無(wú)凸緣圓筒件模具設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、 .PAGE29 / NUMPAGES31華中科技大學(xué)武昌分校本科畢業(yè)設(shè)計(jì)無(wú)凸緣圓筒工件模具設(shè)計(jì)No flange cylinder workpiece mold design 系 別：機(jī)電與自動(dòng)化學(xué)院專(zhuān) 業(yè) 班：機(jī)電0806班姓 名：伍振江學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：燕2012年6月摘要沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對(duì)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壓力加工方法。這次拉深是利用模具使10號(hào)鋼平板毛坯材料變成為開(kāi)口的空心零件的沖壓方法，用拉深工藝可以制成筒形件、階梯形件、球形、錐 形、拋物面形、合形和其他不規(guī)則形狀的薄壁零件。通過(guò)對(duì)一個(gè)階梯形筒形件的拉深工藝

2、計(jì)算，說(shuō)明階梯筒形件的拉深工藝的計(jì)算方法。用該方法計(jì)算確定的拉深工藝，可以 確保多次拉深過(guò)程中的拉深過(guò)渡形狀不被拉斷，最終拉出合格的工件。這里介紹了落料 拉伸，整形，切邊等多套模具。用該方法計(jì)算確定的拉深工藝，使得模具設(shè)計(jì)、 加工精度與復(fù)雜性不斷提高，模具制造工期不斷縮短。關(guān)鍵詞：筒形件 拉深工藝 整形 切邊 AbstractSteel parts of the stamping process and die design Abstract The use of stamping is installed in the stamping equipment (mainly the press

3、) on the mold to exert pressure on the materials to produce plastic deformation or separation, to obtain the necessary components of a pressure processing methods. Drawing is used to mold into a plate of 10 steelrough openings for the hollow parts stamping method, using drawing process can be made t

4、ube, ladder-shaped pieces, spherical, cone-shaped, parabolic shape, or other irregular shape and thin Wall components. Based on a ladder-shaped cylinder of the drawing process, that ladder tube drawing of the method of calculation. This method is determined by the drawing process, drawing on many oc

5、casions to ensure that the process of drawing the shape is not pulled off the transition and eventually pulled out of qualified workpiece. Here on the blanking stretch, repeatedly drawing, shaping, trimming, and other sets of mold. With the method of calculating sure deep drawing technology, make th

6、e mold design, processing precision and complexity continuously improve, mold manufacturing continuously shortening period.Key Words：Cylinder Drawing Process Shaping Trimming 目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc19406 摘要 PAGEREF _Toc19406 1 HYPERLINK l _Toc8740 Abstract PAGEREF _Toc8740 2 HYPERLINK l _To

7、c11063 緒論 PAGEREF _Toc11063 4 HYPERLINK l _Toc18668 1.沖壓模具在制造業(yè)的地位 PAGEREF _Toc18668 4 HYPERLINK l _Toc28014 2. 沖壓模具的歷史發(fā)展 PAGEREF _Toc28014 4 HYPERLINK l _Toc19890 3. 國(guó)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) PAGEREF _Toc19890 4 HYPERLINK l _Toc12152 3.1 國(guó)模具的現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc12152 4 HYPERLINK l _Toc32420 3.2 國(guó)模具的發(fā)展趨勢(shì) PAGEREF _Toc32

8、420 6 HYPERLINK l _Toc32539 4. 圓筒拉深件模具設(shè)計(jì)與制造方面 PAGEREF _Toc32539 7 HYPERLINK l _Toc4466 4.1深圓筒拉深模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路 PAGEREF _Toc4466 7 HYPERLINK l _Toc17959 1 工藝方案分析與確定 PAGEREF _Toc17959 9 HYPERLINK l _Toc12300 1.1 拉深件工藝性分析 PAGEREF _Toc12300 9 HYPERLINK l _Toc14526 1.2 確定工藝方案 PAGEREF _Toc14526 10 HYPERLINK l _

9、Toc28726 1.2.1計(jì)算毛坯尺寸 PAGEREF _Toc28726 11 HYPERLINK l _Toc10009 1.2.2判斷拉伸次數(shù) PAGEREF _Toc10009 12 HYPERLINK l _Toc13497 1.2.4確定工序加工方案 PAGEREF _Toc13497 13 HYPERLINK l _Toc22126 2 確定拉深力和壓邊力 PAGEREF _Toc22126 15 HYPERLINK l _Toc11589 2.1拉深力計(jì)算 PAGEREF _Toc11589 15 HYPERLINK l _Toc25037 2.2壓邊力計(jì)算 PAGEREF

