圆筒形件拉深模的设计

模具课程设计机械与自动化工程系数控加工专业班级10级数加3班学号XX姓名XX1．零件的工艺性分析如图，该产品是不带凸缘的直壁圆桶形件，厚度为0.3；零件的形状简单、对称，底部最大圆角半径为3.1,最小圆角半径为2.8，满足拉深工艺对形状和尺寸的要求，适合于拉深成行；2．工艺方案确定（1）确定修边余量由h/d=（19.3-0.15）/28.6=0.67，查表4.1得Δh=1.2mm（2）毛胚直径计算由式（4。

1）得D=[d0²＋４d（h+Δh）＋２πrd+8r²]½=[ (28.2×2.95)²+4×28.3×(19.3-0.3-2.95+1.2)+2π×3.1×(28-0.6)+8×3.1²]½=54mm（3）拉深次数确定1）判断是否需要压边圈。

由毛胚相对厚度t/D×100=（0.3/54）×100=0.556。

查表4.6知需要采用压边圈。

2）确定拉深次数。

由t/D×100=0.556。

查表4.4得极限拉深系数[m1]=0.58，[m2]=0.79则各拉深直件直径为:D1=[m1]=0.58×54=31.32mmD2=[m2]=0.79×31.32=24.74mm则两次拉深即可完成(4)方案确定。

该拉深件需要落料、二次拉深、一次冲孔、一次切边才能最终成行。

因此成行该零件的方案有以下几种：方案一：单工序生产，即落料－拉深－拉深－冲孔－切边方案二：首次复合，即落料拉深复合－拉深－冲孔－切边方案三：级进拉深方案一模具结构简单，但首次拉深时毛胚定位比较困难；方案三模具的结构比较复杂；因此方案二比较合适。

３．工艺计算(1)各次拉深半成品尺寸的确定１）半成品直径。

将上述极限拉深系数作调整，现分别如下：ｍ１=0.63 d1=m1D=0.62×54=34.02mmｍ2=0.84 d2=ｍ2D=0.84×34.02=28.6mm2)半成品底部圆角半径 r1=5.5mm r2=3.5mm3)半成品高度H，由式（4.3）计算得H1=0.25(D2/d1-d1)+0.43r1/d1(d1+0.32r1)=[0.25×(54²/34.02-34.7)+0.43×5.5/34.7×(34.7+0.32×5.5)]=15.24mmH2=19.9mm(2)冲压工艺力计算及初选设备拉深力由式(4.8)计算,查表4.8得K2=0.75查表1.3取бb=320Mpa则F压=π(d²1-d²2)P/4=π×(34.02²-28.6²)×1.2/4N=3.2KN选用单动压力机,设备吨位:F设≥F1+F压=21.34+3.2=24.54KN4.模具工作部分尺寸的设计落料凸凹模刃口尺寸计算查表2.11,-б=-0.004mm,+б=+0.006mm. 磨损系数X=0.5凹模刃口尺寸Dd=(D-Z min) +0б=(54－０.5×0.31) +00.006mm=53.85+0.0006mm凸模刃口尺寸寸D=(D d-Z min)0-αP=(53.85-0.01) 0-0.004=53.840-0.004mm拉深(1)模具单边间隙C的确定查表4.13得第二拉深凸凹模之间的单边间隙为 C2=t=1mm(2)凸凹模圆角半径的确定1)凹模圆角半径r d2的确定查表4.12得r d1=8t=2.4mm则r d(n-1)=(0.6-0.8)r d n可得r d2=1.92mm2)凸模圆角半径r p2的确定由于工件圆角半径大于料厚,因此最后一次拉深用的凸模圆角半径应该与工件圆角半径一致,即r p2=2.95mm(3)凸凹模刃口尺寸即尺寸公差的确定零件的尺寸及精度是由最后一道拉深模保证的,因此最后一道拉深用模具的刃口尺寸与公差应由工件决定.由于零件对外形有尺寸要求,因此以凸模为基准,间隙取在凹模上,即:D p2=(d min+0.4×Δ)0－Б=（28+0.4×0.74）－００．００２mm=28.296－００．００２mmD d2=(d p2+2C)＋Б０=(28.296+2)＋００．０３mm=30.296＋００．０３mm式中бp、бd分别是凸凹模的制造公差,由表4.14查得Δ是工件的公差、工件未注公差可以按IT14级取为0.74mm凸模通气孔尺寸确定由表4.15查得.通气孔尺寸为5mm落料拉深复合模尺寸计算1）拉深凸凹模的尺寸计算1 模具单边间隙的确定查表4.13得c1=1.1t=0.33mm2 凸凹模圆角半径的确定凹模圆角半径查表4.12得rd1=2.4mm凸模圆角半径rp1=2.4mm2凸凹模刃口的尺寸及尺寸公差的计算(注:未注公差可按IT14计算)dp1=（dmin+0.4×△）=33.296 mmdd1=（dp1+2c）=33.956 mm3凸模通气孔尺寸的确定查表4.15得5mm2)落料凸凹模的尺寸及尺寸公差的计算根据刃口尺寸计算的露体原则查表2.11 得δp=-0.005 δd=+0.008凹模刃口尺寸Dd=(D-x△) =(55-0.5×0.72) mm=54.64 mm凸模刃口尺寸Dp=(Dd-Zmin) =(54.64-0.01) mm=54.63 mm校核|δp|+|δd|=0.005+0.008=0.013 Zmax-Zmin=0.03-0.01=0.02 满足|δp|+|δd|≤Zmax-Zmin 满足要求冲孔凸凹模刃口尺寸计算查2.11,-б=-0.004mm,+б=+0.006mm,磨损系数X=0.5凸模刃口尺寸D=(d+Δ) 0-αP =21+0.5×0.3) 0-0.004mm=21.150-0.004mm 凹模刃口尺寸Dd=(d p+Z min0б=(21.15+0.01) +00.006mm=21.16+00.006mm模具主要零件设计（1）凸模材料选用Cr12MOV,热处理至56-60HRC（2）凹模材料选用Cr12MOV,热处理至58-62 HRC（3）压边圈材料选用45钢,热处理至43-48HRC（4）垫板材料选用45钢,热处理至43-48 HRC（5）凸模固定板材料选用45钢.。

