外圈拉深模具設(shè)計【含CAD圖紙+文檔】

壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,均可直接下載獲得文件，所見所得，電腦查看更方便。Q 197216396 或 11970985 摘 要 本次設(shè)計是在原有沖壓件的基礎(chǔ)上對其進行批量生產(chǎn)的一系列設(shè)計和加工制造的全過程。定位框沖壓件的設(shè)計首先要從沖壓生產(chǎn)工藝上對我所要設(shè)計的定位框進行沖壓工藝的分析與計算，然后在分析計算的基礎(chǔ)上并參看相關(guān)的沖壓設(shè)計資料確定沖壓工藝方案，再在此基礎(chǔ)上確定各工序的復(fù)合關(guān)系后，再進入沖模各具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計。在此基礎(chǔ)上對各副沖壓模具的主要零部件的尺寸進行設(shè)計與計算，期間要參考大量與沖壓相關(guān)的資料和翻閱各種沖壓手冊，并通過計算以確定各副模具具體的結(jié)構(gòu)及尺寸，通過不斷的計算與修改，并在指導(dǎo)老師的悉心關(guān)懷和耐心指導(dǎo)下進行不間斷的反復(fù)修改，最終確定劃出了一副裝配圖和3副零件圖。并在這個基礎(chǔ)上對各副沖模的主要工作零件如！落料凹模，拉深凸模，凸凹模以及翻邊凸模，翻邊凹模和一些定位零件和固定零件進行制造工藝的設(shè)計，編制零件的制造加工工藝卡片。以通過制造工藝的編制來熟悉并掌握模具由設(shè)計到加工成型再到使用的整個工藝流程，使我們在以后的設(shè)計中能更加結(jié)合工廠的實際生產(chǎn)條件，使我們的設(shè)計更加合理，更具有經(jīng)濟價值和生產(chǎn)的實用性。關(guān)鍵詞：沖壓工藝性；沖模設(shè)計；總布置與校核目錄摘要第1章 緒論11.1設(shè)計目的及意義11.2目前發(fā)展狀況21.3主要設(shè)計內(nèi)容6第2章 基礎(chǔ)理論分析72.1 沖壓工藝介紹72.2 拉深件類型82.3 筒形件變形分析92.4 拉深成形過程中出現(xiàn)的問題及防止措施102.4.1起皺102.4.2拉裂102.5 拉深系數(shù)的計算112.5.1 拉深系數(shù)112.6 拉深次數(shù)及工序尺寸計算112.6.1 拉深次數(shù)的確定112.6.2各次拉深工序件尺寸的確定122.7 圓筒形件拉深的壓邊力與拉深力122.7.1壓邊力122.7.2拉深力12第3章 工藝分析133.1 筒形件工藝分析133.2 計算毛坯直徑D143.3 判斷拉深次數(shù)153.4 壓邊力的計算163.5 拉深力的計算173.6 拉深總壓力的計算173.7公稱壓力的計算17第4章 模具工作部分尺寸的計算174.1 拉深模的間隙174.2 拉深模的圓角半徑184.2.1凹模的圓角半徑184.2.2凸模圓角半徑194.2.3凸模圓角半徑194.3 模具主要零部件設(shè)計204.3.1凸、凹模外形尺寸計算204.3.2 壓邊圈204.3.3空心墊板的設(shè)計214.3.4模柄的選擇214.3.5模架的選擇224.3.6上下模座的設(shè)計224.4模具總裝草圖23總結(jié)參考文獻致謝第1章 緒論 筒形件拉深模具設(shè)計是為機制專業(yè)學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)理論課、技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是：具體應(yīng)用和鞏固本課程及有關(guān)修課的理論知識、生產(chǎn)知識，了解沖壓模模具設(shè)計的一般設(shè)計方法和步驟；培養(yǎng)設(shè)計能力，為以后進行設(shè)計工作打下基礎(chǔ)；結(jié)合生產(chǎn)和使用等條件，獨立地完成模具總體結(jié)構(gòu)及其零部件的設(shè)計。熟練掌握徒手測繪的能力和AutoCAD繪圖軟件的應(yīng)用能力，熟悉和運用參考文獻、設(shè)計手冊、了解有關(guān)國家（部頒）標準、規(guī)范等，加強對模具設(shè)計的認識，培養(yǎng)獨立分析問題和解決問題的能力。1.1設(shè)計目的及意義由于沖壓加工具有許多突出的優(yōu)點，因此在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。從精細的電子元件、儀表指針到汽車的覆蓋件、高壓容器封頭以及航空航天器的蒙皮、機身等均需沖壓加工。隨著工業(yè)產(chǎn)品的不斷發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)水平不斷提高，不少過去用鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，已被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。 