高正方形盒形件拉深工艺及模具设计

目录题目盒型件拉深模设计 (2)前言 (2)第一章审图 (5)第二章拉深工艺性分析 (6)2.1对拉深件形状尺寸的要求 (6)2.2拉深件圆角半径的要求 (6)2.3 形拉深件壁间圆角半径rpy (7)2.4 拉深件的精度等级要求不宜过高 (7)2.5 拉深件的材料 (7)2.6 拉深件工序安排的一般原则 (8)第三章拉深工艺方案的制定 (8)第四章毛坯尺寸的计算 (9)4.1 修边余量 (9)4.2毛坯尺寸 (9)第五章拉深次数确定 (10)第六章冲压力及压力中心计算 (11)6.1 冲压力计算 (11)6.2 压力中心计算 (12)第七章冲压设备选择 (12)第八章凸凹模结构设计 (13)8.1凸模圆角半径 (13)8.2 凸凹模间隙 (13)8.3 凸凹模尺寸及公差 (14)第九章总体结构设计 (14)9.1 模架的选取 (14)9.2 模柄 (15)9.3拉深凸模的通气孔尺寸 (15)9.4导柱和导套 (16)9.5 推杆 (17)9.6卸料螺钉 (17)9.7螺钉和销钉 (17)第十章拉深模装配图绘制和校核 (18)10.1拉深模装配图绘制 (18)10.2 拉深模装配图的校核 (20)第十一章非标准件零件图绘制 (21)11.1冲压凸模 (21)11.2 冲压凹模 (22)11.3 压边圈 (22)11.4 凸模垫板 (23)第十二章结论 (24)参考文献 (25)题目盒型件拉深模设计其目的在于巩固所学知识，熟悉有关资料，树立正确的设计思想，掌握设计方法，培养学生的实际工作能力。

通过模具结构设计，学生在工艺性分析、工艺方案论证、工艺计算、模具零件结构设计、编写技术文件和查阅文献方面受到一次综合训练，增强学生的实际工作能力前言从几何形状特点看，矩形盒状零件可划分成2 个长度为(A-2r) 和2 个长度为(B-2r) 的直边加上4 个半径为r 的1/4 圆筒部分(图4.4.1) 。

若将圆角部分和直边部分分开考虑，则圆角部分的变形相当于直径为 2r 、高为 h 的圆筒件的拉深，直边部分的变形相当于弯曲。

方盒形拉深件的工艺性分析
方盒形拉深件是一种常用的金属加工工艺，用于制造各种形状的容器、外壳和零部件等。

其工艺性分析主要包括以下几个方面：
1. 材料选择：方盒形拉深件通常采用金属材料进行制造，如钢材、铝材等。

在选择材料时需要考虑材料的可加工性、强度、硬度和耐腐蚀性等性能，以满足产品的使用要求。

2.模具设计：方盒形拉深件的成形需要使用模具进行，模具的设计和制造对产品质量和工艺性有着重要影响。

模具设计需要考虑产品形状、尺寸、壁厚和材料特性等因素，以确保产品成形的精度和一致性。

3.拉深工艺参数：方盒形拉深件的加工过程需要控制好拉深工艺参数，包括下料尺寸、板材表面的润滑剂选择、压力和速度等。

这些参数的选择和调整能够影响产品的成形质量、表面质量和机械性能。

4.成形工艺：方盒形拉深件的成形工艺包括下料、冲裁、拉伸、回弹和修整等几个步骤。

在操作过程中需要注意控制好每个步骤的工艺要求和工艺参数，避免出现裂纹、变形或者表面质量不良等问题。

5.产品质量控制：方盒形拉深件的质量要求通常包括尺寸精度、表面质量和机械性能等方面。

在加工过程中需要控制好每个环节的工艺参数，及时发现并解决质
量问题，确保产品达到客户的要求。

总之，方盒形拉深件的工艺性分析需要综合考虑材料、模具设计、工艺参数和工艺过程等因素，以确保产品质量和工艺性能的要求。

更好地应用于实际生产中，提高方盒形拉深件的制造效率和质量。

盒形件盒形件属于非旋转体零件，包括方形盒、矩形盒和椭圆形盒等。

与旋转体零件的拉深相比，盒形件拉深时，毛坯的变形分布要复杂得多。

盒形件拉深变形特点从几何形状的特点，矩形盒状零件可以划分为2个长度为（A－2r）和2个长度为（B—2r）的直边，加4个半径为r 的1／4圆筒部分组成(图4.4.1)。

