圆筒拉深冲压工艺及模具设计说明书

1、 目 录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc9096 第1章 前言 PAGEREF _Toc9096 2 HYPERLINK l _Toc30105 第2章 冲压件工艺分析 PAGEREF _Toc30105 4 HYPERLINK l _Toc24583 1、 材料性能分析 PAGEREF _Toc24583 4 HYPERLINK l _Toc24461 2、 工件结构形状分析 PAGEREF _Toc24461 4 HYPERLINK l _Toc17022 3、 工艺方案分析 PAGEREF _Toc17022 4 HYPERLINK l _Toc23374 第

2、3章 工艺参数计算 PAGEREF _Toc23374 6 HYPERLINK l _Toc22880 1、确定修边余量 PAGEREF _Toc22880 6 HYPERLINK l _Toc7508 2、计算毛坯直径D PAGEREF _Toc7508 6 HYPERLINK l _Toc4078 3、拉深次数的确定 PAGEREF _Toc4078 7 HYPERLINK l _Toc20980 4、排样方式的选择 PAGEREF _Toc20980 7 HYPERLINK l _Toc32465 （1）搭边值的确定 PAGEREF _Toc32465 8 HYPERLINK l _To

3、c7706 （2）宽度的确定 PAGEREF _Toc7706 8 HYPERLINK l _Toc4751 5、材料利用率的计算 PAGEREF _Toc4751 8 HYPERLINK l _Toc12915 第4章 冲压力及冲压中心的计算 PAGEREF _Toc12915 9 HYPERLINK l _Toc15985 1、 冲压力的计算 PAGEREF _Toc15985 9 HYPERLINK l _Toc27944 （1）落料时冲压力 PAGEREF _Toc27944 9 HYPERLINK l _Toc26587 （2）拉深力 PAGEREF _Toc26587 9 HYPE

4、RLINK l _Toc9838 2、 冲压压力中心计算 PAGEREF _Toc9838 9 HYPERLINK l _Toc21796 第5章 冲压压力机的选择 PAGEREF _Toc21796 10 HYPERLINK l _Toc26211 第6章 凸凹模结构设计 PAGEREF _Toc26211 11 HYPERLINK l _Toc1136 1、 落料凸、凹模刃口尺寸计算 PAGEREF _Toc1136 11 HYPERLINK l _Toc30490 (1)冲裁间隙的确定 PAGEREF _Toc30490 11 HYPERLINK l _Toc12828 (2)刃口尺寸的

5、计算及依据与法则 PAGEREF _Toc12828 11 HYPERLINK l _Toc7108 2、 拉深凸凹模圆角半径 PAGEREF _Toc7108 11 HYPERLINK l _Toc21430 3、 拉深凸模和凹模单边间隙Z PAGEREF _Toc21430 11 HYPERLINK l _Toc15953 4、 拉深凸、凹模工作部分尺寸及公差 PAGEREF _Toc15953 11 HYPERLINK l _Toc13215 第7章 模具总体结构设计 PAGEREF _Toc13215 13 HYPERLINK l _Toc12040 1、 模架选择 PAGEREF _

6、Toc12040 13 HYPERLINK l _Toc31426 2、 模柄选用 PAGEREF _Toc31426 13 HYPERLINK l _Toc11746 3、 卸料装置的设计 PAGEREF _Toc11746 13 HYPERLINK l _Toc8458 4、 销钉、螺钉选择 PAGEREF _Toc8458 13 HYPERLINK l _Toc29609 （1） 固定销 PAGEREF _Toc29609 13 HYPERLINK l _Toc17018 （2） 螺钉 PAGEREF _Toc17018 13 HYPERLINK l _Toc24876 第8章 模具闭合

7、高度的校核 PAGEREF _Toc24876 15 HYPERLINK l _Toc1558 总结 PAGEREF _Toc1558 16 HYPERLINK l _Toc27916 参考文献 PAGEREF _Toc27916 17第1章 前言冲压是使板料经分离或成形而得到制件的加工方法。冲压利用冲压模具对板料进行加工。常温下进行的板料冲压加工称为冷冲压。 模具是大批生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。模具工业是国民经济的基础工业。 模具可保证冲压产品的尺寸精度，使产品质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。用模具生产零部件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧钢钢板或钢带为坏料，且在生