10、_Toc25037 15 HYPERLINK l _Toc4671 2.3壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力計(jì)算 PAGEREF _Toc4671 15 HYPERLINK l _Toc27448 3. 模具工作部分尺寸的計(jì)算與凸模通氣孔的尺寸 PAGEREF _Toc27448 16 HYPERLINK l _Toc25611 3.1 模具工作部分尺寸計(jì)算 PAGEREF _Toc25611 16 HYPERLINK l _Toc26188 3.1.1 拉深模的間隙 PAGEREF _Toc26188 16 HYPERLINK l _Toc29071 3.1.2 拉深模的圓角半徑 PAGEREF _Toc29

11、071 16 HYPERLINK l _Toc20768 3.1.3 凸、凹模工件部分的尺寸和公差 PAGEREF _Toc20768 16 HYPERLINK l _Toc18446 3.1.4確定凸模的通氣孔 PAGEREF _Toc18446 16 HYPERLINK l _Toc5459 4.模具總體設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc5459 17 HYPERLINK l _Toc32388 5.設(shè)備的選擇 PAGEREF _Toc32388 19 HYPERLINK l _Toc23139 5.1壓力機(jī)的選擇原則 PAGEREF _Toc23139 19 HYPERLINK l _Toc

12、8484 5.2 校核壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率 PAGEREF _Toc8484 20 HYPERLINK l _Toc7092 5 模具其他零件的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 PAGEREF _Toc7092 22 HYPERLINK l _Toc22500 6 拉深工藝輔助工序 PAGEREF _Toc22500 25 HYPERLINK l _Toc7418 6.1潤(rùn)滑 PAGEREF _Toc7418 25 HYPERLINK l _Toc25756 6.2 熱處理 PAGEREF _Toc25756 26 HYPERLINK l _Toc18805 結(jié)論 PAGEREF _Toc18805 26 HYPE

13、RLINK l _Toc9818 致 PAGEREF _Toc9818 28 HYPERLINK l _Toc29004 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc29004 29緒論1.沖壓模具在制造業(yè)的地位沖壓模具在制造業(yè)的地位沖壓是使板料經(jīng)分離或成形而得到制件的加工方法。 沖壓利用沖壓模具對(duì)板 料進(jìn)行加工。常溫下進(jìn)行的板料沖壓加工稱(chēng)為冷沖壓。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。模具是大批生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度，使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而且在加工中不破壞產(chǎn)品表面。 用模具生產(chǎn)

14、零部件可以采用冶金廠(chǎng)大量生產(chǎn)的廉價(jià)的軋鋼鋼板或鋼帶為壞料，且在生產(chǎn)中不需加熱，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、重量輕、成本低且節(jié)約 能源和原材料等一系列優(yōu)點(diǎn)，是其他加工方法所不能比擬的。使用模具已成為當(dāng) 代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展。 沖壓加工的特點(diǎn)：由于冷沖壓加工具有上述突出的優(yōu)點(diǎn)，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(guó)防工業(yè)與民用工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的加工方法。 2. 沖壓模具的歷史發(fā)展模具的出現(xiàn)可以追溯到幾千年前的瓷燒制和青銅器鑄造， 但其大規(guī)模應(yīng)用 卻是隨著現(xiàn)代工業(yè)的崛起而發(fā)展起來(lái)的。19

15、 世紀(jì)，隨著軍火工業(yè)、鐘表工業(yè)、 無(wú)線(xiàn)電工業(yè)的發(fā)展，模具開(kāi)始得到廣泛的使用 20 世紀(jì) 50 年代中期以前，模具設(shè)計(jì)多憑經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)用戶(hù)的要求，制作能滿(mǎn) 足產(chǎn)品要求的模具，但對(duì)所設(shè)計(jì)模具零件的機(jī)械性能缺乏了解。20 世紀(jì) 70 年代 至今計(jì)算機(jī)逐漸進(jìn)入模具生產(chǎn)的設(shè)計(jì)、制造、管理等各個(gè)領(lǐng)域，使得模具設(shè)計(jì)、 加工精度與復(fù)雜性不斷提高，模具制造工期不斷縮短。 3. 國(guó)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)3.1 國(guó)模具的現(xiàn)狀 目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我?guó)在沖壓基礎(chǔ)理論與成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝與設(shè)備等方面 與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命、效率

16、、加工精度、 生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。我國(guó)模具近年來(lái)發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003 年我國(guó)模具生產(chǎn)廠(chǎng)點(diǎn)約有 2 萬(wàn)多家，從業(yè)人員約 50 多萬(wàn)人，2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭，模具企業(yè) 總體上訂單充足，任務(wù)飽滿(mǎn)，2004 年模具產(chǎn)值 530 億元。 進(jìn)口模具 18.13億 美元， 出口模具 4.91 億美元， 分別比 2003 年增長(zhǎng) 18%、 32.4%和 45.9%。進(jìn)出口之比 2004 年為 3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá) 13.2 億美元，為凈進(jìn)口量較大的國(guó)家。 在2萬(wàn)多家生產(chǎn)廠(chǎng)點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過(guò) 億元的模具企

