点:(1)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

10、 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

11、。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

12、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 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：) rd =5t=1 一般取：rd C= (4 8) t 2)当rd0.5mm时，应增加整形工序。.部圆角半径rp

13、g底部圆角半径rpg:指壁与底面的转角半径。要求：rpg=5mmt=1mrm 一般取：rpg (3 5) trpg H/5=6mm.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。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b/MPa屈服强度s/MPa铝钻防锈铝合金LF21退火120-16085图2-1拉深件工序安排的一般原则l ）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；2）除底部孔有可能与落料、拉深复

14、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：先落料，再拉深，再胀形，采用单工序模具生产。落料-拉深-胀形复合冲压，采用复合模生产。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

15、方式进行生产。加工完之后再进行切边。第四章 毛坯尺寸的计算修边余量B f /B=52/40=1.3， B f =523.5mm。查冲压工艺及冲模设计表 5-7得有凸缘件的修边余量为毛坯尺寸因为 h/B=30/190=0.16 0.6 时，1）直边部分按弯曲件求展开长度，即l=H+0.57rp=20+0.57*8=24.562）圆角拉深部分展开长坯半径R 0 =旧2rh0.86Qr0） 0.14（%2=17.893）按求得的l和R。，作出待修正的展开图图4-1展开图宽度为B=30-2*8+2l+7=70.12展开图长度为L=50+2l+7=106.124）由于不满足L 0.6 ,工件较矮。h第五

16、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h/d0为 0.60.8。工件相对高度h/b=20/30=0.670.36 月上如相扪 产q.串凹模长边尺寸为%=(d+MA + 2叱=邠华凹模短边尺寸为D = (110 -F 0.4x 0.74 + 2c)= 32 648% e四个圆角部分相当于直径为8mm,+ 0,4x0 36 十 2力；,二10514 毡 wm第九章总体结构设计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中间导柱模架闭合高

17、度(参 考)H零件件号、名称及标准编号123456上模座下模座导柱导套数量最小最 大111111规格260400200X160M5200 M60X4528 20028X10M3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，使用于较大的模具。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)拉深凸模的通气孔尺寸工件在拉深时，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。导柱和导套1)由选取的模架中导柱

18、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/di b )极限偏差Ll Bdd 1 B(h5)(h6)(r6)550-0.0130-0.019+0.060+0.041280702)再根据导柱和导套之间的配合选取A型导套表3-39导套dD(r6)LHbaA基本尺 寸极限尺寸基本尺 寸极限偏 差(H6)(H7)A型A型55+0.019+0.03070+0.062160534100+0.0439.5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)dd1Ll11d2bSCCir1 M14M12160 22060149.52.51221

19、.519.6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)dd1ld2Htsd3d4r r1 dscC1bLM2423621120.519.11.516.52.51480 20020642749.7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M12b (沙)36d k (max)18k(max)12s10e(mix)11.43商品规格长度120 1202）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)12c=2.5商品规格lI122 140l 2

20、26 100第十章拉深模装配图绘制和校核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，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。拉深模装配图的校核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