拉深模具设计说明书

前言冷冲压是建立在金属塑性变形的基础上，在常温下利用安装在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，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的一种压力加工方法。

在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。

冷冲模在实现冷冲压加工中是必不可少的工艺装备，没有先进的模具技术，先进的冲压工艺就无法实现。

冷冲压的特点有：1，节省材料2，制品有较好的互换性3制品有较好的互换性4生产效率高5操作简单6由于冷冲压生产效率高，材料利用律，故生产的制品成本较低。

冷冲压加工在汽车、拖拉机、电机、电器、仪表和日用品生产中，已占据十分重要的地位，特别是在电子工业产品生产中，已成为不可缺少的主要加工方法之一。

随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压及模具技术也在不断革新与发展。

主要表现在以下几个方面：一.工艺分析计算方法现代化现在已开始采用有限变形的弹塑性有限方法，对复杂成形件的成形过程进行应力应变分析的计算机模拟。

二.模具设计制造技术现代化工业发达国家正在大力开展模具计算辅助设计和制造（CAD/CAM）的研究。

采用这一技术，一般可提高模具设计制造效率的2-3倍，应用这一技术，不仅可以缩短模具设计制造周期，还可提高模具质量，减少设计和政治早人员的重复劳动，使设计者有可能把精力用在创新开发上。

三.冲压生产机械化与自动化与柔性化为了适应大批量，高效率生产的需要，在冲压模具和设备上广泛应用了各种自动化的进出料机构。

对于大型冲压件，专门配置了机械手和机器人，这不仅大大的提高了冲压件的生产品质和生产率，而且也增加了冲压工作和冲压工人的安全性。

在中小件的大批量生产方面，现已广泛应用于多工位压力机活、或高速压力机。

在小批量生产方面，正在发展柔性制造系统（FMS）。

四.为了满足产品更新换代快和小批量生产的需要，发展了一些新的成形工艺，简易模具，数控冲压设备和冲压柔性制造技术等。

五.不断改进板料的冲压性能最后，关于冲模的破损机理与手，寿命分析，以及新型模具材料方面，进年来也有不少新的进展。

一零件的工艺性分析(一)冲裁的工艺性要求1.材料性能由表8-49()1τ=260~340MPa (取τ=300 MPa) σb=300~440 MPa(取σb=400 MPa)σs =210 MPaδ=29% Е=19800 MPa由表2-10()2知：08钢板有较好的塑性，有较低度的硬度，适用于各种压力加工。

2.冲裁件的尺寸精度与端面粗糙度冲裁件各尺寸精度均应为IT11级，没有IT12级，适宜冲裁。

3.冲裁件的结构工艺性1）的形状应力求简单，规则，使排样时废料最少。

该零件为轴对称图形,冲裁形状均为圆形,符合.2 ）零件内外形转角处应避免清角，如无特殊要求，应允许用R>0.25t的圆角过度。

该零件圆角度数为3mm,,符合.3）件外形需避免有过长的悬臂或过窄的凹槽。

零件不存在上述情况.4）冲裁件上比孔与孔之间，孔与零件边缘之间的壁厚不能过小，以免影响凹模强度和冲裁质量，壁厚主要与孔的形状和料厚有关。

通常取C≥1.5t C ́≥t 弯曲件或拉深件上冲孔的位置，应设置在使孔壁位于两交接面圆角区之外的部位，以防止冲孔时凹模因受不对称的侧压力作用而啃伤刃口或使小凹模折断。

通常取孔壁至零件直壁间的距离l≥R+0.5t(130-115)/2=4.5 > 3+0.5*1.5=3.75(115-100/2=4.5 > 3+0.5*1.5=3.75符合5）零件上的冲孔的尺寸不宜过小，否则极易损坏冲孔凸模。

