課 程 設 計 （論文） 題 目： 直筒型件拉深模具設計 課 程：冷沖壓模具設計 院（部）：職工大學專 業：機電一體化模具方向班 級：09模具雙高（2） 學生姓名：葉呈祥 學 號：20設計日期：2011-09-082011-09-26 指導老師：馮曉杰 方莉目錄課程設計任務書1 沖壓件工藝分析-03二工藝方案及模具結構類型1 工藝方案分析-032 主要參數計算-03三確定排樣圖和裁板方案1 裁板方案-052 排樣設計-05四. 計算工序沖壓力、壓力中心以及初選壓力機1. 落料力的計算-062 卸料力和頂件力的計算-063 壓邊力的計算-064 拉深力的計算-075、 壓力中心的計算-086 壓力機的選擇-085 工件零件刃口尺寸的計算-09六工件零件結構尺寸和公差的確定-091 整體落料凹模板的厚度H的確定：-092 凹模板長度L的計算-103 其他零件結構尺寸-104 選沖壓模具標準模架和標準零件-107、 校核沖壓設備基本參數-121 模具閉合高度校核-122 沖裁所需總壓力校核-12八、模具總裝配圖-129. 致謝-1210. 參考文獻-13一、沖壓件工藝分析該沖壓件為直筒形拉深件，需要經過落料、拉深二道工序沖壓而成，如圖1-1所示。圖1-1 零件圖 材料25CrMnSi 厚度1mm沖壓材料為25CrMnSi是沖裁類板鋼，屬合金結構鋼，具有較好的可拉深性能，成型性能較好。二、工藝方案及模具結構類型1、工藝方案分析該工件包括落料、拉深兩個基本工序，可有以下三種工藝方案：方案一：先落料，首次拉深一，再次拉深。采用單工序模生產。方案二：落料+拉深復合，后拉深二。采用復合模+單工序模生產。方案三：先落料，后二次復合拉深。采用單工序模+復合模生產。方案一模具結構簡單，但需三道工序三副模具，成本高而生產效率低，難以滿足大批量生產要求。方案二需二副模具，工件的精度及生產效率都較高，工件精度也能滿足要。方案三也只需要二副模具，制造難度大，成本也大。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產采用方案二為佳。2、 主要工藝參數的計算 (1)計算毛坯直徑D由于板料厚度為1mm，故按工件厚度中性層計算毛胚直徑。 D= = (2)確定修邊余量該H=30.5mm, d=31.5mm, 則H/d=30.5 / 31.50.97 根據沖壓工藝與模具設計第三版表4.2.1可知無凸緣零件切邊余量h=2.5。由此可知拉深高度H= h+h=31+2.5=33.5MM(3)確定拉深次數按毛坯相對厚度t/D100=1/67.23和工件相對高度H/d=33.5/31.51.06。查沖壓工藝與模具設計第二版表4.2.6可得n=2，初步確定需要兩次拉成，同時需增加一次整形工序。(4)計算各次拉深直徑由于該工件需要兩次拉深，查沖壓工藝與模具設計第二版表4.2.6可得，首次拉深系數m和二次拉深系數m: m=0.53 m=0.76初步計算各次拉深直徑為： d= mD=0.5367.2335.63mm d=md=0.7635.6327.08 mm32.5mm調好拉深系數后,重新計算各次拉深的圓筒直徑即可得半成品直徑。根據零件實際所需拉深系數應調整為m1=0.62 m2=0.76d= mD=0.6267.23=41.68mmd=md=0.7641.68=31.68mm (5)選取凸凹模的圓角半徑考慮到實際采用的拉深系數均接近其極限值,故首次拉深凹模圓角半徑r應取大些,根據壓工藝與模具設計表4-7知：r=8t=81=8 mm由沖壓工藝與模具設計式4.6.2即：r=(0.60.8) r和r=(0.71.0)r計算各次拉深凹模與凸模的圓角半徑，分別為： r=8 mm r=7 mm r=6 mm r=5 mm (6)計算各次工序件的高度根據沖壓工藝與模具設計式（4-39）計算各次拉深高度如下： H=(67.23-27.68-2-87）/47+7+1/2=20.75mm H= =(67.23-21.68-2-85)/45+5+1/2=33.50mm 三、確定排樣圖和裁板方案1、 制件的毛坯為簡單的圓形件，而且尺寸比較小，考慮到操作方便，宜采用單排。 于t=1mm,查現代沖壓技術手冊表2-4軋制薄鋼板擬選用規格為： 15001000 的板料。2、 排樣設計（如圖2-1）圖2-1查沖壓工藝與模具設計表2-10，確定搭邊值 兩工件間的橫搭邊a=2.0mm；兩工件間的縱搭邊a=1.0mm； 步距S=d+a=32.5+1.5=34mm； 條料寬度B=（D+2a+）=71.43四、計算工序沖壓力、壓力中心以及初選壓力機1、落料力的計算F=1.3Lt式中L沖裁輪廓的總長度；t板料厚度；-板料的抗拉強度查現代沖壓技術手冊表2-18可知：=600MPa 。