前言
1.冲压的概念、特点及应用
冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。
冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。
与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。
(1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。
（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。
（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。
（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。
但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从
而获得较好的经济效益。
冲压地、在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。
2 冲压的基本工序及模具
由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。
上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。
在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。
复合冲压——在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。
级进冲压——在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。
复合-级进——在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。
冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分
组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料
在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。
3 冲压技术的现状及发展方向
随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。其主要表现和发展方向如下。
(1).冲压成形理论及冲压工艺方面
冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。这样既节省了昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。
研究推广能提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种压新工艺，也是冲压技术的发展方向之一。目前，国内外相继涌现出精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。其中，精密冲裁是提高冲裁件质量的有效方法，它扩大了冲压加工范围，目前精密冲裁加工零件的厚度可达25mm，精度可达IT16~17级；用液体、橡胶、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的软模成形工艺，能加工出用普通加工方法难以加工的材料和复杂形状的零件，在特定生产条件下具有明显的经济效果；采用爆炸等高能效成形方法对于加工各种尺寸在、形状复杂、批量小、强度高和精度要求较高的板料零件，具有很重要的实用意义；利用金属材料的超塑性进行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的冲压成形工序，这对于加工形状复杂和大型板料零件具有突出的优越性；无模多点成形工序是用高度可调的凸模群体代替传统模具进行板料曲面成形的一种先进技术，我国已自主设计制造了具有国
际领先水平的无模多点成形设备，解决了多点压机成形法，从而可随意改变变形路径与受力状态，提高了材料的成形极限，同时利用反复成形技术可消除材料内残余应力，实现无回弹成形。无模多点成形系统以CAD/CAM/CAE技术为主要手段，能快速经济地实现三维曲面的自动化成形。
(2.)冲模是实现冲压生产的基本条件.在冲模的设计制造上,目前正朝着以下两方面发展:一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CAD/CAM技术也在迅速发展；另一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。
精密、高效的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模的技术水平。目前，50个工位以上的级进模进距精度可达到2微米，多功能级进模不仅可以完成冲压全过程，还可完成焊接、装配等工序。我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达2~5微米，进距精度2~3微米，总寿命达1亿次。我国主要汽车模具企业，已能生产成套轿车覆盖件模具，在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平，但在制造方法手段方面已基本达到了国际水平，模具结构、功能方面也接近国际水平，但在制造质量、精度、制造周期和成本方面与国外相比还存在一定差距。
模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代模具制造技术。其中高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝切割加工、精密磨削及抛光技术、数控测量等代表了现代冲模制造的技术水平。高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量（主轴转速一般为15000~40000r/min）,加工精度一般可达10微米，最好的表面粗糙度Ra≤1微米），而且与传统切削加工相比具有温升低（工件只升高3摄氏度）、切削力小，因而可加工热敏材料和刚性差的零件，合理选择刀具和切削用量还可实现硬材料（60HRC）加工；电火花铣削加工（又称电火花创成加工）是以高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工（像数控铣一样），因此不再需要制造昂贵的成形电极，如日本三菱
公司生产的EDSCAN8E电火花铣削加工机床，配置有电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统，体现了当今电火花加工机床的技术水平；慢走丝线切割技术的发展水平已相当高，功能也相当完善，自动化程度已达到无人看管运行的程度，目前切割速度已达到300mm2/min,加工精度可达±1.5微米，表面粗糙度达Ra=01~0.2微米;精度磨削及抛光已开始使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光等先进设备和技术;模具加工过程中的检测技术也取得了很大的发展,现在三坐标测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外,其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施及简单操作步骤，使得现场自动化检测成为可能。此外，激光快速成形技术（RPM）与树脂浇注技术在快速经济制模技术中得到了成功的应用。利用RPM技术快速成形三维原型后，通过陶瓷精铸、电弧涂喷、消失模、熔模等技术可快速制造各种成形模。如清华大学开发研制的“M-RPMS-Ⅱ型多功能快速原型制造系统”是我国自主知识产权的世界惟一拥有两种快速成形工艺（分层实体制造SSM和熔融挤压成形MEM）的系统，它基于“模块化技术集成”之概念而设计和制造，具有较好的价格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型为基础，采用瑞士汽巴精化的高强度树脂浇注成形的树脂冲模应用在国产轿车试制和小批量生产开辟了新的途径。
(3) 冲压设备和冲压生产自动化方面
性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后，在计算机程序控制下便可依次完成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率；在高速自动压力机上冲压电机定转子冲片时，一分钟可冲几百片，并能自动叠成定、转子铁芯，生产效率比普通压力机提高几十倍，材料利用率高达97%；公称压力为250KN的高速压力机的滑块行程次数已达2000次/min以上。在多功能压力机方面，日本田公司生产的2000KN“冲压中心”采用CNC控制，只需5min时间就可完成自动换模、换料和调整工艺参数等工
作；美国惠特尼公司生产的CNC金属板材加工中心，在相同的时间内，加工冲压件的数量为普通压力机的4~10倍，并能进行冲孔、分段冲裁、弯曲和拉深等多种作业。
近年来，为了适应市场的激烈竞争，对产品质量的要求越来越高，且其更新换代的周期大为缩短。冲压生产为适应这一新的要求，开发了多种适合不同批量生产的工艺、设备和模具。其中，无需设计专用模具、性能先进的转塔数控多工位压力机、激光切割和成形机、CNC万能折弯机等新设备已投入使用。特别是近几年来在国外已经发展起来、国内亦开始使用的冲压柔性制造单元（FMC）和冲压柔性制造系统（FMS）代表了冲压生产新的发展趋势。FMS系统以数控冲压设备为主体，包括板料、模具、冲压件分类存放系统、自动上料与下料系统，生产过程完全由计算机控制，车间实现24小时无人控制生产。同时，根据不同使用要求，可以完成各种冲压工序，甚至焊接、装配等工序，更换新产品方便迅速，冲压件精度也高。
目录
课程设计任务书
