護套成型工藝分析及模具設計

1、Southwest University of Science and Technology本科畢業(yè)設計（論文） 題目： 護套成形工藝分析和模具設計 學生姓名: 王嘉文 學生學號: 20136062 專 業(yè): 材料成型及控制工程 指導教師: 金玉萍 學院(部): 制造科學與工程學院 護套成形工藝分析和模具設計摘要模具行業(yè)是工業(yè)發(fā)展中一個不可或缺的部分，而沖壓又是模具制造中一種極為重要的方法。利用沖壓的方法制造護套制件，會采用到?jīng)_壓中的落料、拉深、切邊以及縮口等一系列工序來共同實現(xiàn)護套的成形過程。為了實現(xiàn)從原材料到護套制件的完整成形過程的還原，以文獻研究法為主，利用大學所學習的相關(guān)模具制造知識與

2、圖書館翻閱的資料，結(jié)合前人的設計經(jīng)驗，對完成制件所需要的工藝方法進行研究分析、研究是否采用復合模提高護套制件成形的生產(chǎn)效率、拉深與縮口時是否一次成形、凸模與凹模的設計是否合理等。經(jīng)過具體的計算進而比較，從而選擇合適的設計過程完成護套制件的制作，最后通過在完成整個設計的過程中了解模具制造的具體過程，積累模具設計的經(jīng)驗。關(guān)鍵詞：沖壓、落料、拉深、縮口GACKET FORMING PROCESS ANALYSIS AND MOLD DESIGNABSTRACTMold industry is an indispensable part of industrial development, and s

3、tamping is a very important mold manufacturing method. The use of stamping method of manufacturing sheath parts, will be used to stamping in the blanking, drawing, trimming and necking and a series of processes to achieve the sheath forming process. In order to realize the reduction of the complete

4、forming process from the raw material to the sheath part, the literature research method is mainly used to make the knowledge of the relevant molds learned by the university and the information of the library, combined with the previous design experience, The required method of research and analysis

5、 to study whether the use of composite mold to improve the production of sheath parts of the production efficiency, drawing and necking when a forming, punch and die design is reasonable and so on. Through the specific calculation and then compare, so as to select the appropriate design process to c

6、omplete the production of sheath parts, and finally through the completion of the entire design process to understand the specific process of mold manufacturing, mold design experience.Key words: Stamping, blanking, drawing, necking.目 錄第1章 緒論11.1課題背景11.2模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀11.3冷沖壓的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢21.4課題的目的及意義2第2章 護套的成形

7、工藝分析及方案確定42.1護套及其工藝分析42.1.1護套二維圖及三維圖42.1.2護套的工藝分析42.2工藝方案確定5第3章 落料拉深模的工藝計算63.1拉深前毛胚的展開尺寸計算73.2拉深次數(shù)的確定73.3各次拉深的工序件尺寸計算83.3.1拉深凹凸模圓角半徑選擇83.4落料拉深模相關(guān)計算93.4.1排樣計算93.4.2凹凸模刃口尺寸及制造公差確定93.4.3沖壓力及拉深力計算10第4章 落料拉深復合的總體設計124.1模具結(jié)構(gòu)的選擇124.2定位裝置的選擇124.3緊固零件的選擇124.4導料裝置與卸料裝置的選擇124.5卸料橡膠設計134.6工作零件的設計134.6.1拉深凹、凸模的設

8、計134.6.2落料凹、凸模的設計144.7壓力機的選用154.8模架及其他零部件的選用15第5章 第二次拉深模的工藝計算165.1拉深凹凸模刃口尺寸及制造公差確定165.2拉深力的計算16第6章 第二次拉深模的總體設計186.1模具結(jié)構(gòu)的選擇186.2卸料方式的選擇186.3緊固零件的選擇186.4工作零件的設計186.4.1拉深凹、凸模的高度設計186.4.2拉深凹模的壁厚設計196.5壓力機的選用196.6彈簧的選擇206.7模架及其他零部件的選擇20第7章 縮口模的工藝計算217.1縮口次數(shù)的確定217.2縮口凹模尺寸的確定227.3縮口力的計算22第8章 縮口模的總體設計238.1模

9、具結(jié)構(gòu)的選擇238.2卸料裝置的選擇238.3緊固零件的選擇238.4工作零件的設計238.5壓力機的選擇248.6橡膠彈性體的選擇248.7模架及其他零件的選擇24第9章 模具的裝配與調(diào)試269.1模具的裝配269.2模具的調(diào)試26總結(jié)28參考文獻29致謝30第1章 緒論1.1課題背景模具行業(yè)是工業(yè)之母，它能使很多產(chǎn)品達到量產(chǎn)，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率并且降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本?，F(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)模式更是偏向于高速無人化自動生產(chǎn)的模式，這就更需要模具行業(yè)的支持。目前國內(nèi)屬于工業(yè)迅猛發(fā)展的時代，國內(nèi)工業(yè)水平也在慢慢向國際上工業(yè)發(fā)達的國家靠攏。由此不難看出國內(nèi)的模具行業(yè)仍然是一個朝陽行業(yè)，是一個充滿了挑戰(zhàn)與

