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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 摘 要 隨著中國工業(yè)不斷地發(fā)展，模具行業(yè)也顯得越來越重要。本文針對帶凸緣圓筒形零件的拉伸工藝性及拉伸工序過程，列舉其中一次拉深并完成模具設(shè)計。介紹了筒形零件冷沖壓成形過程，經(jīng)過對筒形零件的批量生產(chǎn)、零件質(zhì)量、零件結(jié)構(gòu)以及使用要求的分析、研究，按照不降低使用性能為前提，將其確定為沖壓件，用沖壓方法完成零件的加工，且簡要分析了坯料形狀、尺寸，排樣、裁板方案，拉深次數(shù)，沖壓工序性質(zhì)、數(shù)目和順序的確定。進(jìn)行了工藝力、壓力中心、模具工作部分尺寸及公差的計算，并設(shè)計出模具。同時具體分析了模具的主要零部件的設(shè)計，沖壓設(shè)備的選用，凸、凹模間隙調(diào)整。列出了模具所需零

2、件的詳細(xì)清單，并給出了合理的裝配圖。 關(guān)鍵詞 沖壓件/帶凸緣圓筒形拉伸件/拉伸工藝/拉深模設(shè)計 WITH FLANGE CYLINDRICAL DEEP DRAWING DIE DESIGN ABSTRACT As China's industrial development unceasingly, the mold industry also appears more and more important. This paper belt of flange cylindrical parts stretc

3、hing manufacturability and stretching process process, list one time deep drawing and complete the mold design. Cold stamping process of cylindrical parts is introduced, after mass production of the cylindrical parts, parts quality, parts structure, and use requirement analysis, research, according

4、to not reduce the usability for the premise, to identify it for stamping parts, complete parts processing, with stamping method and the brief analysis of the blank shape, size, layout, cutting board, deep drawing, stamping process in nature, the determination of number and order. The technology forc

5、e, pressure center, mold working parts dimension and tolerance of calculation, and design the mold. At the same time, concrete analysis of main components of the mold design, the selection of stamping equipment, convex and concave die clearance adjustment. Lists the mould needs a detailed list of sp

6、are parts, and gives the reasonable assembly drawing. KEYWORDS stamping parts, flange cylindrical stretching, stretching, deep drawing die design process 目 錄

7、 專心---專注---專業(yè) 1 前言 板料沖壓是金屬加工的一種基本方法，他用以生產(chǎn)各種板料零件，具有生產(chǎn)效率高、尺寸精度好、重量輕、成本低并易于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化等特點。在現(xiàn)代汽車、拖拉機(jī)、電器電機(jī)、電子儀表、日用生活用品、航空航天以及國防工業(yè)等各個工業(yè)部門中均占有越來越重要的地位。 沖壓加工與其他加工方法相比，無論在技術(shù)方面還是在經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨特的優(yōu)點，其生產(chǎn)出來的工件具有高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗的特點，是其他加工方法所不能比擬的。但需要指出的是，由于

8、進(jìn)行沖壓成型加工必須具備相應(yīng)的模具，而模具是技術(shù)密集新產(chǎn)品，其制造是單間小批量生產(chǎn)，具有難加工、精度高、技術(shù)要求高、生產(chǎn)成本高的特點。所以只有在沖壓零件生產(chǎn)批量大的情況下，沖壓成型加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。 由于沖壓加工具有上市突出的有點，因此在批量生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位，是國防工業(yè)機(jī)敏用工業(yè)生產(chǎn)中比不得少的加工方法。 沖壓工序根據(jù)材料的變形特點可分為分離工序好變形工序兩類。 分離工序是指坯料再沖壓力作用下，變形部分的應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限以后，使坯料發(fā)生斷裂而產(chǎn)生分離。分離工序包括：切斷、落料、沖孔、切口、切邊、剖邊等。 成型工序是指坯

9、料在沖壓力作用下，變形部分的應(yīng)力達(dá)到屈服極限，但未達(dá)到強(qiáng)度極限，是坯料發(fā)生塑性變形，成為居于有定形狀尺寸與精度制件的加工工序。成型包括：彎曲、拉深、翻邊、旋轉(zhuǎn)、校平、壓花等。 1.1 模具的概論 模具是用來成型物品的工具，這種工具有各種零件構(gòu)成，不同的模具由不同的零件構(gòu)成。它主要通過所成型材料物理狀態(tài)的改變來實現(xiàn)物品外形的加工。 1.1.1 沖壓與沖模 沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種加工方法。 ?在沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為沖壓模具。沖模在實現(xiàn)沖壓加工中是必不