17、業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。近年來(lái)，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命 中高檔模具與模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專(zhuān)業(yè)模具廠(chǎng)數(shù)量增加，能 力提高較快；三資與私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等。 雖然說(shuō)我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)尚存在以下幾方面的不足: 第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱?！叭Y”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來(lái)看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再模具加上國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此， 行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平

18、和高新技術(shù)方面。第二，開(kāi)發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年 創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是 1520 萬(wàn)美元，有的高達(dá) 2530 萬(wàn)美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊式管理， 真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低雖然國(guó)許多企業(yè)采用 了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù) 控化率和 CAD/CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)

19、象十分普遍，設(shè)備利用率低的問(wèn)題長(zhǎng)期得 不到較好解決。裝備水平低，帶來(lái)中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)題。 第四，專(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差 由于長(zhǎng)期以來(lái)受“大 而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)水平低， 專(zhuān)業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45% 左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套 任務(wù)，與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也 對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料與模具相關(guān)技術(shù)落后模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影 響模具質(zhì)量、壽命與成

20、本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無(wú)論是質(zhì)量還是品種 規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。 3.2 國(guó)模具的發(fā)展趨勢(shì)巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技 術(shù)在過(guò)去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距， 尚不能完全滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來(lái)的十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的 主要發(fā)展方向包括以下幾方面: （1）模具日趨大型化；（2） 在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)；（3）模具掃描與數(shù)字化系統(tǒng)；（4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；（5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水

21、平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；（6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)； （7）模具的精度將越來(lái)越高； （8）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化； （9）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程； （10）開(kāi)發(fā)新的成形工藝和模具。 模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車(chē)、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，6080的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是 其他加工制造方法所無(wú)法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。近幾年，全球模具市場(chǎng)

22、呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交 易總額為 600650 億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約 占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到 50%以上；國(guó)外 模具企業(yè)的組織形式是大而專(zhuān)、大而精。2004 年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，從 德國(guó)工、模具行業(yè)組織-德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德 國(guó)有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元。其中（VDMA）會(huì)員 模具企業(yè)有 90 家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國(guó)模具產(chǎn)值的 90%，可見(jiàn)其 規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外

23、的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模 具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 模具工藝設(shè)計(jì)、 高級(jí)鉗工與企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高。故人均產(chǎn)值也較高我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元左右，而國(guó) 外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多 1520 萬(wàn)美元，有的達(dá)到 2530 萬(wàn)美元。 國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國(guó)才達(dá)到 45。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?lián)Q代速度快的變化特點(diǎn)，沖壓模具正向高效、精密、長(zhǎng)壽命、大型化方向發(fā)展。為適應(yīng)市場(chǎng)變化，隨著計(jì)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(jì)與制造技術(shù)正由手工設(shè)計(jì)、依靠人工經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)機(jī)械加工技術(shù)

24、向以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）技術(shù)轉(zhuǎn)變。4. 圓筒拉深件模具設(shè)計(jì)與制造方面4.1深圓筒拉深模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路目前，隨著汽車(chē)與輕工業(yè)的迅速發(fā)展，模具設(shè)計(jì)制造日益受到人們的廣泛關(guān)注，已成為一個(gè)行業(yè)。隨著模具制品在機(jī)械、電子、交通、國(guó)防、建筑、農(nóng)業(yè)等各行業(yè)廣泛應(yīng)用，對(duì)模具的需求日益增加，拉伸模的設(shè)計(jì)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性也日益突出。模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。利用模具將平板變成開(kāi)口空心零件的加工方法稱(chēng)為拉伸，它是主要的沖壓工序之一，應(yīng)用廣泛。拉深是沖壓基本工序之一，

25、它是利用拉深模在壓力機(jī)作用下，將平板坯料或 空心工序件制成開(kāi)口空心零件的加工方法。它不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件，還可以 加工盒形零件與其他形狀復(fù)雜的薄壁零件，但是，加工出來(lái)的制件的精度都很底。一般情況下，拉深件的尺寸精度應(yīng)在 IT13 級(jí)以下，不宜高于 IT11 級(jí)。只有加強(qiáng)拉深變形基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，才能正確地確定拉深工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決拉深變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問(wèn)題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。 圓筒件是最典型的拉深件，其工作過(guò)程很簡(jiǎn)單就一個(gè)拉深，根據(jù)計(jì)算確定可以一次拉深成功.因此，不需要多次拉深。再根據(jù)計(jì)算的結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)模架，判斷此