10、機遇的行業(yè)。1.2模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀模具行業(yè)作為制造業(yè)的核心產(chǎn)業(yè)，隨著近年來國外經(jīng)濟危機的影響，國內(nèi)的經(jīng)濟也不是很景氣，因此模具行業(yè)也受到了一定的沖擊。但我們要明白，任何一個行業(yè)，都不可能是一帆風順，有點起伏是很正常的?，F(xiàn)在模具行業(yè)的發(fā)展類似于經(jīng)濟的發(fā)展，是趨于全球市場化的。這樣就使得那些發(fā)達的國家更加偏向高精密、高效的模具生產(chǎn)。而那些低精度、工藝簡單的模具則是逐漸由技術(shù)上比較落后的國家生產(chǎn)。因此，要想在模具行業(yè)發(fā)展迅速的今天，要想在激烈的競爭中取得優(yōu)勢，盲目地打價格戰(zhàn)競爭是不可取的。要注重模具的質(zhì)量，提高國內(nèi)模具人才的素質(zhì)，想辦法提高模具的生產(chǎn)水平。不只是模具行業(yè)在逐漸發(fā)生變化，模具產(chǎn)品也是

11、如此。目前模具產(chǎn)品的發(fā)展方向逐漸向新型、高精密、標準化發(fā)展。要做高精密的模具，就要具備很強的技術(shù)水平、先進的設備以及高級技術(shù)人才，這一點對于科技日益提升的中國不算難事。標準化則是模具的發(fā)展必不可缺的一步，目前我國的標準件應用和生產(chǎn)相比起國外發(fā)達國家還是不夠的，國外標準件的使用覆蓋率能達到80%以上，但是，隨著工業(yè)的發(fā)展，我國模具行業(yè)的發(fā)展，模具標準化在未來的制造業(yè)中必然會占得越來越大的比重。新型模具才是模具產(chǎn)品發(fā)展中的重要部分，因為新型模具的產(chǎn)生主要來自于成熟的技術(shù)，完善的設備以及最重要的創(chuàng)新，不管是模具行業(yè)還是別的什么行業(yè)，都需要不斷地創(chuàng)新，才能提高模具的生產(chǎn)效率，模具的生產(chǎn)質(zhì)量才會提高，才

12、能逐漸發(fā)展成為成熟的模具制造行業(yè)。我國模具行業(yè)與國外發(fā)達國家的模具行業(yè)相比，新型模具的開發(fā)以及模具行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)還不夠成熟。在模具的研發(fā)方面，我國的企業(yè)技術(shù)人員比例較低，對模具的研發(fā)力度也不比國外。雖然模具的生產(chǎn)總量比國外發(fā)達國家多了很多，但是模具的整體生產(chǎn)水平確是比不上國外的。造成這一原因的主要因素有模具的制造精度、模具的復雜程度、模具的使用壽命、模具的生產(chǎn)設備等方面。而我國模具行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也不是很成熟，現(xiàn)在國內(nèi)的模具企業(yè)存在的現(xiàn)象是什么都做，沒有按照統(tǒng)一的標準，這樣就很難做到“專而精”。而且企業(yè)間的也存在著不良競爭的問題，對模具研發(fā)投入的也不夠多，導致了生產(chǎn)的模具專業(yè)化，標準化低。1.3

13、冷沖壓的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢設計中多采用落料、拉深、縮口等成型工序。落料是一種沖裁工序，而沖裁是利用沖模使材料實現(xiàn)部分分離的的一種沖壓工序，它是是剪切、落料、沖孔、沖缺、沖槽、剖切、鑿切、切邊、切舌、切開、整修等分離工序的總稱。沖裁模正是落料、沖孔等分離工序所使用的模具，它的原理是利用凹凸模的鋒利的刃口來對材料進行剪切加工。值得注意的是，沖裁時所設計的沖裁模往往凸模進入凹模的深度較小，這樣做的目的是為了較小刃口的磨損，提高模具的使用壽命。拉深則是利用專用模具將平板毛胚制成開口空心零件零件的一種沖壓工藝方法。用拉深的方法可以與其他沖壓有形成工藝配合。由此可以制造階梯形、筒形、球形等各種薄壁零件，除此之

14、外，還可以制造出形狀更為復雜的零件。用拉深的方法制造一些特定形狀的零件可以提高其生產(chǎn)效率，使零件的強度及剛度更好，精度更高，例如薄壁空心件?？偠灾?，拉深成型在國防、汽車、電子等工業(yè)部門的生產(chǎn)中扮演著相當重要的角色。縮口是將管狀毛胚或者拉深成型的圓筒件通過縮口模將其口部直徑縮小的一種成型方法。在國防工業(yè)、機械工業(yè)以及日用品工藝中，隨處可以見到縮口的影子，它甚至成為我們?nèi)粘Ｉ钣闷分圃熘幸粋€不可或缺的部分。而隨著近代工業(yè)的發(fā)展，冷沖壓技術(shù)得到了迅速發(fā)展。首先在工藝方面，近年來沖壓產(chǎn)品的生產(chǎn)率和生產(chǎn)質(zhì)量提高迅速。而推動這一切的正是新型沖壓工藝，例如國內(nèi)外一出現(xiàn)便被迅速用于生產(chǎn)的精密沖壓、超塑性成形

