沖壓模具設計-帶凸緣圓筒件

1、實用標準文檔文案大全帶凸緣圓筒拉深模設計班級：姓名：學號：日期：實用標準文檔文案大全前言冷沖壓模具的設計與制造一材料的塑性變形理論為基礎，綜合了塑性力學、機械力學、機械原理與設計、機械設計制造工藝等多學科的應用，是一門理論性和應用性很強的課程。圍繞冷沖模設計，前向有沖壓工藝，后有制造工藝，在數(shù)字化技術(shù)應用高度發(fā)展的今天，冷沖模開發(fā)的三個層面已經(jīng)高度集成，緊密融合在一起。通過冷沖壓的理論學習，然后再將理論知識用于實際中，不僅有助于理論知識的消化吸收，也可以提高自身的工程能力。為此，進行必要的冷沖模的課程設計很有必要。結(jié)合所學到的理論知識和自身掌握的情況，特以帶凸緣的圓筒件來設計冷沖壓模具。此制件

2、結(jié)構(gòu)簡單，容易上手學習，并且涵蓋了所學的知識點，是一個很好的設計素材。本設計大致分為三個部分，一是制件及模具的參數(shù)確定，一是模具的結(jié)構(gòu)設計，一是制件的成形分析。實用標準文檔文案大全目錄前言 . i 一制件工藝分析 . 1 1.1 制件分析 . 1 1.2 坯料直徑確定 . 1 1.3 拉深成型次數(shù)計算 . 2 1.4 凸凹模圓角半徑計算 . 3 1.5 拉深深度計算 . 4 1.6 拉深力的計算 . 4 1.7 凸凹模間隙計算 . 5 1.8 凸凹模工件尺寸計算 . 5 1.8.1 凸凹模計算公式 . 5 1.8.2 公差確定 . 6 1.9 凸模通氣尺寸 . 6 二拉深模結(jié)構(gòu)設計 . 7 2

3、.1 拉深凸凹模結(jié)構(gòu) . 7 2.2 模具總體結(jié)構(gòu)的設計 . 7 三 dynaform 軟件仿真分析 . 9 3.1 網(wǎng)格劃分 . 9 3.2 毛坯輪廓線計算 . 10 3.3 制件厚度分析 . 10 3.4 主應力分布 . 11 3.5 制件成形情況 . 12 總結(jié) . 13 參考文獻 . 15 附表 . 16 實用標準文檔文案大全一制件工藝分析1.1 制件分析所選的制件為帶凸緣圓筒件，剖視圖如下，厚度為2mm，材料為 08 鋼。圖 1 帶凸緣圓筒件此帶凸緣圓筒件為旋轉(zhuǎn)體， 壁厚為 2mm，整個結(jié)構(gòu)尺寸較小， 適合沖壓成型。底部外直徑為 42mm，筒深大約為 60mm,材料為 08 鋼，拉深

4、性能較好，適合于拉伸成型。1.2 坯料直徑確定根據(jù)表 1 以及圖 1 計算得到坯料的直徑大約為124mm. 其中， d1=32mm， d2=40mm， d3=52mm， d4=80mm， h=50mm， h=60mm， r1=6mm，r2=4mm。實用標準文檔文案大全表 1 坯料直徑計算公式1.3 拉深成型次數(shù)計算根據(jù)冷沖模設計手冊，確定制件的拉深成型次數(shù)。已知，t=2mm，d=124mm，t/d*100%=1.6% （通過附表 4.11，1.6 介于 1.5 到 2.0 之間，不需要壓邊圈） ,查表 2，可 知 各 次 的 拉 深 系 數(shù) 介 于 坯 料 相 對 厚 度 為1.5 到2.0

5、之 間 ， 又=，=0.32，不能滿足一次拉深的要求。通過嘗試的方法， 確定各次的拉深系數(shù)， 最終確定出=*,依次為 0.6、0.77、0.83、0.84，一共需要 4 次拉深，滿足要求。可 知 ， 第 一 次 拉 深 后 ，=0.6*124=74.4mm ； 第 二 次 拉 深 后 ，=0.77*74.4=57.29mm；第三次拉深后，=0.83*57.29=47.55mm；最后依次拉深后，=d=0.84*47.55=40mm。表 2 圓筒件不使用壓料圈時的極限拉伸系數(shù)（適合08 鋼）實用標準文檔文案大全1.4 凸凹模圓角半徑計算凹模圓角半徑=0.8，凸模圓角半徑=(0.6 1.0)。第一次