10、可少的工藝裝備，與沖壓件是“一模一樣”上午關(guān)系，若沒有符合要求的沖模，就不能生產(chǎn)出合格的沖壓件；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓成形工藝就無法實現(xiàn)。在沖壓零件的生產(chǎn)中，合理的沖壓成形工藝、先進(jìn)的模具、高效的沖壓設(shè)備是必不可少的三要素。 沖壓加工與其他加工方法相比，無論在技術(shù)方面，還是在經(jīng)濟(jì)方面，都具有許多獨特的優(yōu)點。生產(chǎn)的制件所表現(xiàn)出來的高精度，高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。但需要指出的是，由于進(jìn)行沖壓成形加工必須具備相應(yīng)的模具，而模具是技術(shù)密集型產(chǎn)品，其制造屬單位小批量生產(chǎn)，具有難加工、精度高、技術(shù)要求高、生產(chǎn)成本高的特點。所以，只有在沖壓零件生產(chǎn)批量大

11、的情況下，沖壓成形加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。 由于沖壓加工具有上述突出特點，因此在批量生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位，是國防工業(yè)及民用工業(yè)中必不可少的加工方法。 1.1.2 我國沖壓現(xiàn)狀與發(fā)展方向 目前，我國沖壓技術(shù)與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)落后，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。 隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)正呈現(xiàn)多品種、少批量，復(fù)雜、大型、精密，更新

12、換代速度快的變化特點，沖壓模具正向高效、精密、長壽命、大型化方向發(fā)展。為適應(yīng)市場變化，隨著計算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，沖壓模具設(shè)計與制造技術(shù)正由手工設(shè)計、依靠人工經(jīng)驗和常規(guī)機(jī)械加工技術(shù)向以計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）、數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計算機(jī)輔助設(shè)計與制造（CAD/CAM）技術(shù)轉(zhuǎn)變。 至今，我國模具制造行業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)超過機(jī)床工業(yè)。有關(guān)板料沖壓技術(shù)方面的問題愈來愈為人們所關(guān)注，相應(yīng)的沖壓工藝?yán)碚摰难芯考皼_壓加工機(jī)理的探討也隨之不斷深化，如何從沖壓工序基本應(yīng)力與變形狀態(tài)的分析著手，改善沖件的質(zhì)量精度，并提高模具的使用壽命也就顯得愈為重要。 1.1.3 國外模具發(fā)展趨勢及行業(yè)特點

13、 1. 國外模具發(fā)展趨勢： 1988年美國日本,西德的模具產(chǎn)值分別達(dá)到62億美元,83億美元,4億美元,比1957年增長了約100倍,并超過了這些國家機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。據(jù)有關(guān)資料介紹,工業(yè)發(fā)達(dá)國家的工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中。對模具的需求量日益增多,美國,日本約有4050的工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)需用模具國際市場中模具的貿(mào)易量十分可觀.近年來,由于工業(yè)發(fā)達(dá)國家的工費(fèi)用增加,模具生產(chǎn)有向東南亞國家轉(zhuǎn)移的趨勢。日本的生產(chǎn)以高,精模具為主,需要人工勞動量大的模具則依靠進(jìn)口解決.以模具出口大國日本為例,其1980年模具進(jìn)口額為24.98億日元,至1989年已上升到132.32億11元。十年間提高了5.3倍由此可見,中低檔模

14、具的國際市場潛力十分巨大,只要我國模具的質(zhì)量能有提高,交貨期能有保證,模具出口的前景是十分樂觀的.此外,國際市場對塑料模具模架及模具標(biāo)準(zhǔn)件的需求量也很大,目前我國只有塑料模具模架有少量出口。 2.模具行業(yè)特點： (1).隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,模具行業(yè)已由勞動密集型逐步3轉(zhuǎn)化為技術(shù)勞動密集型。 (2).盡管模具行業(yè)已應(yīng)用了先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備,檢驗儀器和計算機(jī)輔助設(shè)計/分析/制造軟件,但仍然需要高技藝的勞動。所以,模具行業(yè)又是高技術(shù)和高技藝緊密結(jié)合的一十行業(yè)。 (3).為適應(yīng)不同制品的需要,模具的種類繁多,從設(shè)計,制造工藝,裝備以至原材料都各不相同所以企業(yè)生產(chǎn)的模具宜專而不宜全,規(guī)模宜小而不宜大

15、。 (4).模具基本上是單件生產(chǎn)。即使是生產(chǎn)專業(yè)化的模具企業(yè),在生產(chǎn)同一類模具時,也會由于不同模具的精度要求,復(fù)雜程度,加工難度等的不同而需要變化設(shè)備的配置和工程的安排。因此,模具企業(yè)還應(yīng)在專業(yè)化的基礎(chǔ)上實現(xiàn)生產(chǎn)的素性化三,市場分析據(jù)國際生產(chǎn)協(xié)會預(yù)測,到2009年工業(yè)品零件粗加工的75%,精加工的5%將由模具成型,可見模具在工業(yè)生產(chǎn)中的作用將日益重要.工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具行業(yè)在近四十年來取得了異常迅速的發(fā)展,已擺脫了屬地位而成為獨立的行業(yè),并成為基礎(chǔ)工業(yè)的重要組成部分。 1.1.4 模具設(shè)計及加工技術(shù)的現(xiàn)狀 1. 模具設(shè)計技術(shù)： (1)工業(yè)發(fā)達(dá)國家在模具設(shè)計上已經(jīng)大量使用計算機(jī)輔助設(shè)計軟