15、、炸和電磁等高能成形、高效精密沖壓技術(shù)等。其次在沖模的設計與制造方面。首先我們需要明白，要想實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)就必須設計合理的沖模。目前在沖模的設計與制造上，呈現(xiàn)出的兩種發(fā)展趨勢應當引起我們的重視。一是要適應高速、自動、精密大批量的自動化生產(chǎn)需求，在此基礎上要保證沖模的壽命的長久性以及多功能性。并且應掌握快速成型方法，設計更加簡易的沖模以適應模具市場上產(chǎn)品更新?lián)Q代迅速的要求。二是模具設計與制造的現(xiàn)代化，隨著計算機技術(shù)和信息技術(shù)的高速發(fā)展，模具設計也隨之發(fā)生了巨大的變化。例如模具CAD/CAE/CAM軟件，我們不僅僅是要達到會用的范疇，還更應該熟練。模具的加工方法也迅速現(xiàn)代化，許多加工中心、銑削、磨削

16、加工等技術(shù)正在向數(shù)控或者計算機數(shù)控化靠攏。并且我國的模具標準化與專業(yè)化生產(chǎn)正在逐漸被模具行業(yè)越來越加以重視，這對我國的冷沖壓技術(shù)的發(fā)證甚至模具產(chǎn)業(yè)的推進都會有良好的作用。在沖壓的設備方面，隨著科技的發(fā)展與進步，我國的沖壓設備取得了良好的進步。為了適應高精度、高自動化的模具生產(chǎn)，與之相匹配的性能更加良好的沖壓設備是必不可少的，正所謂“好馬配好鞍”正是這個道理。因此在冷沖壓工藝的迅速發(fā)展帶動下，越來越多的優(yōu)性能沖壓設備會逐漸被開發(fā)并使用。1.4課題的目的及意義近年來隨著制造業(yè)的迅猛發(fā)展，許許多多的機械制品被制造出來用以更加方便、快捷地幫助人們工作與生活，隨著這些東西的增多，其維護費用也日益成為一筆

17、較大的開銷，因此，極其常見的一種一般性防護產(chǎn)品，即護套應運而生。護套是一種極其常見的一般性防護產(chǎn)品，因此其在機械制造中應用的非常廣泛，也有各種各樣的護套產(chǎn)品，例如：電纜護套、螺紋護套、手機護套、傳動軸護套等等。雖然護套多種多樣，但它主要的用處是為了保護重要的物品，而且其價格較為低廉，所以具有良好的市場環(huán)境。通過完成護套制件的制作，可以使我進一步加深對所學理論的認識，在老師的指導下，學會運用所學知識去分析和解決一些實際問題，學會應用手冊、標準、規(guī)范等資料。這樣不僅能對我大學所學習的專業(yè)知識進行一次回顧與檢測，而且可以讓我了解到專業(yè)以后的工作方向是什么，提前讓我認識到自己存在的不足，也讓我積累一些

18、設計方面的經(jīng)驗，為以后步入社會能夠盡快地融入工作中而做準備。第2章 護套的成形工藝分析及方案確定2.1護套及其工藝分析2.1.1護套二維圖及三維圖圖2-2護套三維圖圖2-1護套二維圖 2.1.2護套的工藝分析由護套的制件圖可知，該護套制件是一個旋轉(zhuǎn)體拉深件，它的壁厚為1mm。因為制件由板件拉深所得，因此所選用材料應具有良好的拉延性，而生產(chǎn)制件所采用的材料08鋼，是一種優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其強度、硬度很低，塑性、韌性極好，其力學性能由1表2-18可以查得，其中08鋼的抗剪強度b=260360MPa，抗拉強度Rm=330450MPa伸長率=32 %，屈服強度ReL=200MPa，由此可見，選用08鋼作

19、為材料是可以完成制件的制作的。護套制件除了上端42要求外形尺寸，且尺寸精度為IT12級外，其余未注公差按按IT13級考慮，由于零件精度低于IT12級，所以可以選擇普通精度模具就能達到制件的制造要求。2.2工藝方案確定從原料到完成護套制件要經(jīng)過以下幾步：首先將買回的胚料經(jīng)過落料，然后拉深就可以得到無凸緣圓筒胚件，得到無凸緣圓筒胚件之后，經(jīng)過切邊工序，保證凸緣口部的尺寸要求，最后再利用已得到的無凸緣圓筒胚件，經(jīng)縮口或脹形完成題目所要求制造的護套制件。因此擬定兩種工藝方案：1 落料，拉深，切邊，脹形。2 落料，拉深，切邊，縮口。因為脹形過程中，變形區(qū)材料在平面方向擴張，而在厚度方向減薄，不能滿足制件