一．冲压件工艺分析--------------------------------------------------------9
二．工艺方案及模具结构类型
1．工艺方案分析-----------------------------------------------------------------------9
2．主要参数计算--------------------------------------------------------------------------9
三．确定排样图和裁板方案
1．裁板方案--------------------------------------------------------------------------------12 2．排样设计--------------------------------------------------------------------------------12 四. 计算工序冲压力、压力中心以及初选压力机
1. 落料力的计算--------------------------------------------------------------------------13 2 卸料力
1
Q F 和顶件力
3
Q F 的计算----------------------------------------------------13
3 压边力的计算-------------------------------------------------13
4 拉深力的计算-------------------------------------------------14 5、压力中心的计算-----------------------------------------------1
5
6 压力机的选择-------------------------------------------------16 五．工件零件刃口尺寸的计算-----------------------------16 六．工件零件结构尺寸和公差的确定
1 整体落料凹模板的厚度H 的确定：-------------------------------17
2 凹模板长度L 的计算-------------------------------------------17
3 其他零件结构尺寸---------------------------------------------17 七、模具总装配图
1 首次拉深模总装配---------------------------------------------28
2 二次拉深模总装配图-------------------------------------------28 八、水杯拉深模具的制造
1、水杯拉深模拉深凸模的制造-------------------------------------29
2、水杯拉深模拉深凹模的制造-------------------------------------30
3、水杯拉深模凸模固定板的制造---------------------------------30
4、水杯拉深模凹模固定板的制造---------------------------------31
5、水杯拉深模弹压卸料板的制造---------------------------------31
6、水杯拉深模上垫板的制造-------------------------------------32
7、水杯拉深模下垫板的制造-------------------------------------32
九.参考文献------------------------------------------33
十、致谢--------------------------------------------------------------------33
结论--------------------------------------------------------------------------------------34
基本要求及设计步骤建议：
1、冲裁工艺设计：对制件的结构、尺寸、精度、数量、材质等要素进行分析，
初步确定制件的冲裁工艺，计算搭边尺寸、毛坯尺寸，确定排样图（绘在总装图上）；
2、模具结构方案设计；根据冲裁工艺方案，初步确定模具结构方案和坯料导
向、定位方式；
3、计算冲裁力，初步选择冲压设备；了解其行程、吨位、容模尺寸等有关技
术参数；
4、计算卸料力，确定卸料方案及卸料元件的规格、尺寸；
5、计算并确定冲裁间隙继而确定凸模、凹模等主要工作零件的尺寸、结构形
式；选择凸模、凹模或凸凹模进行强度、刚度的计算并校核；
6、协调模具各零件的结构、尺寸，完善导料、定位等辅助功能件结构及尺寸
设计；
7、绘制模具总装配图：
1)、考虑采用“半剖法”表示上模使用中的两个极限位置；
2)、按装配图要求标注尺寸及配合性质、技术要求等；
3)、零件标号无遗漏；明细表内容详实、规范；
4)、制图遵照国家标准；排样图按习惯绘在总装图的右上角或适当位置。
8、绘制凸模、凹模零件图，尺寸、粗糙度标注齐全；
9、编写设计说明书一份，要求内容详实，措词准确，具有较好的可读性；
10、其它详见《“模具设计”课程设计指导书》。
机电技术系模具教研室2010、9
一、冲压件工艺分析
1、材料：该冲裁件的材料spcen 是碳素工具钢，具有较好的可拉深性能。
2、零件结构：该制件为圆桶形拉深件，故对毛坯的计算要。
3、单边间隙、拉深凸凹模及拉深高度的确定应符合制件要求。
4、凹凸模的设计应保证各工序间动作稳定。
5、尺寸精度：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。
查公差表可得工件基本尺寸公差为：
74.0050+φ 74.0070+ 3.005+R 25.008.0+
二、工艺方案及模具结构类型 1、工艺方案分析
该工件包括落料、拉深两个基本工序，可有以下三种工艺方案： 方案一：先落料，首次拉深一，再次拉深。采用单工序模生产。 方案二：落料+拉深复合，后拉深二。采用复合模+单工序模生产。 方案三：先落料，后二次复合拉深。采用单工序模+复合模生产。 方案四：落料+拉深+再次拉深。采用复合模生产。
方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需二副模具，工件的精度及生产效率都较高，工件精度也能满足要求，操作方便，成本较低。方案三也只需要二副模具，制造难度大，成本也大。方案四只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求，但模具成本造价高。通过对上述四种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳。 2、主要工艺参数的计算 (1)确定修边余量
该H=50-1=49mm, d=50-2=48mm, 则H/d=49 / 48=1.02 查表5-5无
凸缘零件切边余量△ = 2.5mm
可 则可得拉深高度H
H=h+h ?=50+2.5=52.5mm (2)计算毛坯直径D
由于板厚小于1mm ，故可直接用工件图所示尺寸计算，不必用中线尺寸计算。
D=2
257.072.14R dR dH d --+
=2
2557.055072.18.7350450?-??-??+
mm 130≈ (3)确定拉深次数
按毛坯相对厚度t/D=0.8/13000
62.0≈和工件相对高度H/d=73.8/50=1.36
查《冲压工艺与模具设计》表4-15可得n=2，初步确定需要两次拉成，同时需增加一次整形工序。 (4)计算各次拉深直径
由于该工件需要两次拉深，查《冲压工艺与模具设计》表4-11可得，首次拉深系数m 1和二次拉深系数m 2:
m 1=0.53 m 2=0.76 初步计算各次拉深直径为： d 1= m 1D=0.53?130≈69mm d 2=m 2D=0.76?130≈50mm (5)选取凸凹模的圆角半径
考虑到实际采用的拉深系数均接近其极限值,故首次拉深凹模圆角半径r 1d 应取大些,根据《压工艺与模具设计》表4-7知：
r 1d =10t=10?0.8=8 mm
由《冲压工艺与模具设计》式（4-49）和式（4-50）即：
r dn =(0.7—0.8) r 1-dn 和r pn =(0.7—0.8)r dn
计算各次拉深凹模与凸模的圆角半径，分别为：
r 1d =8 mm r 1p =6 mm r 2d =6 mm r 2p =5 mm (6)计算各次工序件的高度
根据《冲压工艺与模具设计》式（4-39）计算各次拉深高度如下： H 1
=1/4(D 11112
/57.072.1d r r d ++)
=1/4（69/657.0672.16969/1302
2?+?+-）
=49mm
H 2=1/4=(D 22222
/57.072.1/d r r d ++)
=1/4=(
50/557.0572.15050/13022?+?+-) 74≈mm (7)画出工序件简图
工序简图如下图2所示：
图2
三、确定排样图和裁板方案
1、制件的毛坯为简单的圆形件，而且尺寸比较小，考虑到操作方便，宜采用单排。 于t=0.8mm,查《冲压工艺与模具设计》附表7轧制薄钢板拟选用规格为：
0.8?500?1000 的板料。 2、排样设计
图3
查《冲压工艺与模具设计》表2-10，确定搭边值
两工件间的横搭边a 1=1.2mm ；两工件间的纵搭边a=1.0mm ；
步距S=d+a=50+1=51mm ； 条料宽度B=（D+2a 1
+?）0?-=52.80
4.0-
故一个步距内的材料利用率1η为： 1η=A/BS ?100
=π2)2/(d /BS ?10000
=72.9
由于直板材料选取0.8?500?1000 故每块板料可裁剪9?19=171个工件 故每块板料（0.8?500?1000）的利用率为： η=nA/LB ?100
=171π(d/2)2
?100
=6700
①拉深凸模
第一次拉深模,由于其毛坯尺寸与公差没有必要予以严格的限制,这时凸模和凹模尺寸只要取等于毛坯的过渡尺寸即可,以凸模为基准.取公差等级为IT10=0.12mm.
