【2019年整理】盒形件拉深模具設(shè)計(jì)51說(shuō)明書(shū)(20210129131446)

1、材料科學(xué)與工程系 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)： 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 評(píng)定成績(jī)： 教師評(píng)語(yǔ)： 指導(dǎo)老師簽名: 題目 盒型件拉深模設(shè)計(jì)1. 前言2. 第一章 審圖4. 第二章拉深工藝性分析4. 2.1對(duì)拉深件形狀尺寸的要求 4 2.2拉深件圓角半徑的要求.5. 2.3形拉深件壁間圓角半徑rpy5 2.4拉深件的精度等級(jí)要求不宜過(guò)高 5 2.5 拉深件的材料6. 2.6拉深件工序安排的一般原則6 第三章 拉深工藝方案的制定 .6. 第四章 毛坯尺寸的計(jì)算 7. 4.1修邊余量7. 4.2毛坯尺寸7. 第五章拉深次數(shù)確定8. 第六章 沖壓力及壓

2、力中心計(jì)算 .9. 6.1沖壓力計(jì)算9. 6.2壓力中心計(jì)算 9. 第七章 沖壓設(shè)備選擇01 第八章 凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 01 8.1凸模圓角半徑 01 8.2凸凹模間隙01 8.3凸凹模尺寸及公差 11 第九章 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)11 9.1模架的選取12 9.2 模柄.13 9.3拉深凸模的通氣孔尺寸13 9.4導(dǎo)柱和導(dǎo)套1.3 9.5 推桿14 9.6卸料螺釘1.4 9.7螺釘和銷(xiāo)釘1.4 第十章拉深模裝配圖繪制和校核15 10.1拉深模裝配圖繪制 15 10.2拉深模裝配圖的校核 16 第十一章非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖繪制1.7 11.1l拉深凸模1.7 11.2凸凹模1.8 11.3落料凹模1.8 第十

3、二章 結(jié) 論1.9 參考文獻(xiàn)19 題目盒型件拉深模設(shè)計(jì) 、八 前 從幾何形狀特點(diǎn)看，矩形盒狀零件可劃分成 2個(gè)長(zhǎng)度為（A-2r）和2個(gè)長(zhǎng)度 為（B-2r）的直邊加上4個(gè)半徑為r的1/4圓筒部分（圖441）。若將圓角部分 和直邊部分分開(kāi)考慮，則圓角部分的變形相當(dāng)于直徑為2r、高為h的圓筒件 的拉深，直邊部分的變形相當(dāng)于彎曲。但實(shí)際上圓角部分和直邊部分是聯(lián)系在一 起的整體，因此盒形件的拉深又不完全等同于簡(jiǎn)單的彎曲和拉深，有其特有的變 形特點(diǎn)，這可通過(guò)網(wǎng)格試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。 拉深前，在毛坯的直邊部分畫(huà)出相互垂直的等距平行線網(wǎng)格，在毛坯的圓角 部分，畫(huà)出等角度的徑向放射線與等距離的同心圓弧組成的網(wǎng)格。變形

4、前直邊處 的橫向尺寸是等距的，即-L = L2 = :L3，縱向尺寸也是等距的，拉深后零件表 面的網(wǎng)格發(fā)生了明顯的變化（如圖1所示）。這些變化主要表現(xiàn)在： 圖1盒形件的拉深變形特點(diǎn) 直邊部位的變形 直邊部位的橫向尺寸變形后間距逐漸縮小，愈向直邊中間 部位縮小愈少，縱向尺寸變形后，間距逐漸增大，愈靠近盒形件口部增大愈多， 可見(jiàn)，此處的變形不同于純粹的彎曲。 （2）圓角部位的變形 拉深后徑向放射線變成上部距離寬，下部距離窄的斜線， 而并非與底面垂直的等距平行線。 同心圓弧的間距不再相等，而是變大，越向口 部越大，且同心圓弧不位于同一水平面內(nèi)。因此該處的變形不同于純粹的拉深。 根據(jù)網(wǎng)格的變化可知盒形