20、壁厚的均勻性，因此選擇方案。由上分析，選擇工藝方案，根據(jù)后續(xù)計算，可以計算出制件的完成需要經(jīng)過兩次拉深，因此可以由此設計三副沖壓模具，第一副模具為落料拉深復合模，用于落料和第一次拉深工序的完成。第二副模具為拉深模，用于第二次拉深工序的完成。之后在進行一次切邊工序，第三副模具為縮口模，用于最后一道縮口工序的完成。第3章 落料拉深模的工藝計算3.1拉深前毛胚的展開尺寸計算要計算毛胚的展開尺寸，首先應該根據(jù)制件算出其縮口前的無凸緣圓筒形胚件的尺寸，由2可得縮口前的無凸緣圓筒形胚件的高度計算公式： H=1.05h1+h2dD+D2-d28Dsin1+Dd （3-1）由護套二維圖可知：h1=39.4mm

21、，h2=10mm，=30°，D=59mm，d=41mm所以縮口無凸緣圓筒形胚件的高度為： H=1.05×39.4+104159+592-4128×59sin30°1+5941=67.7mm 圖3-1縮口前胚件圖由于縮口前的無凸緣圓筒形胚件是經(jīng)過拉深和切邊工序之后得到的，因此還要計算最初毛胚在經(jīng)過拉深之后，但未切邊時的無凸緣圓筒形胚件的尺寸。 首先應計算縮口前無凸緣圓筒形胚件的相對高度：hd=67.7-0.560-1=1.14由2查得無凸緣圓筒形胚件在拉深之后切邊之前的修邊余量為h=3.8mm所以拉深之后切邊之前的無凸緣圓筒形胚件的高度：H=57.7-0.

22、5+3.8=71mm故拉深之前的毛胚尺寸,可以由拉深之后切邊之前的無凸緣圓筒形胚件求出，根據(jù)1以下公式計算: D=d2+4d2H-1.72rd2-0.56r2 （3-2）其中d2=60-1=59mm,H=67.7-0.5+3.8=71mm,r=5+0.5=5.5mm故在拉深之前的毛胚尺寸為： D=59+4×59×71-1.72×5.5×59-0.56×5.52=140.2mm 圖3-2拉深之前的毛胚圖3.2拉深次數(shù)的確定因為護套的拉深深度較深，所以可能一次拉深并不能拉深成型為能夠滿足題目要求的縮口加工的零件尺寸，因此在拉深之前還應該計算其總的拉

23、深系數(shù)，判斷其是否可以一次拉深成型，由1可知，總的拉深系數(shù)： m總=dD （3-3） 所以總的拉深系數(shù)為：m總=dD=59140.2=0.421計算無凸緣圓筒形胚件的相對厚度：tD=1140.2=0.007由 tD×100=0.7 查1表5-15得到無凸緣圓筒形件在使用壓邊圈情況下的各次拉深系數(shù)：拉深系數(shù)毛胚的相對厚度tD×10021.51.51.01.00.60.60.30.30.150.150.08m10.480.500.500.530.530.550.550.580.580.600.600.63m20.730.750.750.760.760.780.780.790.7

24、90.800.800.82m30.760.780.780.790.790.800.800.810.810.820.820.84m40.780.800.800.810.810.820.820.830.830.850.850.86m50.800.820.820.840.840.850.850.860.860.870.870.88取m1=0.54,m2=0.77,m3=0.80,m4=0.82所以由公式（3-3）可以計算出無凸緣圓筒形件在使用壓邊圈情況下的各次拉深的直徑：d1=m1D=0.54×140.2=75.776mmd2=m2d1=0.77×75.7=58.359mm因第二

25、次拉深后的無凸緣圓筒形胚件的直徑d2=58.3<59所以兩次拉深即可成型。3.3各次拉深的工序件尺寸計算3.3.1拉深凹凸模圓角半徑選擇由于鋼帶厚度t=1mm，查1表5-46，材料厚度tmm凹模圓角半徑rd鋼<3(106)t36(64)t>6(42)t由上表取第一次拉深的凹模圓角半徑r凹1=10mm，取第一次拉深凸模的圓角半徑r凸1=0.8r凹1=8mm，取第二次拉深凹模圓角半徑r凹2=6mm，則第二次拉深凸模圓角半徑r凸2=5mm3.3.2各次拉深的深度計算由1表5-24,得到無凸緣圓筒形拉深件的各次拉深深度計算公式： hn=14dnD2-dn2+1.72rndn+0.56