6、拉深所需的凹凸模半徑分別為=0.8*=7.9mm實用標準文檔文案大全8mm，=08*8=6.4mm。以后所用的凸凹模半徑適當?shù)臏p少至最后依次拉深所需的 4mm 和 6mm。1.5 拉深深度計算各次拉深深度的計算公式為=(-)+0.43(+)+(-) ，則第一次的拉深深度為=(-)+0.43*(6.4+8)+(-)=39.3mm。可知，第一次拉深的最大相對高度=0.52，查附表 4.9，0.750.52，滿足設計的要求，可以繼續(xù)設計此后的各次拉深深度。根據(jù)以上步驟，并且不斷調(diào)整凸凹模半徑，以后的拉深深度分別為10mm、6mm，最后根據(jù)剩余量得到最后一次的拉深深度。1.6 拉深力的計算總的沖壓力是

7、拉深力與壓邊力之和，此制件沒有采用壓邊圈，沒有壓邊力，即沖壓力為拉深力大小，已知凸緣相對直徑為=1.67，由附表 4.19，可知拉深力為=t，其中為材料的抗拉強度， 08 鋼的抗拉強度為 400mpa，為筒形 件 第 一 次 拉 深 時 的 系 數(shù) ， 查 附 表4.22可 知=0.75 ， 則=3.14*74.4*2*0.75*400=140169.6n。實用標準文檔文案大全1.7 凸凹模間隙計算拉 深 模 間 隙 z/2（ 單 面 ）一 般比 毛坯 厚度 略大一 點， 其 值 按 以 下公 式z/2=+ct，其中 c 為間隙系數(shù)，由附表4.31 查得為 0.5，=t+ ， 為板料的正偏差，

8、查附表 4.32， 板料正偏差為 0.2mm， 計算得到 z=6.4mm， 單面為 3.2mm。1.8 凸凹模工件尺寸計算1.8.1 凸凹模計算公式確定凸凹模工作部分尺寸時，應該考慮模具的磨損情況和拉深件的彈復，其尺寸只能在最后一次的工序中加以考慮。對最后一道工序的拉深模，其凸凹模的尺寸及其公差按工件尺寸標注方式的不同，由附表4.33 所列的公式來進行計算。為了簡潔，便于計算，第一次的凸凹模尺寸也按此公式來計算。實用標準文檔文案大全1.8.2 公差確定由附表4.33可知，凹凸模的外形尺寸分別為=，=，又凸凹模的制造公差可由附表4.34 查得，=0.12，=0.08，最后得到=mm ，=mm 。

9、1.9 凸模通氣尺寸工件在拉深時，由于空氣壓力的作用或潤滑油的粘性等因素，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，設計凸模時，應有通氣孔，拉深凸模通氣孔如圖 2 所示，尺寸選取見表3，選取=8mm。圖 2 拉深凸模通氣孔表 3 拉深凸模通氣孔尺寸實用標準文檔文案大全二拉深模結(jié)構(gòu)設計2.1 拉深凸凹模結(jié)構(gòu)對于兩次以上的拉深，選取的凸凹模形式如圖3。圖 3 模具結(jié)構(gòu)形式2.2 模具總體結(jié)構(gòu)的設計本設計通過計算不需要采用壓邊圈。根據(jù)制件較小、拉深深度居中，并為了卸料簡單可行，特采用倒裝帶凸緣拉伸附加彈性剛性打料外設可調(diào)強力彈壓裝置。這類裝置的下模課外設壓料、卸料的強力彈壓裝置，通過彈壓