5、件拉深有以下變形特點(diǎn): 盒形件拉深的變形性質(zhì)與圓筒件一樣，也是徑向伸長(zhǎng)，切向縮短。沿徑向 愈往口部伸長(zhǎng)愈多，沿切向圓角部分變形大，直邊部分變形小，圓角部分的材料 向直邊流動(dòng)。即盒形件的變形是不均勻的。 (2)變形的不均勻?qū)е聭?yīng)力分布不均勻(圖2)。在圓角部的中點(diǎn)最大，向兩 邊逐漸減小，到直邊的中點(diǎn)處口最小。故盒形件拉深時(shí)破壞首先發(fā)生在圓角處。 又因圓角部材料在拉深時(shí)容許向直邊流動(dòng)，所以盒形件與相應(yīng)的圓筒件比較，危 險(xiǎn)斷面處受力小，拉深時(shí)可采用小的拉深系數(shù)也不容起皺。 圖2盒形件拉深時(shí)的應(yīng)力分布 (3)盒形件拉深時(shí)，由于直邊部分和圓角部分實(shí)際上是聯(lián)系在一起的整體，因 此兩部分的變形相互影響，影響

6、的結(jié)果是：直邊部分除了產(chǎn)生彎曲變形外，還產(chǎn) 生了徑向伸長(zhǎng)，切向壓縮的拉深變形。兩部分相互影響的程度隨盒形件形狀的不 同而不同，也就是說(shuō)隨相對(duì)圓角半徑r/B和相對(duì)高度H/B的不同而不同。r/B 愈小，圓角部分的材料向直邊部分流得愈多，直邊部分對(duì)圓角部分的影響愈大， 使得圓角部分的變形與相應(yīng)圓筒件的差別就大。當(dāng)r/B=0.5時(shí)，直邊不復(fù)存在， 盒形件成為圓筒件，盒形件的變形與圓筒件一樣。 當(dāng)相對(duì)高度 H/B大時(shí)，圓角部分對(duì)直邊部分的影響就大，直邊部分的變形與簡(jiǎn)單彎曲的 差別就大。因此盒形件毛坯的形狀和尺寸必然與r/B和H/B的值有關(guān)。對(duì)于不同的r/B和 H/B，盒形件毛坯的計(jì)算方法和工序計(jì)算方法也

7、就不同。 第一章 審圖 由工件圖可知，該工件為帶凸緣的開(kāi)口對(duì)稱(chēng)盒形件，要求保證內(nèi)形尺寸， 沒(méi)有厚度不變的要求。該工件形狀滿(mǎn)足拉深工藝性要求， 可用拉深工序加工。材 料為08鋼，料厚為1mm。拉深精度等級(jí)為IT14 第二章拉深工藝性分析 2.1對(duì)拉深件形狀尺寸的要求 1）拉深件形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)，盡可能一次拉深成形； 2）盡量避免半敞開(kāi)及非對(duì)稱(chēng)的空心件，應(yīng)考慮設(shè)計(jì)成對(duì)稱(chēng)（組合）的拉深； 3）在設(shè)計(jì)拉深件時(shí)，應(yīng)注明必須保證外形或內(nèi)形尺寸， 不能同時(shí)標(biāo)注內(nèi)外形 尺寸；帶臺(tái)階的拉深件，其高度方向的尺寸標(biāo)注一般應(yīng)以底部為基準(zhǔn)； 4）拉深件口部尺寸公差應(yīng)適當(dāng)。 5）一般拉深件允許壁厚變化范圍 0.6t、

