筒形件拉伸模具设计概述goyc.docx

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1、目 录摘要3第1章、绪绪论31.1 冲压模模具的历历史和背背景31.2 设计目目的及意意义31.3 目前发发展状况况31.4 主要设设计内容容3第2章、基基础理论论分析332.1 冲压工工艺介绍绍32.2 拉深件件类型332.3 筒形件件的拉伸伸变形分分析32.4 拉深成成形过程程中出现现的问题题及防止止措施332.4.1 起起皱32.4.2拉裂裂32.5 拉深系系数的计计算32.5.1、拉拉深系数数32.5.2影响响极限拉拉深系数数的因素素32.6 拉深次次数及工工序尺寸寸计算332.6.1 拉拉深次数数的确定定32.6.2各次次拉深工工序件尺尺寸的确确定32.7 圆筒形形件拉深深的压边边力

2、与拉拉深力332.7.1.压压边力332.7.2拉深深力32.7.3公称称压力332.8 拉深工工艺的辅辅助工序序3第3章、工工艺分析析33.1 筒形件件工艺分分析33.2 计算毛毛坯直径径D33.3 判断拉拉伸次数数33.4 压边力力的计算算33.5 拉伸力力的计算算33.6 公称压压力的计计算3第4章、模模具工作作部分尺尺寸的计计算34.1 拉伸模模的间隙隙34.2 拉伸模模的圆角角半径334.2.1凹模模的圆角角半径334.2.2凸模模圆角半半径34.3 凹凸模模工作部部分的尺尺寸和公公差34.4 模具的的总体设设计34.5 卸料装装备的选选择34.6 压力机机的选择择3总结3致谢3参考

3、文献献3摘 要本文介绍绍了筒形形件模具具设计，并并且介绍绍了筒形形件拉伸伸模具设设计的全全部过程程。对拉拉伸模具具设计进进行了全全面的介介绍和分分析，并并且在此此基础上上进行了了模具的的设计，设设计的主主要内容容包括工工艺性分分析拟定定零件的的工艺方方案及模模具结构构，计算算工具压压力选取取压力机机及确定定压力中中心，确确定模具具结构及及绘制模模具总装装配图，凹凹凸模公公差的计计算及半半径的确确定，确确定各主主要零件件的尺寸寸，设计计并绘制制总图，绘绘制部分分非标准准零件图图等一系系列工作作。关键词：筒形件件 拉伸伸 模具具设计ABSTTRACCTThiss paaperr deescrrib

4、ees tthe cyllinddriccal parrts mouuld dessignn annd iintrroduucess thhe wwholle pproccesss off cyylinndriicall paartss moouldd deesiggn.OOn ccoldd sttamppingg moouldd deesiggn aa coomprreheensiive inttrodducttionn annd aanallysiis,aand on thiis bbasiis tthe diee deesiggn, thee deesiggn iinclludees a

5、anallysiis oof tthe tecchnoologgy oof ttechhnollogiicall scchemme, dreew uup ppartts ddie strructturee, aarraangeemennt aand cutttinng bboarrd, commputtatiionaal ttooll prresssureecennterr annd cconffirmmingg thhe sseleecteed ppresss mmoulld sstruuctuure andd reendeerinng, ideentiify skeetchh, ppunc

6、chinng mmoulld aasseemblly bbladde ddimeensiionss annd ttoleeranncess off caalcuulattionn, ppuncchinng tthe blaade dimmenssionns aand tolleraancees oof ccompputiing, coonfiirm thee maain parrts strructturee siize, deesiggn aand draawinng llayoout, annd sseleect thee sttanddardd paartss, aand draaw t

7、the parrt oof nnon-staandaard parrts graaph, annd aa seeriees oof wworkk。Keywwordds:cyllinddriccal parrtsdraawinngmoold dessignn第1章 绪论筒形件拉拉伸模具具设计是是为模具具设计与与制造专专业学生生在学完完基础理理论课、技技术基础础和专业业课的基基础上，所所设置的的一个重重要的实实践性教教学环节节。其目目的是：具体应应用和巩巩固本课课程及有有关修课课的理论论知识、生生产知识识，了解解冲压模模模具设设计的一一般设计计方法和和步骤；培养设设计能力力，为以以后进行行设计工工