d凸=d -0δ凸=690-0.12mm
d凹=( d凸+ 2Z) 0+δ凹=(69+2×0.015)0+0.12=69.03 0+0.12mm
拉深凸模采用台阶式，也是采用车床加工,与凸模固定板的配合按H7/m6的配合,拉深凸模结构如下图6所示。
图6
②凸凹模
结合工件外形并考虑加工，将凸凹模设计成带肩台阶式圆凸凹模，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换，采用车床加工，与凸凹模固定板的配合按H7/m6，凸凹模长度L=99mm,具体结构可如下图7所示。
图7
③落料凹模
凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。凹模
的轮廓尺寸应要保证凹模有足够的强度与刚度，凹模板的厚度还应考虑修磨量，根据冲裁件的厚度和冲裁件的最大外形尺寸在标准中选取凹模板的各尺寸为：长230mm，宽200mm，因考虑到整套模具的整体布置要求，选其厚度为52mm，结构如下图8所示。
图8
图16
技术要求：a.上、下平行度为0.02，粗糙度为1.6
b.材料为45#钢，无需热处理
⑩落料拉深复合模架与二次拉深模架
采用滑动导向后侧导柱式模架的导向方式，如图
17所示，带有导柱的冲裁模适合于精度要求较高，生
产批量较大的冲裁件，且导柱模结构比较完善，对后
侧导柱的导向方式可从左右和前后两个方向进行送料。故相应选后侧导柱模架。
因为它的模具较高所以选取比较大一点的模架模
架的结构与尺寸都直接由标准中选取，相关参数如下：
凹模周界L：315
凹模周界B：250 图17
闭合高度(参考)|最小：275
闭合高度(参考)|最大：320
a上模座数量1 规格：315×250×55
b下模座数量1 规格：315×250×70
c导柱数量1 规格：40×260
d导套数量1 规格：40×140×53
导柱与导套结构由标准中选取，尺寸由模架中参数决定。
导柱的长度应保证冲模在最低工作位置时，导柱上端面与上模座顶面的距离不小于10-15mm，而下模座底面与导柱底面的距离应为0.5-1mm。导柱与导套之间的配合为H7/h6,导套与上模座之间的配合为H7/r6，导柱与下模座之间的配合为R7/h5。导柱与导套材料采用20钢，热处理硬度为（渗碳）56-62HRC。上下模座材料采用45钢，热处理硬度为调质28-32HRC。
二次拉深模采用滑动导向后侧导柱式模架的导
向方式，如图18所示，模架的结构与尺寸都直接由
标准中选取，因为它的模具较高所以选取比较大一
点的模架相关参数如下：
凹模周界L：250
凹模周界B：250
闭合高度(参考)|最小：240
闭合高度(参考)|最大：285
a上模座数量1 规格：250×250×50
b下模座数量1 规格：250×250×65 图18 c导柱数量1 规格：35×230
d导套数量1 规格：35×125×48
导柱与导套结构由标准中选取，尺寸由模架中
参数决定。导柱的长度应保证冲模在最低工作位置时，导柱上端面与上模座顶面的距离不小于10-15mm，而下模座底面与导柱底面的距离应为0.5-1mm。导柱与导套之间的配合为H7/h6,导套与上模座之间的配合为H7/r6，导柱与下模座之间的配合为R7/h5。导柱与导套材料采用20钢，热处理硬度为（渗碳）56-62HRC。上下模座材料采用45钢，热处理硬度为调质28-32HRC。
5、弹顶器的弹性元件的选取
①落料拉深复合模
选用橡皮作为弹性元件，橡皮一般为聚氨胶，因为它允许承受的载荷较弹簧大，并且安装调理方便。
因为聚氨脂橡胶的总压缩量一般≤35%,所以取30%，刚聚氨胶的高度根据h=0.3×H计算。h为压边圈运行的高度，h=60mm。
所以橡胶的高度H=60/0.3=200mm
选取三块同样的橡胶.中间加上钢垫圈,防止失稳弯曲.其结构图如下图19。
图19
②二次拉深模
选用弹簧作为弹性元件.选用圆柱螺旋弹簧,它的主要技术参数是工作极限负荷F j与其相对应的工作极限负荷下的变形量L j。根据所需要的卸料力或推件力F Q以及所需要的量大压缩行程L0，来计算F j与L j，然后就可以在标准中选取相应的规格弹簧。
1）确定弹簧的数目为1
2）顶件载荷F Q=压边力=1440N
3）最大压缩行程L0=h1 + h2 + h3 + t =1+46.8+7+0.8=55.6mm
4）计算所需的弹簧的工作极限负荷F j与工作极限负荷下的变形量L j，K取40%
F j = F Q/K=1440/0.4=3600N
L j= L0/(1-K)=55.6/(1-0.4)=92.67N
由上述二式查弹簧标准表得：弹簧材料直径为10mm，弹簧中径为75mm，节距为t=26.5,工作极限负荷F j =3500N,变形量L j=111mm,有效圈数为7.5
七、模具总装配图
1、首次拉深模总装配图如下图20所示。
目录 序言 (2) 第一部分冲压成形工艺设计 (4) Ⅰ明确设计任务，收集相关资料 (4) Ⅱ制定冲压工艺方案 (5) Ⅲ定毛坯形状，尺寸和主要参数计算...................... 6-7 第二部分冲压模具设计 (8) Ⅰ确定模具类型机结构形式 (8) Ⅱ计算工序压力，选择压力机 (8) Ⅲ计算模具压力中心 (9) Ⅳ模具零件的选用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-12 Ⅴ冲压设备的校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12Ⅵ其他需要说明的问题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13Ⅶ模具装配. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 设计总结 (14) 参考文献 (15)
序言 目前我国模具工业与发达国家相比还相当落后。主要原因是我国在模具标准化，模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家相比差距很大。 随着工业产品质量的不断提高，模具产品生成呈现的品种、少批量、复杂、大型精密更新换代速度快。模具设计与技术由于手工设备，依靠人工经验和常规机加工，技术向以计算机辅助设计，数控编程切屑加工，数控电加工核心的计算机辅助设计（CAD/CAM)技术转变。 模具生产制件所表现出来的高精度，高复杂程度,高生产率，高一致性和抵消耗是其它制造加工方面所不能充分展示出来，从而有好的经济效益，因此在批量生产中得到广泛应用，在现代工业生产中有十分重要的地位，是我国国防工业及民用生产中必不可少的加工方法。 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压零件日趋复杂化，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展，冲模制造难度日益增大。模具制造正由过去的劳动密集、依靠人工的手工技巧及采用传统机械加工设备的行业转变为技术密集型行业，更多的依靠各种高效、高精度的NC机床、CNC机床、电加工机床，从过去的单一的机械加工时代转变成机械加工、电加工以及