26、rn2 （3-4） 其中D為拉深之前的毛胚的尺寸，dn為拉深后無凸緣圓筒形胚件的直徑，rn為各次拉深凹模的圓角半徑,所以兩次拉深的深度分別為：h1=50mmh2=70.5mm圖3-4第二次拉深圖3-3第一次拉深3.4落料拉深模相關(guān)計算3.4.1排樣計算已知拉深之前的毛胚的直徑為D=140.2mm，且題目所要求生產(chǎn)的護套的原料為市面上所購買的寬b=150mm，厚t=1mm的鋼帶，由此根據(jù)3表3-28，可以設計沖裁件之間的搭邊值為 a=1.5mm，由此畫出落料時的排樣圖：圖3-5排樣圖由以上排樣圖可以求出條料的步距： A=140.2+1.5=141.7mm所以可以算出一個步距材料的利用率為：=1&

27、#215;15430150×141.7×100%=72.6%3.4.2凹凸模刃口尺寸及制造公差確定(1)本次設計的落料拉深復合模的落料工作部分采用以凹模為基準的配合加工法制造，這樣加工的特點是由配制來保證落料凹模與凸模之間的間隙，加工工藝簡單，而且可以適當放大基準件的制造公差，使模具的加工制造更加簡易。由于本次設計設計的是落料拉深模，所以應以凹模為基準件來配作凸模，由本次設計第二章可知落料件是一個規(guī)則的圓形薄板件，因此凹模磨損后只會存在一個會變大的尺寸Ad,查1表3-41,規(guī)則圖形在公稱尺寸>120180時凹模的制造公差d=0.040mm，落料件尺寸為A=140.2-

28、0.630，查4表3-4，1mm厚的08鋼其雙面間隙為0.100mm0.140mm，由1可知落料后凹模變大尺寸計算公式： Ad=A-x0+d （3-5）查4表3-5，系數(shù)x=0.5，所以落料凹模變大尺寸：Ad=140.2-0.5×0.630+0.04=139.880+0.04mm落料凸模刃口尺寸按凹模尺寸配置，保證雙面間隙0.100mm0.140mm(2) 本次設計在第一次拉深時采用壓邊圈壓邊，因此查1采用壓邊圈的第一次拉深，其單面間隙計算公式為： Z=t+Kt （3-6）查1表5-47其系數(shù)K=0.3，所以第一次拉深的單面間隙：Z=1+0.3×1=1.3mm本次設計的制件

29、要求外形尺寸，所以以凹模為基準計算，查1表5-50，當制件直徑的基本尺寸為77時，圓形模凹、凸模的制造公差為d=0.08mm，p=0.05mm，又因為第一次拉深是中間拉深，所以其凹、凸模工作部分尺寸可按以下公式計算： Dd=D0+d （3-7） Dp=（D-2Z）-p0 （3-8）所以第一次拉深凹、凸模工作部分尺寸：凹模：Dd=770+0.08mm凸模：Dp=（77-2×1.3）-0.050=74.4-0.050mm列出尺寸表格：工藝工件尺寸凹模工作尺寸凸模工作尺寸落料140.2-0.630mm139.880+0.04mm凸模刃口尺寸按凹模尺寸配置，保證雙面間隙0.100mm0.14

30、0mm第一次拉深77-0.540mm770+0.08mm74.4-0.050mm3.4.3沖壓力及拉深力計算（1）本次設計的落料拉深模在沖裁時沖壓力根據(jù)4中沖壓力的計算公式可知： F=KLtb （3-9）其中F為落料時的沖裁力，根據(jù)第二章所求的拉深前毛胚的直徑可以求出沖裁的周邊長度L=D=440mm，已知材料的厚度t=1mm，材料的抗剪強度查1 b=320Mpa，K為修正系數(shù)，一般取K=1.3所以落料時的沖裁力大小為：F=KLtb=1.3×440×1×320=183KN落料拉深復合模采用彈性卸料裝置和上出料方式，根據(jù)4其總沖壓力計算公式： FZ=F+FX+FD （

31、3-10） 其中FZ為總沖壓力，F(xiàn)X為卸料力，F(xiàn)D為頂件力，根據(jù)4卸料力與頂件力的計算公式分別為： FX=KXF （3-11） FD=KDF （3-12）根據(jù)4表3-9可知，分別取系數(shù)KX=0.05，KD=0.06,表3-9料厚t/mmKXKTKD鋼0.10.0650.0750.10.14>0.10.50.0450.0550.0630.08>0.52.50.040.050.0550.06>2.56.50.030.040.0450.05>6.50.020.030.0250.03所以落料拉深復合模落料部分卸料力與頂件力分別為：FX=KXF=0.05×183=9.2

32、KNFD=KDF=0.06×183=11KN所以落料部分總的沖壓力：FZ=F+FX+FD=183+9.2+11=203.2KN在選取壓力機噸位時壓力機噸位F壓1.3FZ=264.2KN（2）沖裁時壓力中心的計算因為落料件為一個厚度均勻的圓形薄板件，且其形狀與尺寸對稱，因此其壓力中心即為其幾何中心。（3）無凸緣圓筒形拉深件拉深時拉深力根據(jù)1表5-27沖壓力計算公式： Pp=dptRmKp （3-13）其中P為拉深力，dp為各次拉深后的工件直徑，Rm為材料的抗拉強度，Kp為各次拉深時的拉深系數(shù)，第一次拉深后的工件直徑d1=76mm，材料的抗拉強度Rm=400Mpa,所以第一次拉深的拉深力

