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1、课程设计说明书题 目： 皮带轮落料拉深复合模设计 CAD图纸，联系153893706学 院： 机械工程学院 专 业： 材料成型及控制工程学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2008年2月29日 目 录目录.1第一章 零件的工艺性分析.2第二章 毛坯尺寸展开计算.3第三章 拉深工序次数及拉深系数确定.5第四章 冲裁力与拉深力的计算.11第五章 凸、凹模的设计.7 1、 落料凸、凹模尺寸计算.7 2、 拉深凸、凹模尺寸计算.8 3、 粗糙度的确定.9第六章 模具基本结构的确定.13第七章 模具主要零件的强度校核.15第八章 冲压设备的选择.16 1、初选设备.16 2、设备的校核.18主要
2、参考文献附录 第一章 零件的工艺性分析1、零件的形状、尺寸及一般要求 该零件为厚度2mm，大筒直径为86.8mm，小筒直径为47mm的皮带轮，零件材料T8，尺寸精度按图纸要求。2、工艺方案的分析及确定 工件由落料、拉深、反拉深三道工序成型，工件形状较简单。 根据计算可知，拉深工序需要进行多次拉深才能完成，如果完全采用连续模，则模具结构比较复杂会增加冲压件的生产成本。所以可先采用复合模进行落料和第一步拉深，然后采用连续模直至拉深完成，再采用单工序模进行反拉深。 本次主要设计其第一道工序，即落料和第一步拉深。第二章 毛坯尺寸展开计算 旋转体零件采用圆形毛坯，在不变薄拉深中，材料厚度虽有变化，但其平
3、均值与毛坯原始厚度十分接近。因此，其直径按面积相等的原则计算，即毛坯面积与拉深件面积（加上修边余量）相等。1、确定修边余量 在拉深的过程中，常因材料机械性能的方向性、模具间隙不均、板厚变化、摩擦阻力不等及定位不准等影响，而使拉深件口部周边不齐，必须进行修边，故在计算毛坯尺寸时应按加上修边余量后的零件尺寸进行展开计算。 修边余量的数值可查文献实用模具技术手册表5-7. 由于工件凸缘的相对直径 d凸/d = 1.1013 查表可得修边余量=3.5mm。2、毛坯尺寸计算 根据工件的形状，可将其分成F1-F8这几个部分。则可计算出各部分的展开面积如下：F1 =/42(4+t/2)(90.8-t)+4.
4、56(4+t/2) =/42588.8+4.565 =222+28.5F2 =(d-t)(h-r1-r2-t) =(90.8-2)(34-4-2-2) =2308.8F3 =/42(2+t/2)(90.8-t-22-t)+8(2+t/2) =/4(2382.8+72) =124.2+18F4 =/4(90.8-2t-22)-/4(47+2t+22) =/482.8-/455 =957.71F5 =/42(2+t/2)(47+t)+4.56(2+t/2) =/4(2349+4.563) =73.5+10.26F6 =(20-2t-22)(47+t) =588F7 =/42(2+t/2)(47-2
5、2)+8(2+t/2) =/4(2343+83) =64.5+18F8 =/4(47-22) =462.25得：/4D=222+28.5+2308.8+124.2+18+957.71+73.5 +10.26+588+64.5+18+462.25 D=1936.8+17566.08=23647.632所以经计算求得毛坯直径D=154mm3、确定是否使用压边圈 由于D-d22t,则要使用压边圈。 压边力的计算： 因为k=D/d=154/(47+4)=3 Fmax=dt(k-1)b =3.145122329=210.7 kN 所以F=0.11-18k/(k-1)kFmax =0.11-(183)/(
6、3-1)3210.7 =0.10.659210.7 =123.4kN第三章 拉深工序次数及拉深系数确定 在制定拉深件的工艺过程和设计拉深模具时，必须预先确定是否可以一道工序完成，或者是经过几道工序才能制成。在确定拉深工序次数时，必须做到使毛坯内部的应力既不超过材料的强度极限，而且还能充分利用材料的塑性。也就是说每一次拉深工序，应在毛坯侧壁强度允许的条件下，采用最大可能的变形程度。 制订拉深工艺时,为了减少拉深次数,希望采用小的拉深系数(大的拉伸比)。有力学分析可知，拉深系数过小，将会在危险断面产生破裂。因此，要保证拉深顺利进行，每次拉深系数应大于极限拉深系数。 该零件的拉深系数，即拉深后圆筒件