16、件進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計,并普及了計算機(jī)繪圖。據(jù)有差資料介紹,美國和日本75的模具廠已使用了技術(shù),香港的模具廠也開始采用這項技術(shù)。 (2)在注塑模具設(shè)計中,已開始普及應(yīng)用計算機(jī)輔助工程分析軟件,對塑料的流動,填充,冷卻情況及模具的澆口配置,澆道大小,冷卻加熱系統(tǒng)和模具的剛度,強(qiáng)度等進(jìn)行科學(xué)的分析和計算,從而保證注塑制品的質(zhì)量與合理的生產(chǎn)節(jié)拍。 (3)國外的注塑模具中,多型腔,多層,大型精密模具已占50%,不僅提高了生產(chǎn)效率,而且節(jié)省了大量塑料原料。 2.模具加工技術(shù) (1)國外已大量使用數(shù)控機(jī)床,應(yīng)用計算機(jī)輔助加工軟件和數(shù)控編程技術(shù)對模具,特別是對具有復(fù)雜型腔(三維曲面)的模具進(jìn)行加工,使

17、模具的質(zhì)量和附加值大為提高。模具的加工周期減少6以上,成本降低3以上,生產(chǎn)效率提高60以上為了提高加工效率及滿足各種復(fù)雜曲面加工的要求,國外已開發(fā)出四軸和五軸的數(shù)控自動編程軟件并且進(jìn)了實用階段。 (3)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度日益提高,模具標(biāo)準(zhǔn)模架及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用日益普及,已實現(xiàn)商品化。 (4)模具結(jié)構(gòu)更多地采用新技術(shù),如注塑模具的熱流道技術(shù)等。 (5)針對不同制品的要求,開發(fā)出適用于各種不同模具的專用模具鋼,并實現(xiàn)商品化。 (6)根據(jù)模具生產(chǎn)的特點,模具企業(yè)向小而專的方向發(fā)展。如日本現(xiàn)有11656家模具企業(yè),小廠有11142家,占總數(shù)的95.5%,百人以上的僅有65家。占總數(shù)的54%韓國有1

18、570家模具企業(yè)僅占總數(shù)的9%；新加坡有460家模具企業(yè)僅占總數(shù)的3香港有6500家模具企業(yè)也占總數(shù)的0.46%。 1.1.5 沖模分類 根據(jù)工藝性質(zhì)可分為：沖裁模、彎曲模、拉深模、成型模。沖裁模是指沿封閉或長空的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等；彎曲模是指板料毛坯或其他坯料沿著直線或彎曲線產(chǎn)生彎曲變形，從而獲得一定角度或形狀的工件的磨具；拉深模是把板料毛坯制成開口空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的模具；成型模具是指將毛坯或半成品工件按凸凹模的形狀直接復(fù)制成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。 根據(jù)工序組合成都分，可分為單工序模、復(fù)合模、和級進(jìn)

19、模。單工序模是指在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具，復(fù)合模是指只有一個工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具；級進(jìn)模又稱連續(xù)模，是指在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個或更多的工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 1.1.6 沖模的零部件 通常模具由兩類零件組成，一類是公益零件，這類零件直接參與工藝過程的完成并和坯料有直接接觸，包括工作零件、定位零件、卸料與壓料零件等；另一類是結(jié)構(gòu)零件，這類零件不直接參與完成工藝過程，也不和坯料直接接觸，只對模具完成工藝過程起保證作用，或?qū)δ＞吖δ芷鹜晟谱饔?，包括?dǎo)向零件

20、、緊固零件、標(biāo)準(zhǔn)件及其他零件等。 1.2 沖壓件工藝分析 產(chǎn)品零件圖是分析和制定沖壓工藝方案的重要依據(jù)，設(shè)計沖壓工藝過程要從分析產(chǎn)品的零件圖人手。分析零件圖包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個方面： 1.2.1 沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性分析 沖壓加工方法是一種先進(jìn)的工藝方法，因其生產(chǎn)率高，材料利用率高，操作簡單等一系列優(yōu)點而廣泛使用。由于模具費(fèi)用高，生產(chǎn)批量的大小對沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性起著決定性作用，批量越大，沖壓加工的單件成本就越低，批量小時，沖壓加工的優(yōu)越性就不明顯，這時采用其他方法制作該零件可能有更好的經(jīng)濟(jì)效果。例如在零件上加工孔，批量小時采用鉆孔比沖孔要經(jīng)濟(jì)；有些旋轉(zhuǎn)體零件，采用旋壓比拉深會有更好的經(jīng)濟(jì)效

