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1、目 录题目 盒型件拉深模设计1前 言2第一章 审图3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42.3 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5第三章 拉深工艺方案的制定6第四章 毛坯尺寸的计算64.1毛坯尺寸6第五章 拉深次数确定6第六章 冲压力及压力中心计算76.1 冲压力计算76.2 压力中心计算7第七章 冲压设备选择8第八章 凸凹模结构设计88.1凸模圆角半径98.2 凸凹模间隙98.3 凸凹模尺寸及公差9第九章 总体结构设计109.1 模架的选取109.2 模柄109.3导柱和导套1194 推杆11
2、9.5螺钉和销钉11第十章拉深模装配图绘制和校核1210.1拉深模装配图绘制1210.2 拉深模装配图的校核13第十一章 非标准件零件图绘制1411.1拉深凸模1411.2 拉深凹模1511.3 上垫板1511.4 压料板16第十二章 结论16参考文献17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-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
3、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
4、 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
5、，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
6、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。该工件形状满足拉深工艺性要求，可用拉深工序加工。材料为Q235钢，料厚为0.8mm。拉深精度等级为IT10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（
7、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=0.8 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=
8、0.8mm，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=8mm3t=3mm2.4 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IT13级，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Q235钢。材料名称牌号材料状态抗拉强度/MPa屈服强度/MPa普通碳素结构钢Q235淬火375-500235图2-1第三章 拉深工艺方案的制定
9、该零件包括落料、拉深、修边三个基本工序，可以采用以下三种方案：1） 先落料，再拉深，采用单工序模具生产。2） 落料-拉深复合冲压，采用复合模生产。3） 落料-拉深连续冲压，采用级进模生产。方案1的模具结构简单，但需要两道工序，两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毛坯尺寸因为h/B=42/112=0.3750.6时，1）直边部分按弯曲件求展开长度，即 l=+h+0.57r-0.43r=80.7mm2）四圆角拼成一无凸缘的
10、方盒，其展开半径为R=36.5mm3）展开图宽度 展开图长度为 其中a取44）由于不满足r/H=0.190.6,工件较矮。 第五章 拉深次数确定H/B=42/112=0.375 M=r/R=8/27=0.3 当量半径R当=kl=160毛坯相对厚度t/D当X100=0.8100/320=0.25角部的相对圆角半径r/B=8/112=0.07 由毛坯相对厚度和角部相对圆角半径查表HBHB1=0.5 mm1 =0.32,所以定位一次拉深 第六章 冲压力及压力中心计算6.1 冲压力计算拉深力：F=（0.50.8）Ltb 取F=0.6 Ltb=117.6kN6.2 压力中心计算 由于工件为对称件，所以该
11、工件的压力中心为几何中心， 即压力中心据短边距离为83.5mm，距长边距离为56.0mm。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JC23-40工称压力（KN）400滑块行程（mm）80滑块行程次数(min)55最大闭合高度(mm)330闭合高度调节量(mm)65立柱距离(mm)340工作台尺寸(mm) 前后460左右700模柄孔尺寸(mm)直径50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，由图知ra=r0=5mm.底面角部半径为8mm。8.2 凸凹模间隙 由表5-19可知，则令z=t=1.76mm8.3 凸
12、凹模尺寸及公差因为工件图IT为14112mm时 =0.87mm167mm时=1.0mm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凹模长边尺寸为凹模短边尺寸为第九章 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 上模座LBHhL1B1B2SRR1l1l2DD14002805045410290380470601051101205560下模座LBHhL1B1B2SRR1l1l2DD140028060454102903804706010511012040459.2 模柄 由于凸缘模柄的优点在于凸缘以下部分可加
13、工出容纳推板的形孔，此外装拆比较方便，便用于较大的模具。由压力机知，模柄孔直径为40 mm。所以根据表3-42 凸缘模柄（JB/T7646.3-1994）dDHhd1D1d3d2h150100781817721118119.3导柱和导套1）由选取的模架中导柱的基本尺寸，在参【7】中选取A型导套 表3-38 A导套DDLHlba405511543254145601154325412）再根据导柱和导套之间的配合选取B型导柱表3-39 B导柱dLl40230604523060 9.4 推杆 由模柄上的孔d=15mm。所以根据参【7】 表3-33带螺纹推杆（JB/T 7650.2-1994） 9.5螺
14、钉和销钉1）由螺钉的商品规格长度选取合适的螺钉由参【7】表3-48 内六角圆柱头螺钉（GB/T 70.1-2000）螺 纹 规 格 M10 l 32D16 H10 L16100 螺 纹 规 格 M12 l 36D18 H12 L20120螺 纹 规 格 M14 l 40D21 H14 L251402)由销钉的规格长度选取合适的销钉由参【7】表 3-49 圆柱销d(m6/m8,m6) 12 c 1.5L16220第十章拉深模装配图绘制和校核10.1拉深模装配图绘制图10-1此工件在双动压力机上拉深。模架采用标准件，导柱和导套分别用B型导柱和A型导套。拉深模采用倒装式结构形式，推板推出工件。拉深时
15、用3个定位销进行定位。模具采用倒装式结构，其特点可省去设计提供压边力的弹顶器。拉深工艺的基本运动是，卸料板先与板料接触并压牢，凸模下降至与板料接触，并继续下降，进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，导致板料体积成形，然后凸、凹模分开，凹模滑块把工件推出，完成拉深运动。卸料板和滑块的运动非常关键，为了保证拉深件的质量，必须控制卸料板的运动，让它先于凸模与板料接触，并且压料力要足够，否则拉深件容易起皱，甚至裂开；其次应确保凹模滑块压力足够，以保证拉深件底面的平面度。10.2 拉深模装配图的校核1）模具总体结构是否合理，能否拉出合格零件，装配的特殊要求在技术要求中是否写明；2）拉深力是否进行了计算，
16、选用压力机是否合适；3）视图表达是否清楚，正确；4）件号是否有遗漏；5）毛坯图，制件图及制件材料等有关说明是否齐全；6）模具闭合高度、确定导柱长度和模架选择是否合适；8）明细表中的内容是否齐全，视图表达是否填写正确、无误；9）该画的零件图是否齐全，视图表达是否正确；10）尺寸标注的基准面、基准体、基准孔是否选的合理，是否适合于实际作业和检查；11）凸、凹模工作部分尺寸是否合理，其强度是否足够。第十一章 非标准件零件图绘制11.1拉深凸模图11-111.2 拉深凹模图11-211.3 上垫板 图11-311.4 压料板图11-4第十二章 结 论 三周的课程设计，刚开始的时候觉得一切都是零，不管是
17、软件操作还是模具设计。虽然课程设计任务是及时完成了，但是我感觉还是有很多不明的地方。由于对基础知识的掌握不足，在设计上有很多错误地方。经过这段时间的学习，我更深刻的理解了冲压模具的基础知识与设计，通过实践操作所掌握的是无法通过上课可以学到的。同时熟练了cad的操作技巧。在设计过程中，就我个人而言是觉得挺疲惫的，不懂的不足的太多。不过也挺充实。在老师耐心帮助下算是完成了，还是很高兴的。真心感谢老师耐心指导。参考文献【1】 王秀凤，张永春主编 冷冲压模具设计与制造【M】 . 北京. 北京航空航天出版社，2008【2】刘朝甫主编 冲压模具设计师速查手册【M】. 北京 . 化学工业出版社，2011 【3】冲模设计手册编写组编 冲模设计手册【M】 . 北京 . 机械工业出版社，2001