33、為：P=d1tRmK1=3.14×76×1×400×0.54=51.5KN無凸緣圓筒形拉深件首次拉深采用壓邊時的壓邊力根據(jù)1表5-38壓邊力計算公式： Q1=4D2-d1+2rd2q （3-14）其中Q為壓邊力，拉深前毛胚的直徑D=140.2mm，首次拉深的直徑d1=76mm，拉深凹模的圓角半徑rd=10mm，q為單位壓邊力，由1表5-39得q=2.5Mpa，所以首次拉深的壓邊力為： Q1=4D2-d1+2rd2q=3.144140.22-76+2×102×2.5=20.5KN所以首次拉深總的力為： P總=P+Q1=51.5+20.5

34、=72KN 在選取壓力機噸位時壓力機噸位F壓2P總=144KN第4章 落料拉深復合的總體設計4.1模具結(jié)構(gòu)的選擇本次設計選用雙動壓力機用落料拉深復合模，它具有較大的拉深深度，它可以通過調(diào)節(jié)外滑塊四角的高低來調(diào)節(jié)拉深模壓料面上各部位的壓力，從而控制壓料面上的材料的流動。本次設計的落料拉深復合模的總體設計思路是將落料凹模和拉深凹模一起安裝在下模座，將落料凸模和拉深凸模一體設計并一起安裝在上模座，整套模具在工作時，壓力機外滑塊先帶動上模座下行使落料凸模和落料凹模一起完成落料，之后外滑塊停止工作，落料凸模在接下來的拉深過程中起到壓邊的作用，接著壓力機內(nèi)滑塊帶動拉深凸模下行使拉深凸模與拉深凹模一起完成拉

35、深，之后先是外滑塊帶動上模座復位，接著內(nèi)滑塊帶動拉深凸模復位，最后由頂件裝置頂出工件。4.2定位裝置的選擇本次設計采用擋料銷擋料，用以擋住沖壓件輪廓或條料搭邊以限制條料的送進距離。本次設計的擋料銷為固定擋料銷，固定擋料銷選擇10m6×20 GB/T119.1-2000材料為45號鋼。4.3緊固零件的選擇上模座上安裝M12×50 GB/T73-1985的緊固螺釘，材料為45號鋼，頭部淬火熱處理，硬度可達40 45HRC。下模座上安裝M10×80 GB/T67-2000的緊固螺釘，材料為45號鋼，頭部淬火熱處理，硬度可達40 45HRC。上模座連接銷釘選用8，材料選用

36、45鋼，淬火熱處理，硬度可達43 48HRC。下模座連接銷釘選用8，材料選用45鋼，淬火熱處理，硬度可達43 48HRC。4.4導料裝置與卸料裝置的選擇因為工件的精度要求不高，因此本次設計導料采用導料板，卸料裝置采用卸料板與導料板為一體的剛性卸料板。取剛性卸料板的厚度H=12mm。其中導料部分高度H=3mm，其寬度取77mm。外輪廓與落料凹模一致。安裝在橡膠支承板上的卸料螺釘選用104.5卸料橡膠設計由1可知，橡膠的自由高度計算公式： H=4S工作 （4-1）其中S工作=h+h2，其中h1為凸模進入凹模的深度h=13mm， h2為剛性卸料板的厚度，取h2=12mm，所以橡膠的工作高度：S工作=

37、h1+h2=13+12=25mm所以橡膠的自由高度：H=4S工作=4×25=100mm橡膠的極限壓縮量：hj=0.35×100=35mm橡膠的預壓縮量：H預=0.1H=10mm因為hjS工作+H預=35mm，所以選擇兩塊高H=50mm的橡膠可以滿足設計所需。4.6工作零件的設計4.6.1拉深凹、凸模的設計（1）由落料拉深模的總裝圖可知，其拉深凹模的高度為： H拉凹=h1+r凹1+h支+5 （4-2）由第三章的計算可知其中h1=50.5mm，r凹1=10mm，凹模的修磨量為5mm，支承板的高度為h支=15mm，所以拉深凹模的高度為：H拉凹=h1+r凹1+h支+5=50.5+1

38、0+15+5=80.5mm所以拉深凹模的輪廓尺寸為80.5×77，材料選用Cr12MoV，淬火硬度達到58-62HRC。（2）由落料拉深模的總裝圖可知，其拉深凸模的高度為：H拉凸=h1+r凹1+t+3=64.5mm所以拉深凸模的輪廓尺寸為64.5×74.4，材料選用Cr12MoV，淬火硬度達到58-62HRC。4.6.2落料凹、凸模的設計（1）查1表3-57凸模的長度計算公式： L=h1+h2+h3+h （4-3） 其中h1為凸模固定板的厚度，h2為固定卸料板的厚度，h3為導料板的厚度，h為增加長度，是凸模的修磨量，凸模進入凹模的深度，凸模固定板與卸料板之間的安全距離之和。