冲孔的最小尺寸与孔的形状，材料，种类和厚度有关。

冲孔凸模工作时是否有导向装置有关。

查表1-1()3知: 无导向d≥ t 6>1.5(二) 拉深件的工艺性要求1.材料性能由表8-49()4知：τ=260~340MPa (取τ=300 MPa) σb=300~440 MPa(取σb=400 MPa)σs =210 MPaδ=29% Е=19800 MPa由表2-10()5知：08钢板有较好的塑性，有较低度的硬度，适用于各种压力加工2.拉深件的尺寸精度拉深件的结构尺寸精度一般不高于IT11级。

如果要求尺寸精度高于IT13级，则需增加校形工序。

3.深件的结构工艺性1）深件的结构形状应简单，对称，尽量避免急剧的外形变化。

标注尺寸时，根据使用要求只能标注内形或外形尺寸。

设计拉深件时应考虑到筒壁及凸缘厚度的非均匀性及其变化规律。

该零件为凸缘圆筒形体，要求外形尺寸，没有厚度不变的要求2）拉深件的高度拉深件的高度h对拉深成形的次数和成形质量均有重要影响。

一次拉深成形的带凸缘筒形体：当D/d≤1.5时，h≤(0.4-0.6)dD/d=143/98.5=1.45177665 < 1.540-1.5=38.5 0.4*98.5 ~0.6*98.5 =39.4~59.13）拉深件的圆角半径(1) 拉深件凸缘与筒壁间的圆角半径应取r1≥2t ,当r1< 2t时，需要整形工序。

(r1=3)=(t=1.5)*2(2)拉深件底与筒壁间的圆角半径应取r2≥t。

当零件r2<t时，需加整形工序。

(r2=3)>(t=1.5)(3)带凸缘拉深件的直径应取D≥d+10t，以便拉深时用压料挤压紧不起皱。

.D=143>d+10t=98.5+10*11.5=113.5二. 分析比较和确定工艺方案由表1-127()1知：带凸缘圆筒形体的毛坯形状为圆形。

按等面积法确定毛坯的尺寸。

(一) 计算毛坯尺寸1. 修边余量的确定凸缘的相对直径d 凸=143/(100-1.5)=1.45177665≈1.4 查表4-4()2 知： 修边余量∆h=4.3mm2. 计算毛坯尺寸D查表4-7()3 知： 得有凸缘圆筒件的毛坯直径为D=)4)(5.0)(72.12122212dH r r b d r r d +--+-凸d 凸=143+2∆h =143+2*4.3=151.6mm r 1=r 2=10+t/2=10+1.5/2=10.75mm d=98.5mm H=40-1.5=38.5mm 代入上式，得毛坯的直径为：D=5.38*5.98*45.98*75.10*2*72.16.1512+- =185.7660626 =185.5(二)计算拉深次数查表1-3()4知：冷轧钢板厚度的允许偏差为±0.12即D=98.5±0.12工件总的拉深系数：m总=d/D=98.5/186=0.529569892≈0.53工件总的拉深相对高度：H/d=38.5/98.5=0.39凸缘相对直径：d凸/d=151.6/98.5=1.5339086294毛坯相对厚度：t/D*100=1.5/186=0.8064516≈0.81查表4-9()5知：有凸缘圆筒形件第一次拉深的最小拉深因数m=0.47查表4-9 ()6得有凸缘圆筒形件第一次拉深的最大相对高度h/d=0.44~0.3由于m总>m1H/d<h1/d1,所以依次拉深就可以成形。

(三)确定工艺方案及模具形式根据以上分析计算，可以进一步明确该零件的冲压加工需包括以下基本工序：落料，拉深，冲孔，切边。

根据这些基本工序，可以拟出如下三种方案：方案一：落料与拉深复合，冲孔与切边复合方案二：落料，拉深、冲孔和切边复合。

方案三：落料，拉深，冲孔切边分析比较上述三种加工工艺，可以看到：方案二，可以直接拿落好的料进行加工，这样一来只需要一副模具，大大减少模具设计任务，但是，由于拉深后材料会有所收缩，在凸缘上不但需要钻孔，还需要切边，根据上述计算，这样复合模的壁太薄，强度不够。