圆筒形件拉深尺寸计算和成形过程模拟 摘要：在冲压生产中，拉深是广泛使用的工序。通过拉深可获得筒形、阶梯形、锥形、球形等零件。平板毛坯拉深成筒状开口零件时口部出现飞边卷口现象，对 此进行切边设计。 关键词：筒形件；模具结构；拉深间隙 Dynaform作为近年来板料成形数值模拟技术中常用的软件，可以预测成形过 程中板料的破裂、起皱、回弹等，从而帮助设计人员显著减少模具开发设计时间 及试模周期。在利用该软件进行模拟分析时，应该采用理论计算和软件模拟共用，以找出合适的成形工艺。带凸缘的圆筒形件是日常生活中常用的零件，如不锈钢 的面盆、压力锅的锅盖等物品，均属于带凸缘的圆筒形件。本文利用所给的拉深件，首先计算了拉深过程中的部分尺寸，而后在理论计算的基础上，结合Dynaform软件对零件的拉伸过程进行模拟，找出了较为合适的压边力，从而为后 续拉深模具设计提供依据。 1、带凸缘圆筒形件拉深尺寸计算 图1是带凸缘圆筒形件的零件图，其壁厚为2mm，材料为304不锈钢，精度 为IT14级。本文计算的拉深尺寸包括拉深毛坯的尺寸、拉深次数的计算、压边装 置的使用与否以及压边力的计算。 1.1带凸缘圆筒形件毛坯尺寸的计算 由图1，零件的厚度t=2mm，因此在计算毛坯尺寸时应采用中线尺寸计算。 该零件的相对直径dt/d=380/320=1.18，其中dt为凸缘直径，d为圆筒件底部直径，取修边余量δ=6mm。由拉深毛坯尺寸的计算公式可知： 根据图1，d4=380+2δ=392mm，r=6mm，d2=d+2r=332mm，H=98mm 由此计算出防尘盖毛坯尺寸： 1.2是否需要压边装置和拉深次数的计算 本零件采用普通平面凹模拉深，毛坯不起皱条件为： t/D≥（0.09～0.17）（1-m） 由图1和D可计算出：t/D=2/527=0.38%，总拉深系数m=d2/D=332/527=0.63。 因此（0.09～0.17）（1-m）=0.0333～0.0629，则t/D<（0.09～0.17）（1-m），因此该零件拉深时需使用压边圈。 查表得出，该零件总拉深系数大于其极限拉深系数0.55，因此可一次拉深成形。 1.3压边力的计算 一次拉深成形时的压边力：FY=Ap，查表可知，根据零件的复杂程度，p可以 取值为2.5、3和3.7MPa。因本文中零件为简单的带凸缘圆筒形件，因此取P值 为2.5Mpa。压边圈的面积应与凸模相配合，其最大直径考虑与毛坯重合，由此计算出： FY=Ap≈π（263.52-1722）×2.5≈312809N 综上所计算的结果，该零件拉深毛坯的尺寸D=527mm，可一次拉深成形，拉 深过程中需要使用压边圈防止起皱，压边力FY=312809N。 为验证理论计算的正确性及在此压边力下是否可以得到合格的零件，利用Dynaform软件对其成形过程进行模拟。
拉深（又称拉延）是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。它是冲压基本工序之一，广泛应用于汽车、电子、日用品、仪表、航空和航天等各种工业部门的产品生产中，不仅可以加工旋转体零件，还可加工盒形零件及其它形状复杂的薄壁零件，如图4.1.1所示。 a)轴对称旋转体拉深件b)盒形件c)不对称拉深件 图4.1.1拉深件类型 拉深可分为不变薄拉深和变薄拉深。前者拉深成形后的零件，其各部分的壁厚与拉深前的坯料相比基本不变；后者拉深成形后的零件，其壁厚与拉深前的坯料相比有明显的变薄，这种变薄是产品要求的，零件呈现是底厚、壁薄的特点。在实际生产中，应用较多的是不变薄拉深。本章重点介绍不变薄拉深工艺与模具设计。 拉深所使用的模具叫拉深模。拉深模结构相对较简单，与冲裁模比较，工作部分有较大的圆角，表面质量要求高，凸、凹模间隙略大于板料厚度。图4.1.2为有压边圈的首次拉深模的结构图，平板坯料放入定位板6内，当上模下行时，首先由压边圈5和凹模7将平板坯料压住，随后凸模10将坯料逐渐拉入凹模孔内形成直壁圆筒。成形后，当上模回升时，弹簧4恢复，利用压边圈5将拉深件从凸模10上卸下，为了便于成形和卸料，在凸模10上开设有通气孔。压边圈在这副模具中，既起压边作用，又起卸载作用。
图4.1.2拉深模结构图 １－模柄２－上模座３－凸模固定板４－弹簧５－压边圈 ６－定位板７－凹模８－下模座９－卸料螺钉10－凸模 圆筒形件是最典型的拉深件。平板圆形坯料拉深成为圆筒形件的变形过程如图
图4.2.1拉深变形过程图4.2.2 拉深的网格试验
拉深过程中出现质量问题主要是凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂。凸缘区起皱是由于切向压应力引起板料失去稳定而产生弯曲；传力区的拉裂是由于拉应力超过抗拉强度引起板料断裂。同时，拉深变形区板料有所增厚，而传力区板料有所变薄。这些现象表明，在拉深过程中，坯料内各区的应力、应变状态是不同的，因而出现的问题也不同。为了更好地解决上述问题，有必要研究拉深过程中坯料内各区的应力与应变状态。 图4.2.3是拉深过程中某一瞬间坯料所处的状态。根据应力与应变状态不同，可将坯料划分为五个部分。
前言 模具是制造业的重要基础装备，它是―无以伦比的效益放大器‖。没有高水平的模具，也就没有高水平的工业产品，因此模具技术也成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一，正因为模具的重要性及其在国民经济中重要地位，模具工业一直被提到很高的位置。 从起步到现在，我国模具工业已经走过了半个多世纪。从20 世纪以来，我国就开始重视模具行业的发展，提出政府要支持模具行业的发展，以带动制造业的蓬勃发展。有关专家表示，我国的加工成本相对较低，模具加工业日趋成熟，技术水平不断提高，人员素质大幅提高，国内投资环境越来越好，各种有利因素使越来越多国外企业选择我国作为模具加工的基地。因为模具生产的最终产品的价值，往往是模具价格的几十倍，上百倍。目前，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的最重要标志。它决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。 模具工业在我国国民经济中的重要性，主要表现在国民经济的五大支柱产业——机械、电子、汽车、石油化工和建筑。事实上，模具是属于边缘科学，它涉及机械设计制造、塑性加工、铸造、金属材料及其热处理、高分子材料、金属物理、凝固理论、粉末冶金、塑料、橡胶、玻璃等诸多学科、领域和行业。 据统计资料，模具可带动其相关产业的比例大约是1:100 ，即模具发展 1 亿元，可带动相关产业100 亿元。通过模具加工产品，可以大大提高生产效率，节约原材料，降低能耗和成本，保持产品高一致性等。如今，模具因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而在各行各业得到了应用，并且直接为高新技术产业服务；特别是在制造业中，它起着其它行业无可取替代的支撑作用，对地区经济的发展发挥着辐射性的影响。
正文 如下图1所示拉深件，材料为08钢，厚度0.8mm，制件高度70mm，制件精度IT14级。该制件形状简单，尺寸小，属普通冲压件。试制定该工件的冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程。