21、果。所以，要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，分析產(chǎn)品成本，闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟(jì)效益。 1.2.2 沖壓件的工藝性分析 沖壓件的工藝性是指該零件在沖壓加工中的難易程度。在技術(shù)方面，主要分析該零件的形狀特點，尺寸大小，精度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求。良好的工藝性應(yīng)保證材料消耗少，工序數(shù)目少，模具結(jié)構(gòu)簡單，且壽命長，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡單，方便等。在一般情況下，對沖壓件工藝性影響最大的是沖壓件結(jié)構(gòu)尺寸和精度要求，如果發(fā)現(xiàn)零件工藝性不好，則應(yīng)在不影響產(chǎn)品使用要求的前提下，向設(shè)計部門提出修改意見，對零件圖作出適合沖壓工藝性的修改。 另外，分析零件圖還要明確沖壓該零件的難點所在，對

22、于零件圖上的極限尺寸，設(shè)計基準(zhǔn)以及變薄量，翹曲，回彈，毛刺大小和方向要求等要特別注意，因為這些因素對所需工序的性質(zhì)，數(shù)量和順序的確定，對工件定位方法，模具制造精度和模具結(jié)構(gòu)形式的選擇，都有較大影響。 沖壓工藝設(shè)計是針對具體的沖壓零件，首先從其生產(chǎn)批量、形狀結(jié)構(gòu)、尺寸精度、材料等方面入手，進(jìn)行沖壓工藝性審查，必要時提出修改意見；然后根據(jù)具體的生產(chǎn)條件，并綜合分析研究各方面的影響因素，制定出技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好的沖壓工藝方案。其設(shè)計流程主要包括沖壓件的工藝分析和沖壓工藝方案制定兩大方面的內(nèi)容。 在綜合方析，研究零件成形性的基礎(chǔ)上，以材料的極限變形參數(shù)，各種變形性質(zhì)的復(fù)合程度及趨向性，當(dāng)前的生產(chǎn)條件和零

23、件的產(chǎn)量質(zhì)量要求為依據(jù)，提出各種可能的零件成形總體工藝方案。根據(jù)技術(shù)上可靠，經(jīng)濟(jì)上合理的原則對各種方案進(jìn)行對比，分析，從而選出最佳工藝方案（包括成形工序和各輔助工序的性質(zhì)，內(nèi)容，復(fù)合程度，工序順序等），并盡可能進(jìn)行優(yōu)化。 1.3 本設(shè)計要求 本論文設(shè)計帶凸緣筒形零件拉伸模具，尺寸如圖1-1所示： 圖 1-1 材料：10 料厚：1.5mm 生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批量生產(chǎn) 技術(shù)要求： 1、 毛刺小于0.1mm； 2、 表面平整； 完成以下工作內(nèi)容： 1、 沖壓工藝性分析； 2、 確定合理的沖壓工藝方案； 3、 進(jìn)行必要的工藝計算； 4、 確定模具結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)

24、行模具總裝設(shè)計，完成模具圖； 2 工藝方案 2.1 工藝性分析 2.1.1 拉深件的結(jié)構(gòu)與尺寸 （1） .此拉深件為帶凸緣圓筒形拉伸件，應(yīng)拉深部分結(jié)構(gòu)簡單對稱。 （2） 拉深件凸緣上孔到側(cè)壁的距離，滿足凸緣孔孔邊到側(cè) 壁的距離要求， 即： 底部上孔到側(cè)壁的距離，滿足底部孔孔邊到側(cè)壁的距離要求， 即： （3） 拉深件底與壁、凸緣與壁的圓角半徑： r=5mm R=5mm 符合r>t、R>2t的要求，可不加整形工序2.1.2拉深件的精度 查【1】表1-1及

25、零件圖可知： 尺寸 1.5 φ116 φ88 φ11 R5 r5 φ18.5 均為自有公差。 其中： 低于IT15級精度 Φ55 低于IT14級精度 故：拉伸件尺寸精度符合一般要求。 2.1.3拉深件材料 此拉深材料為10鋼，查【2】表1-3，查得10鋼屈服比 其數(shù)值較小，拉伸性能較好，易于成型。 2.2 設(shè)計方案的確定 由于該工件外形尺寸中凸緣孔所標(biāo)尺寸為外形尺寸，所以要最后對凸緣進(jìn)行沖孔。該工件包括落料、拉深、沖孔三個基本工序，可有以下兩種工藝方案

26、： 方案一：先落料，再拉深，再沖孔，采用單工序模生產(chǎn)； 方案二：落料、拉深復(fù)合，再沖孔，采用復(fù)合模+單工序模生產(chǎn)。 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但三道工序需要三副模具，成本高而且生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求；方案二中雖說需要兩副模具，但模具生產(chǎn)利用率高，第二幅沖孔模結(jié)構(gòu)簡單，便于設(shè)計，且生產(chǎn)效率高，也便于保證精度。通過對上述二種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。 3 主要工藝參數(shù)計算 3.1 確定排樣、裁板方案 3.1.1 工藝分析 材料料厚t=1.5，故計算時所需尺寸按中性層尺寸。 拉深件材料：10鋼；料厚t=1.5mm；凸緣外徑為；圓筒件的中徑圓筒

