新余学院课程设计任务书学号学生姓名专业材料成型及控制工程课程设计题目筒形件的拉深模具设计研究主要内容及基本要求一、设计内容：1、设计一幅拉深模完成下图（圆筒形件，材料为08F 厚度t=1mm，小批量生产,其未注公差尺寸精度等级为IT14）的拉深。

2．模具整体方案设计：包括零件的工艺分析、模具类型的确定、压力中心计算、毛坯尺寸计算、压力机选择等。

3．模具整装配图和模具重要零件选用与设计。

4．撰写此模具设计的说明书二、技术要求：1、要求每位学生完成模具整体装配图1 张，2、主要零件（凸模、凹模、凸凹模等）图3－5张3、详细的设计计算过程4、有关零件的选用依据及过程5、主要零件（凸模、凹模、凸凹模等）的制造工艺规程1-2份6、课程设计说明书（不少于5千字）第一章概述一、模具概述模具是高新技术产业的一个组成部分，是工业生产的重要基础装备．用模具生产的产品，其价值往往是模具价值的几十倍。

模具技术是一门技术综合性强的精密基础工艺装备技术，涉及新技术、新工艺、新材料、新设备的开发与推广应用．是冶金、材料、计量、机电一体化、计算机等多门学科以及铸、锻、热处理、机加工、检测等诸多工种共同打造的系统工程。

用模具生产制品具有高效率、低消耗、高一致性、高精度和高复杂程度等特点，这是其他任何加工制造方法所不及的。

目前，模具制造业已成为与高新技术产业互为依托的产业，模具工业技术水平的高低已成为衡量国家制造业水平的重要标志之一。

二、冷冲模具工业的现状到了21世纪．随着计算机软件的发展和进步．CAD／CAE／CAM技术日臻成熟，其现代模具中的应用越来越广泛。

目前我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，仍具有较大的差异，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具。

目前仍主要依靠进口。

而一些低档次的简单冲模，则已供．过于求，市场竞争非常激烈。

三、冷冲模具的发展方向发展模具工业的关键是制造模具的技术、相关人才以及模具材料。

模具技术的发展是模具工业发展最关键的—个因素，其发展方向应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、质量好”和“价格低”的要求服务。

为此，急需发展如下：1．全面推广模具CAD／CAM／CAE技术：：随着微机软件发展和进步，普及CAD ／CAM／CAE技术的条件已基本成熟，各企业需要加大CAD／CAM技术培训和技术服务的力度，同时进一步扩大CAE技术的应用范围。

2．模具扫描及数字化系统：高速扫描机和模具扫描系统具备从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，这样可以大大缩短模具研制制造周期。

3．电火花加工：电火花加工(EDM)虽然已受到高速铣削的严峻挑战，但其固有特性和独特的加工方法是高速铣削所不能完全替代的。

4．优质材料及先进表面处理技术：选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。

5．模具研磨抛光将自动化、智能化：模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，提高模具表面质量是重要的发展趋势。

第二章 工艺方案分析及确定第一节 零件工艺性分析如图2-1所示拉深零件，材料为08F ，厚度为1mm 。

其工艺性分析内容如下：图2-1 筒形件拉深零件图1.材料分析此拉深模选用材料为08F08F 是极软的低碳钢，强度、硬度很低，而塑性、韧性极高，具有良好的冷变形性和焊接性，正火后切削加工性尚可，退火后导磁率较高，剩磁较少，但淬透性、淬硬性极低。

因此，此材料具有良好的拉深成形性能。

2.结构分析零件为一无凸缘筒形件，结构简单，底部圆角半径为R3，满足筒形拉深件底部圆角半径大于一倍料厚的要求，因此，零件具有良好的结构工艺性。

3.精度分析零件图上所有未注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。

因此，普通拉深即可达到零件的精度要求。

查公差表可得工件基本尺寸公差为：74.0078+φ 74.0098+ 25.003+R 25.001+4.变形特点的分析1）拉深时的变形区在毛坯的凸缘部分，其它部分为传力区，不参与主要变形；2）毛坯变形区在切向压应力和径向拉应力作用下，产生切向压缩和径向拉长变形；3）极限变形参数主要受到毛坯传力区承载能力的限制。