8、产中不需加热，具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点，是其他加工方法所不能比拟的。使用模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造业的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展。 目前，工业生产中普遍采用模具成形工业方法，以提高产品的生产率和质量。一般压力机加工，一台普通的压力机设备每分钟可成形零件几件到几十件，高速压力机的生产率已达到每分钟数百件甚至上千件。据不完全统计，飞机、汽车、拖拉机、电机、电器、仪表、等产品，有60%左右的零件是用模具加工出来的；而自行车、手表、洗衣机、电冰箱及电风扇等轻工业产品，有90%左右的零件时用模具加工出来的

9、；至于日用五金、餐具等物品的大批量生产基本上完全靠模具来进行。显而易见，模具作为一种专用的工艺设备，在生产中的决定性作用和重要地位逐渐为人们所共识。为了满足制件更新换代快和生产批量小的发展趋势，发展了一些新的成形工艺(如高能成形和旋压等)、简易模具（如软模和低熔点合金模等）、通用组合模具和数控冲压设备等。这样，就使冲压生产既适合大量生产，也同样适用于小批生产。不断改进板料性能，以提高其成形能力和使用效果，例如研制高强度钢板，用来生产汽车覆盖件，以减轻零件重量和提高其结构强度。接线端子零件是冲压生产的一个典型零件，在客车生产中有很强的作用，其模具设计有一定的实用价值。对于该制件我们利用先进的模具

10、生产提高生产效益、保证产品质量、节约成本，从而取得很高的经济效益。冲压件与 HYPERLINK /doc/413699-438176.html t /doc/_blank 铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、 HYPERLINK /t017bfb9b17b2806525.jpg 冲压肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔窝、凸台等。冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件， HYPERLINK /doc/6971

11、365-7194051.html t /doc/_blank 切削加工量少。 本次课程设计的内容为用模具生产不带凸缘圆筒拉深件，其中包括落料、拉深等工序。其中把落料和拉深用复合模完成，解决落料和拉深的计算问题同时对相关的模具的零件给以详细的设计。生成装配工程图和相关的零件图。第2章 冲压件工艺分析材料性能分析该冲裁件的材料是79NiMo4，具有较好的拉深性能。图2-1 制件图工件结构形状分析根据制件的材料、厚度、形状及尺寸，在进行冲压工艺设计和模具设计时，应特别注意以下几点：该制件为圆形拉深件，因此在设计时，毛坯尺寸的计算是一个重点。要确定落料、拉深各工序的顺序。制件不大，可能需要经过多次拉深

12、。如果需要经过多次拉深，则拉深工序的确定以及拉深工序件尺寸的计算是正确进行工艺和模具设计的关键。冲裁间隙、拉深凸凹模间隙以及每道拉深工序的高度的确定，应符合制件的要求。各工序凸凹模动作行程的确定应保证各工序运动稳妥、连贯。工艺方案分析根据该零件的形状特征，该产品属于拉伸件，需要进行落料、拉深两个基本恭喜工序。可以有以下工艺方案：方案一：先落料，首次拉深，再次拉深。采用单工序模生产。方案二：先落料，后两次复合拉深。采用单工序模+复合模生产。方案三：先落料+拉深复合，后再拉深，采用复合模+单工序模生产。方案一模具结构简单，需要三道工序三副模具，成本高效率低。方案二只要两副模具，但制造难度大，成本也

13、大。而方案三只需两幅模具，工件的精度以及生产效率较高，操作方便，成本较低，从而该冲压生产采用方案三比较好。第3章 工艺参数计算1、确定修边余量h=31mm，d=32.5-1=31.5，则h/d=31/31.5=0.98。查表5-2得出修边余量=2.5mm，从而拉深高度H=h+h=33.5mm。2、计算毛坯直径D图3-1 圆筒形拉深件毛坯尺寸计算旋转体零件的毛坯应该是圆形的，其直径按面积相等的原则计算。计算时，首先应该将拉深零件划分成若干个便于计算的部分，分别计算出各部分的面积并相加，即可得到零件的总面积F。然后根据旋转体零件的总面积，计算出圆形毛坯的直径。如图3-1所示，为便于计算，将其分为三

