第二次拉伸模冷冲压设计

摘要我设计的是第二次拉伸模，在本次设计中我参考了大量有关冷冲模模具设计实例等方面的资料。

再结合老师布置的题（设计一个工件为盖形件的拉伸模），我充分运用了资料上所有设计模具中通用的表、手册等，如修边余量的确定、拉深件毛坯直径的计算公式、盒形件用压边圈拉深系数、盒形件角部的第一次拉深系数等，然后再集结了自己平时的所学，还有通过对工件的零件、模具工作部分、模具装配图的绘制，我的绘图功底也有了一定程度地提高。

本次设计的主要内容：工件的工艺性分析；冲压工艺方案的确定；模具的技术要求及材料选用；主要设计尺寸的计算；工作部分尺寸计算；模具的总体设计；主要零部件的结构设计；模具的总装图；模具的装配等。

我觉得通过本次的毕业设计，达到了这样的目的：1.综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行一次冷冲压模具（落料拉深冲裁模）设计工作的实际训练，从而培养和提高我们独立工作的能力。

2.巩固与扩充所学有关冷冲模具设计课程的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤。

3.掌握冷冲压模具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。

关键词：冷冲压拉深前言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。

冷冲压模具在工业生产中的地位：是大批生产同形产品的工具，同时也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和质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。

用模具生产零件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧制钢板或钢带为坯料，且在生产中不需要加热，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，是其它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。

现代制造工业的发展和技术水平地提高，在很大程度上取决于模具工业的发展。

目前，工业生产中普遍采用模具成形工艺方法，以提高产品的生产效率和质量。

一般采用压力机进行零件加工，一台普通压力机每分钟可生产零件几件到几十件，而高速压力机的生产效率已达到每分钟数百件甚至上千件。

据不完全统计，飞机、汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表等产品，有60﹪左右的零件是利用模具加工出来的；而自行车、手表、洗衣机、电冰箱及电风扇等轻工业产品，90﹪左右的零件是利用模具生产出来的；至于日常生活所用的五金、餐具等的大批量生产基本上也是靠模具来进行生产的。

显而易见，模具作为一种专用的工艺装备，在生产中的作用和地位正日趋上升。

无凸缘圆盖的第二次拉伸模零件名称：盖生产批量：大批量材料：Q235材料厚度：1mm1. 工件的工艺性分析1.1 冲压件的工艺性分析冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。

在一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的是它的几何形状尺寸和精度要求。

良好的冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。

1.冲裁件的形状应能符合材料合理排样，减少废料。

2.冲裁各直线或曲线的连接处，宜有适当的圆角。

3.冲裁件凸出或凹入部分宽度不宜太小，并应避免过长的悬臂与窄槽。

4.腰圆形冲裁件，如允许圆弧半径，则R应大于料宽的一半，即能采用少废料排样；如限定圆弧半径等于工件宽度之半，就不能采用少废料排样，否则会有台肩产生。

5.冲孔时，由于受到凸模强度的限制，孔的尺寸不宜过小。

6.冲裁件的孔与孔之间，孔与边缘之间的距离，受到模具强度的限制，不能太小。

7.在弯曲件或拉深件上冲孔时，其孔壁与工件之间的距离不能过小。

1.2 拉深件的工艺性分析拉深零件的结构工艺性是指拉深零件采用拉深成形工艺的难易程度。

良好的工艺性是指坯料消耗少、工序少，模具结构简单、加工容易，产品质量稳定、废料少和操作简单方便等。

在设计拉深零件时，应根据材料拉深时的变形特点和规律，提出满足工艺性的要求。

1.对拉深材料的要求拉深件的材料应具有良好的塑性、低的屈强比、大的板厚方向性系数和小的板平面方向性。

2.对拉深零件形状和尺寸的要求(1)拉深件的高度尽可能小，以便能通过1—2次拉深工序成形。

(2)拉深件的形状尽可能简单、对称，以保证变形均匀。

对于半敞开的非对称件，可成双拉深后再剖成两件。

≥d+12t，而求外轮廓与直壁断面最好形(3)有凸缘的拉深件，最好满足d凸状相似，否则，拉深困难，切边余量大。

(4)为了使拉深件顺利进行，凸缘圆角半径r≥2t。

当r＜0.5mm时，应增加整形工序。

3．对拉深零件精度的要求。

(1)由于拉深件各个部位的料厚有较大的变化，所以对零件图上的尺寸应明确标注是外壁还是内壁。

(2)由于拉深件有回弹，所以零件横截面的尺寸公差，一般都在IT12级以下，如零件高于T12级，应增加整形工序。

(3)多次拉深的零件对外表面或凸缘的表面，允许有拉深过程中所产生的印痕和口部的回弹变形，但必须保证精度在公差允许范围之内。

工件：此工件为无凸缘圆筒件，要求内形尺寸,拉深时厚度不变。

此工件的形状满足拉伸的工艺要求，可用拉伸工序加工。

工件的底部圆角半径r=1mm≥t,满足再次拉深圆角半径要求。

尺寸未标注公差，满足拉伸工序对工件公差等级的要求。

材料：Q235钢为低碳钢,由于强度低,塑性好,适用于制造受力不大的冲压件和拉深件,并有利于冲压成形和制件质量的提高,还具有良好的冲压成形性能,即有良好的抗破裂性,良好的贴模和定形性,所以具有良好的冲压性能，拉伸工艺性较好。