10、力的調(diào)節(jié)，保證有合適的壓邊力和足夠的卸料力。并且在凸模的中間設有進氣孔，保證了氣體流動通暢。部分零件圖見附圖。實用標準文檔文案大全圖 4 3d 半透明裝配圖圖 5 3d 半剖裝配圖圖 5 裝配簡圖實用標準文檔文案大全三 dynaform 軟件仿真分析根據(jù)所計算得到的毛坯尺寸，所需的毛坯直徑為124mm，第一次拉深后的直徑為74.4mm，第二次拉深后的直徑為57.288mm，第三次拉深后的直徑為47.55mm，最后依次拉深到所需的直徑為40mm。3.1 網(wǎng)格劃分將制件 iges 格式導入到軟件后，劃分網(wǎng)格后如圖所示。網(wǎng)格質(zhì)量較好，可以接受。圖 7 網(wǎng)格劃分實用標準文檔文案大全3.2 毛坯輪廓線計

11、算根 據(jù) 理 論 計 算 得 到 毛 坯 的 理 論 直 徑 為124mm ， 得 到 外 徑 周 長 為124*3.14=389.4mm；通過軟件計算的坯料的輪廓線長度為403.7mm。軟件計算的稍微大一點，考慮到修邊，前期的設計基本滿足要求。圖 8 輪廓線長度計算3.3 制件厚度分析由圖可知，最大的厚度大約為2mm ，出現(xiàn)在凸緣部分，最小值大約為1.1mm ，且最薄處只出現(xiàn)在底部，總體的厚度在2mm 左右。在理論計算時，取得厚度平均值為 2mm 。說明制件在拉深時，第一次拉深可以滿足厚度要求。為此，此分析集中分析第一次拉深，第一次拉深滿足要求時，之后的拉深也肯定滿足，原因是，之后的拉深深度

12、小，冗余度高。實用標準文檔文案大全圖 9 厚度分布圖3.4 主應力分布由圖可知，主應力最大值出現(xiàn)在邊緣地方，這可能會引起褶皺。在實際中可以采用壓邊圈 （結(jié)構(gòu)設計沒有采用， 但是模具預留了壓邊圈） ，以較少起皺的情況。圖 10 主應力分布實用標準文檔文案大全3.5 制件成形情況下圖為制件成形的成形極限圖由圖可知，沒有出現(xiàn)較危險的區(qū)域，起皺的部分也只發(fā)生在凸緣和修邊部分，可以利用壓邊圈來消除影響。圖 11 成形極限圖實用標準文檔文案大全總結(jié)通過此次拉伸模設計，對鈑金類拉伸件的參數(shù)確定、模具結(jié)構(gòu)設計和成型分析有了一定的認識，并初步掌握了薄壁件成形的一般步驟。此設計主要集中在三個方面，一是制件的參數(shù)確

13、定，一是模具結(jié)構(gòu)的設計，一是成形分析。難點集中在參數(shù)的確定和成形分析。制件的參數(shù)確定主要是毛坯的尺寸、拉深系數(shù)、拉深次數(shù)、拉深深度、凸凹模的尺寸以及其公差等等。在設計過程中，參考了一些設計手冊，通過手冊中的預選參數(shù)，結(jié)合制件情況，合理選取，并不斷地分析檢驗參數(shù)的合理性。反復選取拉深系數(shù)，來滿足拉深次數(shù)和拉深深度，又反過來讓拉深系數(shù)滿足設計手冊中給定材料的設計要求，以求達到一個合理的設計。模具的設計參考現(xiàn)有的拉深模設計手冊，并結(jié)合制件設計而成，一部分零件采用了標準設計，為了便于模具的加工、節(jié)約成本和縮短設計周期。成形分析主要包括網(wǎng)格劃分、毛坯輪廓線生成和成形計算分析等等。分析中參數(shù)的選取直接影響成形分析的結(jié)果好壞，其中網(wǎng)格的劃分好壞占很大的影響。由于個人所學的知識有限，在設計過程中，難免會出現(xiàn)錯誤，希望老師在發(fā)現(xiàn)問題時，及時批評指出，我一定會努力改正！實用標準文檔文案大全實用標準文檔文案大全參考文獻1 周本凱 . 沖壓模具設計實踐. 化學工業(yè)出版社，2008. 2 湯酞則 . 冷沖模課程設計與畢業(yè)設計指導. 湖南大學出版社，2008. 3 丁友生吳治明等 . 冷沖模設計與