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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： 年 月 日目 录题目 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42.1对拉深件形状尺寸的要求42.2拉深件圆角半径的要求52.3 形拉深件壁间圆角半径rpy52.4 拉深件的精度等级要求不宜过高52.5 拉深件的材料62.6 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74.1 修边余量74.2毛坯尺寸7第五章 拉深次数确定8第六章 冲压力及压力中心计算96.1 冲压力计算96.2 压力中心计算
2、9第七章 冲压设备选择10第八章 凸凹模结构设计108.1凸模圆角半径108.2 凸凹模间隙108.3 凸凹模尺寸及公差11第九章 总体结构设计119.1 模架的选取119.2 模柄129.3拉深凸模的通气孔尺寸129.4导柱和导套139.5 推杆139.6卸料螺钉149.7螺钉和销钉14第十章拉深模装配图绘制和校核1510.1拉深模装配图绘制1510.2 拉深模装配图的校核16第十一章 非标准件零件图绘制1611.1l拉深凸模1711.2 凸凹模1911.3 落料凹模19第十二章 结 论20参考文献20题目 盒型件拉深模设计 前 言 从几何形状特点看，矩形盒状零件可划分成 2 个长度为 (A
3、-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 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，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
4、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
5、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
6、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
7、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0.6t1.2t,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
8、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=5t=1 一般取：rd=（48）t 2）当rd0.5mm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（35）t2）rpgt，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：指矩形拉深件的四个壁的转角半径。要求：rpy=15mm3t=3mm及rpy=15mmH/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
9、，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/MPa铝锰防锈铝合金 LF21退火120-16085图2-12.6 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
10、 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/B=52/40=1.3，B=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=
11、30/190=0.160.6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=17.893） 按求得的l和，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，工件较矮。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/d 为0.60.8。工件相对高度h/b=20/30=0.670.60.8所以该工件为一次拉深。 第六
12、章 冲压力及压力中心计算6.1 冲压力计算落料力：F=1.3*L*t*=134.467KN其中按退火LF21计算拉深力：F=*t*（2*r*c+L*C）=40.63KN胀形力：p=K*L*t*=49KN总冲压力F=227.097KN6.2 压力中心计算 由于工件为对称件，所以该工件的压力中心为几何中心， 即压力中心据短边距离为104.2mm，距长边距离为84.25mm。第七章 冲压设备选择由公式 从参【5】表1-81选取开式双柱固定台压力机JD21-100 型 号JD21-80工称压力（KN）800滑块行程（mm）可调12-130滑块行程次数(min)60最大闭合高度(mm)380闭合高度调节
13、量(mm)100滑块中心线至床身距离(mm)290立柱距离(mm)380工作台尺寸(mm) 前 后480左右700模柄孔尺寸(mm)直径60深度70第八章 凸凹模结构设计8.1凸模圆角半径由于工件图保证内形尺寸，所以由图知=8mm 又由于 取r=8mm,所以凹模圆角半径等于8mm8.2 凸凹模间隙 由表5-19可知，则令z=t=1.4mm8.3 凸凹模尺寸及公差因为工件图IT为14由于该工件为距形件，有內形尺寸要求凸模长边尺寸为凸模短边尺寸为 四个圆角部分相当于直径为8mm，则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，则第九章 总体结构设计9.1 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