14、个部分，每部分的面积分别为： 将三部分的面积相加，并使，可得： 式中，A为拉深件的总面积（含修边余量）；D0为拉深件的毛坯直径；Ai为拉深件各组成部分的面积。计算得：3、拉深次数的确定拉深次数的确定可根据拉深系数和零件相对高度h/d来确定，在这里选择根据零件的相对高度h/d来确定。无凸缘拉深件相对高度h/d与拉深次数的关系如下表：表3-1 拉深件相对高度h/d与拉深次数的关系（无凸缘圆筒形件）拉深次数坯料的相对厚度（t/D）（%）21.51.51.01.00.60.60.310.940.770.840.650.710.570.620.521.881.541.601.321.361.11.130

15、.9433.52.72.82.22.31.81.91.545.64.34.33.53.62.92.92.4根据零件拉深后尺寸计算，可以得到h/d0.98，而原坯料的相对厚度t/D1.16%，根据表3-1可以得到该拉深零件的拉深次数为1，因此可知该拉深零件可一次拉深成型。4、排样方式的选择分析零件形状，应采用直排的排样方式，零件可能的排样方式有图3-2所示。图3-2 示意图（1）搭边值的确定排样中相邻两工件之间的余料或工件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边是废料，从节省材料出发，搭边值应愈小愈好。但过小的搭边容易挤进凹模，增加刃口磨损，降低模具寿命，并且也影响冲裁件的剪切表面质量。一般来说，搭边值

16、是由经验和查表来确定的，该制件的搭边值采用查表取得。经查表可确定最小搭边值a和a1，a取1.2mm，a1取1.5mm。（2）宽度的确定根据模具的结构不同，可分为有侧压装置的模具和无侧压装置的模具，侧压装置的作用是用于压紧送进模具的条料（从料带侧面压紧），使条料不至于侧向窜动，以利于稳定地加工生产。本套模具导料板为无侧压装置。故按下式计算：式中:B为条料宽度；为条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；a为侧搭边值；为条料宽度的单向（负向）偏差，查表得=0.4。所以根据以上理论数据得出：5、材料利用率的计算冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比就叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的经济性指标。关于材料利用率

17、，可用下式表示：=A/BS100%式中: A为一个步距内冲裁件的实际面积（mm2）；B为条料宽度（mm）； S为步距（mm）。计算得： 具体排样图如图3-3所示：图3-3 排样图第4章 冲压力及冲压中心的计算冲压力的计算计算冲裁力的目的是为了选用合理的压力机、设计模具以及检验模具的强度。压力机的吨位必须大于所计算的总冲压力，以适应冲压工艺的需求。（1）落料时冲压力根据冲裁力计算公式，其中冲裁周边长度长度，材料厚度，材料抗拉强度。因此可得冲裁力卸料力推件力顶件力（2）拉深力根据拉深圆筒形零件拉深力计算公式：可得拉深力为总冲压力为：计算得：冲压压力中心计算模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点

18、位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心相重合，否则会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的摩擦，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。分析本制件图2-1可知，该图关于中心对称，外轮廓为中心对称。所以压力中心即为工件的几何中心，即压力中心距两边距离均为16.25mm。第5章 冲压压力机的选择 压力机可分为机械式和液压式，机械式分为摩擦压力机、曲柄压力机、高速冲床，液压式分为油压机、水压机，而在生产中一般常选用曲柄压力机，曲柄压力机分有开式和闭式两种，开式机身形状似英文字母C