8、作打下下基础；结合生生产和使使用等条条件，独独立地完完成模具具总体结结构及其其零部件件的设计计。熟练练掌握徒徒手测绘绘的能力力和AuutoCCAD绘绘图软件件的应用用能力，熟熟悉和运运用参考考文献、设设计手册册、了解解有关国国家（部部颁）标标准、规规范等，加加强对模模具设计计的认识识，培养养独立分分析问题题和解决决问题的的能力。由于个人人设计水水平有限限，本设设计定存存在许多多错误和和不妥之之处，请请各位指指导老师师批评和和雅正，恳恳请老师师不吝赐赐教，同同学提出出宝贵的的意见和和建议，在在此表示示衷心的的感谢！1.1冲冲压模具具的历史史和背景景冷冲压加加工工艺艺在我国国已有悠悠久的历历史。据

9、据文献记记载:我我国劳动动人民远远在青 铜时期期就发现现了金属属具有锤锤击变形形的性能能,到了了战国时时代(公公元前 4033前 2211 年) 已经经能炼剑剑淬火。我我们的祖祖先在23000年前前已掌握握了锤击击金属制制造兵器器和各种种日 用用品技术术。在漫漫长的封封建社会会时期,我国劳劳动人民民在金、银银、铜装装饰品和和日用品品 的制制作中,更是显显示出了了精巧的的工艺技技术和高高超的艺艺术水平平,令人人叹为观观止。 近代,从上个个世纪 20 年年代开始始,金属属制品、玩玩具和小小五金等等行业就就开始使使用 冲冲床、压压力机等等简易机机械设备备及相应应的模具具加工产产品的毛毛坯或某某些零部

10、部件,其其中 的的“刀口口模子”专专门用于于落料、冲冲孔,“坞坞工模子子”可用用于金属属拉伸。由由于生产产 力较较为低下下,技术术水平不不够,当当时各厂厂使用的的冲压设设备功率率都不大大,甚至至大多还还是 手手扳脚踏踏。模具具加工业业以手工工为主,故而模模具的精精度不高高,损坏坏率大。直直到 220 世世 纪 40 年代初初,出现现水压机机冷冲模模具。550 年年代公私私合营后后,增添添了磨床床、铣床床和锯 床等设设备,又又配上硬硬度计、外外径内径径测定器器和块规规等较为为精密的的测量设设备,冷冷冲模 具的精精度得以以提高。六六七十年年代,随随着产品品生产大大量使用用冲压机机床,冷冷冲模具具已

11、从 原来单单冲落料料、单冲冲孔模具具发展为为落料、冲冲孔复合合模。同同时由于于冷冲模模架标准准件 的的出现,使模具具设计结结构形式式多样化化,精度度也由此此提高。与与此同时时,随着着热处理理技 术术的进步步和检测测手段的的完善,冷冲模模具使用用寿命提提高 557 倍。这这一时期期,还由由于 成成型磨削削、电脉脉冲和线线切割机机等机床床相继使使用,又又采用硬硬质合金金为模具具材料,冷冲 模具的的制作工工艺有了了新的发发展。设设计人员员改进制制模工艺艺,具有有自动送送料、自自动理 片和接接料装置置的复合合模具大大量问世世。靠模模铣床引引进后,用石膏膏、木模模或实物物即可 翻制出出相同形形状的模模芯

12、,使使复合拉拉深模具具的制作作方便了了许多,确保了了精度。70 年代 以后,使用斜度线切割机加工冷冲模具,其凸模(冲头)和凹模可先淬火处理再切割 装配,取代了原来冷冲模具制作需要热处理-装配-变形修正的繁琐工艺,模具的精 度可达到 0.01。可以说这段时间我国的模具产业发展日新月异。1.2 设计目目的及意意义由于冲压压加工具具有许多多突出的的优点，因因此在工工业生产产中，尤尤其是大大批量生生产中得得到广泛泛应用。从从精细的的电子元元件、仪仪表指针针到汽车车的覆盖盖件、高高压容器器封头以以及航空空航天器器的蒙皮皮、机身身等均需需冲压加加工。随随着工业业产品的的不断发发展和生生产技术术水平不不断提

13、高高，不少少过去用用铸造、锻锻造、切切削加工工方法制制造的零零件，已已被质量量轻、刚刚度好的的冲压件件所代替替。 本课题题为筒形形件拉伸伸模具设设计，拉拉伸是利利用拉伸伸模具将将冲裁好好的平板板毛坯压压制成各各种开口口的空心心件，或或将已制制成的开开口空心心件毛坯坯，加工工成其他他形状空空新建的的一种基基本冲压压加工方方法，拉拉伸的应应用非常常广泛，是是冷冲压压的基本本工序之之一。 因因为模具具制造对对制造业业的重大大作用，激激励我趁趁此毕业业设计的的良机，选选择此课课题，希希望能够够掌握各各种模具具制造方方法的基基本原理理和特点点，在设设计、制制造模具具时，根根据实际际情况，学学习如何何充分