若将圆角部分和直边部分分开考虑，则圆角部分的变形相当于直径为2r、高为h的圆筒件的拉深，直边部分的变形相当于弯曲。

但实际上圆角部分和直边部分是联系在一起的整体，因此盒形件的拉深又不完全等同于简单的弯曲和拉深复合，有其特有的变形特点，这可通过网格试验进行验证。

图4.4.1 盒形件拉深变形特点拉深前，在毛坯的直边部分画出相互垂直的等距平行线网格，在毛坯的圆角部分，画出等角度的径向放射线与等距离的同心圆弧组成的网格。

变形前直边处的横向尺寸是等距的，即ΔL1=ΔL2=ΔL3，纵向尺寸也是等距的，拉深后零件表面的网格发生了明显的变化(如图4.4.1所示) 。

这些变化主要表现在：⑴直边部位的变形直边部位的横向尺寸ΔL1，ΔL2，ΔL3变形后成为ΔL1′，ΔL2′，ΔL3′，间距逐渐缩小，愈靠直边中间部位，缩小愈少，即ΔL1＞ΔL1′＞ΔL2′＞ΔL3′。

纵向尺寸△h１，△h2，△h3变形后成为△h1′，△h2′，△h3′，间距逐渐增大，愈靠近盒形件口部增大愈多，即△h１＜△h1′＜△h2′＜△h3′。

可见，此处的变形不同于纯粹的弯曲。

(2) 圆角部位的变形 ??拉深后径向放射线变成上部距离宽，下部距离窄的斜线，而并非与底面垂直的等距平行线。

同心圆弧的间距不再相等，而是变大，越向口部越大，且同心圆弧不位于同一水平面内。

因此该处的变形不同于纯粹的拉深。

从以上可知，由于有直边的存在，拉深时圆角部分的材料可以向直边流动，这就减轻了圆角部分的变形，使其变形程度与半径r相同，高度h相等的圆筒形件比较起来要小。

同时表明圆角部分的变形也是不均匀的，即圆角中心大，相邻直边处变形小。

《冲压工艺与模具设计》课程设计说明书设计题目盒形件首次拉深模设计系别机械工程系专业班级机自Y091学生姓名学号200900103017指导教师日期2012年6月目录设计任务零件工艺分析1.材料分析2.结构分析3.精度分析工艺方案的确定零件工艺计算1.拉伸工艺计算（1）确定零件修边余量（2）确定坯料尺寸（3）判断是否采用压边圈（4）确定拉深次数（5）确定各工序件尺寸（6）确定各工序件高度2.首次拉伸模工艺计算（1）首次拉深凸、凹模尺寸计算（2）拉伸力与压边力冲压设备的选用模具零部件结构的确定1.模架的确定2.模座3.凸模固定板4.模柄5.定位圈6.压边圈及卸料装置7.设置反顶装置8.螺钉与销钉拉深模装配图凸凹模零件图设计感想设计任务电器盒技术要求：未标注公差按IT14级精度制造材料为黄铜H62，t = 0.5mm设计任务：设计该零件的首次拉伸模具零件工艺性分析1.材料分析黄铜有很好塑形，拉深成形性能良好，易于冷热压力加工成型2. 结构分析零件为一无凸缘盒形件，结构简单，底部圆角半径为R1.5，壁间圆角半径也为R1.5，由最终拉伸凸模保证，材料厚度t=0.5，较薄，所以，零件具有良好的结构工艺性。

3. 精度分析盒形件外形尺寸公差为IT12级，由最后一道拉伸工序保证，侧壁孔中心距尺寸与定位尺寸公差也为IT12级，由冲孔工序保证工艺方案的确定零件的生产包括落料、拉深（需计算确定拉深次数）、冲孔，切边等工序，为了提高生产效率，可以考虑工序的复合，在此为简化模具设计不考虑工序复合。

毛坯落料后，经多次拉深成形，由机械加工方法切边保证零件高度，最后对盒形件进行冲孔。

零件工艺计算1.拉深工艺计算（1）确定零件修边余量 零件的相对高度23.12227==B H ，查表5-2（167）得修边余量mm h 5.2=∆，所以，修正后拉深件的总高应为H =27+2.5=29.5mm 。

（2）确定坯料尺寸由于盒形件壁间圆角半径与底部圆角相等，边长为B 的高方盒件毛坯直径为：mm62.70mm 5.133.05.295.172.15.143.05.292242213.133.0(72.1)43.0(413.122≈⨯+⨯⨯-⨯-⨯⨯+=+---=）（）（）r H r r H B B D 所以，高矩形盒椭圆形形毛坯尺寸为：mm B L D Lz 62.82)2234(62.70)(=-+=-+=mmrL B L 14.745.1234)2234()]5.10.43-29.5222 [5.12-(2262.072)(0.43r)]-H 2B [2r -(B D Bz =⨯--⨯⨯⨯++⨯⨯=--⨯⨯++⨯=（）（）mm D R b 31.35262.702===mmR B R L B L R bz bz z z l 62.4631.35214.7431.3561.82)14.7462.82(0.252)(0.252222=⨯-⨯-+⨯=--+⨯=（3）判断是否采用压边圈 零件的相对厚度压边圈67.010014.742100=⨯=⨯z B t ，经查表5-8（P181），需采用压边圈，防止拉伸起皱。