图1 一、冲压件工艺分析 1、材料：该冲裁件的材料08钢是碳素工具钢，具有较好的可拉深性能。 2、零件结构：该制件为圆桶形拉深件，故对毛坯的计算要。 3、单边间隙、拉深凸凹模及拉深高度的确定应符合制件要求。 4、 凹凸模的设计应保证各工序间动作稳定。 5、 尺寸精度：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。 查公差表可得工件基本尺寸公差为： 74.0050+φ 74.0070+ 3.005+R 25.008.0+ 二、工艺方案及模具结构类型 1、工艺方案分析 该工件包括落料、拉深两个基本工序，可有以下三种工艺方案：
方案一：先落料，首次拉深一，再次拉深。采用单工序模生产。 方案二：落料+拉深复合，后拉深二。采用复合模+单工序模生产。 方案三：先落料，后二次复合拉深。采用单工序模+复合模生产。 方案四：落料+拉深+再次拉深。采用复合模生产。 方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需二副模具，工件的精度及生产效率都较高，工件精度也能满足要求，操作方便，成本较低。方案三也只需要二副模具，制造难度大，成本也大。方案四只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求，但模具成本造价高。通过对上述四种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳。 2、主要工艺参数的计算 (1)确定修边余量 该件h=70mm，h/d=70/50=1.4,查《冲压工艺与模具设计》表4-10 可得mm h8.3 ? = 则可得拉深高度H H=h+h?=70+3.8=73.8mm (2)计算毛坯直径D 由于板厚小于1mm，故可直接用工件图所示尺寸计算，不必用中线尺寸计算。 D=2 257 dH d- + - dR .0 72 .1 4R =2 25 ? - ? 50? ? + 4 ? - 73 50 .0 57 50 5 72 8. .1 ≈ mm 130 (3)确定拉深次数
分类号单位代码10642 密级公开学号 课程设计 论文题目：筒型拉伸件的设计 姓名： 学号： 专业：机械工程 班级：4班 中国 重庆 二〇一五年五月
目录 前言 (2) 一．冲压件工艺分析 (2) 1.工艺方案的分析 (3) 2.主要工艺参数计算 (3) 三．计算工序冲压力，压力中心以及初选压力机 (5) 1.落料力的计算 (5) 2.计算卸料力和顶件力 (6) 3.计算拉深力 (6) 4.计算压边力 (6) 四．磨具零件主要工作部分尺寸计算 (6) 1.落料刃口尺寸计算 (6) 2.拉深凸凹模工作尺寸计算 (7) 1.装配图 (8) 2.卸料装备的选择 (9) 3.压力机的选择 (9) 4.总结 (9) 前言 冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。 冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。 一．冲压件工艺分析 1.材料：该冲裁件的材料是79NiMo4,具有较好的可拉深性能。 2.零件结构：该制件为圆筒形拉深件，故对毛坯计算重要。
目录 序言 .................................................. - 1 - 第一章零件结构及工艺性分析 .......................... - 2 - 1.1 零件结构 ..................................................................................................................................... - 2 - 1.2零件工艺性分析........................................................................................................................... - 2 - 第二章零件工艺方案的确定 ............................ - 4 - 工艺方案的确定 ................................................................................................................................ - 4 - 第三章模具设计 ...................................... - 5 - 3.1模具类型及结构形式的确定....................................................................................................... - 5 - 3.2 模具工作过程.............................................................................................................................. - 6 - 3.3拉深模工作部分的结构和尺寸确定........................................................................................... - 7 - 3.4 模具主要零件的设计与选用...................................................................................................... - 7 - 3.4.1工作零件的选择................................................................................................................ - 7 - 3.4.2凹模 ................................................................................................................................... - 8 - 3.4.3凸凹模................................................................................................................................ - 9 - 3.4.4其他支撑零件.................................................................................................................. - 10 - 3.4.5 拉伸力的计算................................................................................................................. - 11 - 第四章压力机的选用 ................................. - 12 - 第五章产品的技术与设计总结 ......................... - 13 - 结语致谢 ............................................ - 14 - 参考文献 ............................................. - 15 -
