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盒形件拉深模设计

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《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BH，查表5-2（167）得修边余量mmh5.2，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：

mm62.70mm5.133.05.295.172.15.143.05.292242213.133.0(72.1)43.0(413.122）（）（）rHrrHBBD

所以，高矩形盒椭圆形形毛坯尺寸为：

mmBLDLz62.82)2234(62.70)(

mmrLBL14.745.1234)2234()]5.10.43-29.5222 [5.12-(2262.072)(0.43r)]-H2B [2r-(BDBz（）（）

mmDRb31.35262.702

mmRBRLBLRbzbzzzl62.4631.35214.7431.3561.82)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zBt，经查表5-8（P181），需采用压边圈，防止拉伸起皱。

（4）确定拉深次数

零件相对高度341.1225.29BH，

毛坯相对厚度67.010014.742100zBt，

查表5-15（P192）知盒形件所需拉伸次数为4，

（5）确定各工序件尺寸

矩形盒形件拉伸过渡工序件为椭圆形，最后再拉伸成矩形零件，

已知零件为四次拉伸，从第三道工序开始计算，第三道拉伸成椭圆形，其工序件尺寸为：

由公式δ=（0.2-0.5）r，取角部壁间距δ=0.25×1.5=0.375mm

73.23375.05.141.0340.705r41.0705.03－δ－LRl

27.15375.05.141.0220.705r41.0705.03－δ－BRb

46.3522)23473.23(2)2(2B42.5422-3415.272B)-L(23Z333BLRRLlbZ＋

按尺寸画出其轮廓如图

第二道工序尺寸：

从椭圆形拉伸成椭圆形时，两道工序件的壁间距离为

11)33.0~18.0()33.0~18.0(11nnbnlnRbRl

取5.427.152947.02947.0b 523.73211.0211.03333blRRl

46.455246.35254.515.4254.422332332lBBbLLZZZZ

按尺寸画出轮廓图可知应选曲率半径为：

4.234.2722blRR

第三道工序尺寸：

取64.23256.0256.0b 727.40.255 255.02222blRRl

46.597246.45254.636254.512221221lBBbLLZZZZ

按尺寸画出轮廓图可知应选曲率半径为：

5.301.3311blRR

则

54.9254.6362.82234.7246.5914.7421111ZZZZLLbBBl

所以

31.05.3054.922.01.3334.71111blRbRl

在壁间距离范围之内

各工序轮廓尺寸如下图;

（6）确定各工序件高度

由t = 0.5，查表5-17（P205）取首次拉伸凹模圆角半径为4r1d，根据公式

1129.0~7.0)8.0~6.0(dndnddrrrr）（

依次取4.22dr 8.13dr 5.14dr

取凸模圆角半径与盒形件底部圆角半径与凹模圆角半径相等

椭圆面积公式与周长公式为：

abs )(42babl

a和b 分别为椭圆的长半轴和短半轴，即2ZL，2ZB

根据表面积不变原则，得

)(2)r586.0(5.0)r()(2)r2)(r2(25.025.011111111111111ZZZZZZZZZZBLBrhBLBBLBL

则12.11)(2)(2)r586.0(r5.0)r2)(r2(25.025.0r11111111111111ZZZZZZZZZZBLBBLBBLBLh

盒形件相对圆角半径0673.046.59411ZBr 相对高度8.2412.1111rh

查表5-13（P191）知拉伸高度符合要求，没超过拉伸极限

同理：

5.29663.37)2(2)2(22)r586.0()r586.0(r)2)(2(25.0r314.29)(2)(2)r586.0(r5.0)r2)(r2(25.025.0r15.20)(2)(2)r586.0(5.0)r2)(r2(25.025.0r444443333333333333322222222222222RLRLRBLRLRLBLhBLBBLBBLBLhBLBBLBrBLBLhZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ

相对高度2.273.122633.374Bh,查表5-15（P192）知拉伸高度符合要求，

各工序拉伸高度如图所示：

2.首次拉深模工艺计算

（1）首次拉深凸、凹模尺寸计算

第一次拉深件后椭圆形工序件曲率半径为

1.331lR 5.301bR

由公式KttZmax确定拉深凸、凹模间隙值Z，查表5-18得5.0K，所以间隙mm75.05.05.05.0Z，则

首次拉深凹模尺寸

315.05.306.335.01.3346.605.0246.592BB54.645.0254.632LL11Z1d1Z1d111tRRtRRttbblldd

首次拉深凸模

2975.025.3026.3175.021.33296.5775.0246.592BB04.6275.0254.632LL11Z1p1Z1p111ZRRZRRZZbbllpp

（2）拉伸力与压边力

经查资料，取黄铜抗拉强度MPAb350,取K=0.8，

首次拉伸工序件轮廓周长

8644.194)46.5954.63(246.5914.3)(21111ZZZBLBL

所以 KNKLtFb28.273505.08644.1946.0拉

由于采用了压边装置，查表5-9（P182）去单位压边力p=1.8，

KNpBLBLapFZZZZ32.38.1)46.5954.6314.7462.82(14.325.0)(25.011压

KNFF6.3028.2732.3拉压，初选冲压设备为J23—6.3，

冲压设备的选用

根据以上计算，同时考虑拉深高度选取开式可倾压力机J23—6.3，其主要技术参数如下：

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方盒形拉深件的工艺性分析

方盒形拉深件的工艺性分析

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。

(工艺技术)拉深盒型件拉深工艺

(工艺技术)拉深盒型件拉深工艺

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。从塑性变形力学观点看，由于减轻了圆角部分材料的变形程度，需要克服的变形抗力也相应减小，危险断面破裂的可能性也减小。盒形件的拉深特点如下：

盒形件的拉深

盒形件的拉深

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

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，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：

图 4.4.1 盒形件的拉深变形特点

⑴直边部位的变形 直边部位的横向尺寸变形后成为间距逐渐缩小，愈向边中间部位缩小愈少，即纵向尺寸变形后成为，间距渐增大，愈靠近盒形件口部增大愈多，即。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。

根据网格的变化可知盒形件拉深有以下变形特点：

(1) 盒形件拉深的变形性质与圆筒件一样，也是径向伸长，切向缩短。沿径向愈往口部伸长愈多沿切向圆角部分变形大，直边部分变形小，圆角部分的材料向直边流动。即盒形件的变形是不均匀的。

(2) 变形的不均匀导致应力分布不均匀(图 4.4.2) 。在圆角部的中点最大，向两边逐渐减小，到直边的中点处最小。故盒形件拉深时破坏首先发生在圆角处。又因圆角部材料在拉时容许向直边流动，所以盒形件与相应的圆筒件比较，危险断面处受力小，拉深时可采用小的拉深系数也不容起皱。

拉深盒型件拉深工艺

拉深盒型件拉深工艺

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。同时注解圆角部分的变形也是不平均的，即圆角中间大年夜，相邻 直边处变形小。从塑性变形力学不雅点看，因为减轻了圆角部分材料的变形程度，须要克服的变形抗力也响应减小，危险断面决裂的可能性也减小。盒形件的拉深特点如下：