本課題為筒形件拉深模具設(shè)計，拉深是利用拉深模具將沖裁好的平板毛坯壓制成各種開口的空心件，或?qū)⒁阎瞥傻拈_口空心件毛坯，加工成其他形狀空新建的一種基本沖壓加工方法，拉深的應(yīng)用非常廣泛，是冷沖壓的基本工序之一。 因為模具制造對制造業(yè)的重大作用，激勵我趁此畢業(yè)設(shè)計的良機，選擇此課題，希望能夠掌握各種模具制造方法的基本原理和特點，在設(shè)計、制造模具時，根據(jù)實際情況，學(xué)習如何充分考慮它們的特點，選用最佳的工藝方案；掌握各種制造方法對模具結(jié)構(gòu)的要求，具有分析模具結(jié)構(gòu)工藝性的能力，能夠設(shè)計出工藝性能良好的模具結(jié)構(gòu)；了解國內(nèi)先進的模具制造技術(shù)，盡量采用新工藝、新技術(shù)。并且鞏固和加深已經(jīng)學(xué)過的理論知識，提高自己的綜合分析和解決工程實際問題的能力，為工作以后的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。1.2目前發(fā)展狀況 模具是機械制造業(yè)中技術(shù)先進、影響深遠的重要工藝裝備,具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量優(yōu)良、工藝適應(yīng)性好等特點,被廣泛應(yīng)用于汽車、機械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。2005年中國模具工業(yè)產(chǎn)值達到610億元,增長率保持在25%的高水平,行業(yè)的生產(chǎn)能力約占世界總量的10%,僅次于日本、美國而位列世界第三。當前，我國模具制造方面與工業(yè)發(fā)達國家相比，差距較大主要表現(xiàn)在： （1）標準化程度低;（2）模具制造精度低、周期長。 提高勞動生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、擴大沖壓工藝應(yīng)用范圍；提高沖壓零件精度、減少制造周期、提高模具壽命；模具的標準化及專業(yè)化、管理的統(tǒng)一化及等級化；提高專業(yè)人員的技術(shù)水平和素質(zhì)。 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。由于沖壓加工具有許多突出的優(yōu)點，因此在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。從精細的電子元件、儀表指針到汽車的覆蓋件、高壓容器封頭以及航空航天器的蒙皮、機身等均需沖壓加工。隨著工業(yè)產(chǎn)品的不斷發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)水平不斷提高，不少過去用鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，已被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。 我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國民經(jīng)濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大，一些大型精密、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場競爭激烈。我國沖壓模具產(chǎn)品質(zhì)量水平低主要表現(xiàn)在精度、表面粗糙度、壽命及模具的復(fù)雜程度上；生產(chǎn)工藝水平低則主要表現(xiàn)在加工工藝、加工裝備等方面。 現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應(yīng)求，市場需求量維持在600億至650億美元，同時，我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇。近幾年，我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持13%的年增長率（據(jù)不完全統(tǒng)計，2004年國內(nèi)模具進口總值達到600多億，同時，有近200個億的出口）。目前，中國17000多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約50多萬。 工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。 由于沖壓工藝具有生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本低、材料利用率高、能成形復(fù)雜零件、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，在某些領(lǐng)域已取代機械加工，并正逐步擴大其應(yīng)用范圍。