26、次拉深不能采用標(biāo)準(zhǔn)的模架。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。要改變模具的高度，只有從改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度可根據(jù)拉深凸模與拉深凹模工 作配合長(zhǎng)度決定設(shè)計(jì)時(shí)可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。1 工藝方案分析與確定1.1 拉深件工藝性分析根據(jù)設(shè)計(jì)的要求如下：生產(chǎn)批量：大批量；材料：10鋼；材料厚度：1mm;零件簡(jiǎn)圖：圖1-1 無(wú)凸緣圓筒工件具體要求：深入了解拉深模的設(shè)計(jì)過(guò)程與要領(lǐng)。對(duì)給定零件進(jìn)行工藝分析，討論分析工藝方案。按照給出的零件，繪出工件模型，并設(shè)計(jì)出制造該零件的模具與構(gòu)成的相關(guān)零部件。4.采用UG或Pro/E設(shè)計(jì)出模具三維總裝圖、零部件三維圖，并

27、繪制標(biāo)準(zhǔn)的二維圖。根據(jù)拉伸件的結(jié)構(gòu)要點(diǎn)：拉伸件的形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)；拉深件各部分民族尺寸比例要恰當(dāng)，盡量避免凸緣和深度大的拉深件，因?yàn)檫@類(lèi)零件須較多次的拉深；拉伸件圓角半徑要合適，圓角半徑盡量取大些，以利于成型的減少拉深次數(shù)。拉伸件的圓角半徑如表1-1；表1-1 拉伸件的圓角半徑再分析設(shè)計(jì)的零件，該零件外形簡(jiǎn)單，尺寸精度與沖裁斷面質(zhì)量要求均不高，拉深件中未注尺寸的極限偏差按未注公差成形件線(xiàn)性尺寸的極限偏差選取，具體公差等級(jí)的選擇級(jí)別一般由企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定。參考圖1-1所示零件為無(wú)凸緣圓筒形件。（1）要求形尺寸，料厚t=1mm，沒(méi)有厚度不變的要求；零件的形狀簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)，底部圓角半徑r=8mmt，滿(mǎn)

28、足拉深工藝對(duì)形狀和圓角半徑的要求。 （2）尺寸mm為約為IT13，其余尺寸為自由公差，滿(mǎn)足拉深工藝對(duì)精度等級(jí)的要求。采用普通的沖裁加工工藝修邊便能滿(mǎn)足要求。 （3）筒休拉深深度H（含修邊余量）不宜大于2d（d為筒體直徑），當(dāng)一次可拉成時(shí)，其高度H最好為： H（0.50.7）d本套筒修邊余量H為2mm，H=29.52d=146mm，故拉深高度不大，工藝性良好。（4）零件采用的10鋼的拉深性能較好，易于拉深成形。 綜上所述，該零件的拉深工藝性較好，可用拉深工序加工。1.2 確定工藝方案為了確定零件的成形工藝方案，先應(yīng)計(jì)算拉深次數(shù)與有關(guān)工序尺寸。板料厚度t=1mm,故按中線(xiàn)尺寸計(jì)算。1.2.1計(jì)算毛

29、坯尺寸在計(jì)算毛坯尺寸時(shí)，先把零件分割成簡(jiǎn)單的幾何形狀，然后分別計(jì)算各個(gè)形狀的面積最后把形狀的面積相加，就得到制件的總面積，再利用圓的面積公式反推直徑，即得到毛坯尺寸。圖1-2 拉深件毛坯尺寸計(jì)算由于拉深件尺寸均按厚度中線(xiàn)尺寸計(jì)算，將拉深零件圖轉(zhuǎn)化為毛坯計(jì)算圖，如圖1-2所示，其中H=29.5，h=21.5，d=73.5，=57.5，=8。根據(jù)H=29.5，d=73.5，則H/d=29.5/73=0.4。查沖壓模具設(shè)計(jì)與制造P138頁(yè)表4-1得，取切邊余量=2mm,所以毛坯總面積計(jì)算為：底面積:= EQ f(,4) =57=2550.465圓角部分面積：= EQ f(,4) （2r8）= EQ

30、f(3.14,4) (23.14857882)=3375.68圓筒部分面積：=(h)=3.1474(21.52)=5460.46由疊算法計(jì)算公式可知 所以毛坯總直徑： D=EQ r( EQ f(4,3.14) (2550.4653375.685460.46) =120.44mm21.2.2判斷拉伸次數(shù)在 設(shè)計(jì)拉深工藝時(shí)，必須知道工件能否能一次拉出，還是需要幾道工序才能拉成。正確解決這個(gè)問(wèn)題直接關(guān)系到拉深工作的經(jīng)濟(jì)性的拉深件的質(zhì)量，拉深次數(shù)決定于每次拉深時(shí)允許的極限變形程度。圓筒件的拉深變形程度一般用拉深系數(shù)表示和衡量。 拉深系數(shù)m是指拉深前后拉深件筒部直徑（或半成品筒部直徑）與拉深前坯料（或半