14、考考虑它们们的特点点，选用用最佳的的工艺方方案；掌掌握各种种制造方方法对模模具结构构的要求求，具有有分析模模具结构构工艺性性的能力力，能够够设计出出工艺性性能良好好的模具具结构；了解国国内先进进的模具具制造技技术，尽尽量采用用新工艺艺、新技技术。并并且巩固固和加深深已经学学过的理理论知识识，提高高自己的的综合分分析和解解决工程程实际问问题的能能力，为为工作以以后的发发展奠定定良好的的基础。1.3 目前发发展状况况模具是机机械制造造业中技技术先进进、影响响深远的的重要工工艺装备备,具有有生产效效率高、材材料利用用率高、制制件质量量优良、工工艺适应应性好等等特点,被广泛泛应用于于汽车、机机械、航航

15、天、航航空、轻轻工、电电子、电电器、仪仪表等行行业。220055年中国国模具工工业产值值达到6610亿亿元,增增长率保保持在225%的的高水平平,行业业的生产产能力约约占世界界总量的的10%,仅次次于日本本、美国国而位列列世界第第三。当当前，我我国模具具制造方方面与工工业发达达国家相相比，差差距较大大主要表表现在： （11）标准准化程度度低;（2）模模具制造造精度低低、周期期长。 提高劳动动生产率率、产品品质量、降降低成本本、扩大大冲压工工艺应用用范围；提高冲冲压零件件精度、减减少制造造周期、提提高模具具寿命；模具的的标准化化及专业业化、管管理的统统一化及及等级化化；提高高专业人人员的技技术水

16、平平和素质质。 冲压是是利用安安装在冲冲压设备备上的模模具对材材料施加加压力，使使其产生生分离或或塑性变变形，从从而获得得所需零零件的一一种压力力加工方方法。由由于冲压压加工具具有许多多突出的的优点，因因此在工工业生产产中，尤尤其是大大批量生生产中得得到广泛泛应用。从从精细的的电子元元件、仪仪表指针针到汽车车的覆盖盖件、高高压容器器封头以以及航空空航天器器的蒙皮皮、机身身等均需需冲压加加工。随随着工业业产品的的不断发发展和生生产技术术水平不不断提高高，不少少过去用用铸造、锻锻造、切切削加工工方法制制造的零零件，已已被质量量轻、刚刚度好的的冲压件件所代替替。 我国冲冲压模具具无论在在数量上上，还

17、是是在质量量、技术术和能力力等方面面都已有有了很大大发展，但但与国民民经济需需求和世世界先进进水平相相比，差差距仍很很大，一一些大型型精密、复复杂、长长寿命的的高档模模具每年年仍大量量进口，特特别是中中高档轿轿车的覆覆盖件模模具，目目前仍主主要依靠靠进口。一一些低档档次的简简单冲模模，已趋趋供过于于求，市市场竞争争激烈。我我国冲压压模具产产品质量量水平低低主要表表现在精精度、表表面粗糙糙度、寿寿命及模模具的复复杂程度度上；生生产工艺艺水平低低则主要要表现在在加工工工艺、加加工装备备等方面面。 现代模具具工业有有“不衰衰亡工业业”之称称。世界界模具市市场总体体上供不不应求，市市场需求求量维持持在

18、6000亿至至6500亿美元元，同时时，我国国的模具具产业也也迎来了了新一轮轮的发展展机遇。近近几年，我我国模具具产业总总产值保保持133%的年年增长率率（据不不完全统统计，220044年国内内模具进进口总值值达到6600多多亿，同同时，有有近2000个亿亿的出口口）。目目前，中中国1770000多个模模具生产产厂点，从从业人数数约500多万。 工业总总产值中中企业自自产自用用的约占占三分之之二，作作为商品品销售的的约占三三分之一一。在模模具工业业的总产产值中，冲冲压模具具约占550%，塑塑料模具具约占333%，压压铸模具具约占66%，其其它各类类模具约约占111%。 由于冲冲压工艺艺具有生生

19、产率、生生产成本本低、材材料利用用率高、能能成形复复杂零件件、适合合大批量量生产等等优点，在在某些领领域已取取代机械械加工，并并正逐步步扩大其其应用范范围。据据国际生生产技术术协会预预测，到到本世纪纪中，机机械零部部件中660%的的粗加工工、800%的精精加工要要由模具具来完成成。因此此，冲压压技术对对发展生生产、增增加效益益、更新新产品等等方面具具有重要要作用。在在近半个个世纪以以来，我我国的冷冷冲压工工艺和其其它生产产工艺一一样，得得到了迅迅速的发发展。在在一些工工厂中，建建立了具具有现代代规模和和技术先先进的冷冷冲压生生产车间间，并建建立了专专门研究究冷冲压压技术的的科研机机构及专专业性

