无凸缘筒件拉深件模具设计

冷冲模课程设计说明书

无凸缘筒件的模具设计

第1章概论 (1)

1.1冲压模具在制造业的地位 (1)

1.2 冲压模具的历史发展与现状 (1)

第2章工艺方案分析及确定 (2)

2.1 冲压件工艺分析 (2)

2.1.1 产品机构分析分析 (2)

2.2冲压工艺的确定 (3)

第3章模具结构的确定 (4)

3.1坯料尺寸计算 (4)

3.2排样 (5)

3.3 各工序尺寸计算 (6)

3.4 压力计算与设备选择 (9)

3.5拉深模工作零件设计与计算 (9)

3.6卸料弹簧计算 (10)

3.7压边的橡胶计算 (11)

第4章模具结构的确定 (12)

4.1 模具的形式 (12)

4.2 定位装置 (12)

4.3 导向零件 (12)

4.4 模架 (13)

第5章落料拉深模具结构图 (14)

第6章二、三次拉深模具结构图 (15)

第7章模具零件的加工工艺过程 (16)

结束语 (18)

参考文献 (19)

第1章概论

1.1冲压模具在制造业的地位

冲压是使板料经分离或成形而得到制件的加工方法。冲压利用冲压模具对板料进行加工。常温下进行的板料冲压加工称为冷冲压。

模具是大批生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。模具工业是国民经济的基础工业。

模具可保证冲压产品的尺寸精度，使产品质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。用模具生产零部件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧钢钢板或钢带为坏料，且在生产中不需加热，具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点，是其他加工方法所不能比拟的。使用模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造业的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展。

1.2冲压模具的历史发展与现状

模具的出现可以追溯到几千年前的陶瓷烧制和青铜器铸造，但其大规模应用却是随着现代工业的崛起而发展起来的。19世纪，随着军火工业、钟表工业、无线电工业的发展，模具开始得到广泛的使用

20世纪50年代中期以前，模具设计多凭经验，根据用户的要求，制作能满足产品要求的模具，但对所设计模具零件的机械性能缺乏了解。20世纪70年代至今计算机逐渐进入模具生产的设计、制造、管理等各个领域，使得模具设计、加工精度与复杂性不断提高，模具制造工期不断缩短。

第2章工艺方案分析及确定

2.1 冲压工艺分析

2.1.1 产品结构形状分析

图2.1可知，拉深件，材料10钢，材料厚度1.2mm，其工艺性分析内容如下：

（1）材料分析

10钢为优质碳素结构钢，属于深拉深级别钢，具

有良好的拉深成形性能。属优质碳素结构钢，

MPA 363

432

~

294

MPA

294

333

~ 255

==

=σσ

τ取

，

取MPA MPA

b

其力学性能是强度、硬度低而塑性较好，非常适

合冲裁加工。另外产品对于厚度与表面质量没有

严格要求，所以尽量采用国家标准的板材，其冲

裁出的产品表面质量和厚度公差就可以保证。

（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

零件上尺寸均为未注公差尺寸，普通拉深即可达到零件的精度要求。

经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。

在零件工艺性分析的基础上制定其工艺路线如下：零件的生产包括落料、拉深（需计算确定拉深次数）、切边等工序，为了提高生产效率，可以考虑工序的复合，经比较决定采用落料与第一次拉深复合，经多次拉深成形后，由机械加工方法切边保证零件高度的生产工艺。

（4）产量 10万件

由产品的生产数量10万件可知，产品批量为中等批量，适合采用冲压加工的方法，最好采用复合模或连续模。

2．2 冲压工艺方案的确定

完成此工件需要冲孔、落料两道工序。其加工方案分为3种，件表2.1。

图2.1圆筒件

表2.1 工艺方案

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3章圆筒形拉深件工艺计算

3.1坯料尺寸计算

1、在不变薄拉深中，虽然在拉深过程中坯

料的厚度发生一些变化，但在工艺设计时，可以

不计坯料的厚度变化，概略地按拉深前后坯料的

面积相等的原则进行坯料尺寸的计算。旋转体拉

深件采用圆形坯料，其直径可按面积相等的原则

计算。计算坯料尺寸时，先将拉深件划分为若干

便于计算的简单几何体，分别求出其面积后相

加，得拉深件总面积艺A ，则坯料直径为 ∑=A D π4 例图28所示的薄壁圆筒件，可划分为三部

分，各部分的面积分别为

)(1r H d A -=π

]8)2(2[422r r d r A +-=

ππ 23)2(4r d A -=π

321A A A A ++=∑带入∑=A D π4

，得坯料直径为 )(48)2(2)2(22r H d r r d r r d D -++-+-=π (3-1)

当板料厚度大于lmm 时，应按板料厚度中线尺寸计算。

根据无凸缘筒形拉深件坯料尺寸的计算方法得

1）确定零件修边余量

零件的相对高度8.12

.1232.143=++=d h ，经查得修边余量mm h 3.3=∆，所以，修正后拉深件的总高应为43+3.3=46.3mm 。

2）确定坯料尺寸D

由无凸缘筒形拉深件坯料尺寸计算公式得

图3.1 圆筒件坯料尺寸计算