8、1.2t,若不允許存在壁厚不均現(xiàn)象，應(yīng)注 明； 6）需多次拉深成形的工件，應(yīng)允許其內(nèi)、外壁及凸緣表面上存在壓痕。 2.2拉深件圓角半徑的要求 1 凸緣圓角半徑rd 凸緣圓角半徑rd指壁與凸緣的轉(zhuǎn)角半徑。 要求: 1）rd =5 t=1 一般?。簉d C= （4、8） t 2) 當(dāng)rd dx 0.5mm時(shí)，應(yīng)增加整形工序。 2.部圓角半徑rpg 底部圓角半徑rpg :指壁與底面的轉(zhuǎn)角半徑。 要求： 1) rpg=5mmt=1mm 一般?。簉pg (3-5) t 2) rpgv t,增加整形工序，每整形一次，rpg可減小1/2。 2.3形拉深件壁間圓角半徑rpy 矩形拉深件壁間圓角半徑rpy: 指

9、矩形拉深件的四個(gè)壁的轉(zhuǎn)角半徑。 要求：rpy=15mm3=3mm 及 rpy=15mm H/5=6mm. 2.4拉深件的精度等級(jí)要求不宜過(guò)高 主要指其橫斷面的尺寸精度；一般在IT13級(jí)以下，不宜高于IT11級(jí)，高于IT13級(jí)的 應(yīng)增加整形工序。因?yàn)楣ぜD精度等級(jí)為IT10，所以符合要求。 2.5拉深件的材料 由工件圖可知拉伸件所用的材料為08鋼 材料名稱(chēng) 牌號(hào) 材料 狀態(tài) 抗拉強(qiáng)度 %/MPa 屈服強(qiáng)度 s /MPa 鋁錳防銹鋁 合金 LF21 退火 120-160 85 圖2-1 2.6拉深件工序安排的一般原則 I ）在大批量生產(chǎn)中，在凹、凸模壁厚強(qiáng)度允許的條件下，應(yīng)采用落科、拉深復(fù) 合工藝

10、； 2）除底部孔有可能與落料、拉深復(fù)合沖壓外，凸緣部分及側(cè)壁部分的孔、槽均 需在拉深工序完成后再?zèng)_出； 3）當(dāng)拉深件的尺寸精度要求高或帶有小的圓角半徑時(shí)應(yīng)增加整形工序； 4）修邊工序一般安排在整形工序之后； 5）修邊沖孔?？蓮?fù)合完成。 第三章拉深工藝方案的制定 該零件包括落料、拉深、脹形三個(gè)基本工序，可以采用以下三種方案： 1）先落料，再拉深，再脹形，采用單工序模具生產(chǎn)。 2）落料-拉深-脹形復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 3）落料-拉深-脹形連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 方案1的模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要三道工序，三套模具才能完成零件的加工， 生產(chǎn)效率低，難以滿(mǎn)足零件的大批量生產(chǎn)需求。為提高生產(chǎn)效率，應(yīng)

11、采用復(fù) 合或級(jí)進(jìn)沖壓方式，為了保證尺寸精度，最后確定使用復(fù)合沖壓方式進(jìn)行生 產(chǎn)。加工完之后再進(jìn)行切邊。 第四章毛坯尺寸的計(jì)算 4.1修邊余量 因?yàn)?B f/B=52/40=1.3, B f =52 查沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)表 5-7得有凸緣件的修邊余量為3.5mm 4.2毛坯尺寸 因?yàn)?h/B=30/190=0.16 z0.6 時(shí)， 1）直邊部分按彎曲件求展開(kāi)長(zhǎng)度，即 匸H+0.57rp=20+0.57*8=24.56 2）圓角拉深部分展開(kāi)長(zhǎng)坯半徑 R= R2 2rh -0.86（鶴 r。）0.14仏2 - r0）=17.89 3）按求得的I和R。，作出待修正的展開(kāi)圖 o OJ 1 廠 .2.0