拉深工艺及拉深模具的设计拉深工艺是一种常见的金属加工方法，用于将平面金属材料加工成具有凹凸形状的器件或零件。

它通常涉及到将金属板材通过拉伸的方式使其变形，以达到所需的形状和尺寸。

而拉深模具则是用于支撑和引导金属板材在拉深过程中发生变形的工具。

拉深工艺的设计需要考虑多个因素，包括材料的性质、板材的厚度和尺寸、拉深的形状和深度等。

首先，根据所需拉深的形状设计模具的结构和形状，并确定所需的深度和尺寸。

其次，需要选择合适的材料和工艺参数，以确保金属材料在拉深过程中能够保持良好的塑性变形能力，并且不会发生过度拉伸、断裂或破裂。

此外，还需要考虑到加工效率和成本等因素，以优化拉深工艺的设计。

拉深模具的设计是实现拉深工艺的关键。

它通常由多个部分组成，包括上模板、下模板、导柱、导套、导向装置、弹簧等。

上模板和下模板是用于支撑金属板材并施加压力的主要部分，它们的形状和结构决定了拉深的形状和深度。

导柱和导套用于引导上模板的移动，以确保拉深的精度和稳定性。

导向装置用于确保上模板和下模板的对位精度，避免偏移和倾斜。

而弹簧则用于提供足够的弹性力，以使上模板在拉深过程中能够平稳地移动。

在拉深模具的设计过程中，需要考虑到多个因素。

首先，需要进行模具的结构和形状设计，确保其能够满足所需拉深的形状和深度。

其次，需要选择合适的材料，以确保模具具有足够的强度和硬度。

同时，还需要进行模具的冷却设计，以提高模具的寿命和加工效率。

此外，需要进行模具的装配和调试，确保其能够正常使用并满足要求的加工精度和质量。

总之，拉深工艺及拉深模具的设计需要考虑到多个因素，包括材料的性质、工艺参数、加工效率和成本等。

通过合理的设计和优化可以实现高效、精确和稳定的拉深加工。

华中科技大学材料学院盒形件加工工艺与模具设计班级：XXXXXXX学生姓名：X X X学号：XXXXXXX时间：2015年1月1、零件工艺性分析 02、工艺方案的确定 03、工艺计算 (2)3.1拉深部分工艺计算 (2)3.2落料时冲裁工艺计算 (7)4、冲压设备的选用 (11)5、落料拉深模主要零部件计算 (12)5.1落料凹模设计计算 (12)5.2拉深凸模设计计算 (13)5.3固定板设计计算 (14)5.4卸料结构计算 (15)5.5压边圈设计计算 (16)5.6凸凹模设计计算 (17)5.7其它零件设计和选用 (17)5.8模具闭合高度计算 (22)6、模具总装图的绘制 (23)7、结束语 (23)8、参考文献 (24)1、零件工艺性分析1.1零件结构图示图1.1：加工零件图1.2零件结构分析工件为矩形盒形件，零件形状简单，要求为外形尺寸；尺寸为长、宽、高分别为45mm ，27mm ，20mm ；料后t=0.4mm ，没有厚度方向上不变的要求；底部圆角半径p r =3mm ，矩形四个角处圆角半径为r =4mm ，满足拉深工艺对形状和圆角半径的要求。

1.3材料性能分析零件所用材料为H68M ，拉伸性能好，易于成形。

1.4精度等级分析公等级定为IT14级。

满足普通冲压工艺对精度等级的要求。

2、工艺方案的确定由上分析，该零件为矩形盒形件，可采用拉深成形。

为确定拉深工艺方案，先计算拉深次数与相关工艺尺寸。

2.1修边余量 工件相对高度0h 20==5r 4，则依据下表可知修边余量 0h=~h =0.0420=0.8mm ∆⨯（0.030.05）。

工件相对高度△h 2.5~6 7~17 18~44 45~100工件修边余量h0（0.03~0.05）h0（0.03~0.05）h0 （0.03~0.05）h0 （0.03~0.05）h0表2.1：无凸缘盒形件的修边余量表 2.2相关工艺尺寸计算毛坯相对厚度t 0.4100100 1.48b 27⨯=⨯=； 矩形盒形件相对半径r 4==0.148b 27； 矩形盒形件拉深响度高度0h +h h 20+0.8===0.77b b 27∆；2.3判断拉深次数根据相关工艺尺寸计算结果，由下图可知，应选择一次拉深成形即可。

