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1、钣金成型课程设计说明书宽凸缘拉深件模具设计（一） 院系 航空航天工程学部（院） 专业 飞行器制造工程 班号 0403102 学号 2010040301056 姓名 韩开丞 指导教师 刘占军 沈阳航空航天大学2013年11月 沈阳航空航天大学课程设计说明书 摘 要随着国防工业的大力发展，对机械模具的要求越来越高，对工件工序安排、材料选取与、工艺设计和设备制备等环节都提出了更高的要求。本课程设计的题目为宽凸缘拉伸件成型，在设计中，先分析了20号钢的工艺特点，接着对成型件进行了工序方案的确定（工序有落料和三次拉深）。然后确定了模具种类，并设计出了每道工序的加工尺寸。根据加工工序尺寸和相应标准，设计出
2、了每道工序的各个模具零件的尺寸。重点对落料和首次拉深的复合模进行了设计，该模具采用先落料再拉深；文中分别对其进行了刃口尺寸计算、冲压力计算、压力机选取、毛坯值计算、压边圈设计和凸凹模等一系列零件设计。还用计算机软件绘制了一些列图纸，用到了CATIA、AUTOCAD绘图软件；最后生成了复合模具的装配图、零件图数张，供参考。 关键词 落料拉深 尺寸计算 凸凹模 装配图沈阳航空航天大学课程设计说明书 目 录第1章 冲压工艺性及方案设计1 1.1冲压件工艺分析1 1.2预定工艺方案1 1.2.1工艺方案分析1第2章 主要工艺计算过程2 2.1确定修边余量2 2.2计算毛坯直径D2 2.3确定拉深次数2
3、 2.4拉深工序圆角半径的确定4 2.5毛坯直径修正4 2.6计算以后各次拉深高度5 2.7落料件工序尺寸6 2.8各工序的工件相关尺寸6 2.9绘制工序图 7第3章 冲压力计算11 3.1落料成型时冲裁力计算11 3.2压边力计算113.3拉深力计算12第4章 压力机选择13第5章 模具刃口尺寸14 5.1凸、凹模间隙设计14 5.1.1落料成型凸、凹模间隙计算14 5.1.2拉深成型凸、凹模间隙计算14 5.2凸、凹模刃口尺寸和公差的确定14 5.2.1落料凸、凹模刃口尺寸计算14 5.2.2拉深刃口尺寸计算15 5.3各工序的模具刃口尺寸汇总如下17第6章 板料毛坯值计算18第7章 凸、
4、凹模的材料及工艺性能选择19 7.1复合模具凸凹模19 7.2第一次拉深19 7.3第二次拉深19 7.4第三次拉深19第8章 压边圈设计20 8.1首次拉深压边圈设计20 8.2第二次拉深压边圈设计20 8.3第三次拉深压边圈设计20第9章 上下模座的设计21 9.1上模座的设计21 9.2下模座的设计21第10章 模具其他结构图23 10.1模柄结构图23 10.2凸凹模结构图23 10.3凸模固定板结构图25 10.4导柱、导套结构图25 10.5定位板结构图27 10.6卸料板结构图28 10.7首次拉深凸模机构图29 10.8推件块机构图30第11章 模具参数汇总32第12章 模具装
5、配图33 12.1落料拉深复合模具装配图33 12.2再次正拉深模具装配图34第13章 总结36参考文献3738第1章 冲压工艺性及方案设计1.1冲压件工艺分析（1）材料：该拉深件的材料20钢是碳素工具钢，具有较好的韧性、塑性和可拉深性能。（2）零件结构：该制件为宽凸缘圆桶形拉深件，故对毛坯的计算要参照冲压手册确定合理的修边余量。（3）单边间隙、拉深凸凹模及拉深高度的确定应符合制件要求。（4）凹凸模的设计应保证各工序间动作稳定。（5）尺寸精度：根据要求，零件图上所有未注公差的尺寸按IT14级确定工件尺寸的公差。查公差表可得工件基本尺寸公差为：，1.2预定工艺方案1.2.1工艺方案分析该工件包括
6、 落料、拉深 两个基本工序，经分析可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，首次拉深一，再次拉深。采用单工序模生产。方案二：落料+拉深复合，后拉深二。采用复合模+单工序模生产。方案三：先落料，后二次复合拉深。采用单工序模+复合模生产。方案四：落料+拉深+再次拉深。采用复合模生产。方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需二副模具，工件的精度及生产效率都较高，工件精度也能满足要求，操作方便，成本较低。方案三也只需要二副模具，制造难度大，成本也大。方案四只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求，但模具成本造价高。通过对上述四种方案的
7、分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳。第2章 主要设计计算2.1确定修边余量该件d凸=60mm，d凸/d=60/39=1.53,查简明冲压工艺与模具设计手册表7-3可得 则可得拉深最大直径dtdt=d凸+2 式2-1=60+2*3.0=66.0mm故实际外径为66.0mm2.2计算毛坯直径D由冲压手册机械工业出版社中，毛坯计算公式表4-7序号20可计算出毛坯的直径 式2-2107mm2.3确定拉深次数首先判断能否一次拉深成型h/d=50/39=1.28 t/D=1/107 *100%=0.93%dt/d=66.0/39=1.69 m=d/D=39/107=0.36据冲压手册第二版表4-20可
8、查出=0.37-0.44，而=1.280.44，故一次不能拉出来，需要多次拉深。计算拉深次数及各次拉深直径。用逼近法确定第一次拉深直径（以表格形式列出有关数据，便于比较）。表2.1第一次拉深值数据相对凸缘直径假定值毛坯相对厚度第一次拉深直径实际拉深系数极限拉深系数由表4-21得拉深系数相差值1.050.9366/1.05=63.90.590.55+0.041.100.9366/1.10=600.560.55+0.011.150.9366/1.15=57.40.540.53+0.011.160.9366/1.16=56.80.5320.53+0.0021.200.9366/1.2=550.510
9、.53-0.021.300.9366/1.3=500.470.53-0.051.400.9366/1.4=470.430.50-0.071.500.9366/1.5=440.410.50-0.091.600.9366/1.6=41.250.390.47-0.12有以上数据和实际情况综合考虑，应选取实际拉深系数稍大于极限拉深系数者，故暂定第一次拉深直径=57mm。再确定以后各次拉深直径。由冲压手册第二版表4-15查得：，mm，mm，mm从上述数据看出，各次拉深变形程度分配不合理，现调整如下：表2.2拉深数据调整极限拉深系数实际拉深系数各次拉深直径拉深系数差值=0.53=0.5327=57+0.0
10、027=0.77=0.8070=46+0.0370=0.79=0.8478=39+0.0578=0.81=各次的颇接近，故知变形程度分配合理。故采用三次拉深的方法来进行成型。2.4拉深工序圆角半径的确定加工模具以此为：拉深落料复合模，拉深模具，拉深模具，以下为刚性模具的圆角半径。,因， 式2-3=工件圆角半径，=工件圆角半径则=5.4mm，=4mm，=4mm2.5毛坯直径修正参看冲压手册关于宽凸缘工序尺寸修正的第二个原则，为保证以后拉深是凸缘不参加变形，宽凸缘拉深件首次拉入凹模的材料应比零件最后拉深部分实际所需材料多百分之三至百分之五，取修正余量为百分之五。这样，毛坯直径应修正为： 式2-4则第一次拉深高度：取 参看冲压手册 式2-5校核第一次拉深相对高度