27、件的外徑；凸緣及底部圓角半徑R=5mm；筒高；中高H=60mm。 3.1.2 確定修邊余量 選取修邊余量：查【3】表4.8， 當(dāng) 時，選取修邊余量 則實際外徑為： 116+21.8=119.6mm 3.1.3 坯料直徑 按【3】表4.14序號20提供的公式，出算坯料直徑為： = =153.3mm 按第一次拉入凹模材料比零件最后拉深部分實際所需材料多5%來計算，坯料直徑應(yīng)修正為： D

28、= 3.1.4 排樣 考慮到操作方便，排樣采用單排。查【2】表3-18可得： 搭邊值：條料兩邊a=1.2mm，進(jìn)距方向=1mm 進(jìn)距 h=D+ =157+1=158mm 條料寬度 b=D+2a =157+2×1.2=159.4mm 選用板料規(guī)格：1.5×500×1000 若縱排：條數(shù) =B/b =500/159.4=3條 余21.8mm 每條個數(shù) =A-/h =1000-1/158=6個 余51mm 每板總個數(shù) = =3×6=18個 材料利用率 =18×3.14×（157/2）/500×1000×100%

29、 =69.66% 若橫排： 條數(shù) =A/b =1000/159.4=6個 余43.6mm 每條個數(shù) =B-/h =500-1/158=3個 余25mm 沒板總個數(shù) ==3×6=18個 材料利用率 =18×3.14×（157/2）/500×1000×100% =69.66% 由此可見，無論橫裁還是縱裁，兩種方案的材料利用率都是69.66%，且該零件沒有纖維方向性的考慮，故可隨意采用橫裁或者縱裁。 排樣圖（簡易）如圖3-1： 圖3-1 3.1.

30、5 壓力中心的確定 由于是圓形工件，凸緣孔呈圓周分布，且兩兩夾角120，底部孔圓心與坯料圓心重合，故該工件壓力中心為坯料圓心，簡易圖如圖3-2所示。 圖 3-2 3.2 拉深工藝的計算 3.2.1 壓邊 坯料相對厚度，故首次應(yīng)采用壓邊裝置。 3.2.2 總拉深系數(shù) =58/157=0.369 3.2.3 預(yù)算拉深次數(shù) 由【3】表4.29，及、 t/D×100=1.5/157×100=0.955 查得一次拉深最大相對高度為0.32，又，很明顯：0.796＞0.32，故該零件不滿足一次拉深成型的條件， 即： ，需多次拉深成型。 3

31、.2.4 確定首次拉深工序件尺寸 初定 =119.6/=1.3，查【2】表5-14， 得： =0.53，取=0.54 則： 0.54×157=84.78mm 初定第一次拉深 按【2】公式（5-18），可得首次拉深高度為： （n=1、2、3……n） （5-18） 其中，……是第1、2、3……、n次的拉伸工序件高度； D為坯料直徑； ……是第1、2、3……﹑n次的拉深直徑； ……是第1、2、3……、n次的拉伸件的底部圓角半徑； ……是第1、2、3……、n次的拉伸件的凸緣圓角半徑。 則：

32、 =35.66mm 驗算所取是否合理： 根據(jù)t/D×100%=0.955； 查【2】表5-15，可知，又因為=35.66/84.78=0.42＜，故所取是合理的。 則工序件第一次拉深： 不計孔尺寸第一次拉深后圓筒形件尺寸如圖3-3所示： 圖 3-3 3.2.5 確定拉深次數(shù)及以后各次拉深的工序件尺寸 查【2】表5-16得： 則： =0.75×84.78=63.6mm =0.78×63.6=49.6mm 又： =49.6＜=56.5 故需三次拉深成形

33、 調(diào)整各拉伸系數(shù) 以后各拉深工序件圓角半徑取 3.2.6 第二次拉深直徑和高度 第二次拉伸 =0.79，圓筒中徑 =84.78×0.79=66.98mm，圓筒外徑=68.48mm。 設(shè)第二次拉深時多拉入3%的材料（其余2%的材料返回到凸緣上），求出坯料直徑為： 第二次拉深高度： = =39.06mm 不計孔尺寸第二次拉深后圓筒形件尺寸如圖3-4所示： 圖 3-4 3.2.7 第三次拉深直徑和高度 第三次拉深 =0.84，圓筒中徑 =84.78×,0.84=56.5mm，圓筒外徑=58m

34、m。 設(shè)第三次拉深時多拉入1.5%的材料（其余0.5%的材料返回到凸緣上），求出坯料直徑為： 第三次拉深高度： = =46.67mm 接近45mm。 3.2.8 修邊 完成第三次拉深后應(yīng)將凸緣修正并沖孔到工作尺寸φ116mm，如圖3-5所示： 圖 3-5 3.2.9 拉深速度 查【3】表4-49，可得： V=10m ? 3.3 工藝力計算 該文選擇設(shè)計的是第三次拉深模，故以下所顯示的數(shù)據(jù)都是第三套模具設(shè)計所必需的數(shù)據(jù)（前面復(fù)合模及第一次拉深模所用到的尺寸，此處不作為計算要點