20、工工厂，培培养了大大批从事事冷冲压压生产的的科技人人员，广广泛地开开展了冷冷冲压生生产的科科技及学学术活动动，编辑辑出版了了各种冷冷冲压技技术资料料，从而而使冷冲冲压生产产技术得得到了迅迅速发展展。在冷冷冲压生生产中，出出现了很很多可喜喜的高科科技成果果。冲压压加工的的工艺和和设备正正在不断断地发展展，例如如精密冲冲裁、冷冷挤压、多多工位自自动冲压压、高速速成形、液液压成形形、超塑塑冲压等等，把冷冷冲压生生产技术术提高到到了新的的水平。为为了适应应冷冲压压工艺水水平的提提高，我我国对冲冲模的研研制也在在不断加加强。近近年来，出出现了很很多制造造周期短短、使用用寿命长长的新型型冲模结结构。并并且

21、，模模具加工工工艺及及模具材材料也相相应地在在不断革革新，例例如采用用钢结硬硬质合金金、硬质质合金或或低熔点点合金浇浇注模具具、采用用电加工工技术及及计算机机制造冲冲模等以以适用于于不同的的生产条条件。从从而使冲冲压生产产的产品品质量、劳劳动生产产率大大大提高，成成本也大大幅度下下降，有有利地推推动了我我国社会会主义经经济建设设和发展展。 我国的模模具工业业的发展展，日益益受到人人们的重重视和关关注，在在电子、汽汽车、电电机、电电器、仪仪器、仪仪表、家家电和通通信等产产品中，60%-80%的零部件都要依靠模具成形（型）。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和代消耗，是其

22、它加工制造方法所不能比拟的。近几年，我国模具工业一直以每年15%左右的增长速度发展，2003年，我国模具总产值超过400亿元人民币。模具工业的发展和进步，在很大程度上取决于模具加工设备、软件及切削刀具的制造水平。如今，人们对手机、电脑、汽车、手表、数码电子等商品的要求一点也不低于发达国家。但另一方面，我国生产这些商品所需模具的工作母机即模具加工设备的制造水准，从总体上来说还是比较低的。这就出现了一个奇怪的现象，这些年我国模具生产所需的先进加工设备、制造软件及切削刀具进口越来越多。去年，我国机床进口约60亿美元，其中用于模具生产的就占十分之一；去年我国模具生产所需超硬质合金和陶瓷等超硬刀具销售额

23、约12亿元，其中90%依赖进口。 随着计算机软件的发展和进步，CAD/CAE/CAM 技术也日臻成熟，其现代模具中的应用将越来越广泛。可以预料不久的将来，模具制造业将从机械制造业中分离出来，而独立成为国民经济中不可缺少的支柱产业，与此同时，也进一步促进了模具制造技术向集成化、智能化、益人化、高效化方向发展。因此，大力发展模具工业可以促进我国更快的走向工化国家。 模具技术术的发展展应该为为适应模模具产品品“交货期期短”、“精度高高”、“质量好好”、“价格低低”的要求求服务。达达到这一一要求急急需发展展如下几几项： (1) 全面面推广CCAD/CAMM/CAAE技术术：模具具CADD/CAAM/C

24、CAE技技术是模模具设计计制造的的发展方方向。随随着微机机软件发发展和进进步，普普及CAAD/CCAM/CAEE技术的的条件已已基本成成熟，各各企业将将加大CCAD/CAMM技术培培训和技技术服务务的力度度；进一一步扩大大CAEE技术的的应用范范围。计计算机和和网络的的发展正正使CAAD/CCAM/CAEE技术跨跨地区、跨跨企业、跨跨院所地地在整个个行业中中推广成成为可能能，实现现技术资资源重新新整合，使使虚拟制制造成为为可能。 (2) 高速速铣削加加工：国国外近年年来发展展的高速速铣削加加工，大大幅度提提高了加加工效率率，并可可获得极极高的表表面光洁洁度。 (3) 模具扫扫描及数数字化系系统

25、：高高速扫描描机和模模具扫描描系统提提供了从从模型或或实物扫扫描到加加工出期期望的模模型所需需的诸多多功能，大大大缩短短了模具具的在研研制制造造周期。有有些快速速扫描系系统，可可快速安安装在已已有的数数控铣床床及加工工中心上上，实现现快速数数据采集集、自动动生成各各种不同同数控系系统的加加工程序序、不同同格式的的CADD数据，用用于模具具制造业业的“逆向工工程。(4) 电火花花铣削加加工。 (5) 提高高模具标标准化程程度：我我国模具具标准化化程度正正在不断断提高，估估计目前前我国模模具标准准件使用用覆盖率率已达到到30%左右。国国外发达达国家一一般为880%左左右。 (6) 优质材材料及先先