新余学院课程设计任务书 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。
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。
摘要 (1) 前言 (2) 1. 工件的工艺性分析 (3) 1.1 冲压件的工艺性分析 (3) 1.2 拉深件的工艺性分析 (3) 1.3 材料的工艺性分析 (4) 1.4 拉深变形过程的分析 (4) 2. 冲压工艺方案的确定 (7) 3. 模具的技术要求及材料选用 (9) 4. 主要设计尺寸的计算 (11) 4.1 毛坯尺寸的确定 (11) 4.2 冲压力的计算 (12) 4.3 拉深间隙的确定 (13) 4.4 冲裁件的排样 (14) 5. 工作部分尺寸计算 (17) 5.1 拉深凸凹尺寸的确定 (17) 5.2 圆角半径的确定 (18) 6. 模具的总体设计 (20) 6.1 模具的类型及定位方式的选择 (20) 6.2 推件零件的设计 (21) 7. 主要零部件的结构设计 (23) 7.1 工作零件的结构设计 (23) 7.2 其他零部件的设计与选用 (24) 8. 模具的总装图 (27) 9. 模具的装配 (28) 结束语 (29) 致谢 (30) 参考文献 (30)
我设计的是一个落料拉深复合冲裁模，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（设计一个工件为盒形件的复合冲裁模），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（凸凹模、拉深凸模、落料凹模）、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：冷冲压落料拉深
第四章拉深工艺及拉深模具设计复习题答案 一、填空题 1.拉深是是利用拉深模将平板毛坯压制成开口空心件或将开口空心件进一步变 形的冲压工艺。 2.拉深凸模和凹模与冲裁模不同之处在于，拉深凸、凹模都有一定的圆角而不 是锋利的刃口，其间隙一般稍大于板料的厚度。 3.拉深系数m是拉深后的工件直径和拉深前的毛坯直径的比值，m越小，则变 形程度越大。 4.拉深过程中，变形区是坯料的凸缘部分。坯料变形区在切向压应力和径向拉 应力的作用下，产生切向压缩和径向伸长的变形。 5.对于直壁类轴对称的拉深件，其主要变形特点有：（１）变形区为凸缘部分； （２）坯料变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向压缩与径向的伸长，即一向受压、一向收拉的变形；（３）极限变形程度主要受传力区承载能力的限制。 6.拉深时，凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂是拉深工艺能否顺利进行的 主要障碍。 7.拉深中，产生起皱的现象是因为该区域内受较大的压应力的作用，导致材料 失稳_而引起。 8.拉深件的毛坯尺寸确定依据是面积相等的原则。 9.拉深件的壁厚不均匀。下部壁厚略有减薄，上部却有所增厚。 10.在拉深过程中，坯料各区的应力与应变是不均匀的。即使在凸缘变形区也是 这样，愈靠近外缘，变形程度愈大，板料增厚也愈大。 11.板料的相对厚度t/D越小，则抵抗失稳能力越愈弱，越容易起皱。
12.因材料性能和模具几何形状等因素的影响，会造成拉深件口部不齐，尤其是 经过多次拉深的拉深件，起口部质量更差。因此在多数情况下采用加大加大工序件高度或凸缘直径的方法，拉深后再经过切边工序以保证零件质量。13.拉深工艺顺利进行的必要条件是筒壁传力区最大拉应力小于危险断面的抗拉 强度。 14.正方形盒形件的坯料形状是圆形；矩形盒形件的坯料形状为长圆形或椭圆形。 15.用理论计算方法确定坯料尺寸不是绝对准确，因此对于形状复杂的拉深件， 通常是先做好拉深模，以理论分析方法初步确定的坯料进行试模，经反复试模，直到得到符合要求的冲件时，在将符合要求的坯料形状和尺寸作为制造落料模的依据。 16.影响极限拉深系数的因素有：材料的力学性能、板料的相对厚度、拉深条件 等。 17.一般地说，材料组织均匀、屈强比小、塑性好、板平面方向性小、板厚方向 系数大、硬化指数大的板料，极限拉深系数较小。 18.拉深凸模圆角半径太小，会增大拉应力，降低危险断面的抗拉强度，因而会 引起拉深件拉裂，降低极限变形。 19.拉深凹模圆角半径大，允许的极限拉深系数可减小，但过大的圆角半径会使 板料悬空面积增大，容易产生失稳起皱。 20.拉深凸模、凹模的间隙应适当，太小会不利于坯料在拉深时的塑性流动，增 大拉深力，而间隙太大，则会影响拉深件的精度，回弹也大。 21.确定拉深次数的方法通常是：根据工件的相对高度查表而得，或者采用推算 法，根据表格查出各次极限拉深系数，然后依次推算出各次拉深直径。 22.有凸缘圆筒件的总拉深系数m大于极限拉深系数时，或零件的相对高度h/d 小于极限相对高度时，则凸缘圆筒件可以一次拉深成形。 23.多次拉深宽凸缘件必须遵循一个原则，即第一次拉深成有凸缘的工序件时， 其凸缘的外径应等于工件的凸缘直径，在以后的拉深工序中仅仅使已拉深成
落料拉伸冲孔复合模具设计
题目: 落料拉伸冲孔复合膜设计 分院：机械与电子学院 姓名：沈星星 学号： 20093729 专业：模具设计与制造 指导老师：焦锡岩 毕业论文答辩时间： 2012-6-14 前言 随着工业发展，冲压模具的应用越来越广泛。同时由于产品更新换代速度
的加快，除了要保证模具设计质量以外，对模具设计效率的要求也越来越高。为了促进我国冲压模具技术的发展，从计算机技术、先进加工技术及装备、其它新技术与冲压模具等方面分析了我国冲压模具的技术现状。结果表明：经过几十年的发展，我国的冲压模具总量位居世界第三位，加工技术装备基本已与世界先进水平同步。 本文首先分析了复合模具的工艺结构，介绍了复合模具的设计，重点介绍了模具的结构、凹凸模的设计、冲裁力的计算以及冲压机的选型。其次详细阐述了落料拉深冲孔复合模的工艺设计与结构设计过程、对拉深凸模、落料凹模、落料拉深凹凸等模具主要的成型零件以及各种标准零件进行设计计算和选择，基本上确定了落料拉深冲孔复合模的整体结构框架。本文设计的复合模具适用于加工几何尺寸较大、形状复杂、精度要求较高的冲压类零件，通过理论分析和大量的工程实践探索，在模具上采用了一些特殊机构，可使操作简单，提高生产效率,对提高企业的市场竞争力有着现实的意义。通过了复合模具的设计，可以将传统的分模加工合二为一，使落料、拉深、冲孔一次成形，避免了分模加工中定位误差的生产，从而保证了质量，降低了成本，提高了生产效率。