31、成品）直徑的比值。部分拉深件只需一次拉深就能成形，拉深系數(shù)就是拉深件筒部直徑d與毛坯直徑D的比值。由 EQ f(H,d) = EQ f(29.5,73) =0.404 EQ f(t,D) 100= EQ f(1,120.44) 100=0.83該拉伸件實(shí)際總拉伸系數(shù)為 m總= EQ f(d,D) = EQ f(73,120.44) =0.61判斷拉深時(shí)是否需要壓邊：查沖壓模具設(shè)計(jì)與制造P144頁(yè)表4-6得，因t/D1001.5，故拉伸時(shí)采用壓邊圈。查沖壓模具設(shè)計(jì)與制造P143頁(yè)表4-4得首次拉伸的極限拉深系數(shù)為 0.53 ,故可以一次拉出。1.2.3 確定首次拉深的毛坯和工序尺寸工序直徑：調(diào)整

32、拉伸系數(shù)，查沖壓模具設(shè)計(jì)與制造P149頁(yè)表4-10得,選定拉深系數(shù)為m=0.55。 則工序直徑為=0.55120.44=66.24mm工序底部圓角半徑取值=0.8mm 工序件高度為零件的高度加上余量的高度即 H1=30.5mm將上述按中線(xiàn)尺寸計(jì)算的工序件尺寸換算成零件圖一樣的標(biāo)注形式后，所得各工序件的尺寸如圖1-3所示。圖1-3a 坯料 圖1-3b 拉深后圖1-3 無(wú)凸緣圓筒件各次工序尺寸1.2.4確定工序加工方案在對(duì)沖壓件進(jìn)行工藝分析的基礎(chǔ)上，擬定出幾套可能的工藝方案。通過(guò)對(duì)各種方案綜合分析和相對(duì)比較，從企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)條件出發(fā)，確定出經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上節(jié)實(shí)可行的最佳工藝方案。確定沖壓件的

33、工藝方案時(shí)需要考慮沖壓工序的性質(zhì)、數(shù)量、順序、組合方式以與其他輔助工序的安排。根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，此零件需要落料（制成120.44mm的坯料）、沖切展開(kāi)、一次拉伸和切邊共四道工序。沒(méi)有沖孔，翻邊彎曲等工序，且該零件首次拉伸高度較小，坯料直徑（120.44）和拉深后的圓筒直徑（73）差值較小，為提高生產(chǎn)率，保證沖壓件質(zhì)量的前提下，工序數(shù)應(yīng)盡量減少，可將坯料的落料和展開(kāi)復(fù)合。因此，考慮該零件的沖壓工藝工序?yàn)椋郝淞蠜_切展開(kāi)，一次拉深，切邊模，四道工序。根據(jù)沖壓模具設(shè)計(jì)師速查手冊(cè)P160頁(yè)的沖壓工序順序原則知一般先拉深大尺寸外形，后拉深小尺寸形。整形工序、校平工序、切邊工序，應(yīng)放在基本成形以后。再根據(jù)沖

34、壓模具設(shè)計(jì)師速查手冊(cè)P161頁(yè)沖壓工序半成品形狀與尺寸的確定，應(yīng)保證已成形的部分在以后各道工序中不再產(chǎn)生任何變動(dòng)，而待成形部分必須留有恰當(dāng)?shù)牟牧嫌嗔浚郧羞厬?yīng)在拉深之后綜上所述：該零件的沖壓工藝方案為：落料沖切展開(kāi)一次拉深切邊模。2 確定拉深力和壓邊力2.1拉深力計(jì)算根據(jù)計(jì)算公式F=計(jì)算，查沖壓模具設(shè)計(jì)師速查手冊(cè)P9表2-1得10鋼的強(qiáng)度極限= 440MP，查實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)P198頁(yè)表4-20。已知m=0.61，取=0.60，=0.75，取K=0.75。將K=0.75，d=73mm，t=1mm，=440MP代入上式，即P=0.753.14731440=75680.9（N）2.2壓邊力計(jì)

35、算壓邊力的計(jì)算公式為： Q= eq f(,4) -q已知=8mm,D=120.44mm,d1=74mm，查沖壓模具設(shè)計(jì)與制造P156頁(yè)表4-13得，取單位面積壓邊力q=2.5MPa。把已知數(shù)據(jù)代入上式，得壓邊力為 Q= eq f(,4) 120.442-（74+28)22.5=12571.38（N）2.3壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力計(jì)算根據(jù)深拉深時(shí)：和，取，則壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力為1.4(F+Q)=1.4（75680.9+12571.38）=123553.3（N）故壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力要大于125kN。模具工作部分尺寸的計(jì)算與凸模通氣孔的尺寸3.1 模具工作部分尺寸計(jì)算3.1.1 拉深模的間隙查沖壓模具設(shè)計(jì)與制造