26、进表面面处理技技术：选选用优质质钢材和和应用相相应的表表面处理理技术来来提高模模具的寿寿命就显显得十分分必要。 (7) 模具研研磨抛光光将自动动化、智智能化：模具表表面的质质量对模模具使用用寿命、制制件外观观质量等等方面均均有较大大的影响响，研究究自动化化、智能能化的研研磨与抛抛光方法法替代现现有手工工操作，以以提高模模具表面面质量是是重要的的发展趋趋势。(8) 模具自自动加工工系统的的发展 。然近近年来我我国模具具行业职职工队伍伍发展迅迅速，估估计目前前已达近近百万人人，但由由于模具具企业数数量的急急剧膨胀胀、传统统教育的的力不从从心以及及模具技技师的老老龄化，模模具人才才远远跟跟不上行行业

27、的发发展需求求，主要要表现在在： 1）总量量不足。对对中国的的模具企企业来说说，如何何更好地地管理人人才，如如何留住住人才，如如何为人人才提供供足够的的平台和和发展空空间是摆摆在眼前前的一个个严峻的的、迫切切需要解解决的课课题，否否则，人人才紧缺缺问题将将成为中中国模具具工业继继续高速速发展的的一个重重要障碍碍。2） 因因选材和和用材不不当，致致使模具具过早失失效，大大约占失失效模具具的455%以上上。在整整个模具具价格构构成中，材材料所占占比重不不大，一一般在220% 30% 。因因此，选选用优质质钢材和和应用表表面处理理技术来来提高模模具的寿寿命就显显得十分分必要。对对于模具具钢来说说，要

28、采采用电渣渣重熔工工艺，如如采用粉粉末冶金金工艺制制造的粉粉末高速速钢等。3)模具具钢品种种规格多多样化、产产品精细细化、制制品化，尽尽量缩短短供货时时间亦是是重要发发展趋势势。这只是发发展模具具工业的的三个重重要部分分，要向向使模具具工业在在我国经经济建设设中发挥挥更大的的作用，需需要国家家更大的的关注与与投入，带带动相关关人员研研究和发发展。 模具的的出现可可以追溯溯到几千千年以前前的陶瓷瓷烧制和和青铜器器铸造，但但其大规规模应用用确是随随着现代代工业的的崛起而而发展起起来的。从从世界范范围看，当当时美国国的冲压压技术走走在最前前列，而而瑞士的的精冲、德德国的冷冷挤压技技术、苏苏联对塑塑性

29、加工工的研究究也处于于世界先先进行列列。200世纪500年代以以前模具具设计多多凭经验验，参考考已有的的图纸和和感性认认识，根根据用户户的要求求，制作作能满足足产品要要求的模模具，但但对所设设计模具具零件的的机械性性能缺乏乏了解。从从19555年到到19665年，人人们通过过对模具具主要零零件的机机械性能能和受力力状况进进行数学学分析，对对金属塑塑性加工工工艺及及原理进进行深入入探讨，使使得冲压压技术得得到迅猛猛发展。在在这期间间归纳出出的设计计原则使使得压力力机械、冲冲压材料料、加工工方法、模模具结构构、模具具材料、模模具制造造方法、自自动化装装置等领领域面貌貌一新，并并向实用用化的方方向推

30、进进。进入入20世纪纪70年代代，不断断涌现出出各种高高效率、高高精度、高高寿命的的多功能能的自动动模具。从从20世纪纪70年代代至今，计计算机逐逐渐进入入了模具具生产的的设计、制制造、管管理等各各个领域域；辅助助进行零零件图形形输入、毛毛胚展开开、调料料排样、确确定模具具尺寸和和标准、绘绘制装配配图和零零件图、输输出NCC程序等等工作，使使得模具具设计、加加工精度度与复杂杂性不断断提高，模模具制造造周期不不断缩短短。当前前国际上上计算机机（CAAD）和和计算机机辅助制制造（CCAM）的的发展趋趋势是：继续发发展几何何图形系系统以满满足复杂杂零件和和模具的的要求；在CAAD和CCAM的的基础上