39、由于采用剛性卸料裝置，其卸料板與導料板為一體，查1表3-60取其厚度h2=12mm，初定其增加長度h=15mm。所以初選凸模長度：L=12+15=27mm但結(jié)合模具設計的實際情況，拉深凸模包含在落料凸模之內(nèi)，初選落料凸模L=27mm小于拉深凸模的尺寸，顯然這與本次設計時整副模具的結(jié)構(gòu)設計時不相符合的，因此，可以結(jié)合模具結(jié)構(gòu)的實際情況并且根據(jù)落料拉深模的總裝圖，初定其落料凸模的長度：H落凸=75.5mm所以落料凸模的刃口尺寸按凹模尺寸配置，保證雙面間隙0.100mm0.140mm，其高度H落凸=75.5mm，材料選用Cr12MoV，淬火硬度達到58-62HRC。(2）查1表3-58凹模的厚度計算

40、公式： H=Kb （H15mm） （4-4） 其中系數(shù)K查1表3-59可知K=0.18，孔寬為140.2mm，所以計算凹模的厚度為：表3-59孔寬b/mm料厚t/mm0.5123>3500.30.350.420.500.60>501000.20.220.280.350.42>1002000.150.180.200.240.30>2000.100.120.150.180.22H=0.18×140.2=25mm根據(jù)落料拉深模的實際設計情況情況，在完成落料后，在接下來的拉深工藝中，此時的落料凸模將會起到壓邊的作用，因此落料凹模的整體設計高度為：H落凹=80.5+t+

41、3=84.5mm查1表3-58凹模的壁厚計算公式： c=2H （4-5）所以凹模的壁厚為：c=2×25=50mm所以落料凹模的輪廓尺寸為84.5×239.88，材料選用Cr12MoV，淬火硬度達到58-62HRC。4.7壓力機的選用由第三章第3.4.3小節(jié)中計算得知:落料拉深模落料時在選取壓力機噸位時壓力機噸位F壓1.3FZ=264.2KN落料拉深模在拉深時選取壓力機噸位時壓力機噸位F壓2P總=144KN，綜上所述，查1 表7-22，選擇雙動拉深壓力機JB46-315，其部分技術(shù)參數(shù)如下：型號JB46-315總公稱壓力/KN6300行程次數(shù)/(次/min)10外滑塊最大裝模

42、高度/mm1250內(nèi)滑塊最大裝模高度/mm1550最大拉深深度/mm390主電動機功率/kW1004.8模架及其他零部件的選用經(jīng)計算，落料凹模的整體直徑為D=139.88+2c=239.88mm，D=240mm取整在選擇模架之前，首先了解到模架分為滑動導向模架和滾動導向模架兩種。結(jié)合實際設計需求，本次設計選擇滑動導向模架。而滑動導向模架又分四種，它們分別是：對角導柱模架，它的導柱安放在凹模面的對角中心線上，常用于級進模和復合模。后側(cè)導柱模架，它的兩導柱、導套分別在上、下模座后方，用于沖壓較寬的條料。中間導柱模架，它僅適用于縱向送料，常用于彎曲?；驈秃夏?。中間導柱圓形模架，常用于沖壓圓形件制成的

43、單工序模具和復合模具。結(jié)合本次設計的實際情況，因此查1表9-4選擇模架，選擇的模架類型為中間導柱圓形模架，它具有上模座在導柱上運動平穩(wěn)，導向精度高的特點，選擇模架的基本參數(shù)如下表：類別型號標準編號材料模架250×240×280GB/T2851-200845上模座250×50GB/T2855.1-2008Q235下模座250×65GB/T2855.2-2008Q235導柱35×230，40×230GB/T2861.1-200820Cr導套35×125×4840×125×48GB/T2861.3-2

44、00820Cr模柄60×145JB/T7646.1-2008Q235模架閉合高度的計算：H=H下模座+H拉凹+t+H落凸+H上模座=65+80.5+1+75.5+50=272mm因為計算所得閉合高度240<H=272<280，所以選擇該參數(shù)的模架是合適的。第5章 第二次拉深模的工藝計算5.1拉深凹凸模刃口尺寸及制造公差確定本次設計的第二次拉深模具，它的拉深凹凸模圓角半徑由本次設計第三章可知，其中：r凹2=6mmr凸2=5mm查1采用壓邊圈的第二次拉深，其間隙系數(shù)K=0.1，所以由公式（3-6）其單面間隙計算公式為：Z=t+Kt=1+0.1×1=1.1mm由于第二

45、次拉深時，制件仍然要求外形尺寸，所以以凹模為基準計算，查1表5-50，當制件直徑的基本尺寸是60時，圓形模凸、凹的制造公差為d=0.08mm，p=0.05mm，因為第二次拉深是最終拉深，所以其凹、凸模工作部分尺寸可由1表5-49按以下公式計算： Dd=D-0.750+d （5-1） Dp=D-0.75-2Z0+d （5-2）所以凹凸模的工作尺寸分別為：凹模：Dd=D-0.750+d=(60-0.75×0.46)0+0.08=59.650+0.08mm凸模：Dp=D-0.75-2Z-p0=60-0.75×0.63-2×1.1-0.050=57.65-0.050mm列

