筒形件的拉深模具设计

新余学院课程设计任务书

学号学生

姓名

专业材料成型及控制工程

课程设计

题目

筒形件的拉深模具设计

研究主要内容及基本要求

一、设计内容：

1、设计一幅拉深模完成下图（圆筒形件，材料为08F 厚度t=1mm

，小批量生产,其未注公差尺寸精度等级为IT14）的拉深。

2．模具整体方案设计：包括零件的工艺分析、模具类型的确定、压力中心计算、毛坯尺寸计算、压力机选择等。

3．模具整装配图和模具重要零件选用与设计。

4．撰写此模具设计的说明书

二、技术要求：

1、要求每位学生完成模具整体装配图1 张，

2、主要零件（凸模、凹模、凸凹模等）图3－5张

3、详细的设计计算过程

4、有关零件的选用依据及过程

5、主要零件（凸模、凹模、凸凹模等）的制造工艺规程1-2份

6、课程设计说明书（不少于5千字）

第一章概述

一、模具概述

模具是高新技术产业的一个组成部分，是工业生产的重要基础装备．用模具生产的产品，其价值往往是模具价值的几十倍。模具技术是一门技术综合性强的精密基础工艺装备技术，涉及新技术、新工艺、新材料、新设备的开发与推广应用．是冶金、材料、计量、机电一体化、计算机等多门学科以及铸、锻、热处理、机加工、检测等诸多工种共同打造的系统工程。用模具生产制品具有高效率、低消耗、高一致性、高精度和高复杂程度等特点，这是其他任何加工制造方法所不及的。目前，模具制造业已成为与高新技术产业互为依托的产业，模具工业技术水平的高低已成为衡量国家制造业水平的重要标志之一。

二、冷冲模具工业的现状

到了21世纪．随着计算机软件的发展和进步．CAD／CAE／CAM技术日臻成熟，其现代模具中的应用越来越广泛。目前我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，仍具有较大的差异，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具。目前仍主要依靠进口。而一些低档次的简单冲模，则已供．过于求，市场竞争非常激烈。

三、冷冲模具的发展方向

发展模具工业的关键是制造模具的技术、相关人才以及模具材料。模具技术的发展是模具工业发展最关键的—个因素，其发展方向应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、质量好”和“价格低”的要求服务。为此，急需发展如下：1．全面推广模具CAD／CAM／CAE技术：：随着微机软件发展和进步，普及CAD ／CAM／CAE技术的条件已基本成熟，各企业需要加大CAD／CAM技术培训和技术服务的力度，同时进一步扩大CAE技术的应用范围。

2．模具扫描及数字化系统：高速扫描机和模具扫描系统具备从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，这样可以大大缩短模具研制制造周期。

3．电火花加工：电火花加工(EDM)虽然已受到高速铣削的严峻挑战，但其固有特性和独特的加工方法是高速铣削所不能完全替代的。

4．优质材料及先进表面处理技术：选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。

5．模具研磨抛光将自动化、智能化：模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，提高模具表面质量是重要的发展趋势。

第二章 工艺方案分析及确定

第一节 零件工艺性分析

如图2-1所示拉深零件，材料为08F ，厚度为1mm 。其工艺性分析内容如下：

图2-1 筒形件拉深零件图

1.材料分析

此拉深模选用材料为08F

08F 是极软的低碳钢，强度、硬度很低，而塑性、韧性极高，具有良好的冷变形性和焊接性，正火后切削加工性尚可，退火后导磁率较高，剩磁较少，但淬透性、淬硬性极低。因此，此材料具有良好的拉深成形性能。 2.结构分析

零件为一无凸缘筒形件，结构简单，底部圆角半径为R3，满足筒形拉深件底部圆角半径大于一倍料厚的要求，因此，零件具有良好的结构工艺性。 3.精度分析

零件图上所有未注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。 因此，普通拉深即可达到零件的精度要求。

查公差表可得工件基本尺寸公差为：

74.0078+φ 74

.0098+ 25.003+R 25.001+

4.变形特点的分析

1）拉深时的变形区在毛坯的凸缘部分，其它部分为传力区，不参与主要变形；

2）毛坯变形区在切向压应力和径向拉应力作用下，产生切向压缩和径向拉长变形；

3）极限变形参数主要受到毛坯传力区承载能力的限制。

第二节工艺方法的确定

由上面分析可知，为了保证工件的性能，该工件不能一次拉深到位，至少需经过两次拉深。而完成该工件需经过落料、拉深工序。综合实际情况，可有以下3种方案（如表格2-1所示）供选择：

根据本零件的设计要求以及各方案的特点，决定采用第2种方案比较合理。

第三章 零件工艺计算

第一节 拉深工艺计算

零件的材料厚度为1mm ，所以所有的计算以中线为准。 1. 确定零件修边余量

零件的相对高度23.11

785

.098≈+-=d h ，由文献

[1]表5-2查得修边余量mm 8.3=δ，故修正后拉深件的总高应为mm 3.1018.35.97=+。 2. 确定坯料尺寸D

D A A D n

i i 计算出由公式∑==

=1

4

4

π

π

其中:、

i

A A A A A R d A R R d R A R H d A ∑=++=∑=-=

+-=-=32122

32214D )2(4

]8)2(2[4

)(ππ

ππ

π而

mm d 79=带入数值 mm H 3.101= mm R 5.3= mm D 8.194≈算得

3. 判断是否采用压边圈

零件的相对厚度%51.0%1008

.1941

%100=⨯=⨯D t ，由文献[2]表4-11知：

该拉深工艺须采用压边圈。 4. 确定拉深次数

先判断能否一次拉出

406

.08.19479

≈==D d m 总零件的总拉深系数

由文献

[1]

表5-3， 56.01=m 取，78

.0=n m ， 由此可知：56

.0406.01=<=m m 总,故判断不能一次拉深成形。

故可根据公式

n

n m D m d n lg )

lg(lg 11-+

=求得289.2≈n 取较大整数：3=n

5. 确定各次拉深半成品尺寸

1）调整各次拉深系数，使各次拉深后系数均大于文献

[1]

表5-3查得的相应

极限拉深系数。调整后，实际选取6.01=m ，81.02=m ，83.03=m 。所以各次