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1、第一章 绪论模具工业是国民经济的基础工业,是工业生产的重要工艺装备.先进国家的模具工业已摆脱从属地位,发展为独立的行业.日本工业界认为： “模具工业是其它工业的先行工业,是创造富裕社会的动力”.美国工业界认为:“模具工业是美国工业的基石”.在德国模具被冠以 “金属加工业中的帝王”之称.1.1课题的来源、目的、意义在我国,随着生产和科学技术的发展,特别是20世纪80年代以来,产品的更新换代速度明显加快,产品数量明显的迅速增加。这使得模具的需求量增加，质量要求越来越高,从而使模具技术在国民经济中的地位和作用日趋重要。 巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多
2、年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。所以要掌握冲压模设计方法，为以后我国模具向更高说平发展做出贡献。1.2 课题的主要内容和工作方法拉深是冲压基本工序之一,它是利用拉深模在压力机作用下，将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。它不仅可以加工旋转体零件,还可以加工盒形零件及其他形状复杂的薄壁零件，但是,加工出来的制件的精度都很底。只有加强拉深变形基础理论的研究,才能提供更加准确、实用、方便的计算方法，才能正确地确定拉深工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸,解决拉深变形中出现的各种实际问题,从而，进一步提高制件质量。1. 解决
3、的重点问题和创新 分析了原有外壳零件多工序成形的缺点,提出了采用复合模加工的工艺。通过计算拉深凹模圆角半径、拉深凸模圆角半径、拉深间隙和拉深系数，并根据实际经验的取值，设计了1套复合模，实现了落料、拉深、整形一次成形,使外壳零件达到设计要求。 第二章 零件的工艺性分析2.1冲裁件的结构与吃寸此工件为底部带压凹坑的无凸缘直壁筒形件,结构较为简单，该零件高为126m,内形直径为72m，底部凹坑直径为5mm，高mm。底部圆角半径为.5mm。满足筒形拉深件底部圆角半径大于2倍料厚的要求。此零件具有良好的结构工艺性。 如下图21所示是一金属外壳,材料为0钢,材料厚度为1m,要求生产80000件。图中：A
4、=4mmB=126mm=72mm 图2.1.外壳零件图2.2冲裁件的精度各圆角r2.52t，满足拉深对圆角半径的要求。由于没有公差等级标注,所以可以按未注公差等级处理，72的公差等级为IT14级,满足拉深工序对工件公差等级的要求,工件的总体高度到最后可由修边达到要求。.冲裁件的材料 该材料是08钢,是优质碳素结构钢，属于深拉深级别钢。具有良好的深拉成形性能。 第三章 冲压模设计3.1冲裁工艺方案的确定该零件所需的冲压工序为落料，拉深和胀形，可拟定出以下三种工艺方案方案一:用简单模分三次加工，即落料,拉深，胀形方案二:落料拉深复合模,再胀形方案三;落料拉深胀形级进模分析比较:方案一虽然简单但是需
5、要三道工序，三幅模具的累计误差大,操作复杂,成本高，且效率低,难以满足大批量生产。方案二：复合模具只需要一副模具且行位精度和尺寸精度容易保证,所拉深的制件的坯料一般较薄;且生产效率高,操作方便。方案三:采用级进模也只需要一幅模具，生产效率高，精度也能满足要求,但是模具的工作导向及定位装置较复杂，模具的总体成本较高。综上所述,所以选择方案二,用落料拉深复合模,再胀形。3.模具总体结构方案 由于本直壁圆筒形件总共需要经历落料,拉深（需计算确定拉深次数),切边,胀形等工序才能得到,由工艺方案的确定可以知道采用方案二,也就是用一幅复合模具来完成落料与第一次拉深复合，再经多次深拉深成形后再切边，然后再胀
6、形这几道工序。因此，模具的工作零件总共有以下几个:落料拉深凸凹模（落料凸模拉深凹模）,拉伸凸模,落料凹模，第二次拉深凸模,第二次拉深凹模，第三次拉深凸模,第三次拉深凹模和胀形模等。3.3排样设计与计算3.计算毛坯直径 因t=1m,所以按中线尺寸计算3.2确定修边余量 根据拉深件尺寸，其相对高度为h=（16-0.5）(21)=7 查表4-2，得修边余量h6.5m 则拉深件总的高度h为:h=2-0.5+6.5=132m3.3.3计算毛坯展开直径 根据图中提供的数据得出计算后的数据d=21=73mm r=2.5mm h=32代入式中可求出毛坯的直径D 0.5mm3.计算条料宽度及利用率为了提高材料利
7、用率，减少废料，应采用直排,排样方法设计成少废料排样,查表-3取得工件间搭边a为1m侧面搭边值为.2m。下侧面搭边值为2m。由于采用少废料排样,所以条料宽度B为制件的直径加上上下侧面搭边值，即B D2b=22.5m,步距AD=297 深拉件的毛坯面积=(/2）2材料的利用率:=/S658%式中 -一个步距内零件的实际面积 S-一个步距内所需要的毛坯面积5排样图如下图所示: 图3.3.5排样图33.6拉深工艺过程的设计与计算修边余量及毛坯展开直径在上面排样的设计及计算中已经计算出来 即:修边余量h=6.5 拉深件总的高度h=12m毛坯展开直径D=208.5mm所以对于拉深工艺过程的设计及计算只需