據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會預(yù)測，到本世紀中，機械零部件中60%的粗加工、80%的精加工要由模具來完成。因此，沖壓技術(shù)對發(fā)展生產(chǎn)、增加效益、更新產(chǎn)品等方面具有重要作用。在近半個世紀以來，我國的冷沖壓工藝和其它生產(chǎn)工藝一樣，得到了迅速的發(fā)展。在一些工廠中，建立了具有現(xiàn)代規(guī)模和技術(shù)先進的冷沖壓生產(chǎn)車間，并建立了專門研究冷沖壓技術(shù)的科研機構(gòu)及專業(yè)性工廠，培養(yǎng)了大批從事冷沖壓生產(chǎn)的科技人員，廣泛地開展了冷沖壓生產(chǎn)的科技及學(xué)術(shù)活動，編輯出版了各種冷沖壓技術(shù)資料，從而使冷沖壓生產(chǎn)技術(shù)得到了迅速發(fā)展。在冷沖壓生產(chǎn)中，出現(xiàn)了很多可喜的高科技成果。沖壓加工的工藝和設(shè)備正在不斷地發(fā)展，例如精密沖裁、冷擠壓、多工位自動沖壓、高速成形、液壓成形、超塑沖壓等，把冷沖壓生產(chǎn)技術(shù)提高到了新的水平。為了適應(yīng)冷沖壓工藝水平的提高，我國對沖模的研制也在不斷加強。近年來，出現(xiàn)了很多制造周期短、使用壽命長的新型沖模結(jié)構(gòu)。并且，模具加工工藝及模具材料也相應(yīng)地在不斷革新，例如采用鋼結(jié)硬質(zhì)合金、硬質(zhì)合金或低熔點合金澆注模具、采用電加工技術(shù)及計算機制造沖模等以適用于不同的生產(chǎn)條件。從而使沖壓生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率大大提高，成本也大幅度下降，有利地推動了我國社會主義經(jīng)濟建設(shè)和發(fā)展。 我國的模具工業(yè)的發(fā)展，日益受到人們的重視和關(guān)注，在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%-80%的零部件都要依靠模具成形（型）。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和代消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。近幾年，我國模具工業(yè)一直以每年15%左右的增長速度發(fā)展，2003年，我國模具總產(chǎn)值超過400億元人民幣。模具工業(yè)的發(fā)展和進步，在很大程度上取決于模具加工設(shè)備、軟件及切削刀具的制造水平。如今，人們對手機、電腦、汽車、手表、數(shù)碼電子等商品的要求一點也不低于發(fā)達國家。但另一方面，我國生產(chǎn)這些商品所需模具的工作母機即模具加工設(shè)備的制造水準，從總體上來說還是比較低的。這就出現(xiàn)了一個奇怪的現(xiàn)象，這些年我國模具生產(chǎn)所需的先進加工設(shè)備、制造軟件及切削刀具進口越來越多。去年，我國機床進口約60億美元，其中用于模具生產(chǎn)的就占十分之一；去年我國模具生產(chǎn)所需超硬質(zhì)合金和陶瓷等超硬刀具銷售額約12億元，其中90%依賴進口。 隨著計算機軟件的發(fā)展和進步，CAD/CAE/CAM 技術(shù)也日臻成熟，其現(xiàn)代模具中的應(yīng)用將越來越廣泛。可以預(yù)料不久的將來，模具制造業(yè)將從機械制造業(yè)中分離出來，而獨立成為國民經(jīng)濟中不可缺少的支柱產(chǎn)業(yè)，與此同時，也進一步促進了模具制造技術(shù)向集成化、智能化、益人化、高效化方向發(fā)展。因此，大力發(fā)展模具工業(yè)可以促進我國更快的走向工化國家。 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務(wù)。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項： (1) 全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)：模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件發(fā)展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進一步擴大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源重新整合，使虛擬制造成為可能。 (2) 高速銑削加工：國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。 (3) 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)：高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程。 (4) 電火花銑削加工。 (5) 提高模具標準化程度：我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右。 (6) 優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù)：選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。 (7) 模具研磨拋光將自動化、智能化：模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。 (8) 模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展。然近年來我國模具行業(yè)職工隊伍發(fā)展迅速，估計目前已達近百萬人，但由于模具企業(yè)數(shù)量的急劇膨脹、傳統(tǒng)教育的力不從心以及模具技師的老齡化，模具人才遠遠跟不上行業(yè)的發(fā)展需求，主要表現(xiàn)在： 1）總量不足。對中國的模具企業(yè)來說，如何更好地管理人才，如何留住人才，如何為人才提供足夠的平臺和發(fā)展空間是擺在眼前的一個嚴峻的、迫切需要解決的課題，否則，人才緊缺問題將成為中國模具工業(yè)繼續(xù)高速發(fā)展的一個重要障礙。2） 因選材和用材不當，致使模具過早失效，大約占失效模具的45%以上。在整個模具價格構(gòu)成中，材料所占比重不大，一般在20% 30% 。因此，選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。對于模具鋼來說，要采用電渣重熔工藝，如采用粉末冶金工藝制造的粉末高速鋼等。3)模具鋼品種規(guī)格多樣化、產(chǎn)品精細化、制品化，盡量縮短供貨時間亦是重要發(fā)展趨勢。 這只是發(fā)展模具工業(yè)的三個重要部分，要向使模具工業(yè)在我國經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮更大的作用，需要國家更大的關(guān)注與投入，帶動相關(guān)人員研究和發(fā)展。 模具的出現(xiàn)可以追溯到幾千年以前的陶瓷燒制和青銅器鑄造，但其大規(guī)模應(yīng)用確是隨著現(xiàn)代工業(yè)的崛起而發(fā)展起來的。從世界范圍看，當時美國的沖壓技術(shù)走在最前列，而瑞士的精沖、德國的冷擠壓技術(shù)、蘇聯(lián)對塑性加工的研究也處于世界先進行列。20世紀50年代以前模具設(shè)計多憑經(jīng)驗，參考已有的圖紙和感性認識，根據(jù)用戶的要求，制作能滿足產(chǎn)品要求的模具，但對所設(shè)計模具零件的機械性能缺乏了解。從1955年到1965年，人們通過對模具主要零件的機械性能和受力狀況進行數(shù)學(xué)分析，對金屬塑性加工工藝及原理進行深入探討，使得沖壓技術(shù)得到迅猛發(fā)展。在這期間歸納出的設(shè)計原則使得壓力機械、沖壓材料、加工方法、模具結(jié)構(gòu)、模具材料、模具制造方法、自動化裝置等領(lǐng)域面貌一新，并向?qū)嵱没姆较蛲七M。進入20世紀70年代，不斷涌現(xiàn)出各種高效率、高精度、高壽命的多功能的自動模具。從20世紀70年代至今，計算機逐漸進入了模具生產(chǎn)的設(shè)計、制造、管理等各個領(lǐng)域；輔助進行零件圖形輸入、毛胚展開、調(diào)料排樣、確定模具尺寸和標準、繪制裝配圖和零件圖、輸出NC程序等工作，使得模具設(shè)計、加工精度與復(fù)雜性不斷提高，模具制造周期不斷縮短。當前國際上計算機（CAD）和計算機輔助制造（CAM）的發(fā)展趨勢是：繼續(xù)發(fā)展幾何圖形系統(tǒng)以滿足復(fù)雜零件和模具的要求；在CAD和CAM的基礎(chǔ)上建立生產(chǎn)集成系統(tǒng)（CIMS）；開展塑性成形模擬技術(shù)的研究，以提高工藝分析和模具CAD的理論水平和實用性；開發(fā)智能數(shù)據(jù)庫和分布式數(shù)據(jù)庫，開發(fā)專家系統(tǒng)和智能CAD等。 隨著工業(yè)技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和快速適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求，發(fā)達國家從20世紀50年代就開始了模具CAD/CAM技術(shù)的研究。如美國通用汽車公司早在20世紀50年代就將CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用于汽車覆蓋件的設(shè)計與制造；20世紀70年代日本機械工程實驗室和日本旭光學(xué)工業(yè)公司分別開發(fā)了連續(xù)模設(shè)計系統(tǒng)MEL和沖空彎曲模系統(tǒng)PENTAX；1982年，日立公司研制了沖裁模CAD系統(tǒng)。