第二节工艺方法的确定由上面分析可知，为了保证工件的性能，该工件不能一次拉深到位，至少需经过两次拉深。

而完成该工件需经过落料、拉深工序。

综合实际情况，可有以下3种方案（如表格2-1所示）供选择：根据本零件的设计要求以及各方案的特点，决定采用第2种方案比较合理。

第三章 零件工艺计算第一节 拉深工艺计算零件的材料厚度为1mm ，所以所有的计算以中线为准。

1. 确定零件修边余量零件的相对高度23.11785.098≈+-=d h ，由文献[1]表5-2查得修边余量mm 8.3=δ，故修正后拉深件的总高应为mm 3.1018.35.97=+。

2. 确定坯料尺寸DD A A D ni i 计算出由公式∑===144ππ其中:、iA A A A A R d A R R d R A R H d A ∑=++=∑=-=+-=-=3212232214D )2(4]8)2(2[4)(πππππ而mm d 79=带入数值 mm H 3.101= mm R 5.3= mm D 8.194≈算得3. 判断是否采用压边圈零件的相对厚度%51.0%1008.1941%100=⨯=⨯D t ，由文献[2]表4-11知：该拉深工艺须采用压边圈。

4. 确定拉深次数先判断能否一次拉出406.08.19479≈==D d m 总零件的总拉深系数由文献[1]表5-3， 56.01=m 取，78.0=n m ， 由此可知：56.0406.01=<=m m 总,故判断不能一次拉深成形。

故可根据公式nn m D m d n lg )lg(lg 11-+=求得289.2≈n 取较大整数：3=n5. 确定各次拉深半成品尺寸1）调整各次拉深系数，使各次拉深后系数均大于文献[1]表5-3查得的相应极限拉深系数。

调整后，实际选取6.01=m ，81.02=m ，83.03=m 。

所以各次拉深的直径确定为：m m 88.116m m 8.1946.011=⨯==D m d m m 67.94m m 88.11681.0122=⨯==d m d m m79m m 67.9483.0233=⨯==d m d2）各次半成品的高度计算：取各次的r 凹分别为： 由文献[1]表5-18取r 1=8t=8mm, r 2=(0.6-0.8)r 1=(4.8-6.4)mm 取r 2=5mm,r 3=3.5mm则由公式可计算出各次h ：)32.0(43.0)(25.01111111r d d r d Dk h ++-=)32.0(43.0)(25.022222212r d d r d k Dk h ++-=)32.0(43.0)(25.0333333213r d d r d k k Dk h ++-=其中n n m k 1=，1-=n n n d m d 。

在将所有已知数据带入可求得:h 1=55.5mm, h 2=78.7mm, h 3=122.3mm6. 拉深件工序尺寸图根据前面分析计算，可知本零件须三次拉深，各工序尺寸如图3－1所示图3－1各工序尺寸图7．排样计算零件采用单直排排样方式，查得零件间的搭边值为0.8mm ，零件与条料侧边之间的搭边值为1.0mm ，若模具采用无侧压装置的导料板结构，则条料上零件的步距S=D+a=194.8+0.8=195.6mm ，条料的宽度应为mm 8.196m m )0.128.194()2(07.007.00max --∆-=⨯+=+=a D B故一个步距内的材料利用率1η为： 1η=A/BS ⨯100=π2)2/(D /BS ⨯10000=π(194.8/2)2/(196.8×195.6)×100%=77.4零件的排样图如图3-2所示：图3-2 排样图第二节 拉深压力计算与设备的选择1. 首次拉深模具为落料拉深复合模，动作顺序是先落料后拉深，现分别计算落料力落F拉深力拉F 和压边力压F 。

kN 6.234N 234576N29518.19414.33.1≈=⨯⨯⨯⨯==τKLt F 落 落卸卸P K P =式中卸K —卸料系数，查参考文献[2]表2-17知04.0=卸K ～0.05，取04.0=卸K 。