36、P159頁(yè)表4-14得拉深模的單邊間隙為：Z=（11.1）t，取Z=1.05t=1.05（mm）,則拉深模的間隙2Z=21.05=2.1（mm）。3.1.2 拉深模的圓角半徑凹模的圓角半徑，選取=3t=3（mm）；凸模的圓角半徑等 于工件的圓角半徑，即=r=8(mm)。3.1.3 凸、凹模工件部分的尺寸和公差由于工件要求形尺寸，則以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。由公式計(jì)算。將模具公差按IT10級(jí)選取，取，將d=73mm，=0.7代入上式，則凸模的尺寸為=73.35間隙取在凹模上，將d=73mm，=0.7，Z=2.1mm代入上式，則凹模的尺寸為=75.453.1.4確定凸模的通氣孔根據(jù)凸模直徑大小，取得凸模的

37、通氣孔直徑為6.5mm。4.模具總體設(shè)計(jì)模具總體裝配圖如圖4-1所示，因?yàn)閴哼吜Σ淮螅试趩蝿?dòng)壓力機(jī)上拉深。 圖4-1 拉深?？傃b圖1-推桿；2-擋環(huán)；3-模柄；4、15-螺釘；5-上模座；6、23-墊板；7-中墊板；8-凹模；9-推板；10、21-銷(xiāo)釘；11-壓邊圈；12-凸模；13-凸模固定板；14-下模座；16、19-托板；17-橡膠板；18-螺柱；20-螺母；22-卸料板螺釘說(shuō)明：拉深模具在單動(dòng)壓力機(jī)壓邊圈采用平面式的，坯料用壓迫圈11的凹槽定位，凹槽深度等于1mm,以便壓料，壓邊力用彈性元件控制，模具采用倒裝式結(jié)構(gòu)，凹模8固定在模柄3上，凸模12通過(guò)凸模固定板13固定在下模座上，工序

38、的拉伸在壓邊圈11上定位，拉深結(jié)束后，用卸料螺釘由推板9將卡在凹模的工件推出。由于此拉深模為非標(biāo)準(zhǔn)形式，需計(jì)算模具閉合高度。其中各模板的尺寸需取國(guó)標(biāo)。5.設(shè)備的選擇5.1壓力機(jī)的選擇原則沖壓設(shè)備的選擇直接關(guān)系到設(shè)備的合理使用，安全，產(chǎn)品質(zhì)量，模具壽命，生產(chǎn)效率和成本等一系列問(wèn)題。對(duì)于中小型沖裁件，彎曲件或淺拉深件多用具有C形床身的開(kāi)式曲柄壓力機(jī)。在大中型和精度要求較高的沖壓件生產(chǎn)中，多采用閉式壓力機(jī)。對(duì)于大型，較復(fù)雜的拉深件多采用閉式雙動(dòng)拉深壓力機(jī)。對(duì)于形狀復(fù)雜零件的大量生產(chǎn)，應(yīng)優(yōu)先考慮選用多工位自動(dòng)壓力機(jī)。而對(duì)落料，沖孔件的大量生產(chǎn)，則應(yīng)選用效率高，精度高的自動(dòng)高速壓力機(jī)。在小批生產(chǎn)中尤其式

39、大型厚板的生產(chǎn)，多采用液壓機(jī)。校正彎曲，校平整形工序要求壓力機(jī)有較大的剛度，以便或得較高的蟲(chóng)牙件尺寸精度。 對(duì)曲柄壓力機(jī)所要考慮到的重要參數(shù)是： 1.壓力機(jī)的許用負(fù)荷； 2.完成各工序所需要的壓力； 3.行程和行程次數(shù)； 4.最大裝模高度；5.壓力機(jī)的臺(tái)面尺寸應(yīng)大于沖模的平面尺寸，并留有固定模具的余地，臺(tái)面上的漏孔應(yīng)與所要進(jìn)行的工藝相適合； 6.壓力機(jī)精度當(dāng)拉深行程過(guò)大，特別是采用落料拉深復(fù)合沖壓時(shí)，不能簡(jiǎn)單得將落料力與拉深力疊加取選擇壓力機(jī)，因?yàn)閴毫C(jī)的公稱(chēng)壓力是直滑塊在接近下死點(diǎn)時(shí)的壓力，所以應(yīng)該注意曲柄壓力機(jī)的允許壓力曲線(xiàn)。如果不注意壓力機(jī)的壓力曲線(xiàn)，很可能由于過(guò)早出現(xiàn)最大沖壓力而使壓力

40、機(jī)超載破壞。同時(shí)，由于拉深的工作行程大，消耗的功就多，因此還要審核壓力機(jī)的功率，且壓力機(jī)滑塊的行程必須為拉深行程的兩倍以上。對(duì)于拉深工作，由于施力行程較大，不能按壓力機(jī)的額定壓力選用，為了選用方便，可以近似得取為：在深拉深時(shí)，最大拉深力壓力機(jī)公稱(chēng)壓力；在淺拉深時(shí)，最大拉深力壓力機(jī)公稱(chēng)壓力。式中 F拉深力，在用復(fù)合模沖壓時(shí)，還包括其他變形力。取落料力和拉深力中較大的一個(gè)力，根據(jù)以上原則，初選開(kāi)式雙柱可頃壓力機(jī)JH23-25，根據(jù)公稱(chēng)壓力大于125kN，滑塊行程s2=231.5=63mm與閉合模具高度H=187mm，查沖壓模具設(shè)計(jì)師速查手冊(cè)P373表9-3開(kāi)式壓力機(jī)主要參數(shù)表，采用JH23-25開(kāi)

