拉深件模具设计说明书

冷冲模课程设计说明书无凸缘筒件的模具设计院系航空宇航工程学院专业飞行器制造工程（钣金与模具）班号6403020学号200604032042姓名洪晓明指导教师刘占军沈阳航空工业学院2009年12月20日沈阳航空工业学院课程设计说明书摘要摘要本次课程设计的内容为用模具生产无凸缘筒件，其中包括落料、拉深、二次拉深、三次拉深、切边等工序。其中把落料和首次拉深用复合模完成，而其他不出图但进行了相关的尺寸计算，重点在复合模上，解决落料和拉深的计算问题同时对相关的模具的零件给以详细的设计。生成装配工程图和相关的零件刚才图。关键词：落料拉深单排剪切第1章概论……………………………………………………………11.1冲压模具在制造业的地位…………………………………………………11.2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…………………………………………22.1冲压件工艺分析…………………………………………………………22.1.1产品机构分析分析………………………………………………………22.2冲压工艺的确定……………………………………………………………3第3章模具结构的确定………………………………………………43.1坯料尺寸计算……………………………………………………………43.2排样………………………………………………………………………53.3各工序尺寸计算…………………………………………………………63.4压力计算与设备选择……………………………………………………93.5拉深模工作零件设计与计算……………………………………………93.6卸料弹簧计算…………………………………………………………103.7压边的橡胶计算…………………………………………………………11沈阳航空工业学院课程设计说明书目录-1-第4章模具结构的确定…………………………………………124.1模具的形式……………………………………………………………124.2定位装置………………………………………………………………124.3导向零件………………………………………………………………124.4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。目前，工业生产中普遍采用模具成形工业方法，以提高产品的生产率和质量。一般压力机加工，一台普通的压力机设备每分钟可成形零件几件到几十件，高速压力机的生产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、仪表、等产品，有60%左右的零件是用模具加工出来的；而自行车、手表、洗衣机、电冰箱及电风扇等轻工业产品，有90%左右的零件时用模具加工出来的；至于日用五金、餐具等物品的大批量生产基本上完全靠模具来进行。显而易见，模具作为一种专用的工艺设备，在生产中的决定性作用和重要地位逐渐为人们所共识。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。沈阳航空工业学院课程设计说明书工艺方案分析及确定-3-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，MPA363432~294MPA294333~255取，取MPAMPAb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圆筒件沈阳航空工业学院课程设计说明书工艺方案分析及确定-4-表2.1工艺方案序号工艺方案结构特点1单工序模生产：落料、首次拉深、二次拉深、三次拉深-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，难以满足零件大批量生产的需求。2复合模生产：落料-首次拉深复合、二次拉深、三次拉深、切边同一副模具完成两道不同的工序，大大减小了模具规模，降低了模具成本，提高生产效率，也难以提高压力机等设备的使用效率；操作简单、方便，适合中批量生产；。3连续模生产：落料-拉深-拉深-拉设连续、切边同一副模具不同工位完成两道不同的工序，生产效率高，模具规模相对第二种方案要大一些，模具成本要高；两道工位之间的定位要求非常高。沈阳航空工业学院课程设计说明书工艺计算-5-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AD4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)(1rHdA]8)2(2[422rrdrA23)2(4rdA321AAAA带入AD4，得坯料直径为)(48)2(2)2(22rHdrrdrrdD(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dh，经查得修边余量mmh3.3，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沈阳航空工业学院课程设计说明书工艺计算-6-mm5.70mm6.356.06.32.2472.19.462.2442.2456.072.142222rdrdhdD零件的排样图如图40所示3.2排样3.1.1搭边查参考文献[1]，确定搭边值a，b。当2.1t时5.1,2ba3.1.2条料宽度采用无侧压装置，所以（Z=0.1，A=0.5）05.005.001.84)1.02280()2(ZaDBmm3.1.3材料利用率0%10010LBnF式中n—板料（带料或条料）上实际冲裁的零件数量；1F—零件的实际面积；L—板料（带料或条料）长度；B—板料（带料或条料）宽度；零件采用单直排排样方式，查得零件间的搭边值为1.5mm，零件与条料侧边之间的搭边值为1.8mm，若模具采用无侧压装置的导料板结构，则条料上零件的步距为106.5mm，条料的宽度应为mm7.74mm)2.0225.70()2(06.006.00maxcaDB选用规格为1.2mm×750mm×1000mm的板料，计算裁料方式如下。裁成宽74.7mm，长1000mm的条料，则每张板料所出零件数为沈阳航空工业学院课程设计说明书工艺计算-7-13010132.7610007.74750%96.75%10010007507.744130%100%72%1005.727.747.744%1002210AsLBnF总3、3圆筒形拉深件各次工序尺寸的计算1）工序件直径从前面的介绍中已知，各次工序件直径可根据各次的拉深系数算出，即Dmd11,122dmd，233dmd…1nnndmd。此时计算所得的最后一次拉深直径nd必须等于零件直径d，如果计算所得的nd小于零件直径d，应调整各次拉深系数，使ddn，所以上式中的nmmmm321、、是在查表所得][][][][321nmmmm、、的基础上调整后的实际拉深系数，调整时依照的原则为：实际拉深系数大于查表所得的极限拉深系数并且后继拉深系数应逐次。2）工序件的拉深高度在设计和制造拉深模具及选用合适的压力机时，还必须知道各次工序的拉深高度，因此，在工艺计算中尚应包括高度计算一项。在计算某工序拉深高度之前，应确定它的底部的圆角半径（即拉深凸模的圆角半径）。拉深凸模的圆角半径，通常根据拉深凹模的圆角半径来确定。首次拉深凹模圆角半径1dr，可参照公式tdDrd)(8.011计算确定，以后各次拉深时凹模圆角半径1)8.0~6.0(dndnrr。拉深凸模的圆角半径pr，除最后一次应取与零件底部圆角半径相等外，中间各次取值可依据公式dprr)1~7.0(计算确定。根据拉深后工序件面积与坯料面积相等的原则，多次拉深后工序件的高度可按下面公式进行计算)32.0(43.0)(25.011111121rddrddDh)32.0(43.0)(25.022222222rddrddDh)32.0(43.0)(25.02nnnnnnnrddrddDh已计算坯料尺寸为70.5mm，则3.3.1确定拉深次数查得零件的各次极限拉深系数分别为[m1]=0.50~0.53，[m2]=0.75~0.76，[m3]=0.78~0.79。总拉深系数为79.088.0,76.051.0,343.05.702.242121mmmmmmDdmn总总，取由上计算可知共需3次拉深。3.3.2确定各工序件直径调整各次拉深系数分别为55.01m，78.02m，，则调整后每次拉深所得筒形件的直径为mm78.38mm5.7055.011Dmdmm18.30mm7.3878.0122dmd取807.0302.24775.