（1）毛坯尺寸计算进行第二次拉深是以第一次拉深成形的半成品为毛坯,如下图所示，因此需要计算出第一拉深件的尺寸。

而第一次拉伸模D=68mm。

（2）判断拉伸次数工件总的拉伸系数m =/=41.5/68=0.61d D 总。

毛坯的相对厚度t/D=1/68=0.0147用150页式 4.27判断拉伸时是否需要压边。

因0.045(1-)=0.045(1-0.61)=0.01755m ⨯而t/D=0.0147<0.01755需加压边圈。

由相对厚度可以从129页表4.8中查得首次拉伸的极限拉伸系数1=0.51m因1>m m 总，故工件只需一次拉伸。

2 . 确定工艺方案本工件是以第一次已拉伸好的工件为毛坯，拉伸成内径为d=41.5,内圆角R为1mm 的无凸缘盖形件，最后按h=13.5进行修边。

3 . 进行必要的计算（1）计算压边力、拉伸力①由150页4.24确定压边力的计算公式为2241=-(+2)Q d F D d r p π⎡⎤⎣⎦ 式中=4,=2d p r mm rmm ，D=68mm,d1=41.5mm,b σ为432-461MPa,取中间值446MPa,由510)1.1(48-⨯-=tD z p b σ可得p=14MPa Z-----各工序拉深系数倒数b σ-----毛坯抗拉强度（MPa ）D-------毛坯直径（mm ）t--------材料厚度（mm ）把各已知数据带入上式，得压力为 ()22=68-41.5+2414=23890N 4Q F π⎡⎤⨯⨯⎣⎦ ② 查146页4.17计算拉伸力11=b F K d t πσ已知m=0.61，由147页4.18查得 1K =0.9,Q235 钢的强度极限b σ=446MP a 。

将1K =0.9，d=68mm,t=1mm,b σ=446MP a 代入上式，即=0.941.51446=52306N F π⨯⨯⨯⨯③ 按151页4.31式可得压力机的公称压力为()()=1.4+=1.452306+23890=106674Q F F F N ⨯压 所以压力机的公称压力要大于110KN 。

（2）模具工作部分尺寸的计算①拉伸模的间隙。

由153页4.28查得拉伸模的单边间隙为/2=1.1=1.1Z t m m则拉伸模的间隙为=21.1=2.2Z mm ⨯ ②拉伸模的圆角半径。

由155页式4.35经验公式可得d r 的最小值为()=0.8-d r D d t 取凹模的圆角半径 d r =4mm,凸模的圆角半径为p r =（0.6-1）d r ，所以取p r =2mm 。

③凸、凹模工作部分的尺寸和公差。

由于工件要求内形尺寸，则以凸模为设计标准。

凸模尺寸的计算见154页表4.29()0m i n -=+0.4p p d d δ∆将模具公差按等级IT10选取，则p δ=0.05mm把min =67d mm ，∆=0.7mm,p δ=0.05mm,代入上式，则凸模尺寸为00-0.05-0.05=(67+0.40.7)=67.28p d ⨯间隙取在凹模上，则凹模的尺寸按154页表4.29计算，即()+m i n 0=+0.4+p d d d Z δ∆把min =67d mm ，∆=0.7mm ，Z=2.2mm ，p δ=0.05mm 代入上式，则凹模的尺寸为()+0.05+0.0500=67+0.40.7+2.2=69.48d d ⨯（3） 确定凸模的通气孔由156页表4.32查得，凸模的通气孔直径为6.5mm 。

4. 模具的总体设计4.1模具的总装图模具的总装图如下图所示。

拉深模具在压机上拉深，压边圈采用平面式，坯料用压边圈的凹槽定位，凹槽深度小于1mm，以便压料，模具采用倒转结构,出件时用推杆推出。

由于拉深模为非标准形式，需计算模具闭合高度。

其中各模座的尺寸需按国标取值。

模具的闭合高度为H模=H上模座+H压边圈+H固定板+H下模座+25mm，式中25mm是模具闭合时，压边圈与固定板之间的距离。

取H上模=（30+8+14+40）=92mm，H压边圈=20mm，H固定板=20mm, H下模座=40mm =14式中H垫H凹=40则模具的闭合高度为：H模=92+14+20+20+40+25=211mm4. 2设备的选择设备工作行程要考虑工件成形和方便取件，因此，工作行程h≥⨯h 2.5=2.513.5=33.75工件根据压力机型号，确定选择JA21-355. 定位方式的选择为保证条料的正确送进和毛坯在模具中的正确位置，冲裁出外形完整的合格零件，模具设计时必须考虑条料或毛坯的定位。

正确位置是依靠定位零件来保证的。

由于毛坯形式和模具结构不同，所以定位零件的种类很多。

设计时应根据毛坯形式、模具结构、零件公差大小、生产效率等进行选择。

定位包含控制送料步距的挡料和垂直方向的导料等。

1.挡料销挡料销的作用是挡住条料搭边或冲压轮廓以限制条料的送进距离。

国家标准中常见的挡料销有三种形式：固定挡料销、活动挡料销和始用挡料销。

固定挡料销安装在凹模上，用来控制条料的进距，特点是结构简单，制造方便。

由于安装在凹模上，安装孔可能会造成凹模强度的削弱，常用的结构有圆形和钩形挡料销。

活动挡料销常有于倒装复合模中。

始用挡料销用于级进模中开始定位。

2.导正销在级进模中导正销通常与挡料销配合使用，以减少定位误差，保证孔与外形的相对位置尺寸精度要求。