到20世紀80年代，模具CAD/CAM技術(shù)已廣泛應(yīng)用于冷沖模具的設(shè)計與制造。 冷沖壓的加工工藝在我國的具有悠久的歷史。半個世紀以來，我國的冷沖壓工藝和其他生產(chǎn)工藝一樣得到了迅速的發(fā)展。冷沖壓加工的工藝和設(shè)備正在不斷的發(fā)展（包括沖壓模具技術(shù)的發(fā)展），把冷沖壓技術(shù)提高到了新的水平。為適應(yīng)冷沖壓工藝水平的提高，我國對沖模的研制也在不斷加強。但是總體上說，我國模具工業(yè)起步較晚、基礎(chǔ)差，就總量來看，大型、精密、浮渣、長壽名命模具產(chǎn)需矛盾仍然十分突出。雖然在模具的制造方法、手段方面達到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)、功能方面也接近國際水平，但是在制造的質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面和國外還存在一定的差距。我國模具CAD/CAM技術(shù)從20世紀80年代才起步，長期處于低水平重復(fù)開發(fā)階段，許多軟件依賴于進口，對許多引進的CAD/CAM系統(tǒng)缺乏二次開發(fā)。1.3主要設(shè)計內(nèi)容本文對拉深模具設(shè)計進行了全面的介紹和分析，并在此基礎(chǔ)上對拉深模具進行了設(shè)計。設(shè)計的主要內(nèi)容包括工藝性分析擬定零件的工藝方案及模具結(jié)構(gòu)，計算工具壓力選取壓力機及確定壓力中心，確定模具結(jié)構(gòu)及繪制模具總裝配圖，凹凸模公差的計算及半徑的確定，確定各主要零件的尺寸，設(shè)計并繪制總圖，繪制部分非標準零件圖等一系列工作。第2章 基礎(chǔ)理論分析2.1 沖壓工藝介紹沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強度均勻，無明顯方向性； 均勻延伸率高；屈強比低；加工硬化性低。 在實際生產(chǎn)中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗，如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗材料的沖壓性能，以保證成品質(zhì)量和高的合格率。 模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度。 模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質(zhì)量的重要因素。模具設(shè)計和制造需要較多的時間，這就延長了新沖壓件的生產(chǎn)準備時間。 模座、模架、導(dǎo)向件的標準化和發(fā)展簡易模具(供小批量生產(chǎn))、復(fù)合模、多工位級進模(供大量生產(chǎn))，以及研制快速換模裝置，可減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間，能使適用于減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先進沖壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批量多品種生產(chǎn)。 沖壓設(shè)備除了厚板用水壓機成形外，一般都采用機械壓力機。以現(xiàn)代高速多工位機械壓力機為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝置，并利用計算機程序控制，可組成高生產(chǎn)率的自動沖壓生產(chǎn)線。 在每分鐘生產(chǎn)數(shù)十、 數(shù)百件沖壓件的情況下， 在短暫時間內(nèi)完成送料、 沖壓、 出件、排廢料等工序，常常發(fā)生人身、設(shè)備和質(zhì)量事故。因此，沖壓中的安全生產(chǎn)是一個非常重要的問題。拉深是利用拉深模具將沖裁好的平板毛坯壓制成各種開口的空心件，或?qū)⒁阎瞥傻拈_口空心件毛坯，加工成其他形狀空新建的一種基本沖壓加工方法，拉深的應(yīng)用非常廣泛，是冷沖壓的基本工序之一。利用拉深工藝可以制得筒形、階梯形、球形、錐形、拋物線形等旋轉(zhuǎn)體零件，也可以制得方盒形等非旋轉(zhuǎn)體零件，若將拉深與其他工藝（如膨脹、翻邊等）復(fù)合，就可以加工出形狀非常復(fù)雜的零件，因此拉深的應(yīng)用非常廣泛。如圖2-1所示為典型的拉深件。圖2-1 拉深件示意圖2.2 拉深件類型拉深可分為不變薄拉深和變薄拉深。前者拉深成形后的零件，其各部分的壁厚與拉深前的坯料相比基本不變；后者拉深成形后的零件，其壁厚與拉深前的坯料相比有明顯的變薄，這種變薄是產(chǎn)品要求的，零件呈現(xiàn)是底厚、壁薄的特點。在實際生產(chǎn)中，應(yīng)用較多的是不變薄拉深。本章介紹不變薄拉深工藝與模具設(shè)計。拉深所使用的模具叫拉深模。拉深模結(jié)構(gòu)相對較簡單，與沖裁模比較，工作部分有較大的圓角，表面質(zhì)量要求高，凸、凹模間隙略大于板料厚度。