7、直径与拉深前毛坯直径的比值，为 m=d/D=(47+4)/154=0.33 有凸缘的圆筒件在拉深时还要考虑拉深的相对高度是否大于极限相对高度。计算可得拉深的相对高度为： h/d=20/（47+4）=0.392 极限拉伸系数与板料成形性能、毛坯相对厚度、凸凹模间隙及其圆角半径有关。 通过计算可得： /4dF-756.25+73.5+10.26+588+64.5+18 +462.25=484.2 +4391.52 dF=143.6 所以：法兰相对直径dF/d=143.6/（47+2）=2.93 毛坯的相对厚度t/D100=2/154100=1.3 依文献冲压工艺学，查表4-10，查得零件的极限拉深
8、系数 m=0.32 依文献实用模具技术手册，查表5-16，查得第一次拉深的最大相对高度h/d=0.18 可知拉深系数大于极限拉深系数，拉深的相对高度大于极限相对高度，所以不能一次拉深成形。 由于本设计只进行第一次拉深的设计，所以对以后的多次拉深不进行计算。第四章 冲裁力与拉深力的计算1、冲裁力的计算 计算冲裁力的目的是为了合理地选用压床和设计模具。压床的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。 平刃模具冲裁时，其冲裁力F0可按下式计算： F0=Lt 式中 t材料厚度，t为mm 材料抗剪强度，为MPa L冲裁周长，L为mm 考虑到模具刃口的磨损，凸、凹模间隙的波动，材料机械性能的变化，材料
9、厚度偏差等因素，实际所需冲裁力还须增加30%，即 F=1.3F0=1.3Lt 所以冲裁力F=1.32154/22260=326.89 kN 因为模具采用刚性卸料装置，所以不用计算卸料力。 而F顶件力=K2F=0.06326.89=19.62 kN (依文献冲压工艺学查表2-10得K2=0.06） 所以总冲裁力为： F0=326.89+19.62=346.51 kN2、拉深力的计算 在确定拉伸件所需的压力机吨位时，必须先求的拉深力。在拉深带法兰的圆筒件的生产中常用如下经验公式计算： F = d1tbK 式中 t料厚； d1第一次拉深半成品圆筒直径； b抗拉强度 由于零件材料为T8钢，查得其抗拉强
10、度 为329MPa； K系数，依文献冲压工艺学查表4-11 查得K =1； 由上求得拉深力 F = 103.3 kN ;第五章 凸、凹模设计1、落料凸、凹模尺寸计算 因为落料形状为圆形，形状简单，所以采用凸、凹模分开加工的方法。 查文献冲压工艺学表2-3可知 冲裁模的双面间隙为：Zmin=0.12mm, Zmax=0.16mm 则凸模和凹模的制造公差分别为： p=0.4(Zmax-Zmin)=0.4(0.16-0.12)=0.016 d=0.6(Zmax-Zmin)=0.6(0.16-0.12)=0.024 设工件尺寸为D-。落料时首先确定凹模尺寸，使凹模公称尺寸接近或等于工件轮廓的最小极限尺
11、寸，再减小凸模尺寸以保证最小合理间隙Zmin。则凸、凹模的尺寸计算公式如下： Dd=(D-x）+d DP=(Dd-Zmin)-p=(D-x-Zmin)-p 式中 Dd、DP落料凹、凸模尺寸，Dd与DP为mm 工件制造公差，为mm Zmin最小合理间隙（双面），Zmin为mm p、d凸、凹模的制造公差，pd为mm x磨损量，其中系数x是为了使冲裁件的实际尺寸 尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸 查文献冲压工艺学表2-7，可知x=0.75.2、拉深凸、凹模尺寸计算 一、凹模圆角半径rd rd与毛坯厚度、零件的形状尺寸和拉深方法有关 因为D-dd(凹模内径)30时，应取较大的rd值 查文献冲压工艺学表4-6，可得 rd=9mm 二、凸模圆角半径rp 一