目录 \ 前言 (Ⅰ) 目录 (Ⅱ) 第1章绪论 (1) 1.1冲压模具简介 (2) 1.1.1 冲压成形与冲压模具的概念 2 1.1.2 冲压模具的分类 (2) 1.2 本课题主要研究的内容及意义 (3) 第2章复合模具总体方案的分析与确定 (5) 2.1 工艺方案分析 (5) 2.1.1 工件的分析 (5) 2.1.2 落料拉深工艺分析 (5) 2.2工艺方案的确定 (6) 第3章主要的工艺参数计算 (7) 3.1 毛坯尺寸的计算 (7) 3.2 排样 (7) 3.3 工序压力计算 (8) 3.4 冲压设备的选择 (9) 第4章主要工作部分尺寸计算 (11) 4.1 落料刃口尺寸计算 (11) - Ⅱ-
无凸缘圆筒形件的落料——拉深复合模具设计 绪论 毕业设计是为了模具设计与制造专业学生在学完基础理论课、技术基础课和专业课的基础上，所设置的一个重要环节。目的就是为了运用我们所学课程的理论和生产实际知识，进行一次模具设计的实际训练，从而培养和提高我们独立工作的能力。冲压模具设计通过收集资料、工艺分析、工艺计算、确定冲模的结构设计，各个零部件的设计、绘制模具总装配图、零件图，最后完善和书写设计说明书，终于完成整个的设计过程。 目前，我国冲压技术与先进工业发达国家相比还有一定差距，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家尚有相当大的差距。导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压加工作为现代工业领域内重要的生产手段之一，更加体现出其特有的优越性。在现代工业生产中，由于市场竞争日益激烈，产品性能和质量要求越来越高，更新换代的速度越来越快，冲压产品正朝着复杂化、多样化、高性能、高质量方向发展，模具也正朝着复杂化、高效率、长寿命方向发展。 一、冲压成形理论及冲压工艺 加强冲压变形基础理论的研究，以提供更加准确、实用、方便的计算方法，正确地确定冲压工艺参数和模具工作部分的几何形状和尺寸，解决冲压变形中出现的各种实际问题，进一步提高冲压件的质量。 研究和推广采用新工艺，如精冲工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺、超塑性成形工艺以及其他高效经济的成形工艺等，进一步提高冲压技术水平。 二、模具先进制造工艺及设备 模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合，形成先进制造技术。模具先进制造技术主要体现如下方面： 1.高速铣削加工普通铣削加工采用低的进给速度和大的切削参数，而高速铣削加工则采用高的进给速度和小的切削参数。高速铣削加工相对于普通铣削加工具有高效、高精度、高的表面质量、可加工高硬材料等特点。由此可见，高速铣削加工是模具制造技术的重要发展方向。
本科生毕业设计(论文)文献综述 设计(论文)题目壳体拉深模具设计 作者所在系别材料工程系 作者所在专业材料成型及控制工程 作者所在班级 作者姓名 作者学号 指导教师姓名 指导教师职称 完成时间年11 月 北华航天工业学院教务处制
说明 1．根据学校《毕业设计(论文)工作暂行规定》，学生必须撰写毕业设计(论文)文献综述。文献综述作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。 2．文献综述应在指导教师指导下，由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成，由指导教师签署意见并经所在专业教研室审查。 3．文献综述各项内容要实事求是，文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4．学生撰写文献综述，阅读的主要参考文献应在10篇以上（土建类专业文献篇数可酌减），其中外文资料应占一定比例。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。 5．文献综述的撰写格式按毕业设计(论文)撰写规范的要求，字数在2000字左右。文献综述应与开题报告同时提交。
毕业设计（论文）文献综述 《壳体拉深模具设计》的文献综述 内容摘要 本文介绍了冲压工艺的发展背景、概念及特点，冲压模具现阶段国内及台湾的发展前景和冲压行业信息化、数字化的状况以及先进成形技术的发展和应用状况，讨论了我国冲压行业存在的问题，提出了发展的思路，而且从模具的结构、生产工艺方面阐述了金属冲压拉深成型工艺，力图通过改善冲压工艺，提高产品质量。 关键词：模具设计现状发展趋势计算机辅助设计/制造/工程
第1章前言 1.1冲压的历史渊源、概念及优点 1.1.1冲压的历史渊源 冲压加工技术始于18世纪末叶至19世纪初年，因为产业革命促成了动力制造技术的发展，以机械化方式来加工金属板就逐渐成为主流，其后，由于辊轧机rolling mill 的发明，生产者利用它来高速、连续的生产金属板，利用表面光滑，厚度均匀的金属板来制造各种装饰品，家庭用品及机械零件的工作方法，逐步形成产业化。[1] 1.1. 2.冲压加工及拉伸的概念 所谓冲压加工，就是指利用钣金加工机械（sheet metal working machine），泛称冲压机械，即冲床（press），及其专用的工具，及模具（die），对薄钣金属施行冲裁、成型、弯曲、拉深等加工，借以制造各种工业用及家庭用钣金零件与制品。 拉深（俗称拉延）是利用专用的模具将平板毛坯制成开口空心零件的一种冲压工艺方法。拉深过程中，在模具凸模的作用下，毛坯被拉进凸、凹模之间的间隙里形成圆筒件。工件的直壁部分是由毛坯的环形部分转变而来，拉深时，毛坯的外部环形部分是变形区，而底部是不变形区，被拉入凸、凹模之间的直壁部分是已变形区。[2]用拉深方法可以制成筒形、阶梯形、锥形、球形和其他不规则形状的薄壁零件，如果与其它冲压成形工艺配合，还可能制造形状极为复杂的零件。拉深件的可加工尺寸范围相当广泛，从几毫米的小零件直到轮廓尺寸达2—3米，厚度达200—300毫米的大型零件，都可以用拉深方法制成。因此，在汽车、飞机、拖拉机、电器、仪表、电子等工业部门以及日常生活用品的冲压生产当中，拉深工艺占据相当重要的地位。 1.1.3冲压的优点 冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点[3]。主要表现如下。 （1）可以常温加工，对于形状复杂难以加工零件同样适用（2）使用压延材料为主几乎不经过变形加工，韧性好，因加工产生加工硬化，可提高零件强度（3）加工精度高、适用大批量生产，（4）生产效率高（5）利用率高，剩余废料变形少，可用来加工小零件（6）操作简单。
恩施职业技术学院 课程设计 课程名称_ 冲压工艺与模具设计 _ 题目名称带凸缘筒形件首次拉深设计 学生学院恩施职业技术学院 专业班级模具设计与制造091261班 学号 09126152 学生姓名夏满 指导教师黄雁飞 20 11 年 05 月12日