摘要随着中国工业不断地发展，模具行业也显得越来越重要。

本文针对带凸缘圆筒形零件的拉伸工艺性及拉伸工序过程，列举其中一次拉深并完成模具设计。

介绍了筒形零件冷冲压成形过程，经过对筒形零件的批量生产、零件质量、零件结构以及使用要求的分析、研究，按照不降低使用性能为前提，将其确定为冲压件，用冲压方法完成零件的加工，且简要分析了坯料形状、尺寸，排样、裁板方案，拉深次数，冲压工序性质、数目和顺序的确定。

进行了工艺力、压力中心、模具工作部分尺寸及公差的计算，并设计出模具。

同时具体分析了模具的主要零部件的设计，冲压设备的选用，凸、凹模间隙调整。

列出了模具所需零件的详细清单，并给出了合理的装配图。

关键词冲压件/带凸缘圆筒形拉伸件/拉伸工艺/拉深模设计WITH FLANGE CYLINDRICAL DEEPDRAWING DIE DESIGNABSTRACTAs China's industrial development unceasingly, the mold industry also appears more and more important. This paper belt of flange cylindrical parts stretching manufacturability and stretching process process, list one time deep drawing and complete the mold design. Cold stamping process of cylindrical parts is introduced, after mass production of the cylindrical parts, parts quality, parts structure, and use requirement analysis, research, according to not reduce the usability for the premise, to identify it for stamping parts, complete parts processing, with stamping method and the brief analysis of the blank shape, size, layout, cutting board, deep drawing, stamping process in nature, the determination of number and order. The technology force, pressure center, mold working parts dimension and tolerance of calculation, and design the mold. At the same time, concrete analysis of main components of the mold design, the selection of stamping equipment, convex and concave die clearance adjustment. Lists the mould needs a detailed list of spare parts, and gives the reasonable assembly drawing.KEYWORDS stamping parts, flange cylindrical stretching, stretching, deep drawing die design process目录1 前言 (1)1.1 模具的概论 (1)1.1.1 冲压与冲模 (1)1.1.2 我国冲压现状与发展方向 (2)1.1.3 国外模具发展趋势及行业特点 (2)1.1.4 模具设计及加工技术的现状 (3)1.1.6 冲模的零部件 (4)1.2 冲压件工艺分析 (5)1.2.1 冲压加工的经济性分析 (5)1.2.2 冲压件的工艺性分析 (5)1.3 本设计要求 (6)2 工艺方案 (7)2.1 工艺性分析 (7)2.1.1 拉深件的结构与尺寸 (7)2.1.3拉深件材料 (7)2.2 设计方案的确定 (7)3 主要工艺参数计算 (8)3.1 确定排样、裁板方案 (8)3.1.1 工艺分析 (8)3.1.2 