46、出尺寸表格：工藝工件尺寸凹模工作尺寸凸模工作尺寸第二次拉深60-0.460mm59.650+0.08mm57.45-0.050mm5.2拉深力的計算無凸緣圓筒形拉深件拉深時拉深力的計算根據(jù)公式（3-13）可以求得第二次拉深時的拉深力：P=d2tRmK2由本次設計第三章可知，第二次拉深無凸緣圓筒形拉深件的直徑d2=59mm，第二次拉深的拉深系數(shù)K2=0.77，材料的抗拉強度Rm=400Mpa，因此第二次拉深時的拉深力為：P=d2tRmK2=3.14×59×1×400×0.77=57.1KN無凸緣圓筒形拉深件第二次拉深采用壓邊時的壓邊力根據(jù)1表5-38壓邊力

47、計算公式： Q2=4d12-d2+2r22q （5-3）其中Q2為第二次拉深的壓邊力，由本次設計的第三章可知第一次拉深直徑d1=76mm，第二次拉深的直徑d2=59mm，第二次拉深凹模的圓角半徑r2=6mm，q為單位壓邊力，由1表5-39得q=2.5Mpa，所以第二次拉深的壓邊力為：Q2=4d12-d2+2r22q=3.144762-59+2×62×2.5=1.4KN所以無凸緣圓筒形拉深件第二次拉深總的力為：P總=P+Q2=57.1+1.4=58.5KN在選取壓力機噸位時壓力機噸位F壓2P總=117KN第6章 第二次拉深模的總體設計6.1模具結(jié)構(gòu)的選擇第二次拉深模屬于單工序

48、拉深模具，本次設計為有壓邊圈的以后各次拉深模，在下模座安裝上具有一定回復能力的彈簧與壓邊圈，能在拉深過程中提供一定的壓邊力，防止工件在拉深過程中起皺。整套模具的設計思路是，將拉深凸模安裝在下模座上的凸模固定板上，將拉深凹模安裝在上模座上，拉深模工作時，套在壓邊圈上的拉深件在上模下行時被固定在下模板上的拉深凸模拉深，此時壓邊圈被凹模下壓，在壓邊圈下有彈簧和頂桿，它們配合壓邊圈在拉深時對拉深件起到壓邊的作用，并且在拉深完成之后，壓邊圈頂至凸模平面，最后由打料桿將拉深成型后的工件頂出。6.2卸料方式的選擇本次畢業(yè)設計的第二次拉深模設計，因為設計的第二次拉深模其拉深凹模在上模座，因此可以設計打料桿將拉

49、深完成后在凹模中的工件頂出。并設計打料塊厚度H打 =15mm6.3緊固零件的選擇上模座上安裝M12×50 GB/T73-1985的緊固螺釘，材料為45號鋼，頭部淬火熱處理，硬度可達40 45HRC。下模座上安裝M12×80 GB/T73-1985的緊固螺釘，材料為45號鋼，頭部淬火熱處理，硬度可達40 45HRC。上模座連接銷釘選用8，材料選用45鋼，淬火熱處理，硬度可達43 48HRC。下模座連接銷釘選用8，材料選用45鋼，淬火熱處理，硬度可達43 48HRC。6.4工作零件的設計6.4.1拉深凹、凸模的高度設計（1）由本次設計的拉深模的總裝圖可知，其拉深凹模的高度為：

50、H拉凹=H+R+h打+3 （6-1）其中H為拉深后工件的高度，R為第二次拉深件的凹模的圓角半徑，由前面的計算可知：H=71mm，第二次拉深凹模的圓角半徑R=6mm，h打=15mm，修磨量為3mm，所以第二次拉深時拉深凹模的高度： H拉凹=H+R+h打+3=71+6+15+3=95mm（2）由本次設計的拉深模的總裝圖可知，其拉深凸模的高度為： H拉凸=H+R+t+H壓邊+H固定+5 （6-2） 其中H為拉深后工件的高度，R為第二次拉深件的凹模的圓角半徑，由前面的計算可知：H=71mm，第二次拉深凹模的圓角半徑R=6mm，t為工件的厚度t=1mm，H壓邊為壓邊圈的高度，初定壓邊圈的高度H壓邊=70mm，初選固定板高度為H固定=60mm，修磨量為5mm，所以第二次拉深凸模的高度為：H拉凸=H+R+t+H壓邊+H固定+5=71+6+1+70+5=153mm所以拉深凸模的輪廓尺寸為153×57.33，材料選用Cr12MoV，淬火硬度達到58-62HRC。6.4.2拉深凹模的壁厚設計由公式（4-4）可知H=Kb，當孔寬為59.53mm時，查1表3-59可知K=0.22，由公式