所以 38.923457604.0=⨯=卸P KNkN 92N 202690.85952188.16114.311≈=⨯⨯⨯⨯==K t d F b σπ拉由文献[3]表4-10查取K1=0.85由文献[3]表4-12查取P=2.75落压拉F kN F F <=+=+1081692 ,所以，应按照落料力的大小选用设备。

初选设备为J23-35.2.二次拉深:kN 70N 015470.8952167.4914.3222≈=⨯⨯⨯⨯==K t d F b σπ拉由文献[3]表4-10查取K2=0.8根据以上力的计算，初选设备为J23-10.3.末次拉深：kN 54N 415150.7495219714.3333≈=⨯⨯⨯⨯==K t d F b σπ拉由文献[3]表4-10查取K3=0.744.压力中心的计算图3-3 压力中心图由于是圆形工件，如图3-3所示，所以工件的压力中心应为圆心即O(97.4,97.4) 5.压力设备的选择1) 落料拉深复合模设备的选用kN16N 6.15927N75.2])8288.116(8.194[4])2[422212≈=⨯⨯+-=+-=ππ，（压P r d D F A根据以上计算，同时考虑拉深件的高度选取开式双柱可倾压力机JH23-40， 由文献[2]表9-9查取其主要技术参数为： 公称压力：400KN 滑块行程：80mm 最大装模高度：330mm 连杆调节长度：65mm工作台尺寸：700460⨯mm mm 模柄孔尺寸：7050⨯mm φmm 垫板厚度：65mm2) 第二三次拉深模设备的选用考虑零件的高度，选取开式双柱可倾压力机JH23-80，以保证拉深的顺利操作，其主要技术参数如下：公称压力：800KN 滑块行程：130mm 最大装模高度：380mm 连杆调节长度：90mm工作台尺寸：800540⨯mm mm 模柄孔尺寸：8060⨯mm φmm 垫板厚度：100mm第三节 拉深模工作零件设计与计算一、凸、凹模刃口尺寸计算1.首次拉深凸、凹模尺寸的刃口尺寸计由上边计算可知：第一次拉深件后零件直径为116.88mm ，由公式t Z 2.1=确定拉深凸、凹模间隙值Z ，所以间隙mm 2.1mm 12.1=⨯=Z ，则拉深凹模直径mm63.118mm )2.1287.04.088.115()4.0(08.0008.000min A +++=⨯+⨯+=+∆+=A Z D D δ拉深凹模刃口尺寸如图3-4所示图3-4 拉深凹模刃口尺寸图拉深凸模直径mm23.116)87.04.088.115()4.0(005.0005.00min T ---=⨯+=∆+=T d D δ拉深凸模刃口尺寸如图3-5所示图3-5 拉深凸模刃口尺寸图2.二次拉深凸、凹模尺寸刃口尺寸计算由文献[2]表2-8查取Z=1.1拉深凹模直径m m22.96m m )1.1287.04.067.93()4.0(08.0008.000min A +++=⨯+⨯+=+∆+=A Z D D δ拉深凹模刃口尺寸如图3-6所示图3-6拉深凹模刃口尺寸图拉深凸模直径mm02.94)87.04.067.93()4.0(005.0005.00min T ---=⨯+=∆+=T d D δ拉深凸模刃口尺寸如图3-7所示图3-7 拉深凸模刃口尺寸图 3.末次拉深凸、凹模尺寸计算由文献[2]表2-8查取Z=1.05拉深凹模直径mm4.80mm )05.1274.04.078()4.0(08.0008.000min A +++=⨯+⨯+=+∆+=A Z D D δ拉深凹模刃口尺寸如图3-8所示图3-8拉深凹模刃口尺寸图拉深凸模直径mm3.78)74.04.078()4.0(005.0005.00min T ---=⨯+=∆+=T d D δ拉深凸模刃口尺寸如图3-9所示图3-9 拉深凸模刃口尺寸图二、落料拉深复合模其它工艺计算根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。