35、）。 3.3.1 拉深力 拉深力根據(jù)【2】式（5-7）計算： F= （n=2、3…、n） （5-7） 式中： F--拉深力，N； 、、…、--各次拉深工序件直徑，mm； t--板料厚度，mm； --拉伸件材料的抗拉強(qiáng)度，MPa，見【2】表1-3，此處取=400MPa； --修正系數(shù)，與拉深系數(shù)有關(guān)，見【2】表5-12，此處取=0.7。 則： F= =0.7×3.14×56

36、.5×1.5×400 =74512.2N 3.3.2 壓料力 壓料力根據(jù)【2】式（5-10）計算： F= （n=2、3…） （5-10） 式中 F--壓料力，N； P—單位面積壓料力，MPa，見【2】表5-13，此處取p=2.5； 、、…、--各次拉深工序件直徑，mm。 則： F= =3.14××2.5/4 =2539.6N 3.3.3 壓力機(jī)公稱壓力 根據(jù)【2】式（5-1

37、2）和=F+ F， 即： P(1.8 – 2) （5-12） 在此取1.8倍。 則： P1.8（F+ F）=1.8×（74512.2+2539.6） =138.69KN 故所選壓力機(jī)的工稱壓力應(yīng)大于或等于138.69KN。 3.4 壓力機(jī)的選擇 3.4.1 初選壓力機(jī) 由于該制件為小型制作，且精度要求不高，因此選用開式機(jī)械壓力機(jī)，它具有工作臺面三面敞開，操作方便，成本低廉。根據(jù)總壓力選擇壓力機(jī)，由前面已經(jīng)算得的數(shù)據(jù)，所以壓力機(jī)公稱壓力,滑塊行程S≥2=2×45=90mm，及模具閉

38、合高度要滿足行程要求，查【2】表1-7提供的壓力機(jī)公稱壓力中初選第二次拉深壓力機(jī)的型號為：J23-80 3.4.2拉深功 拉深功按【2】式（5-13） 即： W=Ch/1000 (5-13) 式中： W--拉深功，J； --最大拉深力（包含壓料力），N； h—凸模工作行程，mm； C—系數(shù)，與拉深力曲線有關(guān)，C值可取0.6-.08，此處取0.7。 則： W=Ch/1000 =0.7×（74512.2+2539

39、.6）×45/1000 =2427.1317J 3.4.3壓力機(jī)電動機(jī)功率 壓力機(jī)電動機(jī)功率可按【2】式（5-14）來計算， 即： P=KWn/（60×1000×） （5-14） 式中 P--電動機(jī)功率，kw； K—不均衡系數(shù)，K=1.2 – 1.4，此處取1.3； --壓力機(jī)效率，=0.6 - 0.8，此處取0.7； --電動機(jī)效率，=0.9 - 0.95，此處取0.93； n—壓力機(jī)每分鐘行程次數(shù)。

40、則： P=KWn/（60×1000×） =1.3×2427.1317×45/（60×1000×0.7×0.93） =3.64kw 3.4.4功率校核 校核原理：若所選壓力機(jī)的電動機(jī)功率小于計算值，則應(yīng)另選更大規(guī)格的壓力機(jī)。 由壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)可知P=7.5kw＞ P=3.64km. 故所選壓力機(jī)合適。 4 拉深模設(shè)計 4.1拉深模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 本套模具采用拉深模倒裝結(jié)構(gòu)。其壓料圈兼起壓邊和定位的作用，另設(shè)有打桿裝置，當(dāng)模具在拉伸返回的過程中，制件由頂件塊推出。該結(jié)構(gòu)具有操作方便，出

41、件暢通，生產(chǎn)率高等優(yōu)點，但彈性卸料裝置使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜化且體積較龐大。因此，要考慮到壓力機(jī)工作臺面是不是滿足要求的問題。 4.2模具工作部分尺寸計算 4.2.1 凸凹模間隙 由【2】表5-28可查得凸凹模單邊間隙為： z=（1 – 1.05）t， 取z=1t=1×1.5=1.5mm 4.2.2 凸凹模圓角半徑 因該模具是最后一次拉深，故凸凹模圓角半徑應(yīng)與拉深件相一致，故凸模圓角半徑 =5mm；凹模圓角半徑 r=5mm。 4.2.3凸凹模工作尺寸及公差 由于工件要求內(nèi)形尺寸，故凸凹模工作尺寸及公差應(yīng)分別按【2】式（5-46）、式（5-47）計算，

42、 即： d =（） （5-46） d =（+2z） （5-47） 式中： d--凹模工作尺寸； d--凸模工作尺寸； d--拉深件的最小內(nèi)形尺寸； z—凸、凹模單邊間隙； Δ—拉深件的公差； --凸、凹模的制造公差，可按IT6 – IT9級確定，或查【2】表5-29確定。 經(jīng)計算和查表確定 則帶入得： d =（） =（55+0.4×0.1）