41、式雙柱可傾壓力機(jī)。其主要參數(shù)如下表5-1：表 5-1 JH23開(kāi)式雙柱壓力機(jī)參數(shù) 公稱(chēng)壓力（KN）250滑塊行程（mm）75行程次數(shù)（次/分鐘）80最大閉合高度（mm）260連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度（mm）55工作臺(tái)尺寸（mmmm）370560模柄尺寸（mmmm）直徑40深度60電動(dòng)機(jī)功率（KW）2.25.2 校核壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率 由于拉深行程比較大，消耗功率較多，因此對(duì)拉深工作還需驗(yàn)算壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率。在此可以通過(guò)拉深功來(lái)計(jì)算電動(dòng)機(jī)的功率，與電動(dòng)機(jī)的額定功率比較，若，則所選壓力機(jī)合適。由第二節(jié)計(jì)算可知，拉深圓筒形件時(shí)的最大拉深力： P=75680.9（N）查實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)P204頁(yè)知拉深功 W

42、=c式中， c系數(shù),查實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)P204頁(yè)表4-30,取c=0.77 h拉深高度h=29.5mm則拉深功W=0.7775680.929.5=1719.1J壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率按下式計(jì)算：N=式中，K不平衡系數(shù)K=1.21.4，取1.3 W拉深功（焦）壓力機(jī)效率0.60.8取為0.7電動(dòng)機(jī)效率0.90.95取為0.9 n 壓力機(jī)每分鐘的行程次數(shù)故N=4.73 因?yàn)镹=4.73kw2.2kw（電動(dòng)機(jī)額定功率），亦即在拉深過(guò)程中會(huì)發(fā)生過(guò)載現(xiàn)象，所以認(rèn)為所選壓力機(jī)是不合適的。 故重選功率大的壓力機(jī)JC23-63，其主要參數(shù)如下表5-2：表5-2 JC23-63壓力機(jī)參數(shù)表公稱(chēng)壓力（KN）630

43、滑塊行程（mm）120行程次數(shù)（次/分鐘）50最大閉合高度（mm）360連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度（mm）80工作臺(tái)尺寸（mmmm）480710模柄尺寸（mmmm）直徑50深度80電動(dòng)機(jī)功率（KW）5.5 該壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率： N=2.97kw5.5kW 即拉深過(guò)程中不會(huì)發(fā)生過(guò)載現(xiàn)象。同時(shí)，滑塊行程120mm也大于拉深行程29.5mm的兩倍以上，故認(rèn)為是合適的。5 模具其他零件的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算（1） 落料凹模設(shè)計(jì) 由于工件形狀簡(jiǎn)單，料厚為1mm，所以采用刃壁無(wú)斜度的凹模結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是刃壁磨后刃口尺寸不變，但由于刃壁后端擴(kuò)大，所以凹模工作部分強(qiáng)度較差，適用于復(fù)合模和薄料沖裁模。其結(jié)構(gòu)如圖5-1所示，采用螺釘緊

44、固銷(xiāo)釘定位的方法。凹模外形尺寸：凹模厚度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 H=KB。式中K為系數(shù)，B為凹?？鬃畲蟮膶挾?，即B=73.查沖壓模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)教程P50頁(yè)表2-25知，料厚為1mm，對(duì)應(yīng)系數(shù)K為0.22，所以凹模厚度H=0.2273=16.06，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算數(shù)值，最終取凹模厚度為20mm。凹模壁厚 c=(12)H 這里取c=1.5H=1.516.06=24.09mm，考慮倒拉深高度29.5mm和卸料板的布置與安全距離，修模長(zhǎng)度等，實(shí)際取凹模長(zhǎng)度H=30mm。選取M6螺釘和的銷(xiāo)釘，以凹模口為界，向外擴(kuò)展2倍厚度，為螺釘、銷(xiāo)釘?shù)闹行木€(xiàn)，再向外擴(kuò)展2倍直徑即是凹模周界尺寸，則推出凹模周界尺寸為15312