31、上建立生生产集成成系统（CCIMSS）；开开展塑性性成形模模拟技术术的研究究，以提提高工艺艺分析和和模具CCAD的的理论水水平和实实用性；开发智智能数据据库和分分布式数数据库，开开发专家家系统和和智能CCAD等等。 随着工工业技术术和科学学技术的的发展和和快速适适应工业业产品更更新换代代和提高高质量的的要求，发发达国家家从200世纪500年代就就开始了了模具CCAD/CAMM技术的的研究。如如美国通通用汽车车公司早早在200世纪500年代就就将CAAD/CCAM技技术应用用于汽车车覆盖件件的设计计与制造造；200世纪700年代日日本机械械工程实实验室和和日本旭旭光学工工业公司司分别开开发了连连

32、续模设设计系统统MELL和冲空空弯曲模模系统PPENTTAX；19882年，日日立公司司研制了了冲裁模模CADD系统。到到20世纪纪80年代代，模具具CADD/CAAM技术术已广泛泛应用于于冷冲模模具的设设计与制制造。 冷冲压压的加工工工艺在在我国的的具有悠悠久的历历史。半半个世纪纪以来，我我国的冷冷冲压工工艺和其其他生产产工艺一一样得到到了迅速速的发展展。冷冲冲压加工工的工艺艺和设备备正在不不断的发发展（包包括冲压压模具技技术的发发展），把把冷冲压压技术提提高到了了新的水水平。为为适应冷冷冲压工工艺水平平的提高高，我国国对冲模模的研制制也在不不断加强强。但是是总体上上说，我我国模具具工业起起

33、步较晚晚、基础础差，就就总量来来看，大大型、精精密、浮浮渣、长长寿名命命模具产产需矛盾盾仍然十十分突出出。虽然然在模具具的制造造方法、手手段方面面达到了了国际水水平，模模具结构构、功能能方面也也接近国国际水平平，但是是在制造造的质量量、精度度、制造造周期和和成本方方面和国国外还存存在一定定的差距距。我国国模具CCAD/CAMM技术从从20世纪纪80年代代才起步步，长期期处于低低水平重重复开发发阶段，许许多软件件依赖于于进口，对对许多引引进的CCAD/CAMM系统缺缺乏二次次开发。1.4 主要设设计内容容本文对拉拉伸模具具设计进进行了全全面的介介绍和分分析，并并在此基基础 上对对拉伸模模具进行行

34、了设计计。设计计的主要要内容包包括工艺艺性分析析拟定零零件的工工艺方案案及模具具结构，计计算工具具压力选选取压力力机及确确定压力力中心，确确定模具具结构及及绘制模模具总装装配图，凹凹凸模公公差的计计算及半半径的确确定，确确定各主主要零件件的尺寸寸，设计计并绘制制总图，绘绘制部分分非标准准零件图图等一系系列工作作。第2章 基础理理论分析析2.1 冲压工艺艺介绍冲压主要要是按工工艺分类类，可分分为分离离工序和和成形工工序两大大类。分分离工序序也称冲冲裁，其其目的是是使冲压压件沿一一定轮廓廓线从板板料上分分离，同同时保证证分离断断面的质质量要求求。成形形工序的的目的是是使板料料在不破破坯的条条件下发

35、发生塑性性变形，制制成所需需形状和和尺寸的的工件。在在实际生生产中，常常常是多多种工序序综合应应用于一一个工件件。冲裁裁、弯曲曲、剪切切、拉深深、胀形形、旋压压、矫正正是几种种主要的的冲压工工艺。冲压用板板料的表表面和内内在性能能对冲压压成品的的质量影影响很大大，要求求冲压材材料厚度度精确、均均匀；表表面光洁洁，无斑斑、无疤疤、无擦擦伤、无无表面裂裂纹等；屈服强强度均匀匀，无明明显方向向性； 均匀延延伸率高高；屈强强比低；加工硬硬化性低低。在实际生生产中，常常用与冲冲压过程程近似的的工艺性性试验，如如拉深性性能试验验、胀形形性能试试验等检检验材料料的冲压压性能，以以保证成成品质量量和高的的合格

36、率率。模具的精精度和结结构直接接影响冲冲压件的的成形和和精度。 模具制制造成本本和寿命命则是影影响冲压压件成本本和质量量的重要要因素。模模具设计计和制造造需要较较多的时时间，这这就延长长了新冲冲压件的的生产准准备时间间。模座、模模架、导导向件的的标准化化和发展展简易模模具(供供小批量量生产)、复合合模、多多工位级级进模(供大量量生产)，以及及研制快快速换模模装置，可可减少冲冲压生产产准备工工作量和和缩短准准备时间间，能使使适用于于减少冲冲压生产产准备工工作量和和缩短准准备时间间，能使使适用于于大批量量生产的的先进冲冲压技术术合理地地应用于于小批量量多品种种生产。 冲压设设备除了了厚板用用水压机

