冲压模具课程设计——盖第一次拉深模具设计

课题：微电机外壳首次拉深模具设计摘要本次设计是微电机外壳冲压模具设计，根据零件的尺寸、材料、技术要求等，分析零件的成形工艺、制订工艺方案、设计模具结构、毛坯尺寸计算、工艺参数计算。

其中工艺参数计算主要有确定排样和裁板，计算冲压压力，初选压力机，计算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后设计选用零、部件，对压力机进行校核。

最后绘制模具装配总图。

在结构设计中，主要对凸模、凹模、凸凹模、定位制件、卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计，对于部分零部件选用的是标准件，这样可以节约时间课程、难度等，并且在结构设计的同时，对部分零部件进行了加工工艺分析。

此次的微电机外壳工序为落料→拉深（带压边4次）→冲孔+修边→切口。

主要说明的是首次拉深模的设计，解决首次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图，最终完成这次课程设计。

关键词：落料首次拉深单排修边切口目录第1章概论 (1)1.1冲压模具在制造业的地位 (1)第2章工艺方案分析及确定 (2)2.1 冲压件工艺分析 (2)2.2冲压工艺方案的确定 (3)第 3章拉深件工艺计算 (4)3.2排样 (4)3.3 各工序尺寸计算 (5)3.4 压力计算与设备选择 (7)3.5拉深模工作零件设计与计算 (8)3.6弹性装置的选用与计算 (9)第4章模具结构的确定 (10)4.1 模具的形式 (10)4.2 定位装置 (10)4.3 导向零件 (11)4.4 模架 (11)第5章模具零件加工工艺过程 (11)第6章模具结构图 (13)第7章首次拉深模具装配图、零件图(见附图） (15)第8章总结 (16)第9章参考文献 (17)第1章概论1.1冲压模具在制造业的地位由于冷冲压加工具节省材料、良好的互换性、成产效率高、操作简单、可以加工薄壁形状复杂表面质量好刚性好的零件、生产成本低的优点。

因此在生产中得到广泛应用，在汽车、拖拉机、电机、电器、仪表和日用生产品种，已占据十分重要的低位。

材料工程系模具设计与制造专业冲压/塑料模具设计与制造实训说明书姓名：王永才班级：模具122学号：121304237指导教师：原国森日期：2015年4月河南机电高等专科学校目录第一章绪论1.1 国内外模具的现状和发展趋势1.2 深圆筒拉深件模具设计与制造方面第二章圆筒冲压工艺的分析2.1 拉深件工艺分析2.2 拉深工艺计算和工艺方案2.2.1 工艺方案的确定2.2.2 计算毛坯尺寸2.2.3 确定是否用压边圈2.2.4 拉深次数的确定2.2.5 排样及相关的计算2.3 压力、压力中心计算及压力机的选用2.3.1 压力计算2.3.2 压力机的选用第3章模具的结构设计3.1 模具工作部分的计算3.1.1 拉深模的间隙3.1.2 拉深模的圆角半径3.1.3 凸凹模工作部分的尺寸和公差3.1.4 选用模架、确定闭合高度及总体尺寸3.2 模具零件的结构设计3.2.1 拉深凹模3.2.2 拉深凸模3.2.3 打料块3.2.4 压边圈3.2.5 导柱、导套3.2.6 其他零件3.3模具总装图第一章绪论1.1模具设计的重要性与现状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。

我国模具近年来发展很快，据不完全统计，2003年我国模具生产厂点约有2万多家，从业人员约50多万人，2004年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，2004年模具产值530亿元。

进口模具18.13亿美元，出口模具4.91亿美元，分别比2003年增长18%、32.4%和45.9%。

进出口之比2004年为3.69:1，进出口相抵后的进净口达13.2亿美元，为净进口量较大的国家。

在2万多家生产厂点中，有一半以上是自产自用的。

在模具企业中，产值过亿元的模具企业只有20多家，中型企业几十家，其余都是小型企业。

近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；专业模具厂数量增加，能力提高较快；"三资"及私营企业发展迅速；国企股份制改造步伐加快等虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要。