19、，其机身前端及左右均敞开，操作可见大，但机身刚度差，压力机在工作负荷作用下会产生变形，一般压力机吨位不超过2000KW。闭式机左右两侧封闭，操作不方便，但机身刚度好，压力机精度高。考虑到经济性能、加工要求和操作方便在此选开式压力机。由于总冲压力，而由公式选取J23-10固定开式可倾曲柄压力机。参数如下表：表5-1 压力机参数型号J23-10公称压力（KN）100滑块行程（mm）45滑块行程次数（）145最大闭合高度（mm）210闭合高度调节量（mm）55滑块中心线至机身距离（mm）150工作台尺寸（mm）前后275左右425模柄孔尺寸（mm）直径40深度60工作台孔尺寸（mm）前后195左右1

20、55第6章 凸凹模结构设计落料凸、凹模刃口尺寸计算冲裁件的尺寸精度主要决定于模具的刃口尺寸精度，模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及其制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。(1)冲裁间隙的确定根据实用间隙表查得材料79NiMo4的最小双面间隙Zmin=0.100mm，最大双面间隙Zmax=0.140mm。 (2)刃口尺寸的计算及依据与法则配作法就是先按设计尺寸制出一个基准件（凸模或凹模），然后根据基准件的实际尺寸按间隙配制另一件。这种加工方法的特点是模具的间隙由配制保证，工艺比较简单，并且还可适当放大基准件的制造公差，使制造容易，故目前一般工厂常常采用此种加

21、工方法。根据工件的具体结构得到该工件的冲裁尺寸为落料尺寸，应该以凹模为基准件来配作凸模。该工件的尺寸86mm为凹模磨损后变大的尺寸，即A类尺寸。其中，x为磨损系数，取0.5；为工件公差（按IT11计算，=0.22mm）。计算得：拉深凸凹模圆角半径由于工件保证外形尺寸，所以由图知，取。所以凸模圆角半径为5mm。凹模圆角半径为5mm。拉深凸模和凹模单边间隙Z根据凸模和凹模单边间隙计算公式：其中，为材料最大厚度。计算得凸模和凹模的单边间隙。拉深凸、凹模工作部分尺寸及公差 由于工件保证外形尺寸，由参考文献1得凸、凹模工作部分尺寸及其公差计算公式分别为 式中，为凹模的公称尺寸；为凸模的公称尺寸；为拉深件

22、外径下极限尺寸；为拉深件公差；、为凸模、凹模的制造公差，由参考文献1得：mm、；为拉深模的间隙。 计算得：、第7章 模具总体结构设计模架选择由凹模的尺寸计算出凹模周界，再由凹模周界从标准 中选取标准模架125125110140 GB/T2851.3，如下表所示。凹模周界(mm)闭合高度(H/mm)零件件号、名称及标准号1234上模座GB/T2855.5下模座GB/T2855.6导柱GB/T2861.1导套GB/T2861.6数量LB最小最大1122规格125125110140175170301751703522100226028模柄选用根据压力机的模柄中心孔尺寸，按JB/T 7646.3-20

23、08选择凸缘式A 20 JB/T 7646.3-2008，材料为Q235A。卸料装置的设计根据模具结构，模具凸凹模处选用打料杆的卸料方式，为刚性卸料；模具下模部分选用橡胶和推杆的形式来推出制件，为弹性卸料。销钉、螺钉选择固定销根据模具结构，销钉选用：销GB/T 119.1 10m540、销GB/T 119.1 10m525和销GB/T 119.1 10m520，材料为35钢。螺钉为使凸凹模固定板安装在上模架和凹模安装在下模架上时不影响模具在压力机上的安装，应采用内六角圆柱头螺钉，其中上模固定螺钉拉深凸模固定螺钉选用螺钉GB/T 70.1 M520，拉深凸模固定螺钉选用螺钉GB/T 70.1 M525，下模固定螺钉选用GB/T 70.1 M530，模柄螺钉选用GB/T 70.1 M412；另外，承料板固定螺钉选用六角头螺栓：螺栓GB/T 5783 M310，卸料板固定螺钉选用开槽沉头螺钉：螺钉 GB/T 68-2000 M410。第8章 模具闭合高度的校核上模座高度25m