37、机成形外外，一般般都采用用机械压压力机。以以现代高高速多工工位机械械压力机机为中心心，配置置开卷、矫矫平、成成品收集集、输送送等机械械以及模模具库和和快速换换模装置置，并利利用计算算机程序序控制，可可组成高高生产率率的自动动冲压生生产线。在每分钟钟生产数数十、 数百件件冲压件件的情况况下， 在短暂暂时间内内完成送送料、 冲压、 出件、排排废料等等工序，常常常发生生人身、设设备和质质量事故故。因此此，冲压压中的安安全生产产是一个个非常重重要的问问题。拉伸是利利用拉伸伸模具将将冲裁好好的平板板毛坯压压制成各各种开口口的空心心件，或或将已制制成的开开口空心心件毛坯坯，加工工成其他他形状空空新建的的一

38、种基基本冲压压加工方方法，拉拉伸的应应用非常常广泛，是是冷冲压压的基本本工序之之一。利用拉伸伸工艺可可以制得得筒形、阶阶梯形、球球形、锥锥形、抛抛物线形形等旋转转体零件件，也可可以制得得方盒形形等非旋旋转体零零件，若若将拉伸伸与其他他工艺（如如膨胀、翻翻边等）复复合，就就可以加加工出形形状非常常复杂的的零件，因因此拉伸伸的应用用非常广广泛。如如图2-1所示示为典型型的拉伸伸件。图2-11 拉伸伸件示意意图2.2 拉深件件类型拉深可分分为不变变薄拉深深和变薄薄拉深。前前者拉深深成形后后的零件件，其各各部分的的壁厚与与拉深前前的坯料料相比基基本不变变；后者者拉深成成形后的的零件，其其壁厚与与拉深前

39、前的坯料料相比有有明显的的变薄，这这种变薄薄是产品品要求的的，零件件呈现是是底厚、壁壁薄的特特点。在在实际生生产中，应应用较多多的是不不变薄拉拉深。本本章介绍绍不变薄薄拉深工工艺与模模具设计计。拉深所所使用的的模具叫叫拉深模模。拉深深模结构构相对较较简单，与与冲裁模模比较，工工作部分分有较大大的圆角角，表面面质量要要求高，凸凸、凹模模间隙略略大于板板料厚度度。图22-1为为有压边边圈的首首次拉深深模的结结构图，平平板坯料料放入定定位板66内，当当上模下下行时，首首先由压压边圈55和凹模模7将平板板坯料压压住，随随后凸模模10将坯坯料逐渐渐拉入凹凹模孔内内形成直直壁圆筒筒。成形形后，当当上模回回

40、升时，弹弹簧4恢复，利利用压边边圈5将拉深深件从凸凸模100上卸下下，为了了便于成成形和卸卸料，在在凸模110上开开设有通通气孔。压压边圈在在这副模模具中，既既起压边边和卸料的作作用。2.3 筒形件件变形分分析筒形件拉拉伸的变变形综合合起来可可以概括括如下：平板毛毛坯在凸凸模压力力的作用用下，凸凸模底部部的材料料变形很很小，而而毛坯的的环形区区的金属属在凸模模压力的的作用下下，要受受到拉应应力和压压应力的的作用，径径向伸长长、切向向缩短，一一次流入入凹、凸凸模的间间隙里成成为筒壁壁，最后后，使平平板毛坯坯完全变变味圆筒筒形工件件为止。图2-33 拉伸伸时的材材料转移移图2-22拉伸模模具示意意

41、图模柄柄 上模模座 凸模模固定板板 弹簧簧压边边圈6定位位板 77凹模模 8下模模座9卸料料螺钉110凸模模 2.4 拉深成成形过程程中出现现的问题题及防止止措施2.4.1起皱皱起皱主要要是由于于凸缘处处的切向向压应力力超过了了板料的的临界压压应力所所引起的的。1）起皱皱的影响响 起起皱不利利于拉深深变形 a、由由于起皱皱，毛坯坯不能被被拉过凸凸凹模间间隙面而而拉断 b、轻微微起皱的的毛坯即即使拉过过凸凹模模间隙，也也会在筒筒壁上留留下起皱皱痕迹而而影响质质量。2）起皱皱的影响响因素：a:凸缘缘部分材材料的相相对厚度度t/DD b:切向向压应力力的大小小 ，拉拉深时，变变形程度度越大，就就越容