课程设计（论文）题目：拉深模具设计图纸：目录课程设计（论文） (1)前言 (4)1. 冲裁件工艺性分析 (5)1.1材料选择 (5)1.2工件结构形状 (5)1.3尺寸精度 (5)2. 冲裁工艺方案的确定 (5)3. 模具结构形式的确定 (6)4.模具总体结构设计 (6)4.1模具类型的选择 (7)4.2操作与定位方式 (7)4.3部分零部件的设计 (7)4.3.1凸模的设计 (7)4.3.2卸料部分的设计 (7)4.3.3推件装置的设计 (8)4.3.4模架的设计 (8)4.3.5模架的选用 (9)4.3.6上、下模座的选用 (9)4.4工作零件材料的选用 (9)5.模具工艺参数确定 (9)5.1排样设计与计算 (9)5.2搭边值的确定 (10)5.3材料利用率的计算 (10)5.4凸、凹模刃口尺寸的计算 (11)5.4.1刃口尺寸计算的基本原则 (11)5.4.2刃口尺寸的计算 (11)6.计算冲压力与压力机的初选 (12)F的计算 (13)（3）顶件力q2F+1q F+2q F (13)根据模具结构总的冲压力F=P7. 模具压力中心的确定 (13)8.冲压设备的选择 (14)通过校核，选择开式双柱可倾式压力机J23—80能满足使用要求。

其主要技术参数如下： (14)9.模具零件图 (14)10.模具总装图 (15)模具总装图的零件间的装配配合要求按下表选用： (16)总结 (18)参考文献 (20)前言冲压加工是现代机械制造业中先进高效的加工方法之一。

冲压加工的应用十分广泛，不仅可以加工金属材料，而且可以加工非金属材料。

在现代制造业，比如汽车、拖拉机、农业机械、电机、电器、仪表、化工容器、玩具以及日常生活用品的生产方面，都占有十分重要的地位。

当然，冲压加工在我国也存在着一些问题和不足。

如机械化、自动化程度低、生产集中度低、冲压板材自给率不足、品种规格不配套、科技成果转化慢、先进工艺推广慢、专业人才缺乏、大、精模具依赖进口等，因此，我们将还有很长的路要走。

课程设计带凸缘筒形件首次拉深的拉深模设计一、工艺分析1，冲压工艺方案的设定：考虑到零件的生产批量，经过分析得采用反拉深复合膜生产。

2，先剪切条料→落料→第一次拉深→……第四次拉深→修边。

二、工艺参数的计算 。

如上右图所示的拉深件。

（1） 查表4-6选取修边余量Δd 由d 凸d=7529=2.6 、 d 凸=75mm 得出Δd=2.2实际d 凸=75+2×2.2＝79.4≈79 （2），初算毛坯直径。

根据公式（4-9a ）得出：D ＝√d 12+4d 2h +2πr (d 1+d 2)+4πr 2+d 42−d 32，将d 1=20 d 2=29 d 3=38d 4=79 h=40 r=4 代入上式得出D=√202+4×29×40+2×3.14×4(20+29)+4×3.14×42+792−382 =√6472+4797≈106,其中6472为工件不包含凸缘部分的表面积，即零件实际需要拉深部分的面积。

（3），判断能否一次拉出。

由h d =4929=1.69 、d 凸d=7929=2.72 、 t D ×100=1106x100=0.94查表4-14得出h1d 1＝0.17﹣0.21、而零件实际需要的为1.69、因此不能一次拉深完成。