43、 =55.04 取d=55 d =（+2z） =(55+0.4×0.1+2×1.5) =58.04 取d=58 4.3標(biāo)準(zhǔn)件的選取 4.3.1 模 架 根據(jù)【2】表1-7所示壓力機(jī)參數(shù)，查【3】表15.1，選中間導(dǎo)柱圓形模架，查【3】表15.4選中間導(dǎo)柱圓形模架，材料為HT200，凹模周界=400mm、閉合高度305 - 350mm、Ι級精度的中間導(dǎo)柱圓形模架： 模架 400×305 - 350ΙGB/T 28

44、51.6 與模架相關(guān)聯(lián)的另外標(biāo)準(zhǔn)件的代號： 下模座 400×75 GB/T 2855.12 上模座 400×60 GB/T 2855.11 4.3.2下模座 由模架的選取確定下模座的代號，查【3】表5-15確定：下模座400×75 GB/T 2855.12，材料：HT200 其詳細(xì)參數(shù)如下： H h S R d t 400 75 45 410 510 475 65 115 100 45 50 M20-6H 40 380 4.3.3上模座 由模架的選取

45、確定上模座的代號，查【3】表5-15確定：上模座400×60 GB/T 2855.11，材料：HT200 其詳細(xì)參數(shù)如下： H h S R D t 400 60 35 410 510 475 65 115 100 60 65 M20-6H 40 380 4.3.4 導(dǎo)柱、導(dǎo)套 由于本設(shè)計凸凹模單邊間隙z=1.5mm，間隙較大，所以對模具導(dǎo)柱、導(dǎo)套不作精密要求，此模具不設(shè)計套柱、導(dǎo)套。 4.3.5 銷釘 查【4】表14-16選定銷釘標(biāo)準(zhǔn)件： 公稱直徑d=16mm、長度l=95mm、材料為3

46、5鋼、熱處理硬度28 – 38HRC，表面氧化處理的A型圓柱銷； 銷 GB/T 117-2000-A16×95（共需四個） 4.3.6 螺釘 查【4】表13-14選定螺釘標(biāo)準(zhǔn)件： 螺紋規(guī)格d=M16、公稱長度l=60mm、性能等級為8.8級、表面氧化的內(nèi)六角圓柱頭螺釘，材料為45鋼，熱處理硬度：35 – 45HRC,標(biāo)注為： 螺釘 GB/T 70.1-2000 M16×60(共需四個) 4.3.7 模柄 根據(jù)所選壓力機(jī)模柄孔尺寸d=60mm,l=80mm,查【3】表15.18，所選模柄尺寸如下： 直徑d=60mm、L=142mm的C型凸緣模柄： 模柄 C

47、60 JB/T 7646.3 材料為：Q235 具體數(shù)據(jù)如下： d L L L h 60 142 96 23 5 15 101 13 22 13 4.3.8帶螺紋推桿（頂桿） 根據(jù)【3】表15.43選取尺寸如下： 直徑d=M10mm、長度L=180mm，材料為45鋼、熱處理硬度43 – 48HRC，帶螺紋推桿： 推桿 M10×180 JB/T 7650.2 4.3.9 打桿 由模柄尺寸=15mm，查【3】表15.43選取： 直徑d=M14、長度L=220mm，材料為45鋼，熱處理硬度43 – 48HR

48、C,帶螺紋推桿： 推桿 M14×220 JB/T 7650.2 4.3.10 打桿螺母 結(jié)合打桿尺寸參考【4】表13-19選?。? 螺紋規(guī)格D=M14、性能等級為9級、不經(jīng)表面處理、A級的Ⅱ型六角螺母，材料為45鋼，熱處理硬度35 – 45HRC： 螺母 GB/T 6175—2000 M14 4.3.11 橡膠的選取 橡膠主要是提供第三套拉深模具的壓邊力，為保證橡膠正常工作，應(yīng)使橡膠的預(yù)壓力大于或等于壓邊力Q，即： F 橡膠的壓力與壓縮量之間不是線性關(guān)系，壓縮時產(chǎn)生的壓力按下式計算： F=Ap

49、 式中： A—橡膠的橫截面積，mm。 p—橡膠的單位壓力，在此按壓縮量30%選取， 【2】表3-35選取種類聚氨酯橡膠，單位壓力為4.2MPa 故：橡膠橫截面積A=F/p=4500/4.2=1071mm 故： r==18.5mm 又預(yù)壓力應(yīng)大于壓邊力，查【3】表15-40取標(biāo)準(zhǔn)直徑D=60mm。 由于所選直徑比計算值相差較大，故只要中間螺桿直徑不是很大就不用考慮中間螺桿的直徑帶來的誤差。 預(yù)壓縮量高度查【2】式（3-47）?。? 標(biāo)記為：直徑D=60mm、d=16.5mm、厚度H=50mm的聚氨酯彈性體： 聚氨酯彈性體 60×16