所以方案二不可行。

在看方案三，均为单工序，虽然各个模的设计会简单些，强度，精度也能很好的达到要求，但四副模具的设计量太大，而且加工过程需要多次定位，很是麻烦。

再看看方案一，既能达到模具的设计要求，有能尽可能减少工作量，而且两个工序放在一起，也能充分发挥一副模的作用，提高生产效率。

综合，上述分析，我选择了方案一，作为本次设计的方案。

三. 工序设计与工艺计算(一)排样，裁板方案毛坯的直径为Ø 186，考虑到操作方便，排样采用单排。

由表2-16()1得搭边值：条料两边进距方向：a=1.5 条料两边：a1=1.3无侧压装置时条料的宽度B0∇-=[]0111)(2∆-+∆+=ZaD()2式中：B--条料宽度的基本尺D--垂直送料方向的零件尺寸a--侧搭边值∆--条料宽度的单Z1--条料与侧面导料板间的间隙由表2-3()3知：剪料公差∆=0.8 导料板间的间隙Z1=0.3代入上式B0∇-=[3.0)8.03.1(2186+++]0∆-=190.50∆-导料板间距为B1=B+Z1=190.5+0.3=190.8进距D+a=186+1.5=187.5拟选用板料的规格为：1.5X900X1800若用纵裁：裁板条数 n 1=b B =5.1901000≈5 每条个数：n 2=h a A 1-=5.1875.12000-≈=10 每板总个数：n 总= n 1X n 2=5X10=50材料利用率： 总η=%100)4422AXBd D X n -（总π=20001000)6186(45022X X-π100%=67.8%若用横裁：裁板条数 n 1'=b A =5.1902000≈10 每条个数 n '2=h a B 1-=5.1875.11000-5≈ 每板总个数 n ‘总=n ’1Xn ‘2=10X5=50材料利用率 总η=AXB d D n ）（’总2244-π100%=20001000)6186(45022X X -π100%=67.8% 两者的材料利用率相同，考虑到纵裁没有纤维方向性的要求，所以优先选用纵裁。

(二)确定中间工序尺寸因为该零件各工序可以一次达到，所以零件的要求尺寸即为工序尺寸。

四. 压力、压力中心计算及压力机选择(一) 压力中心因为该零件为轴对称件,其对称中心即为压力中心(二) 压力查表2-15()1知: K卸=0.025~0.06 取K卸=0.04 K推=0.05 K顶=0.06查表19.4-47()2知:K=1.1(三) 落料拉深工序落料力F冲=b Ltσ()3=3.14*186*1.5*400 =350424卸料力F卸= K卸F冲()4 =0.04*350424 =14016.96拉深力F拉=bdtKσπ()5=1.1*3.14*98.5*1.5*400 =204131.4压边力FQ =[]PrdD)2(*412凹+-π()6=3.14*[]5.2*)5.11*25.98(18622+-=38923.73438≈38923.73这一工序的最大的总压力在离下死点40稍后就达到F总=F冲+ F卸+ FQ=350424+14016.96+38923.73 =403364.69(四)切边工序4*Φ6冲压力：F冲=4*bLtσ()7=4*3.14*6*1.5*400 =45216卸料力：F卸= K卸F冲()8 =0.04*45216 =1808.64推料力：F推=冲推FnK()9=4*0.05*45216 =9043.2切边力：F切=bLtσ()10=3.14*143*1.5*400=269412废料刀切废料所需压力（设两把废料刀）F=2*（151.6-143）*1.5*400=10320总压力：F总= F冲+ F卸+F推+F切+ F=45216+1808.64+9043.2+269412+10320 =335799.84五． 模具结构设计根据确定的工艺方案和零件的形状特点,精度要求,所选设备的主要技术参数,模具制造条件以及安全生产等选定其模具的类型及结构形式.落料拉深复合模(一)模具结构形式的选择采用落料拉深,首先要考虑落料凸模兼拉深凹模的壁厚是否过薄.凸凹模壁厚 (186-98.5)/2=43.75能保证足够强度,故采用复合模.落料拉深复合模常采用落料正装式，拉深倒装式。