8、进行如下几项 3.37确定拉深次数根据毛坯的相对厚度(t/d)0.46,查表4.得各次的极限拉深系数m=56 ,m2=0., m3=80，m4=.3零件总的拉深系数为总=d/=3/0.=0.35 总=0.5m1=0.5 d=mx=118mm73 因此该零件不能只进行一次拉深就能达到所需要的尺寸应进行多次拉伸。查表48得该圆筒深拉件拉深次数为3次。3.3拉深工序件尺寸的确定确定以后各次拉深的工序尺寸，首先计算并确定半成品的筒部直径一次拉深后工序件的直径为d=0.620.5=1168m二次拉深后工序件的直径为=m2d1=91m三次拉深后工序件的直径为D=m3d7.5mm 但实际采用的拉深系数稍大于
9、推算时所用的拉深系数，所以要对实际拉深系数进行调整。调整好系数后,重新计算各次拉深的圆筒直径。算得零件的各次半成品直径为: 123mm d2=0m d73m 确定各次拉深后的半成品底部圆角半径：g15m2=mmrg3=3m 计算出各次拉深后的半成品高度:H=05(2/d1-d1)+0.43r1/d1(d1.32rg） =0.5(5.43-123）+.30.04x(1231.6+ =5.8mm2=0.25(2d2d2)+0.43xr2/d2(d203rg2) =100m拉深工序图3.3.8.拉深时模具间隙有压料圈拉深时单边间隙值查表4.14得第一次拉深的单边间隙Z1/21.t=1.mm因此,拉深
10、间隙为: 1=2x.224mm第一次拉深的单边间隙22=t=1mm因此，拉深间隙为: 22x1.1=2.2mm第一次拉深的单边间隙Z32=1t1m因此,拉深间隙为: Z3=2x1=3.10拉深模圆角半径 根据表-，得首次拉深的凹模圆角半径r1=7=7mm 首次拉深的凸模圆角半径可等于或略小于首次拉深的凹模圆角半径，取：rpd1=7=7mm 以后各次拉深的凹模圆角半径按下式取值：rdi=(0.60.) rdi-1 所以第二次拉深的凹模圆角半径为：rd2=5mm 第三次拉深的凹模圆角半径为：r3=3.5末次拉深的凸模圆角半径一般按深拉件底部圆角半径确定，中间各次拉深的凸模圆角半径可以首次到末次拉深
11、的凸模圆角半径之间逐次递减。 所以第三次拉深的凸模圆角半径为:p=35mm 第二次拉深的凸模圆角半径为：Rp25.2m3.3.1毛坯外形落料凸,凹模刃口尺寸计算对毛坯外轮廓进行落料时，其中凸凹模刃口尺寸计算如下：I1级时刃口尺寸标注为08.50-1.1m， 2Cm=010 2Cmin=0.40 2Cmx-2Cmn=.04mm因为制件公差=1.15查表2.3.1取系数X0.5.再查附表2得凸,凹模制造偏差落料部分凸=0029 凹0.46 所以不能满足分别加工时的要求,凹模磨损后毛坯直径D的尺寸有所变大，其中凸凹模刃口尺寸计算公式如下D凹=（D-x）凹=(208.5-0.5x.1）0.046mm0
12、.925+0.0mmD凸=(D凹-in)-凸=(.95.1)0-02 m =207.85002m其中式中：凹：落料凹模尺寸 D凸:落料凸模尺寸：冲裁件的公差 凸,凹: 凸凹模制造偏差 又因为校核后,有：2max2Cmin0.04mm凸凹0.075m所以不满足间隙公差要求,由此可知:只有缩小凸和凹，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内。此时可取:凸04x(2Cmax-2C)4x.04=0.06m凹=06x(Cmax-2Cmn)=0.6x0.04=0024mm 最后得到D凹（-x）0凹=（2.5-5x1.5）0+04=29250+0.04mmD凸=（D凹- mi）凸=(207925-0）00.0
13、29m =207.825-0.1m2拉深凸、凹模刃口尺寸的计算拉深件的尺寸精度由最后一次拉深的凸,凹模的尺寸及公差决定，而最后一次拉深中凹模和凸模的尺寸和公差又应按零件的要求来确定。由零件图可知此圆筒形拉深件只对外形尺寸和公差有要求,所以计算时应以凸模为基准，根据磨损规律,由式4.和式4.36可知凸模的基本尺寸D凸=（din+.4）0-凸凸模的基本尺寸D凹=（min+04Z)0+凹）式中 D；零件外径的最大极限尺寸 :零件公差 Z：拉深模具的双面间隙凸,凹：凸凹模的制造公差，根据工件的公差来选定。因为未注公差,按I14级计算,查表得=.74。所以有：+.740查附表26可得凸=0019 凹0.03将以上数据分别代入公式中可得拉深凸模的基本尺寸D凸=（7.26+040.74)-0.090 mm=1.6-0.019m拉深凹模的基本尺寸D凹=(1.6+0.x0.42）+0.30 mm=73.56+0.030即拉深时t凸模的基本尺寸D凸=71.50-.19mm凹模的基本
