筒形件拉深成形工艺分析及模具设计.doc

摘要：本文首先论叙了目前拉深模具的发展现状以及发展趋势正文部分介绍了一种 筒形件落料拉深复合模具的设计，内容主要包括：拉深工艺分析、工艺参数计算及模具结构 设计和零件尺寸计算在设计中充分利用了计算机辅助设计；用AutoCAD2014绘制了所有零 件图和工程图本课题实现了对理论知识的检验和实践关键词：某筒形件；拉深；模具设计The deep drawing technology of a cylindrical analysis anddie designMaterial forming and control engineering Class Material 1001 Yuan Qiaoling Instructor: Zheng Shanghai /Gu YongAbstract： This article firstly talks about the present condition and the development trends currently of the deep drawing die. Then the text part introduces a kind of design for cylindrical parts blanking deep drawing compound mould，which content includes mainly : the analysis for deep drawing process、calculate for the process parameters、design for the die structure and calculate for the Component size. There have fully utilized CAD in the design : Have drawn all part pictures and installation diagrams with Auto CAD2014 .This topic implements the test and practice of theoretical knowledge.Key words： a Cylindrical parts； deep drawing ; die design1.1研宄背景据资料品示，自改革开放以来，r|i场对模具的需求量越来越高。

近儿年以来，模具工 业一直以15%左右的速度在增长，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有 专业模具以外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展市场竞争也日益加剧，人们越 来越意识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性而模具制造是整个链条中最基础 的要素之一，模具制造技术目前已经成为衡y:—个国家制造业水平高低的重要标志而冲压与其他加工方法相比，无论在技术，还是在经济方面，都有其独特的优点生产 中所体现出来的高精度、高复杂程度、髙一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法 所不能比拟的模具可保证冲压产品的尺、r精度，使产品质m稳定，而且在加工中不损坏产 品表面根据这几年的模具发展趋势冲压模具制造技术的发展应该力适应模具产品“交货期短”、 “精度髙”、“质贵好”、“价格低”的要求服务本课题主要是在掌握拉深工艺基础理论上，结合实际情况，对模具进行合理的设计， 满足使用要求，同时对其进行一些必要的改造，使其无论在使用性能、在产品质呈还是在经 济可行性上都能达到最优化设计1.2模具和拉深模的研宄现状和发展前景1.2.1模具的研宄现状和发展前景20世纪80年代以来，我国模具工业发展非常迅速。

国民经济的高速发展对模具工业提 山了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力在模具工业总产值中，冲压模具尤为 重要，约占50%巾于模具发展的良好势头以及国家的重视，使得国内一些大学在国家政策和一些企业的 支持下，开设了一些模具相关的专业，进行了很多模具的研究和设计以及模具的教学等工作 例如，1994年，国家在上海交通大学建立模具工程研究中心，在郑州工学院建立的橡塑模 具国家工程研究中心等，对冲压模、塑料模、压铸模、橡胶模、玻璃模、挤压模等进行了相 关的研宂，这使我国模具没计制造水平有了很大的提高，带來了较大的社会经济效益［1］尽管我国在模具方囬己収得不错的成绩，但是0前的状态还有待提高，与国际水平和 工业先进国家仍然存在着较大的差距，特别是在精密、大型、复杂、长寿命模具方面，技术 实力显得过于薄弱但就总体来说，还是有利因素大于不利因素的我国经济现在处于高速发展时期，经 济全球化发展口趋显著，这也为我国在模具行业的发展提供/良好平台一方面国内模具市 场将持续高速发展，另一力*面是国际上将模具制造逐渐向我国转移的趋势和跨国集团到我国 进行模具的国际采购十分明显，这些都将大幅度的提高我国模具制造业的水平［11。

1.2.2拉深模的研宄现状和发展前景拉深模在冲压生产中具有极为重要的地位拉深模不仅可以加工旋转体零件、盒形件及 其他形状复杂的薄壁零件，还可以与其他冲压成型工艺相结合，制造极为复杂的零件，它可 应用于汽车、电子、仪表、兵器、航空航天等各类工业部门和U常生活用品的生产我国在拉深模方而也己经取得不错的成绩，但就拉深模的现状来说，与国际水平和工业 先进国家仍存在着较大的差距，特別是在精密、大型、复杂、长寿命拉深模方谢，技术实力 显得有些薄弱目前我国每年仍要从欧美日等地区或国家进口拉深模具，这些人都是国闪尚 不能自行生产的高中档拉深模具拉深模的发展方向主要体现在以下儿个方面：1） 拉深模材料向综合性能高、切削性能好、以及系列化方向发展2） 拉深模的设汁将继续广泛采用现代信息处理技术，例如CAD、Pro-e,这些软件的开 发和应用，在很大程度上的节约了人力和物力，大大的缩短了模具的没计、生产制造周期, 减少了生产成本，提高了经济效益3） 数控技术的幵发和广泛应用，将极大的提商拉深模的生产制造水平，从而可进行岛 精度、高复杂程度的拉深模具的加工制1.3研宄的内容及方法本课题研宄内容主要是针对某筒形件的结构以及成型特点进行分析，根据制件的整体要 求，设计出合理的拉深模，以满足某筒形件生产的要求，同时又要缩短模具的生产制造周期，以保持良好的经济效益。