确定修边余量 (8)3.1.3 坯料直径 (8)3.1.4 排样 (9)3.1.5 压力中心的确定 (10)3.2 拉深工艺的计算 (10)3.2.1 压边 (10)3.2.2 总拉深系数 (10)3.2.3 预算拉深次数 (10)3.2.4 确定首次拉深工序件尺寸 (11)3.2.5 确定拉深次数及以后各次拉深的工序件尺寸 (12)3.2.6 第二次拉深直径和高度 (13)3.2.7 第三次拉深直径和高度 (13)3.2.8 修边 (14)3.2.9 拉深速度 (14)3.3 工艺力计算 (14)3.3.1 拉深力 (14)3.3.2 压料力 (15)3.4 压力机的选择 (16)3.4.1 初选压力机 (16)3.4.2拉深功 (16)3.4.3压力机电动机功率 (16)3.4.4功率校核 (17)4 拉深模设计 (17)4.1拉深模具结构设计 (17)4.2模具工作部分尺寸计算 (17)4.2.1 凸凹模间隙 (17)4.2.2 凸凹模圆角半径 (17)4.2.3凸凹模工作尺寸及公差 (17)4.3标准件的选取 (18)4.3.1 模架 (18)4.3.2下模座 (19)4.3.3上模座 (19)4.3.4 导柱、导套 (19)4.3.5 销钉 (19)4.3.6 螺钉 (20)4.3.7 模柄 (20)4.3.8带螺纹推杆（顶杆） (20)4.3.9 打杆 (20)4.3.10 打杆螺母 (21)4.3.11 橡胶的选取 (21)4.3.12 橡胶螺杆 (22)4.3.13 ；螺杆螺母 (22)4.3.14 模柄紧固螺钉 (22)4.4模具非标准件的设计 (22)4.4.1 拉深凸模的设计 (22)4.4.2拉深凹模的设计 (23)4.4.3 凸模固定板设计 (24)4.4.4压料圈的设计 (24)4.4.6 托板的设计 (25)5 压力机的校核 (25)6 模具装配图 (26)结束语 (27)致谢 (28)参考文献 (29)1 前言板料冲压是金属加工的一种基本方法，他用以生产各种板料零件，具有生产效率高、尺寸精度好、重量轻、成本低并易于实现机械化和自动化等特点。

机械专业综合课程设计说明书圆筒件首次拉深模设计学院（系）：专业：学生姓名：学号：指导教师：完成日期：目录第一章绪论 (1)1.1 冲压工艺与模具的发展方向 (1)1.2 我国模具技术的发展趋势 (1)第2章分析零件的工艺性 (4)2.1 工艺分析 (4)2.2 材料分析 (5)2.3 毛坯计算 (5)第3章确定工艺方案和模具总体设计 (7)3.1 确定工艺方案 (7)3.2 模具类型的选择 (7)3.3 送料方式的选择 (7)3.4 定位方式的选择 (7)3.5 卸料、出件方式的选择 (7)3.6 导向方式的选择 (8)第4章拉深模主要工艺参数的计算 (9)4.1 拉深工艺 (9)4.2 初选压力机 (9)4.3计算凸、凹模刃口尺寸及公差 (9)第5章模具主要零件的设计 (11)5.1主要工作零件的设计 (11)5.1.1 凸模的结构设计 (11)5.1.2 凹模的结构设计 (11)5.1.3 定位机构的设计 (12)5.2 模柄及固定零件 (12)5.3 压力机技术参数的校核 (14)参考文献 (16)第一章绪论1.1 冲压工艺与模具的发展方向成形工艺与理论的研究近年来，冲压成形工艺有很多新的进展，特别是精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异，冲压件的精度日趋精确，生产率也有极大提高，正在把冲压加工提高到高品质的、新的发展水平。

前几年的精密冲压主要市是指对平板零件进行精密冲裁，而现在，除了精密冲裁外还可兼有精密弯曲、拉深、压印等，可以进行复杂零件的立体精密成形。

过去的精密冲裁只能对厚度为5~8mm以下的中板或薄板进行加工，而现在可以对厚度达25mm 的厚板实现精密冲裁，并可对σb >900MPa的高强度合金材料进行精冲。

由于引入了CAE，冲压成形已从原来的对应力应变进行有限元等分析而逐步发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析，以实现冲压过程的优化设计。

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 h 8.3=∆则可得拉深高度HH=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。

