拉深模设计案例.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date拉深模设计案例拉深模设计案例拉深模设计案例拉深图所示带凸缘圆筒形零件，材料为08钢，厚度t=1mm，大批量生产。试确定拉深工艺，设计拉深模。1零件的工艺性分析该零件为带凸缘圆筒形件，要求内形尺寸，料厚t=1mm，没有厚度不变的要求；零件的形状简单、对称，底部圆角半径r=2mmt，凸缘处的圆角半径R=2mm=2t，满足拉深工艺对形状和圆角半径的要求；尺寸mm为IT12级

2、，其余尺寸为自由公差，满足拉深工艺对精度等级的要求；零件所用材料08钢的拉深性能较好，易于拉深成形。综上所述，该零件的拉深工艺性较好，可用拉深工序加工。2确定工艺方案为了确定零件的成形工艺方案，先应计算拉深次数及有关工序尺寸。(1) 计算坯料直径D 根据零件尺寸查表5-5得切边余量R=2.2mm，故实际凸缘直径dt =(55.4+22.2)=59.8mm。由表5-6查得带凸缘圆筒形件的坯料直径计算公式为D =依图5-23，d1=16.1mm，R=r=2.5mm，d2=21.1mm，h=27mm，d3=26.1mm，d4=59.8mm，代入上式得D=78(mm)(其中3200/4为该拉深件除去凸

3、缘平面部分的表面积)(2) 判断可否一次拉深成形 根据t/D =1/78 = 1.28 %dt/d = 59.8/21.1 = 2.83H/d = 32/21.1 =1. 52 mt=d/D=21.1/78=0.27查表5-12、表5-13，m1=0.35，H1/d1=0.21，说明该零件不能一次拉深成形，需要多次拉深。(3) 确定首次拉深工序件尺寸 初定dt/d1=1.3，查表5-12得m1=0.51，取m1= 0.52，则d1= m1 D = 0.5278 = 40.5(mm)取r1=R1= 5.5 mm 为了使以后各次拉深时凸缘不再变形，取首次拉入凹模的材料面积比最后一次拉入凹模的材料面

4、积(即零件中除去凸缘平面以外的表面积3200/4)增加5%，故坯料直径修正为D=79(mm)按式(5-9)，可得首次拉深高度为 H1 =21.2(mm)验算所取m1是否合理：根据t/D =1.28 %，dt/d1 = 59.8/40.5=1.48，查表5-13可知H1/d1= 0.58。因H1/d1 =21.2/40.5= 0.52H1/d1= 0.58，故所取m1是合理的。(4) 计算以后各次拉深的工序件尺寸 查表5-14得，m2= 0.75，m3= 0.78，m 4= 0.80，则d2= m2 d1= 0.7540.5 = 30.4(mm)d3= m3 d2 = 0.7830.4 = 23

5、.7(mm)d4= m4 d3 = 0.8023.7 = 19.0(mm)因d4= 19.021.1，故共需4次拉深。调整以后各次拉深系数，取m2 = 0.77，m3 = 0.80，m 4 = 0.844。故以后各次拉深工序件的直径为 d2= m2 d1= 0.7740.5 = 31.2(mm)d3= m3 d2 = 0.8031.2 = 25.0(mm)d4= m4 d3 = 0.84425.0= 21.1(mm)以后各次拉深工序件的圆角半径取 r2=R2=4.5mm，r3=R3=3.5mm，r4=R4=2.5mm设第二次拉深时多拉入3%的材料(其余2%的材料返回到凸缘上)，第三次拉深时多拉

6、入1.5%的材料(其余1.5%的材料返回到凸缘上)，则第二次和第三次拉深的假想坯料直径分别为=78.7(mm) =78.4(mm) 以后各次拉深工序件的高度为H2 =24.8(mm)H3 =28.7(mm)其计算结果列于表1。 表1 拉深次数与各次拉深工序件尺寸 （mm）拉深次数n凸缘直径dt筒体直径d(内形尺寸)高度H圆角半径R(外形尺寸)r(内形尺寸)159.839.521.255259.830.224.844359.82428.733459.820.13222根据上述计算结果，本零件需要落料(制成79mm的坯料)、四次拉深和切边(达到零件要求的凸缘直径55.4mm)共六道冲压工序。考虑该

7、零件的首次拉深高度较小，且坯料直径(79)与首次拉深后的筒体直径(39.5)的差值较大，为了提高生产效率，可将坯料的落料与首次拉深复合。因此，该零件的冲压工艺方案为：落料与首次拉深复合第二次拉深第三次拉深第四次拉深切边。本例以下仅以第四次拉深为例介绍拉深模设计过程。3拉深力与压料力计算(1) 拉深力 拉深力根据式(5-11)计算，由表2-3查得08钢的强度极限b=400MPa，由m4=0.844查表5-15得K2=0.70，则F =K2d4tb =0.703.1420.11400 = 17672(N) (2) 压料力 压料力根据式(5-14)计算，查表5-16取p=2.5MPa，则FY =()

8、p/4 =3.14(242- 20.12)2.5/4= 338(N)(3) 压力机标称压力 根据式(5-16)和F= F+ FY，取Fg1.8F，则Fg1.8(17672+338)= 32418(N)=32.4kN4模具工作部分尺寸的计算(1) 凸、凹模间隙 由表5-27查得凸、凹模的单边间隙为Z =(11.05)t，取Z=1.05 t=1.051=1.05mm。 (2) 凸、凹模圆角半径 因是最后一次拉深，故凸、凹模圆角半径应与拉深件相应圆角半径一致，故凸模圆角半径rT = 2 mm，凹模圆角半径rA = 2mm。(3) 凸、凹模工作尺寸及公差 由于工件要求内形尺寸，故凸、凹模工作尺寸及公差

9、分别按式(5-45)、式(5-46)计算。查表5-28，取T=0.02，A=0.04，则 (mm) (mm)(4) 凸模通气孔 根据凸模直径大小，取通气孔直径为5 mm。5模具的总体设计 模具的总装图如图1所示。因为压料力不大(FY=338N)，故在单动压力机上拉深。本模具采用倒装式结构，凹模11固定在模柄7上，凸模13通过固定板15固定在下模座3上。由上道工序拉深的工序件套在压料圈14上定位，拉深结束后，由推件块12将卡在凹模内的工件推出。6压力机选择根据标称压力Fg32.4kN，滑块行程S2=232=64mm及模具闭合高度H=188mm，查表2-3，确定选择型号为J23-40型开式双柱可倾式压力机。7模具主要零件设计根据模具总装图结构、拉深工作要求及前述模具工作部分的计算，设计出的拉深凸模、拉深凹模及压料圈分别见图2、图3和图4。图1 拉深模总装图1-螺杆 2-橡胶 3-下模座 4、6-螺钉 5、10-销钉 7-模柄 8、18-螺母 9-打杆 11-凹模 12-推件块 13-凸模 14-压料圈 15-固定板 16-顶杆 17-托板 图2 拉深凸模 图3 拉深凹模材料：T10A 热处理：6064HRC 材料：T10A 热处理：5862HRC图4 压料圈材料：T8A 热处理：5458HRC-