50、.5×50 GB/T 2867.9=81 （需三個） 則：橡膠具體數(shù)據(jù)： D d H D 60 16.5 50 78 4.3.12 橡膠螺桿 根據(jù)橡膠H尺寸，查【3】表15.43確定代號為：直徑d=M16、長度L=200mm，材料為45鋼，熱處理硬度43 – 48HRC,帶螺紋推桿： 推桿 M16×200 JB/T 7650.2 4.3.13 ；螺桿螺母 結(jié)合打桿尺寸參考【4】表13-19選?。? 螺紋規(guī)格D=M16、性能等級為9級、不經(jīng)表面處理、A級的Ⅱ型六角螺母，材料為45鋼，熱處理硬度35 – 45HRC： 螺母 GB/T 6175—2

51、000 M16 4.3.14 模柄緊固螺釘 查【4】表13-14選定螺釘標(biāo)準(zhǔn)件： 螺紋規(guī)格d=M12、公稱長度l=35mm、性能等級為8.8級、表面氧化的內(nèi)六角圓柱頭螺釘，材料為45鋼，熱處理硬度：35 – 45HRC,標(biāo)注為： 螺釘 GB/T 70.1-2000 M12×35(共需三個) 4.4模具非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計 4.4.1 拉深凸模的設(shè)計 拉深凸模的長度=凸模固定板的厚度+壓料圈高度+工作部分的長度+自由尺寸。 凸模工作部分長度為45mm，為保證修模余量及順利排氣，留13mm自由尺寸，即拉深凸模長度為140mm，材料45。 根據(jù)凸模直徑大小

52、，取通氣孔直徑為φ5mm。 結(jié)構(gòu)如4-1所示： 圖4-1 4.4.2拉深凹模的設(shè)計 拉深凹模的工作部分長為45mm，由于在凹模內(nèi)要安裝打料塊且與打桿相連，為保證修模余量且能正常工作，在凹模內(nèi)留20mm自由尺寸，即拉深凹模高為65mm，外徑150mm，材料45，如圖4-2所示： 圖4-2 4.4.3 凸模固定板設(shè)計 設(shè)定凸模固定板厚為30mm，外部尺寸D=150mm，材料45，如圖4-3所示： 圖4-3 4.4.4壓料圈的設(shè)計 根據(jù)模具工作尺寸，設(shè)定壓料圈內(nèi)徑d=55mm，外徑d=65mm，高H=52mm，外邊緣厚h=12，整體外徑D=150mm

53、.材料35，如圖4-4所示： 圖4-4 4.4.5推件塊的設(shè)計 打塊與打桿相連，設(shè)定外徑D=55mm，厚H=15mm，中間螺紋孔直徑 d=M12，材料45，如圖4-5所示： 圖4-5 4.4.6 托板的設(shè)計 根據(jù)對橡膠、橡膠螺桿的尺寸分析，設(shè)定橡膠上托板h=10mm，下托板h=10mm,外徑均為160mm，材料45，如圖4-6所示： 圖4-6 5 壓力機(jī)的校核 公稱壓力：800KN 滑塊行程：130mm 最大閉合高度：380mm 最小閉合高度：290mm 模柄孔直徑：60mm 模柄孔深度：80mm 模具高度H＝340mm比壓力機(jī)最小閉合高度3

54、60mm小，符合要求。 壓力機(jī)選用合格。 6 模具裝配圖 詳見圖紙裝配圖。 結(jié)束語 通過這次模具設(shè)計，本人在多方面能力都得到了提高。這次畢業(yè)設(shè)計，綜合運(yùn)用了本專業(yè)所學(xué)課程的理論知識和結(jié)合生產(chǎn)實際知識進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計，通過實際設(shè)計從而培養(yǎng)和提高了自己的獨立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計的基本的模具技能，懂得了從分析零件的工藝性入手，確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了相應(yīng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時對各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨立思

55、考的能力也有了提高。并提高了查閱設(shè)計資料和手冊的能力，熟悉了設(shè)計中的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。 在這次設(shè)計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設(shè)計模具的能力以及綜合運(yùn)用知識的能力，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。 由于本人的設(shè)計能力有限，在設(shè)計過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老師們多多指教,我十分的樂意接受你們的批評與指正，我將萬分感謝。 致 謝 本文是在指導(dǎo)老師張改卿講師的精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。張老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對我產(chǎn)生重要影響。在此次畢業(yè)設(shè)計過程中我也學(xué)到了許多有關(guān)設(shè)計方面的知識，對其現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢有了很大的了解。 參考文獻(xiàn) 【1】張秀芳，趙姝娟.公差配合和尺寸檢測.北京：電子工業(yè)出版社，2009,6 【2】徐政坤.沖壓模具設(shè)計與制造.2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009，5 【3】郝濱海.沖壓模具簡明設(shè)計手冊.2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009,3 【4】徐起賀.劉靜香.程鵬飛.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009,4