45、7.16參考國(guó)標(biāo)進(jìn)行校核，最終確定凹模周界尺寸為160160 實(shí)際取凹模長(zhǎng)度H=30mm，壁厚C=40mm，故其實(shí)際外形尺寸D=160mm（查沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)）零件圖如下圖5-1。圖5-1 凹模零件圖（2） 模架選擇由凹模外形尺寸，查實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)P385頁(yè)表10-29，根據(jù)閉合高度選擇后側(cè)滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套模架，由實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)P387頁(yè) 表10-29 按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體的結(jié)構(gòu)尺寸：上模板： GB/T 2858.5 16016045下模板： GB/T 2855.6 16016055導(dǎo)柱： GB/T 2861.1 28180導(dǎo)套： GB/T 2861.1 2811043模具閉合高度： 最大25

46、5mm，最小210mm（3） 固定板 固定板的作用是固定凸凹模等工作零件，形狀有矩形和圓形，平面尺寸除保證固定工作零件外，還應(yīng)該考慮緊固螺釘和定位螺釘?shù)奈恢?，厚度一般取凹模厚度?.50.8，根據(jù)以上原則擬選用GB2858.5-81圓形固定板，規(guī)格為16018。（5） 拉深凸模設(shè)計(jì) 采用等截面凸模，以?？诙ㄎ?，螺釘緊固在下模座上，通氣孔查表得：d=6.5mm，其長(zhǎng)度考慮凸模進(jìn)入凹模深度，定位模高度，安全距離與凸模的修模量，取H=80mm零件圖如圖5-2.圖5-2 凸模零件圖（6）卸料裝置 采用帶導(dǎo)尺的推板卸料，由螺釘緊固在落料凹模上，其具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5-3。圖5-3 推板零件圖固定卸料板裝置和凹

47、模間隙一般取為（0.10.5）t，取間隙為0.5t，固推板的直徑為 74.45 （7） 擋料銷(xiāo)條料由帶導(dǎo)板的卸料板導(dǎo)入，沖首件以目測(cè)定位，沖第二個(gè)工件時(shí)，則用擋料銷(xiāo)定位。由于擋料銷(xiāo)離中心距離： A=進(jìn)距+82/2=82.8+41=123.8mm落料凹模的直徑81.92mm所以不能把擋料銷(xiāo)直接按再凹模上，得另外設(shè)計(jì)一個(gè)支架來(lái)固定擋料銷(xiāo)，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)設(shè)計(jì)裝配圖。（8） 緩沖裝置 選用橡膠墊圈壓邊（9） 打桿長(zhǎng)度 打桿長(zhǎng)度L=模柄孔深+上模扳厚+上模板下平面以后高度+C =70+32+10+15=127mm其中：C為考慮各種誤差而加的常數(shù)，通常取1015mm故根據(jù)GB2867.2-81選用打桿（10）

48、托桿長(zhǎng)度打桿到達(dá)下死點(diǎn)時(shí)：托桿長(zhǎng)度L=下模座厚+托桿高于模座長(zhǎng)度+模座下平面到氣墊距離+誤差 =55+10+20+10+5=100mm故根據(jù)GB2867.3-81選用的托桿 閉合高度模具的閉合高度為 式中，為上模高度；為壓迫圈厚度；為固定板厚度；為下模座高度；35mm是模具閉合時(shí)，壓邊圈與固定板之間的距離。取=（30+10+3+45+25）mm=113mm，取=16mm，=30mm，=55mm，則模具的閉合高度為 H=123+16+30+35+55=244mm400kN壓力機(jī)最大閉合高度為255mm，最小為210mm因244-5230210+10 故所選設(shè)備是合適的6 拉深工藝輔助工序6.1潤(rùn)

49、滑拉伸過(guò)程中，毛坯與模具表面之間會(huì)產(chǎn)生很大的摩擦，它不僅使拉深系數(shù)和拉深力增加，而且會(huì)損傷模具和工件的表面。拉深時(shí)使用潤(rùn)滑劑可以減少材料與模具之間的摩擦，降低變形阻力，冷卻工作表面，并可以保護(hù)工作表面不被損傷以與提高工件的表面質(zhì)量。潤(rùn)滑劑的配方很多，生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)拉深件的材料、工件的復(fù)雜程度，溫度與工藝特點(diǎn)等合理地選用。查實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)P212頁(yè)表4-41至表4-43，考慮到拉深力較大，故選用L-AN10號(hào)潤(rùn)滑劑，主要參數(shù)如下表6-1。簡(jiǎn)稱(chēng)號(hào)潤(rùn)滑劑成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）L-AN10錠子油33硫化蓖麻油1.6魚(yú)肝油1.2白堊油45苛性鈉0.1水13油酸5.5表6-1L-AN10潤(rùn)滑劑成分參數(shù)6.2 熱處理在拉深過(guò)程中，和其它冷塑料變形一樣，金屬（除鉛和錫外）都會(huì)產(chǎn)生冷作硬化，便金屬的變形抗力的強(qiáng)度（HB、和等）增加，而塑性（和）降低。如果工序過(guò)程制定正確，拉深普通硬化金屬時(shí)可以不進(jìn)行中間退火，對(duì)于加工硬化明顯的金屬，在12次拉伸工序