42、易易起皱。c:材料料的力学学性能 板料的的屈强比比小，则则屈服极极限小，变变形区内内的切向向压应力力也相对对减小，因因此板料料不容易易起皱 3）防皱皱措施：主要采采用压边边圈防皱皱 a:用用于双动动冲床的的刚性压压边圈,主要靠靠调整压压边圈与与凹模表表面间隙隙保证防防皱； b:用用于单动动冲床的的弹性压压边圈，常常用动源源为橡胶胶、弹簧簧、气垫垫。 2.4.2拉裂裂 拉深时时筒壁总总拉应力力超过筒筒壁最薄薄弱处的的材料强强度时，拉拉深件产产生破裂裂。 原因：1）由于于法兰起起皱，坯坯料不能能通过凸凸凹模间间隙，使使筒壁拉拉应力增增大；2）压边边力过大大，使径径向拉应应力增大大；3）变形形程度太

43、太大。防止拉裂裂的措施施:1）采用用适当的的拉深比比和压边边力；2）增加加凸模的的表面粗粗糙度，改改善凸缘缘部分变变形材料料的润滑滑条件；3）合理理设计模模具工作作部分的的形状；4）选用用拉深性性能好的的材料。2.5 拉深系系数的计计算2.5.1 拉拉深系数数 拉拉深系数数是指拉拉深后圆圆筒形件件的直径径与拉深深前毛坯坯（或半半成品）的的直径之之比 。即即：工件的直直径与毛毛坯直径径之比称称为总拉拉深系数数，即工工件所需需要的拉拉深系数数 ：2.5.2 影影响极限限拉深系系数的因因素（1）材材料的组组织与力力学性能能（2）板板料的相相对厚度度相对厚度度越大，拉拉伸系数数越小。（3）拉拉深工作作

44、条件 1）模模具的几几何参数数：凸、凹凹模圆角角半径。一一般凸、凹凹模圆角角半径越越大；拉拉深系数数越小； 2）润滑条条件；3）压料料圈的压压料力（采采用合理理的压料料力）；（4）拉拉深方法法、拉深深次数、拉拉深速度度、拉深深件的形形状等。2.6 拉深次次数及工工序尺寸寸计算2.6.1 拉拉深次数数的确定定当mm拉伸伸极限时，拉拉深件可可一次拉拉成，否否则需要要多次拉拉深。其拉深次次数的确确定有以以下几种种方法：（1）查查表法(冲模模设计应应用实例例表44-100和4-111）（2）推推算方法法根据极限限拉深系系数和毛毛坯直径径，从第第一道拉拉深工序序开始逐逐步向后后推算各各工序的的直径，一一

45、直算到到得出的的直径小小于或等等于工件件直径，即即可确定定所需的的拉深次次数。2.6.2各次次拉深工工序件尺尺寸的确确定工序件直直径的确确定式中：为为第1、2、（n-11）、n道工序序的直径径；为第第1、2、n道工工序的极极限拉深深系数；D为毛坯坯直径。2.7 圆筒形形件拉深深的压边边力与拉拉深力2.7.1压边边力 压料装装置产生生的压边边力大小小应该适适当： 任何形形状的拉拉深件：式中压料圈圈下坯料料的投影影面积；单位位面积压压料力。圆筒形件件首次拉拉深（2-11）圆筒形件件以后各各次拉深深（2、3、）2.7.2拉深深力拉深力计计算公式式为： （22-2）：；。采用压料料圈拉深深时首次拉深深

46、（2-33） 以后后各次拉拉深 （2、3、）K1、kk2值可可查模模具设计计应用实实例表表4-115。不采用压压料圈拉拉深时首次拉深深以后各次次拉深（2、3、）2.7.3公称称压力单动压力力机，其其公称压压力应大大于工艺艺总压力力。工艺总压压力为：（2-44）在实际生生产中，可可以按下下式来确确定压力力机的公公称压力力：浅拉深（2-55）深拉深2.8 拉深工工艺的辅辅助工序序 1.润润滑在凹凹模圆角角、平面面、压边边圈表面面及与这这些部位位相接触触的毛坯坯表面，应应每隔一一定周期期均匀抹抹涂一层层润滑油油，并保保持润滑滑部位干干净. 2.热处处理在多多道拉深深时，为为了恢复复冷加工工后材料料的塑性性，应在在工序中中间安排排退火，以以软化金金属组织织。拉深深工序后后还要安安排去应应力退火火。一般般拉深工工序间常常采用低低温退火火 。各各种材料料不需热热处理可可以拉深深的次数数。 3.酸酸洗退火后工工件表面面必然有有氧化皮皮和其他他污物，在在继续加加工时会会增加模模具的磨磨损，因因此必需需要酸洗洗，否则则使拉深深不能正正常进行行。第3章 工艺分分析3.1 筒形件件工艺分分析 工件图图：如图图3-11所示图3-11 工件件图