12、Z 106,0 圖4-1 展開(kāi)圖寬度為 B=30-2*8+2I+7=70.12 展開(kāi)圖長(zhǎng)度為 L=50+2I+7=106.12 4）由于不滿(mǎn)足-:0.6，工件較矮 h 第五章拉深次數(shù)確定 毛坯相對(duì)厚度t/D/%=0.94 角部的相對(duì)圓角半徑r/b/%=0.27 h/d。 由參【4】表4-12知一道工序內(nèi)所能拉深的矩形盒型件的最大相對(duì)高度 為 0.60.8。 工件相對(duì)高度h/b=20/30=0.670.36= &144%龍猊耕戰(zhàn) 凹模長(zhǎng)邊尺寸為 凹模短邊尺寸為=- 四個(gè)圓角部分相當(dāng)于直徑為8mm, D返=(8 +0.4x0 36 +2z)JJ =10 544 wm 則 第九章總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9.1

13、模架的選取 由凹模的尺寸計(jì)算出凹模周界，再由凹模周界從參【7】中選取標(biāo)準(zhǔn)模架 表9-48中間導(dǎo)柱模架 閉合咼 度（參 考） H 零件件號(hào)、名稱(chēng)及標(biāo)準(zhǔn)編號(hào) 1 2 3 4 5 6 上模座 下模座 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 數(shù)量 最 小 最 大 1 1 1 1 1 1 規(guī)格 260 400 200X6 0X45 200X16 0X45 28*00 28X110X43 9.2模柄 由于凸緣模柄的優(yōu)點(diǎn)在于凸緣以下部分可加工出容納推板的形孔，此 外裝拆比較方便，便用于較大的模具。由壓力機(jī)知，模柄孔直徑為60 mm。所以 根據(jù)表3-42凸緣模柄（JB/T7646.3-1994） 9.3拉深凸模的通氣孔尺寸 工件在拉深時(shí)

14、，由于空氣壓力的作用或潤(rùn)滑油的黏性等因素，使工件很 容易粘附在凸模上。為使工件不至于緊貼在凸模上，設(shè)計(jì)凸模時(shí)，應(yīng)有通氣孔。 由文獻(xiàn)四表4-35知：通氣孔直徑為8mm。 9.4導(dǎo)柱和導(dǎo)套 1）由選取的模架中導(dǎo)柱的基本尺寸，在參【7】中選取B型導(dǎo)柱 表3-38導(dǎo)柱 基本尺寸 （d b） 極限偏差 L l B d d 1 B (h5) (h6) (r6) 55 0 0 +0.060 280 70 -0.013 -0.019 +0.041 2）再根據(jù)導(dǎo)柱和導(dǎo)套之間的配合選取A型導(dǎo)套 表3-39導(dǎo)套 d D(r6) L H b aA 基本尺 寸 極限尺寸 基本尺 寸 極限偏 差 (H6) (H7) A型

15、 A型 55 +0.019 +0.030 70 +0.062 160 53 4 1 0 0 +0.043 9.5推桿 由模柄上的孔d=15。所以根據(jù)參【7】表3-33帶螺紋推桿(JB/T 7650.2-1994) d d1 L l I1 d2 b S C C1 r1 M14 M12 160 220 60 14 9.5 2.5 12 2 1.5 1 9.6卸料螺釘 由參【7】表3-36 圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘(JB/T 7650.6-1944) d d1 l d2 H t s d3 d4 r I d5 c C1 b L M 24 2 36 2 1 1 20.5 19. 1 1.5 16.5 2.5

16、 1 4 80 200 20 6 4 2 7 4 9.7螺釘和銷(xiāo)釘 1)由螺釘?shù)纳唐芬?guī)格長(zhǎng)度選取合適的螺釘 由參【7】表3-48內(nèi)六角圓柱頭螺釘(GB/T 70.1-2000) 螺紋規(guī)格 M12 b (參考) 36 d k (max) 18 k(max) 12 s 10 e(mix) 11.43 商品規(guī)格長(zhǎng)度1 20 120 2）由銷(xiāo)釘?shù)囊?guī)格長(zhǎng)度選取合適的銷(xiāo)釘 由參【7】表3-49圓柱銷(xiāo) d(m6/m8,m6) 12 c心 2.5 商品規(guī)格l li 22 140 l 2 26 100 第十章拉深模裝配圖繪制和校核 10.1拉深模裝配圖繪制 圖 10-1 此工件在壓力機(jī)上落料拉深。模架采用標(biāo)準(zhǔn)件