圖2-1為有壓邊圈的首次拉深模的結(jié)構(gòu)圖，平板坯料放入定位板6內(nèi)，當上模下行時，首先由壓邊圈5和凹模7將平板坯料壓住，隨后凸模10將坯料逐漸拉入凹?？變?nèi)形成直壁圓筒。成形后，當上?；厣龝r，彈簧4恢復(fù)，利用壓邊圈5將拉深件從凸模10上卸下，為了便于成形和卸料，在凸模10上開設(shè)有通氣孔。壓邊圈在這副模具中，既起壓邊和卸料的作用。2.3 筒形件變形分析筒形件拉深的變形綜合起來可以概括如下：平板毛坯在凸模壓力的作用下，凸模底部的材料變形很小，而毛坯的環(huán)形區(qū)的金屬在凸模壓力的作用下，要受到拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的作用，徑向伸長、切向縮短，一次流入凹、凸模的間隙里成為筒壁，最后，使平板毛坯完全變味圓筒形工件為止。圖2-3 拉深時的材料轉(zhuǎn)移圖2-2拉深模具示意圖模柄 上模座 凸模固定板 彈簧壓邊圈6定位板 7凹模 8下模座9卸料螺釘10凸模 2.4 拉深成形過程中出現(xiàn)的問題及防止措施2.4.1起皺起皺主要是由于凸緣處的切向壓應(yīng)力超過了板料的臨界壓應(yīng)力所引起的。1）起皺的影響 起皺不利于拉深變形 a、由于起皺，毛坯不能被拉過凸凹模間隙面而拉斷 b、輕微起皺的毛坯即使拉過凸凹模間隙，也會在筒壁上留下起皺痕跡而影響質(zhì)量。2）起皺的影響因素：a:凸緣部分材料的相對厚度t/D b:切向壓應(yīng)力的大小 ，拉深時，變形程度越大，就越容易起皺。c:材料的力學(xué)性能 板料的屈強比小，則屈服極限小，變形區(qū)內(nèi)的切向壓應(yīng)力也相對減小，因此板料不容易起皺 3）防皺措施：主要采用壓邊圈防皺 a:用于雙動沖床的剛性壓邊圈,主要靠調(diào)整壓邊圈與凹模表面間隙保證防皺； b:用于單動沖床的彈性壓邊圈，常用動源為橡膠、彈簧、氣墊。 2.4.2拉裂 拉深時筒壁總拉應(yīng)力超過筒壁最薄弱處的材料強度時，拉深件產(chǎn)生破裂。 原因：1）由于法蘭起皺，坯料不能通過凸凹模間隙，使筒壁拉應(yīng)力增大；2）壓邊力過大，使徑向拉應(yīng)力增大；3）變形程度太大。防止拉裂的措施:1）采用適當?shù)睦畋群蛪哼吜Γ?）增加凸模的表面粗糙度，改善凸緣部分變形材料的潤滑條件；3）合理設(shè)計模具工作部分的形狀；4）選用拉深性能好的材料。2.5 拉深系數(shù)的計算2.5.1 拉深系數(shù) 拉深系數(shù)是指拉深后圓筒形件的直徑與拉深前毛坯（或半成品）的直徑之比 。即：工件的直徑與毛坯直徑之比稱為總拉深系數(shù)，即工件所需要的拉深系數(shù) ：2.6 拉深次數(shù)及工序尺寸計算2.6.1 拉深次數(shù)的確定當 m拉深極限時，拉深件可一次拉成，否則需要多次拉深。其拉深次數(shù)的確定有以下幾種方法：（1）查表法(模具設(shè)計與制造表2-24）（2）推算方法根據(jù)極限拉深系數(shù)和毛坯直徑，從第一道拉深工序開始逐步向后推算各工序的直徑，一直算到得出的直徑小于或等于工件直徑，即可確定所需的拉深次數(shù)。2.6.2各次拉深工序件尺寸的確定工序件直徑的確定式中：為第1、2、（n-1）、n道工序的直徑；為第1、2、n道工序的極限拉深系數(shù)；D為毛坯直徑。2.7 圓筒形件拉深的壓邊力與拉深力 2.7.1壓邊力 壓料裝置產(chǎn)生的壓邊力大小應(yīng)該適當： 任何形狀的拉深件： 式中壓料圈下坯料的投影面積；單位面積壓料力。 圓筒形件首次拉深 （2-1）圓筒形件以后各次拉深 （2、3、）2.7.2拉深力拉深力計算公式為： （2-2）：d-拉深件的直徑 ；。采用壓料圈拉深時 首次拉深 （2-3） 以后各次拉深 （2、3、）K1、k2值可查模具設(shè)計與制造表2-25。不采用壓料圈拉深時 首次拉深以后各次拉深（2、3、）第3章 工藝分析3.1 筒形件工藝分析 工件圖：如圖3-1所示生產(chǎn)批量為小批量，工件材料為08鋼，具有較好的可拉深性，材料厚度為2。3.2 計算毛坯直徑D計算原則：1）形狀相似原則：拉深毛坯的形狀一般與拉深件橫；截面形狀相似。旋轉(zhuǎn)體零件的拉深毛坯可采用圓形毛坯； 2）面積相等原則：拉深前后材料的體積不變，對于不變薄拉深，可按拉深前毛坯表面積等于拉深后工件表面積進行計算；3）在計算毛坯尺寸時，必須計入修邊余量。在不變薄拉深中，一般都按“毛坯的面積等于工作的面積”的等面積法原則來確定各類拉深工件的毛坯尺寸。筒形件毛坯直徑的計算公式為： D=根據(jù)相對高度dt/d可從模具設(shè)計與制造表2-19中查得修邊余量R=4.3。由上式得：D=其中=72，=78，=84，=109.6，r=3，h=32計算出D=152mm。3.3 判斷拉深次數(shù)確定拉深次數(shù)1.毛坯相對厚度的計算 所以查表12可知可用壓料圈拉深。表12 采用壓料圈的條件拉深方法第一次拉深以后各次拉深（t/D）/%m1（t/D）/%mn用壓料圈1.50.6012.00.601.50.80確定拉深系數(shù)有凸緣圓筒形件的拉深系數(shù)拉深，有凸緣圓筒形件拉深時，相當無凸緣拉深過程的中間階段。