设计目录 设计目的 通过此次拉深模实际旨在让我们了解一般拉深模的设计思路，设计歩骤，把课堂上的理论知识综合起来，提高我们对模具设计的认知能力，进而能独自设计出来一套模具。 任务书………………………………………………………………………………………………………………………. 一，工艺分析…………………………………………………………………………………………………………………… 1，冲压工艺方案的确定 2，工艺流程 二，工艺参数计算……………………………………………………………………………………………………………. 1，修边余量的计算 2，初算毛坯直径 3，判断能否一次拉出 4，计算拉深次数及各工序的拉深直径 5，首次拉深凹模、凸模圆角半径的确定 6，毛坯直径的调整 7，第一次相对高度的校核 8，计算以后各次拉深直径 9，画出工序图 三，零件的排样及压力机吨位的选择……………………………………………………………………………… 1，零件的排样 （1）零件排样 （2）一个歩距范围内的材料利用率 2，压力机吨位的选择 （1）冲裁力的计算 （2）压边力的计算 （3）拉深力的计算 （4）卸料力的计算 （5）总压力 四，模具的结构形式及模具工作部分尺寸的计算…………………………………………………………… 1，模具的结构 2，卸料弹簧的选取 3，模具工作部分尺寸的计 （1）落料模
拉深模具的设计 收藏此信息打印该信息添加：用户投稿来源：未知 拉深模按其工序顺序可分为首次拉深模和后续各工序拉深模，它们之间的本质区别是压边圈的结构和定位方式上的差异。按拉伸模使用的冲压设备又可分为单动压力机用拉深模、双动压力机用拉深模及三动压力机用拉深模，它们的本质区别在于压边装置的不同(弹性压边和刚性压边)。按工序的组合来分，又可分为单工序拉深模、复合模和级进式拉深模。此外还可按有无压边装置分为无压边装置拉深模和有压边装置拉深模等。下面将介绍几种常见的拉深模典型结构。 1一凸模；2一定位板；3一凹模；4一下模座 图4.6.1 无压边装置的首次拉深模 1．首次拉深模 (1) 无压边装置的首次拉深模(图4.6.1)此模具结构简单,常用于板料塑性好,相对厚度 时的拉深。工件以定位板2 定位，拉深结束后的卸件工作由凹模底部的台阶完成，拉深凸模要深入到凹模下面，所以该模具只适合于浅拉深。 (2) 具有弹性压边装置的首次拉深模这是最广泛采用的首次拉深模结构形式(图4.6.2)压边力由弹性元件的压缩产生。这种装置可装在上模部分( 即为上压边) ，也可装在下模部分( 即为下压边) 。上压边的特征是由于上模空间位置受到限制，不可能使用很大的弹簧或橡皮，因此上压边装置的压边力小，这种装置主要用在压边力不大的场合。相反，下压边装置的压边力可以较大，所以拉深模具常采用下压边装置。
(3) 落料首次拉深复合模图4.6.3 为在通用压力机上使用的落斜首次拉深复合模。它一般采用条料为坯料，故需设置导料板与卸料板。拉深凸模9 的顶面稍低于落料凹模10 ，刃面约一个料厚，使落料完毕后才进行拉深。拉深时由压力机气垫通过顶杆7 和压边圈8进行压边。拉深完毕后靠顶杆7 顶件，卸料则由刚性卸料板2 承担。 1一凸模；2一上模座；3一打料杆；4一推件块；5一凹模； 6一定位板；7一压边圈；8一下模座；9一卸料螺钉 图4.6.2 有压边装置的首次拉深模 (4) 双动压力机上使用的首次拉滦模(图4.6.4) 因双动压力机有两个滑块，其凸模1 与拉深滑块( 内滑块) 相连接，而上模座2(上模座上装有压边圈3) 与压边滑块(外滑块)相连。拉深时压边滑块首先带动压边圈压住毛坯，然后拉深滑块带动拉深凸模下行进行拉深。此模具因装有刚性压边装置，所以模具结构显得很简单，制造周期也短，成本也低，但压力机设备投资较高。 2．后续各工序拉深模 后续拉深用的毛坯是已经过首次拉深的半成品筒形件，而不再是平板毛坯。因此其定位装置、压边装置与首次拉深模是完全不同的。后续各工序拉深模的定位方法常用的有三种：第一种采用特定的定位板(图4.6.5) ；第二种是凹模上加工出供半成品定位的凹窝；第三种为利用半成品内孔，用凸模外形或压边圈的外形来定位(图4.6.6) 。此时所用压边装置已不再是平板结构，而应是圆筒形结构。
设计题目：宽凸缘圆筒形件拉深模具设计。 设计与计算步骤： 1. 拉深工艺计算 （1）修边余量的确定 查表4-2（来自《冲压模具课程设计指导与范例》——化学工业出版社，以下所查各表均出自此）得修边余量?R=4.3 （2）毛坯尺寸的计算 查表4-4，知其中1d =72，2d =78，3d =84，4d =109.6，r=3，h=32 计算出D=152mm 。 （3）确定拉深次数和拉深系数
查表4-9得工件第一次拉深的最大相对高度11/0.6h d = 查表4-10得第一次拉深时的拉深系数10.51m = /0.487h d =<11/0.6h d =,所以工件可一次拉出。 2. 拉深力的计算 查表4-19. 13 3.14722410 1.1203.9l b F d t k KN πσ==????= 3. 压边力和压边装置的设计 查表4-11，确定此拉深工艺需要采用压边圈，采用弹性压边装置 t d 11-推杆; 12-推板；13-紧固螺钉； 14-紧固螺栓； 15-空心垫板； 16-压边圈； 17-螺母； 18-下模座
压边力的计算： 221[(2)]4 Y A F D d r P π = -+ 查表4-27、4-28。计算得： 22[152(7229.6)]334.8, 49.6 Y A F KN π = -+??===其中r 4.压力机吨位的选择 203.934.8238.7KN F F F >+=+=压拉 压力机行程应满足：S>2.5h 100mm =工件 根据表9-9，选择压力机型号J23-80。 其主要技术规格如下。 KN mm mm mm mm ?公称压力：1000最大装模高度：480工作台尺寸：7101080连杆调节量：100滑块行程：130 5.拉深模结构设计 （1）拉深凸、凹模圆角半径 a. 凹模圆角半径r 9.6A === b.凸模圆角半径(0.6~1)0.89.67.68T A r r ==?= （2）拉深凸、凹模间隙 查表4-32，取单边间隙Z/2=2.2mm （3）凸、凹模工作零件尺寸计算 A 0.12 A max 00 00T max T 0.08 0.08 D (0.75)80d 0.75Z 75.6 D D δδ++---=-?==-?-==凹模尺寸凸模尺寸（）（80-0-4.4） 其中A T δδ、由表4-34查取。
1绪论冲压的概念、特点及应用 冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。 在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形基本理论。以冲压产品为龙头，以模具为中心，结合现代先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激和推动下，冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的用。 冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方一隶属于材料成型工程术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。 （1）冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。 （3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。 （4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而