1、精選優質文檔-傾情為你奉上沖壓模具設計-帶凸緣圓筒件專心-專注-專業 作者: 日期：帶凸緣圓筒拉深模設計班級:姓名：學號：日期：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,在數字化技術應用高度發展的今天，冷沖模開發的三個層面已經高度集成，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。結合所學到的理論知識和自身掌握的情況

2、,特以帶凸緣的圓筒件來設計冷沖壓模具。此制件結構簡單，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確定,一是模具的結構設計，一是制件的成形分析。目錄前言I一制件工藝分析1.1 制件分析1.2坯料直徑確定11.3 拉深成型次數計算1. 凸凹模圓角半徑計算11.5 拉深深度計算11.6拉深力的計算11. 凸凹模間隙計算11.8 凸凹模工件尺寸計算1.81 凸凹模計算公式1.2 公差確定119 凸模通氣尺寸1二拉深模結構設計1.1 拉深凸凹模結構12.2模具總體結構的設計1三 Dnaform軟件仿真分析3.1網格劃分13.2毛坯輪廓線計算1

3、3. 制件厚度分析13 主應力分布13.制件成形情況1總結1參考文獻附表1一制件工藝分析11 制件分析所選的制件為帶凸緣圓筒件，剖視圖如下，厚度為2，材料為8鋼。圖 帶凸緣圓筒件此帶凸緣圓筒件為旋轉體，壁厚為2mm，整個結構尺寸較小,適合沖壓成型。底部外直徑為4mm，筒深大約為0mm,材料為08鋼,拉深性能較好,適合于拉伸成型。1.2坯料直徑確定根據表1以及圖1計算得到坯料的直徑大約為4m.其中，d132m,d2=40mm，d32m，d4=8，h=50mm，H=0m,r1=mm,r2=4m。表1坯料直徑計算公式13 拉深成型次數計算根據冷沖模設計手冊,確定制件的拉深成型次數。已知,t2,D=，

4、t/D*0%1%(通過附表4.1，.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介于坯料相對厚度為1.5到2.0之間，又=，=0.2,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，最終確定出*,依次為06、0.77、0.8、0.84,一共需要4次拉深，滿足要求。可知,第一次拉深后,0.61244.4m;第二次拉深后，=0.77*4457.29mm；第三次拉深后，=.83*5729=4.55mm;最后依次拉深后,=0.84*7.5=40m。表圓筒件不使用壓料圈時的極限拉伸系數（適合0鋼)4 凸凹模圓角半徑計算凹模圓角半徑=8,凸模圓角半徑=（0.10）。第一

5、次拉深所需的凹凸模半徑分別為08*.9mm8mm,08*8=6.4m。以后所用的凸凹模半徑適當的減少至最后依次拉深所需的4m和6m。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.)+(）39.3。可知,第一次拉深的最大相對高度=0.5,查附表4.9，0.75.52，滿足設計的要求，可以繼續設計此后的各次拉深深度。根據以上步驟,并且不斷調整凸凹模半徑,以后的拉深深度分別為10mm、6mm，最后根據剩余量得到最后一次的拉深深度。1拉深力的計算總的沖壓力是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

6、,已知凸緣相對直徑為=1.6,由附表.19，可知拉深力為，其中為材料的抗拉強度，08鋼的抗拉強度為400Ma,為筒形件第一次拉深時的系數，查附表4.22可知=0.7，則=314*74.4*2*0.7540=.6N。1.7 凸凹模間隙計算拉深模間隙Z/(單面)一般比毛坯厚度略大一點,其值按以下公式2=+c,其中c為間隙系數，由附表4.31查得為0.5,t,為板料的正偏差，查附表42,板料正偏差為0mm,計算得到Z64mm，單面為.2m。1.凸凹模工件尺寸計算181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

7、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.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。1.8.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4.4查得，=0.2，=.08,最后得到=mm，mm。19 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所示，尺寸選取見表,選取=m。圖2 拉深凸模通氣孔表3 拉深凸模通氣孔尺寸二拉深模結構設計2.1拉深凸凹模結構對于兩次以上的拉深，選取的凸凹模形式

8、如圖3。圖3 模具結構形式.2模具總體結構的設計本設計通過計算不需要采用壓邊圈。根據制件較小、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，通過彈壓力的調節，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。圖4D半透明裝配圖圖5 3半剖裝配圖圖5 裝配簡圖三Dynarm軟件仿真分析根據所計算得到的毛坯尺寸，所需的毛坯直徑為124m,第一次拉深后的直徑為.4m,第二次拉深后的直徑為57.88mm，第三次拉深后的直徑為47.55mm,最后依次拉深到所需的直

9、徑為40mm。3.1網格劃分將制件ies格式導入到軟件后，劃分網格后如圖所示。網格質量較好，可以接受。圖7 網格劃分3. 毛坯輪廓線計算根據理論計算得到毛坯的理論直徑為124mm,得到外徑周長為124314=39.4mm;通過軟件計算的坯料的輪廓線長度為0.7m。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 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2,出現在凸緣部分,最小值大約為1.1mm,且最薄處只出現在底部，總體的厚度在2mm左右。在理論計算時,取得厚度平均值為2m。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

10、足要求時，之后的拉深也肯定滿足，原因是,之后的拉深深度小,冗余度高。圖 厚度分布圖3.4 主應力分布由圖可知,主應力最大值出現在邊緣地方,這可能會引起褶皺。在實際中可以采用壓邊圈(結構設計沒有采用，但是模具預留了壓邊圈）,以較少起皺的情況。圖1 主應力分布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，沒有出現較危險的區域，起皺的部分也只發生在凸緣和修邊部分,可以利用壓邊圈來消除影響。圖1成形極限圖總結通過此次拉伸模設計，對鈑金類拉伸件的參數確定、模具結構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,一是制件的參數確定，一是模具結構的設計,一是

11、成形分析。難點集中在參數的確定和成形分析。制件的參數確定主要是毛坯的尺寸、拉深系數、拉深次數、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，結合制件情況,合理選取,并不斷地分析檢驗參數的合理性。反復選取拉深系數，來滿足拉深次數和拉深深度,又反過來讓拉深系數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。模具的設計參考現有的拉深模設計手冊,并結合制件設計而成,一部分零件采用了標準設計,為了便于模具的加工、節約成本和縮短設計周期。成形分析主要包括網格劃分、毛坯輪廓線生成和成形計算分析等等。分析中參數的選取直接影響成形分析的結果好壞，其中網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，難免會出現錯誤，希望老師在發現問題時,及時批評指出，我一定會努力改正！參考文獻1 周本凱.沖壓模具設計實踐.化學工業出版社,2008.2湯酞則.冷沖模課程設計