（4），计算拉深次数及各工序的拉深直径。

，因此需要用试凑法计算利用表4-14来进行计算，但由于有两个未知数m和d td1拉深直径。

下面用逼近法来确定第一的拉深直径。

的值为由于实际拉深系数应该比极限拉伸系数稍大，才符合要求，所以上表中d td11.5、1.6、1.7的不合适。

因为当d t的值取1.4的时候，实际拉深系数与极限拉深系数接近。

故初定第一次d1拉深直径d1=56.因以后各次拉深，按表4-8选取。

故查表4-8选取以后各次的拉深系数为当m2=0.77时d2=d1×m2=56×0.77=43mm当m2=0.79时d3=d2×m3=43×0.79=34mm当m3=0.81时d4=d3×m4=34×0.81=27mm＜29mm因此以上各次拉程度分配不合理，需要进行如下调整。

拉深模设计实例（课程设计）（毕业设计）如图4.11.1所示阶梯形盖，大批量生产，材料为08钢板，料厚为1.5mm ，试进行冲压工艺分析，确定工艺方案，并设计拉深模具。

设计步骤如下:1. 零件的工艺性分析这是一个阶梯形零件，形状简单，没有厚度不变的要求，零件的各处的圆角半径满足拉深对圆角半径的要求。

其尺寸公差为自由公差，满足拉深工序对工件公差等级的要求。

材料10钢的拉深性能较好。

（1）计算毛坯直径及相对厚度毛坯计算方法有多种，下面用解析法求坯料尺寸。

先作出计算毛坯分析图，如图4.11.2所示。

为了计算方便，先按分析图中所示尺寸，计算出中性层母线的各段长度i L 及母线形心到旋转轴线的距离xi Ｒ，并将计算数据列于表4-23中。

图4.11.1 阶梯形盖 图4.11.2 毛坯计算分析图表4-23 毛坯计算汇总表 （mm ）根据公式（4-11）计算得毛坯直径：D 206mm坯料的尺寸也可以根据拉深前后表面积不变，借助pro/E 等CAD 软件求出。

过程如下：（1） 先在pro/E 软件中进行造型， 如图4.11.3所示，因为零件的内、外表面积的不同，造型过程要注意，把零件的中间层设为实体的外表面或内表面，以便于测量；（2） 复制曲面，点击菜单中分析→ 测量；（3） 选择类型为“面积”，曲线/边为“面组”，投影方向选择为“无”，即可计算出被选中曲面的表面积，如图4.11.4所示。

由图4.11.4可知，零件的表面积A=33434.8mm 2，坯料的直径：206mm D ==≈计算相对厚度： 1.52060.72%t D == （2）确定拉深次数54.557.50.95n h d ==；根据公式（4-21），查表4-11，得拉深次数为2。

（3）计算第一次拉深工序尺寸 为了计算第一次拉深工序尺寸，利用等面积法，求出第一次拉深后工序件的直径和深度。

由于参与第二次拉深变形的区域是从图4.11.2中的L 5开始，因此以L 5开始计算面积，并求出相应的直径。

课程编号：课程设计说明书设计人：XXX专业班级：XXXX学号：XXXXX指导教师：XXX日期：X年X月X日目录一、序言 (3)二、设计任务书及产品图 (4)三、拉深模设计的前期准备 (5)四、拉深工艺计算 (7)五、拉深模零件的设计计算 (9)六、模具类型及结构形式的选择 (13)七、工作零件及主要零件的结构形式 (15)八、参考文献 (17)一、序言模具是制造业的基础工业设备，被广泛用于制造业的各个领域。