故：F=1.367.230.8600=164.66KN2、 卸料力和頂件力的計算 =KF =K F式中K為卸料力系數，K為頂件力系數查現代沖壓技術手冊表3-12知：K=0.050；K =0.06故： =KF =0.05164.66 =8.23KN =K F =0.06164.66 =9.88KN3、壓邊力的計算采用壓邊的目的是為力防止變形區板料在拉深過程中的起皺，拉深時壓扁力必須適當，壓邊力過大會引起拉伸力的增加，甚至造成制件拉裂，壓邊力過小則會造成制件直壁或凸緣部分起皺，所以是否采用壓邊裝置主要取決于毛坯或拉深系數m和相對厚度t/D100 由于t/D100=1/67.23100 1.49 首次拉深系數=0.62故：查現代沖壓技術手冊表5-70知，兩次拉深均需要采用壓邊裝置。壓邊力:=式中A為初始有效面積；為單位壓邊力（MPa）查現代沖壓技術手冊表4-4可知：=3MPa = = = =2.81 KN = = = =1.44 KN4、拉深力的計算首次拉深時拉深力=二次拉深時拉深力=式中：為首次拉深與二次拉深時工件的直徑； 為材料抗拉強度（MPa）； 為修正系數。查現代沖壓技術手冊表4-1可知：=0.65;=0.5首次拉深力：= = =51.04 KN二次拉深力：= = =29.84 KN故總拉深力：=+ =51.04+29.84 =80.88KN 綜上所述：=+ + =266.46KN5壓力中心的計算 圖3-1由于是圓形工件，如圖4所示，所以工件的壓力中心應為圓心即o(16.25,16.25)6、壓力機的選擇由于該制件為大批量小型制件，且精度要求不高，因此選用開始可傾壓力機，它具有工作臺面三面敞開，操作方便，成本低廉的有點。根據總壓力選擇壓力機，前面已經算得壓力機的公稱壓力為266.46 KN，查現代沖壓技術手冊表5-10提供的壓力機公稱壓力中可選取壓力機的型號為：JC23-35五、工件零件刃口尺寸的計算刃口尺寸按凹模實際尺寸配作，用配作法，因此凸模基本尺寸與凹模尺寸相同，保證單邊間隙(mm)圖4-1查現代沖壓技術手冊表5-64可知： 拉深模的單邊間隙為：Z=0.035 mm式中x為補償刃口磨損量系數。查現代沖壓技術手冊表2.3.1可知：x=0.75 取落料的尺寸公差IT11，則公差為=0.18mm所以落料凹模的尺寸為： =（67.23-0.750.18） =67.1mm六、工件零件結構尺寸和公差的確定1、整體落料凹模板的厚度H的確定： H=KB式中k為考慮板料厚度的影響系數B為沖裁件的最大外形尺寸，查沖壓工藝與模具設計表2.8.1可知：k=0.22 H= KB =0.2267.23 =14.79mm2、凹模板長度L的計算 L=D+2C查沖壓工藝與模具設計表2-17可知：C取2836mm，根據要求C值可取30mm故： L=D+2C =32.5+230 =62.5mm故確定凹模板外形尺寸為：656520（mm）。凸模板尺寸按配作法計算。3、 其他零件結構尺寸（見表1-1-1）4、 選沖壓模具標準模架和標準零件依據凸、凹模周界尺寸，初選設備額定參數，選用滑動導向中間導柱式模架的導向方式，其相關參數為凹模周界L：80凹模周界B：63 閉合高度(參考)|最小：110閉合高度(參考)|最大：130a上模座 數量1 規格：806325b下模座 數量1 規格：806330c導柱 數量1 規格：18 100 d導套 數量1 規格：186523聯接螺釘選用：螺釘GB 70-1985 M8內六角圓柱頭螺釘，螺釘長度依據聯接件厚度而定。依據卸料力、推料力、壓邊力，以及模具預留給彈簧自由高度尺寸，選用標準GB/T1358-1993系列的標準彈簧。 工件公差IT11 Z=0.090mm Z=0.070mm沖壓工序工件尺寸 計算公式凹模尺寸凸模尺寸第一次拉深 D=(D-0.75)D=( D- Z)凸凹模取IT10 Z=2.2t第二次拉深D=(D-0.75)D=( D- Z)凸凹模取IT7 Z=2.2t 表1-1-18、 校核沖壓設備基本參數1模具閉合高度校核H=H+H+H+H+H-18=25+30+65+120+20-18=242mmJ23-35開式壓力機的閉合高度為280mm，可調量為38mm，模具安裝時可用墊塊調整配制。2沖裁所需總壓力校核前面計算出P=266.46KN,沖壓機的公稱壓力為350KN,PP,滿足生產要求。八、模具總裝配圖（用A0紙畫出，見附件）九、致謝 在即將走上工作崗位的時候，有這樣一次設計、有這樣的一個總結，很高興，很興奮，也很感激。雖然它還不是很成熟，但已散發著淡淡的香氣。感謝默默付出的老師們！關心支持我的同學、朋友們！畢業設計的完成，我要感謝我的指導老師們的大力支持。是他們的耐心指正和教導才使我的畢業設計逐漸趨于完善。更重要的是他們給了我自己解決問題的方法,鼓勵我提出針對性的有用的問題,從細微之處一點一滴的指導我們。通過這次實踐，我更進一步熟悉模具的設計，鍛煉了工程設計實踐能力，培養自己獨立設計能力。 即將走向工作崗位，在今后的工作中，我將繼續加強理論的學