本课题研究方法主要是根据拉深模的特点以及发展的趋势，根据所要求加工的某筒形件 的结构和参数，进行合理的尺寸计算以及结构设计主要研究方法可分为以下儿个部分：首先，对圆简形件的结构和尺寸参数就行分析，确定是否适合于拉深成型加工；-其次，在对工艺性进行合理的分析之后，需要确定加工工艺方案、计算出各部分工序的工艺参数，主要包括计算毛坯尺寸、拉深系数、各个工序所需的工艺力以及各个工作部分的 尺寸参数、根据所需工艺力的大小，进行初选压力机；再次，根据工作部分的尺寸以及结构要求，同时参考国家模具工业标准，利用计算机辅 助设计（CAD），进行各个零件的结构设计最后，绘制岀模具的整体装配图和主要零件，完成设计2零件及拉深工艺分析2.1分析零件的工艺性a）零件三维阁阁2-1零件阁该零件为圆筒形件的拉深，形状简单对称，所有尺汴均为自巾公差，对零件的厚度变化 也没有要求在满足工艺性要求时，进行大批量生产，一般采用拉深成形圆筒形件的毛坯 为圆形板料，可以通过落料获得因此，该零件在满足冲压工艺性要求的前提下，采用的冲 压工序是落料、拉深该零件的外径为*41,精度等级为1T14级，拉深工艺容易保证该 零件的圆角半径K4能满足拉深工艺对该处圆角的要求［K* （2-3t）］,该零件的精度及结构 尺寸都能满足冲压工艺要求。

零件所用材料为08F钢拉深性能较好，易于拉深成形在大批 量生产时，可用冲压加工2.2毛坯的尺寸计算从外形看，该零件属于拉深成形件根据零件的结构特点，加工中应有落料、拉仲等工序H/h= (22-0. 5) / (40+1) ^0. 524拉深件坯料形状和尺寸是以冲件形状和尺寸为基础，按体积不变原则和相似原则确定 根据金属板料具有板平面方向性和模具儿何形状等因素的影响，会造成拉深件口部不整齐，因此在多数情况下采取加大工序件高度或凸缘宽度的办法，拉深后再经过切边工序以保 证零件质量查表2-ll2j可得，修边余y:为2.0表2-1修边余S:表拉伸高度h/mm拉伸的相对高度h/d及h/B>0.5-0.8>0.8-1.6>1.6-2.5>2.5-4.0^101.01.21.52.0>10-201.21.62.02.5>20-502.02.53.34.0>50-1003.03.85.06.0>100-1504.05.06.58.0>150-2005.06.38.010.0>200-2506.07.59.011.0>2507.08.510.012.0依图样零件计算尺寸H=22-0. 5+2. 0=23. 50m# + 4d2H-l .72r"2 - 0.56r2=V402+4x40x23.5-1.72x4x40-0.56x42 =7\mm2.3拉深次数的确定巾表2-2可得极限拉深系数：z?z, = 0. 50〜0. 53 取 ％ = 0. 53m2 = 0. 75〜0. 76 取州2 = 0. 76 零件所需的拉深系数：d 40m =——=——=0.563 > m,D 71所以该零件能一次拉深成型。

表2-2拉深系数表拉深系数毛坯的相对高度(t/D) X1002 〜1.51.5 〜1.01.0^0. 60. 6〜0. 30. 3〜0. 15mi0. 48-0. 500. 50-0. 530. 53-0. 550. 55-0. 580. 58-0. 60m20. 73-0. 750. 75-0. 760. 76-0. 780. 78-0. 790. 79-0. 80m30. 76-0. 780. 78-0. 790. 79-0. 800. 80-0.810.81-0. 82m厂)0. 80-0. 820. 82-0. 840. 84-0. 850. 85-0. 860. 86-0. 872.4压料装置的确定为了防Lh起皱，最常用的方法是在拉深模具上设置压料装置，使坯料凸缘夹在凹模平而与压边陶之间通过当然并不是任何怡况下都会发生起皱现象当变形程度较小（拉深系数较大）、坯料相对厚度（t/D）较大时，一般不会起皱，这时就可不必采用压料装賈因丄 ><100 =丛歷=1.41<1.5, m < 0.6 D 71根据表4-4[71可知该拉深模需要压料装置2.5计算拉深工序尺寸工序件直径力 4 = zzz, D = 0.563x71 = 40mm工序件底部圆角半径：r = 4mmD2 r工序件高度为：付，=0.25（ 必）+ 0.43丄⑷+0.32A；） = 23.5mmd d以上计算所得工序件尺寸都是中心层尺寸，换算成与零件图相同的标注形式后，所得工 序件尺寸如图2-2所示。

071a）坯料尺寸图2-2拉深工序件尺、J*2.6工艺方案的确定根据以上分析，冲压该零件可能有以下三种方案：方案一：先落料，后拉深采用单工序模生产该方案祖然模具结构简单，但需两道工 序、两副模具，生产效率低，难以满足该工件大批。