17、，導(dǎo)柱和導(dǎo)套分別用 B型導(dǎo)柱 和A型導(dǎo)套。拉深模采用倒裝式結(jié)構(gòu)形式，推板推出工件。拉深時(shí)用 3個(gè)定位 銷(xiāo)進(jìn)行定位。模具采用倒裝式結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)可省去設(shè)計(jì)提供壓邊力的彈頂器。 拉深工藝的基本運(yùn)動(dòng)是，卸料板先與板料接觸并壓牢，凸模下降至與板料接 觸，并繼續(xù)下降，進(jìn)入凹模，凸、凹模及板料產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致板料體積成形， 然后凸、凹模分開(kāi)，凹模滑塊把工件推出，完成拉深運(yùn)動(dòng)。卸料板和滑塊的運(yùn)動(dòng) 非常關(guān)鍵，為了保證拉深件的質(zhì)量，必須控制卸料板的運(yùn)動(dòng)，讓它先于凸模與板 料接觸，并且壓料力要足夠，否則拉深件容易起皺，甚至裂開(kāi)；其次應(yīng)確保凹模 滑塊壓力足夠，以保證拉深件底面的平面度。 10.2拉深模裝配圖的校核

18、1）模具總體結(jié)構(gòu)是否合理，能否拉出合格零件，裝配的特殊要求在技術(shù)要求 中是否寫(xiě)明； 2）拉深力是否進(jìn)行了計(jì)算，選用壓力機(jī)是否合適； 3）視圖表達(dá)是否清楚，正確； 4）件號(hào)是否有遺漏； 5）毛坯圖，制件圖及制件材料等有關(guān)說(shuō)明是否齊全； 6）模具閉合高度、確定導(dǎo)柱長(zhǎng)度和模架選擇是否合適； 8）明細(xì)表中的內(nèi)容是否齊全，視圖表達(dá)是否填寫(xiě)正確、無(wú)誤； 9）該畫(huà)的零件圖是否齊全，視圖表達(dá)是否正確； 10）尺寸標(biāo)注的基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)體、基準(zhǔn)孔是否選的合理，是否適合于實(shí)際作 業(yè)和檢查； 11）凸、模工作部分尺寸是否合理，其強(qiáng)度是否足夠 第十一章非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖繪制 11.1拉深凸模 圖 11-1 11.2凸凹模 圖 11-2 11.3落料凹模 1B：.O IflW u 第十二章結(jié)論 兩周的課程設(shè)計(jì)，眼看就要結(jié)束了。毫無(wú)疑問(wèn)，這兩周是我這個(gè)學(xué)期以來(lái) 最充實(shí)的一段時(shí)間，充實(shí)的同時(shí)也讓我感到很疲勞，但我還是很開(kāi)心。 經(jīng)過(guò)這段時(shí)間的學(xué)習(xí)，我更深刻的理解了沖壓模具的基礎(chǔ)知識(shí)， 通過(guò)實(shí)踐操 作所掌握的是無(wú)法通過(guò)上課可以學(xué)到的。同時(shí)又讓我溫習(xí)了ATUOCAD的制圖 知識(shí)，熟練了 cad的操作技巧，加強(qiáng)了我與同學(xué)間的學(xué)習(xí)交流，這些都是非常可 貴的。 讓我感觸最深的是老師對(duì)我們的制圖和說(shuō)明書(shū)的相關(guān)格式標(biāo)準(zhǔn)的教誨， 這是 以前的學(xué)習(xí)過(guò)程中沒(méi)有接觸和考慮過(guò)的。 現(xiàn)在才明白這是非常必要的，我們似乎 更加專(zhuān)業(yè)了，當(dāng)然