這只需要比較工作實際所需的總拉深系數(shù)和h/d與凸緣件第一次拉深的極限拉深系數(shù)和極限拉深相對高度即可。根據(jù)表13查出第一次拉深允許的拉深系數(shù)為0.500.53， 零件所需求的拉深系數(shù)：表13 帶凸緣筒形件首次拉深時的拉深系數(shù)m1拉深系數(shù)毛坯相對厚度（t/D）/%0.080.150.150.30.30.60.61.01.01.51.52.0m10.600.630.580.600.550.580.530.580.500.530.480.50m20.800.820.790.800.780.790.780.790.750.760.730.75m30.820.840.810.820.800.810.800.810.780.790.760.78m40.850.860.830.850.820.830.820.830.800.810.780.80m50.870.880.860.870.850.860.850.860.820.840.800.82m總=d/D=80/152=0.523m1。由此可見可見能一次拉出。3.4 壓邊力的計算壓邊力要選擇適當，如果壓邊力過大，工件會被拉斷；壓邊力過小，工件凸緣會起皺。由式2-1可知壓邊力的計算公式為：首次拉深的凹模圓角半徑可按以下經(jīng)驗公式確定：=0.8(D-d)t=9.6mm以后各次拉深的凹模圓角半徑可逐漸縮小。 =，D=，=由模具設(shè)計與制造表2-27表查得。把各已經(jīng)數(shù)據(jù)帶入上式，得壓邊力為=34.83.5 拉深力的計算單動力機進行拉深時，其壓邊力靠彈性元件產(chǎn)生，常用的有氣墊、彈簧、橡膠墊等。由式2-3計算拉深力：已知，由模具設(shè)計與制造表2-25中查得K=1.1，08鋼的強度極限。將， ，帶入拉深力計算公式，即： KN3.6 拉深總壓力的計算 拉深所需的總壓力為 3.7公稱壓力的計算工件的拉深為深拉深，查模具設(shè)計與制造（2-34）公式求得公稱壓力：所以壓力機的公稱壓力要大于334.18。第4章 模具工作部分尺寸的計算4.1 拉深模的間隙 拉深膜的間隙之凹凸模橫向尺寸的差值，如圖4-1所示, 雙邊間隙用z表示。圖4-1拉深模間隙圖 間隙過小，工件質(zhì)量好，但拉深力大，工件容易拉裂，模具磨損嚴重，壽命低。間隙過大，拉深力小，模具壽命雖然提高了，但工件容易起皺、變厚，側(cè)壁不直，口部邊線不齊，工件質(zhì)量差。因此確定間隙的原則是：既要考慮版聊公差的影響，又要考慮毛坯口部增厚的現(xiàn)象，故毛坯值一般比毛坯厚度要略大一些。由模具設(shè)計與制造表3-3查得拉深模的單邊間隙為： （4-1）式中t為毛坯厚度，t=2，故4.2 拉深模的圓角半徑4.2.1凹模的圓角半徑凹模圓角半徑對拉深工作影響很大。過小時，毛坯被拉入凸模的阻力就大，拉深力也增加，容易使工件產(chǎn)生劃痕、變薄甚至拉裂，還使具壽命降低。過大，會使壓邊圈下的毛坯懸空，使有效壓邊積減小，容易起皺。在不起皺的前提下，凹模圓角半徑越大越好。首次拉深時，凹模圓角半徑可由下式確定：以后各次拉深的凹模圓角半徑可逐漸縮小，一般可?。?（4-2）4.2.2凸模圓角半徑 凸模圓角半徑對拉深工 拉深膜的間隙之凹凸模橫向尺寸的差值，如圖4-1所示, 雙邊間隙用z表示。 間隙過小，工件質(zhì)量好，但拉深力大，工件容易拉裂，模具磨損嚴重，壽命低。間隙過大，拉深力小，模具壽命雖然提高了，但工件容易起皺、變厚，側(cè)壁不直，口部邊線不齊，工件質(zhì)量差。 因此確定間隙的原則是：既要考慮版聊公差的影響，又要考慮毛坯口部增厚的現(xiàn)象，故毛坯值一般比毛坯厚度要略大一些。凹模圓角半徑對拉深工作影響很大。過小時，毛坯被拉入凸模的阻力就大，拉深力也增加，容易使工件產(chǎn)生劃痕、變薄甚至拉裂，還使具壽命降低。過大，會使壓邊圈下的毛坯懸空，使有效壓邊積減小，容易起皺。在不起皺的前提下，凹模圓角半徑越大越好。首次拉深時，凹模圓角半徑可由下式確定：以后各次拉深的凹模圓角半徑可逐漸縮小。 4.2.3凸模圓角半徑凸模圓角半徑對拉深工作也有影響。 （4-2） 作也有影響。當過小時，則腳步彎曲變形大，危險斷面容易拉深。當過大時，則毛坯底部的承壓面積減小，懸空面積增大，容易產(chǎn)生底部的變薄和起皺。 除了最后一次拉深，凸模的圓角半徑應(yīng)比凹模圓角半徑略小，即：根據(jù)以上原則，凹模的圓角半徑等于工件的外圓角半徑，即：=9.6mm可取=10mm凸模的圓角半徑?？扇?8mm4.3 模具主要零部件設(shè)計4.3.1凸、凹模外形尺寸計算a.為保證 凹模強度，取凹模外徑155mm，凹模高度60mmb.凸模高度由其他零件尺寸取78mm4.3.2 壓邊圈外徑165，內(nèi)徑75.6，高度22，其中零件上部有一直徑152，深度為2的凹槽，是為了定位工件毛坯而設(shè)計的。具體尺寸見下圖： 4.3.3空心墊板的設(shè)計設(shè)置在壓邊圈和下模座之間，用來控制拉深時凸模的行程。