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。

拉深盒型件拉深工艺引言拉深技术（Deep drawing）是一种常用的金属成形工艺，广泛应用于各种盒型件的制造中。

拉深盒型件能够满足不同行业的需求，例如汽车零部件、电器外壳、容器等。

本文将详细介绍拉深盒型件的拉深工艺流程，包括材料选择、模具设计、拉深过程控制等方面内容。

1. 材料选择在拉深盒型件的制造中，常用的材料包括冷轧钢板、不锈钢、铝合金等。

不同的材料具有不同的性能和适用范围，因此在选择材料时应考虑以下几个因素：•材料的可塑性：材料必须具有良好的可塑性，能够在拉深过程中充分变形，以适应盒型件的形状需求。

•材料的强度：材料必须具有足够的强度，能够承受盒型件的工作载荷，并保持其结构的稳定性。

•材料的耐腐蚀性：根据具体使用环境的要求，选择具有良好耐腐蚀性的材料，以延长盒型件的使用寿命。

2. 模具设计模具的设计是拉深工艺中十分重要的一环。

一个合理设计的模具能够保证拉深过程的稳定性和成品的质量。

模具设计应考虑以下几个因素：•盒型件的形状和尺寸：根据盒型件的形状和尺寸要求，确定模具的结构和尺寸，以确保拉深盒型件的准确性和一致性。

•模具的材料选择：模具通常采用高强度、高硬度的材料，如工具钢。

选择合适的模具材料可以增加模具的使用寿命和抗磨耗性。

•模具的润滑与冷却：为了减少摩擦和热量积聚，需要在模具表面涂覆润滑剂，并设置冷却系统，以确保模具的稳定工作和成品的质量。

3. 拉深过程控制拉深过程中的控制是确保产品质量的关键。

合理的拉深过程控制可以预防一些常见的问题，例如皱纹、裂纹和破裂等。

以下是一些常用的拉深过程控制方法：•拉深力的控制：根据盒型件的形状和尺寸，合理调整拉深力，以避免过度应力导致拉深失效。

•润滑效果的控制：合适的润滑剂类型和涂覆方式可以减少摩擦，防止盒型件与模具之间的粘连，从而提高产品的表面质量。

•模具温度的控制：通过控制冷却系统的温度，可以有效地降低模具和盒型件的温度，从而减少热裂纹的发生。

•拉深速度的控制：拉深速度的选择要根据材料的可塑性和盒型件的复杂程度来确定，以保证拉深过程的稳定性和成品的质量。

拉深盒型件拉深工艺盒形件属于非扭转体零件，包含方形盒、矩形盒和卵形盒等。

与扭转体零件的拉深比拟，盒形件拉深时，毛坯的变形分布要复杂得多。

盒形件拉深变形特点从几何外形的特点，矩形盒状零件可以划分为2个长度为（A－2r）和2个长度为（B—2r）的直边，加4个半径为r 的1／4圆筒部分构成(图4.4.1)。

若将圆角部分和直边部分别开推敲，则圆角部分的变形相当于直径为2r、高为h的圆筒件的拉深，直边部分的变形相当于曲折。

但实际上圆角部分和直边部分是接洽在一路的整体，是以盒形件的拉深又不完全等同于简单的曲折和拉深复合，有其特有的变形特点，这可经由过程网格实验进行验证。

图4.4.1 盒形件拉深变形特点拉深前，在毛坯的直边部分画出互相垂直的等距平行线网格，在毛坯的圆角部分，画出等角度的径向放射线与等距离的齐心圆弧构成的网格。

变形前直边处的横向尺寸是等距的，即ΔL1=ΔL2=ΔL3，纵向尺寸也是等距的，拉深后零件外面的网格产生了明显的变更(如图4.4.1所示) 。

这些变更重要表示在：⑴直边部位的变形直边部位的横向尺寸ΔL1，ΔL2，ΔL3变形后成为ΔL1′，ΔL2′，ΔL3′，间距逐渐缩小，愈靠直边中心部位，缩小愈少，即ΔL1＞ΔL1′＞ΔL2′＞ΔL3′。

纵向尺寸△h１，△h2，△h3变形后成为△h1′，△h2′，△h3′，间距逐渐增大年夜，愈接近盒形件口部增大年夜愈多，即△h１＜△h1′＜△h2′＜△h3′。

可见，此处的变形不合于纯粹的曲折。

(2) 圆角部位的变形 ??拉深后径向放射线变成上部距离宽，下部距离窄的斜线，而并非与底面垂直的等距平行线。

齐心圆弧的间距不再相等，而是变大年夜，越向口部越大年夜，且齐心圆弧不位于同一程度面内。

是以该处的变形不合于纯粹的拉深。

从以上可知，因为有直边的存在，拉深时圆角部分的材料可以向直边流动，这就减轻了圆角部分的变形，使其变形程度与半径r雷同，高度h相等的圆筒形件比较起来要小。