其中拉深模更是占有十分重要的地位。

拉深技术应用范围十分广泛，在国民经济各个部门中，几乎都有拉深加工产品。

它不仅与整个机械行业密切相关，而且与人们的生活紧密相关。

由于它具有生产效率高、生产成本低、操作简单、适合大批量生产等优点，在我国现代化建设中有着很好的发展前景。

我们这次课程设计的任务就是设计一套拉深模具，即就老师所给的零件、生产要求以及精度要求，设计出一套符合要求的拉深模。

由于时间紧迫、经验不足，在设计过程中走了不少弯路，犯了不少错误。

总之，在设计中难免有疏漏和不当之处，恳请谅解。

也相信在今后的实践工作中能一步一步弥补以上不足。

在这次设计过程中，对拉深模具有有了深一步的了解，获得了一定的设计经验，为将要到来的毕业设计打下了基础。

在这中间得到了XXX老师的和广大同学的热心帮助，在此表示感谢。

二、设计任务书及产品图已知：(1) 产品名称：支座（2）产品零件图：（3）生产批量：大批量。

（4）零件材料：10钢。

（5）材料厚度：。

求作：（1）进行拉深工艺性分析（从材料、零件结构、尺寸精度几个方面进行）。

（2）确定工艺方案及模具结构类型。

（3）进行相关工艺计算，包括：拉深工艺计算；拉深模零件的设计计算；设备选择等。

（4）绘制模具总装配图（5）绘制工作零件及主要零件的零件图（6）编写课程设计说明书要求：根据所设计工件的尺寸、形状、批量等原始数据和要求，每人独立设计、绘制完成一套拉深模具。

包括：（1）模具装配图1张（按照1：1比例，或适当比例）；（2）模具工作零件图2-3张（按照1：1比例，或适当比例）；（3）设计说明书1份；三、拉深模零件的工艺性分析分析零件拉深工艺性制件为无凸缘圆筒形零件，要求外形尺寸，对厚度变化没有要求。

拉深模具的设计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。

下面将先容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，拉深凸模要深进到凹模下面，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。

目录前言课题 (2)第一章拉深件的工艺分析 (3)第二章冲压工艺设计方案 (7)第三章拉深工艺的计算 (9)第四章拉深模零件图的设计绘制 (12)第五章拉深零件的校核 (15)第六章模具使用说明书及维护方式 (15)第七章参考文献 (17)课题:零件名称：盖生产批量：大批量材料：Q235材料厚度：1mm要求：第一次拉深模第一章拉深件的工艺分析一、拉深的工艺分析①拉深件的结构尺寸1、由课题件图纸形状尺寸可知：此拉深件简单、对称、并能一次性拉深成型。

2、本拉深件没有特殊要求壁厚公差或变薄量，故不考虑拉深所造成的拉伸工艺壁厚变化。

3、此拉深件没有特殊要求工件的表面质量，故可以使用拉深成型工序完成此工件的成型，在拉深过程中要尽量保证表面质量避免拉深过程中可能产生的痕迹。

4、由拉深件的图纸可知，本件的底部或者凸缘上没有侧孔，故不考虑侧孔对拉伸的影响。

5、拉深件的底与壁的圆角r应该满足r=2≥t=1，故符合拉深的要求、可以一次拉深成型。

②拉深的精度1、一般情况下拉深的尺寸应该在IT13级以下，不宜高于IT11级，由表6-2知此件的高度尺寸精度为±0.5，径向尺寸的偏差为±0.4，由图纸未标注精度要求，故可认为此件符合拉深的精度要求，适合拉深。

③拉深的材料1、此件的材料为Q235，查表σS=235MPa，σb=400MPa，σS/σb=0.588≤0.66，故此件拉深过程中不易变薄或者拉裂，适合拉伸成型。

二、冲裁的工艺性分析由拉深件的成型工艺性可知：对于本端盖拉深件，应先采用冲裁完成端盖毛坯的的落料，然后再完成后续拉深工序，故此拉深件不仅仅要满足拉深工艺的要求还要满足冲裁落料工艺性的要求。

①经济性分析通过如下方面对冲压件的经济性成本进行分析：（1）查资料可知材料费占总成本的65%-75%,另加上工人的劳动费（2）对于冲压件批量的问题看是否需要大小或者中批量生产，由图纸可知该冲压件为大批量生产，所以冲压式可采用级进连续冲压或者复合模冲压。