尺寸12x12x15mm4.3.4模柄的選擇選擇C型凸緣模柄。具體尺寸見下表：dDHh基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差781813621118114085 4.3.5模架的選擇根據(jù)凹模外形，選擇中間導(dǎo)柱圓形模架。導(dǎo)柱28x17032x170導(dǎo)套28x110x3832x110x384.3.6上下模座的設(shè)計a.中間導(dǎo)柱圓形上模座凹模周界HSRDH7H71554017021545804245b.中間導(dǎo)柱圓形下模座凹模周界HhsRDH7H715545351702402154580802835零件簡圖如下：4.4模具總裝草圖初算模具閉合高度177mm。外輪廓尺寸375mm?？偨Y(jié)對于本次畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容，主要有計算、繪圖、構(gòu)思（設(shè)計）等幾個部分。初期的計算難度并非很大，但是工作量很大。中期主要是設(shè)計模具總裝結(jié)構(gòu)，這一部分很重要，它關(guān)系著具能否正常工作。后期工作主要是在前邊工作的基礎(chǔ)上，繪出總的裝配圖以及相關(guān)零件圖。整個環(huán)節(jié)中難度最大的還是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計部分，需要確定很多零件的尺寸規(guī)格以及加工方式，重要的是要設(shè)計合理。這對于在課堂上學(xué)到的知識來說有點變化，畢竟主觀性很強，沒有嚴格的標準來執(zhí)行，這樣也正好體現(xiàn)了創(chuàng)新的觀念。畢業(yè)設(shè)計也就這些內(nèi)容，雖然所用時間不長，但它很充實，至少沒有像以前上課那樣天天打醬油。事實上，這短時間非常累，經(jīng)常熬通宵做作業(yè)，書頁被我翻壞了，可收獲很多，至少比平時上課要有意義。做一件事結(jié)果并不重要，重要的是通過這件事所獲得的無形的財富經(jīng)歷。本次畢業(yè)設(shè)計，雖然我做的不是很好，但我想任何人都沒有我所收獲的豐富。通過畢業(yè)設(shè)計我發(fā)現(xiàn)自己在對待困難時意志更堅定了，沒有什么是做不到的，只要付出足夠的努力。即使失敗了，但經(jīng)歷了，也就足夠了，最起碼失敗過、嘗試過。做好一件事不僅僅要有恒心，還有有做好它的能力。就拿本次畢業(yè)設(shè)計來說，必要的機械設(shè)計及機械原理基礎(chǔ)知識還是需要的，沒有理論基礎(chǔ)做起來就很慢，甚至做不出來。畢業(yè)設(shè)計能夠出了我們哪些知識沒有掌握，還需要再學(xué)習什么，它很好的反應(yīng)了我們的學(xué)習狀態(tài)，強化了所學(xué)知識的實用性，符合新大綱教學(xué)的要求。此次畢業(yè)設(shè)計收獲還是不少的。模具設(shè)計課程上學(xué)期剛結(jié)束，這階段的課程設(shè)計不可避免又重溫了一下相關(guān)知識。對于大一學(xué)習的CAD繪圖以及機械繪圖，過了這么久，也忘得差不多了，正好可以借畢業(yè)設(shè)計的機會復(fù)習一下。最最重要的還是強化了實踐能力，在學(xué)校里成績再好還是要出去社會工作的，畢業(yè)設(shè)計正是運用所學(xué)知識解決問題，也算是培養(yǎng)了實踐能力。參考文獻1馬希青，蘇夢香，趙月羅主編機械制圖中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2001.2李奇主編模具設(shè)計與制造任命郵電出版社,2014.3翁其金，徐新成主編沖壓工藝及模具設(shè)計機械工業(yè)出版社.4周大雋主編沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計機械工業(yè)出版社.2006.5李名望主編沖壓模具設(shè)計與制造技術(shù)指南化學(xué)工業(yè)出版社.2008.6張瑞平主編金屬工藝學(xué)北京：冶金工業(yè)出版社.7 模具實用技術(shù)叢書編委會編沖模設(shè)計應(yīng)用實例機械工業(yè)出版社.2003.8 王先逵主編機械制造工藝學(xué)機械工業(yè)出版社.2003.9魏春雷，朱三武，章南主編模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計手冊天津大學(xué)出版社.2010致 謝在本論文的撰寫過程中，我的指導(dǎo)劉中華老師給予了悉心的指導(dǎo)和關(guān)心，使我克服了眾多困難終于完成了畢業(yè)設(shè)計和論文撰寫工作。指導(dǎo)老師嚴謹求實的治學(xué)態(tài)度及敬業(yè)精神，給我留下了深刻的印象，并將在我以后的人生道路上產(chǎn)生深遠的影響，在此論文完成之際，謹向知道老師致以崇高的敬意和衷心的感謝。最后感謝各位評委老師對我畢業(yè)論文的審評。第26頁 共30頁