凸缘圆筒形工件的拉深设计要点凸缘圆筒形工件的拉深设计要点:设计确定拉深模具结构时为充分保证制件的质量及尺寸的精度，凸缘圆筒形工件拉深设计注意点:拉深高度应计算准确，且在模具结构上要留有安全余量，以便工件稍高时仍能适应拉深凸模上必须设有出气孔，并注意出气孔不能被工件抱住面而失去作用3）有凸缘拉深件的高度取决于上模行程，模具中药设计限程器，以便于模具调整4）对于形状复杂，须经多次拉深的零件，需先做拉深模，经试压确定合适的毛坯形状和尺寸再做落料模，并在拉深模上按已定形的毛坯，设计安装定位装置。

5）弹性压料设备必须有限位器，防止压料力过大6）模具结构及材料要和制件批量适应7）模架和模具零件，要尽量是使用标准化8）放入和取出制件必须方便安全2、有凸缘圆筒形件的拉深方法及工艺计算有凸缘筒形件的拉深原理与一般圆筒形件是相同的，但由于带有凸缘，其拉深方法及计算与一般筒形件有一定差别。

1）有凸缘拉深件可以看成是一般筒形件在拉深未结束时的半成品，即只将毛坯外径拉深到等于法兰边直径d时的拉深过程就结束。

因此其变形力的压力状态和变形特点与筒形件相同。

2）根据凸缘的相对直径有凸缘筒形件可分为：窄凸缘筒形件和宽凸缘筒形件3、宽凸缘筒形件的工艺计算要点1）毛坯尺寸的技术，毛坯尺寸的计算仍按等面积原理进行，其中要考虑修边余量：根据拉深系数的定义，宽凸缘件总拉深系数仍可表示为：2）判断工件是否一次拉成，这只须比较工件实际所需的总拉深系数和h/d与凸缘件第一次拉深系数和极限拉深系数的相对高度即可。

M总>M1，当h/d4、拉深凸模和凹模的间隙拉深模间隙是指单面间隙，间隙的大小对拉深力，拉深件的质量，拉深模的寿命都有影响，若c值大时，凸缘区变厚的材料通过间隙时，校正和变形的阻力增加，与模具表面的摩擦，磨损严重，使拉深力增加，零件变薄，甚至拉破，模具寿命降低。

间隙小时得到的零件侧壁平直而光滑，质量好，精度较高。

间隙过大时，对毛坯的校直和挤压作用减小，拉深力降低，模具的寿命提高，但零件的质量变差，冲出的零件侧壁不直。

《塑性成形工艺》课程设计题目：圆筒拉深模设计姓名：灬焚书灬学号：211201182系别：材料工程系专业：材料成型及控制工程年级：2012级指导教师：2015年7月6日目录1 课程设计任务书 (3)2 冲压工艺分析 (3)2.1 结构与尺寸 (3)2.2 精度 (3)2.3 材料 (4)3 冲压工艺方案的确定 (4)4 必要工艺计算 (4)4.1 判断拉深次数 (4)4.1.1 确定零件修边余量 (4)4.1.2 确定坯料尺寸 (5)4.1.3 判断是否采用压边圈 (5)4.1.4 确定拉深次数 (5)4.2 凸模和凹模尺寸计算 (6)4.2.1 拉深模的间隙 (6)4.2.2 拉深模的圆角半径 (6)4.2.3 凸、凹模工作部分的尺寸和公差 (6)4.3 拉深力的计算 (7)4.3.1 拉深力的计算 (7)4.3.2 压力机的公称压力的计算 (8)4.3.3 压力中心的确定 (8)5 主要零件的计算 (9)5.1 凹模的尺寸 (9)5.2 凸模的尺寸 (9)5.3 凸模固定板的尺寸 (10)5.4 垫板的尺寸 (10)5.5 弹性元件的尺寸 (11)5.6 辅助零件与结构的设计 (11)5.6.1 螺钉的选择 (11)5.6.2 销钉的选择 (11)5.7 模架的选择 (11)5.7.1 上、下模座的选择 (11)5.7.2 导柱、导套的选择 (11)5.8 模柄的选择 (12)6 闭合高度的确定 (12)7 压力机设备的选用 (12)参考文献 (14)1 课程设计任务书设计题目：筒形件拉深模具设计工件图：如图1毛坯直径：56mm材料：1060铝合金厚度：1mm技术要求：零件公差按IT14级选取图1 零件尺寸图2 冲压工艺分析2.1 结构与尺寸该零件为无凸缘圆筒类拉深件，形状对称。

工件要求内形尺寸，对厚度变化没有要求。

1060铝合金材料被自由凸模反拉深，工件内圆角半径R为3mm最后按h =18mm进行修边。