J I A N G S U U N I V E R S I T Y本科毕业论文有凸缘筒形件成型工艺与工装设计The process planning of the drawing of the tube-shaped flangepart.学院名称：材料学院专业班级：材料成型052学生姓名：秦亚飞指导教师姓名：刘忠德指导教师职称：教授2009年 5 月目录摘要 (1)引言 (1)第一章有凸缘筒形件拉深工艺分析 (1)§1.1 零件冲压工艺分析 (1)§1.2 拟定工艺方案 (1)1.2.1 冲压工序分析 (1)1.2.2判断拉深次数 (2)1.2.3判断是否需要压边力 (2)1.2.4确定各次拉深系数 (2)1.2.5确定各次拉深圆角半径 (3)1.2.6计算拉深高度 (3)1.2.7拟定工序图 (3)1.2.8拟定工艺方案 (3)§1.3 毛坯尺寸及排样设计 (4)1.3.1毛坯尺寸设计 (4)1.3.2排样设计 (4)第二章通过压力计算初选压力机 (5)§2.1 落料力的计算 (5)§2.2 正拉深相关力的计算 (5)2.2.1拉深力的计算 (5)§2.3 反拉深相关力的计算 (6)2.3.1 拉深力的计算 (6)2.3.2压边力的计算 (6)§2.4 压力机的选择 (6)2.4.1公称压力的计算 (6)2.4.2选择压力机 (6)第三章模具工作部分尺寸计算 (7)§3.1正拉深部分 (7)§3.2反拉深部分 (8)第四章模具结构设计 (9)§4.1复合模 (9)4.1.1 复合模的特点 (9)4.1.2 最小壁厚 (9)§4.2复合模正装与倒装的比较 (10)§4.3模具结构选择 (13)第五章模具主要零部件设计 (15)§5.1 正拉深凸、凹模的设计 (15)5.1.1模壁厚的计算 (15)5.1.2高度的确定 (15)5.1.3强度的校核 (15)5.1.4最大长度校核 (15)5.1.5结构形式 (15)§5.2 凸模的设计 (16)5.2.1长度的计算 (16)5.2.2强度的校核 (16)5.2.3最大长度校核 (16)5.2.4固定形式 (16)5.2.5结构形式 (16)§5.3落料凹模的设计 (17)5.3.1模壁厚的计算 (17)5.3.2刃壁高度 (17)5.3.3模具高度计 (17)5.3.4固定形式 (17)5.3.5结构形式 (17)§5.4落料凸模的设计 (18)5.4.1壁厚的计算 (18)5.4.2高度的计算 (18)5.4.3外缘直径D的计算 (18)5.4.4结构形式 (18)§5.5卸料板的设计 (19)5.5.1直径的计算 (19)5.5.2厚度的计算 (19)§5.6导料板的设计 (19)5.6.1直径的计算 (19)5.6.2厚度的计算 (19)§5.7压料装置的设计 (19)5.7.1结构形式 (19)5.7.2橡胶的设计 (20)§5.8顶料装置的设计 (20)第六章压力机校核及模具安装 (21)§6.1压力机的的选用 (21)§6.2 模具安装 (21)设计小结 (22)致谢 (23)参考文献 (24)有凸缘筒形件拉深工艺分析及工装设计专业班级：材料成型052 学生姓名：秦亚飞指导教师：刘忠德职称：教授摘要：有凸缘筒形件被广泛用在很多领域和场合，例如发动机端盖等。
这种零件结构简单对称，适合冲压加工，而且速度快、效率高。
冲压工艺最重要的是模具，所以模具制造是很重要的部分。
如今模具制造业是一个广阔的市场。
关键词：模具、拉深、工艺Abstract:The tube-shaped flange parts are usually used in many fields and occasion,for example：the end cap of the eletromotor.The shape of these parts is easy and symmetrical.So the drawing craftwork is used to make them and this craftwork is fast and effective.The most important of the drawing crafework is die.So the manufacturing of the die also is a important part.Now,the industry of the die manufacturing is large.Key words: die drawing craftwor引言冲压是通过模具对板材施加压力或拉力，使板材塑性成形，有时对板料施加剪切力而使板料分离，从而获得一定尺寸、形状和性能的一种零件加工方法。
由于冲压加工经常在材料冷状态下进行，因此也称为冷冲压。
冲压加工的原材料一般为板材或带材，故也称为板材冲压。
近年来，随着飞机、汽车、电子、仪表、日用工业品等工业的发展及少无切削加工技术的应用，冲压加工技术得到了高速的发展。
目前，除一般的成形方法以外，又出现了冷、热、温挤压变形，液压变形，强力旋压成形，超塑成形，爆炸成形，以及精密冲裁和高速冲压等加工技术。
冲压技术在现代工业生产中占有十分重要的地位，是国防工业及民用工业生产中必不可少的加工方法。
在电子产品中，冲压件约占80％～85％；在汽车、农业机械产品中，冲压件约占75％～80％；轻工业产品中，冲压件约占90％以上。
此外，航空及航天工业生产中，冲压件也占很大的比例。
冲压加工需要研究冲压工艺和模具两个方面的问题。
根据通用分类方法，冲压工艺可以分成分离工序和成形工序两大类。
其中分离工序包括：落料、冲孔、切断、切边、剖切。
成形工序包括：弯曲、卷圆、扭曲、拉深、变薄拉深、翻孔、翻边、拉弯、胀形、起伏、扩口、缩口、旋压、校形。
冲压虽然以大批量生产为对象，但所使用的模具却是单件生产。
制造模具需要采用精度很高的加工设备、先进的工艺方法，同时还需要有技术熟练的技工配合。
因此，模具的真正价值不只在于它的本身，而且还在于它为社会创造的巨大经济效益。
模具的好坏，将直接影响制件的质量、数量和成本。
第一章有凸缘筒形件拉深工艺分析§1.1 零件冲压工艺分析图1-1为拉深件的零件图。
这是电机罩壳，材料为纯铝，料厚为0.5mm。
纯铝的=90Mpa，具有良好的延展性，适合冲压成型。
抗拉强度σb此零件是轴对称的旋转体，结构简单，零件的最大尺寸为高度方向上的尺寸，为h=12mm，属于小型零件，零件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，该零件的形状和结构表明它为拉深件,所以拉深为基本工序。
通过对零件结构分析可知，该零件主要通过拉深模具成型，并可获得尺寸精度。
通过初步计算可知该拉深件的拉深次数为2，可考虑通过正、反拉深完成。
因此可知该零件的基本冲压工序为：落料、正拉深、反拉深、修边。
图1-1 零件图§1.2 拟定工艺方案1.2.1 冲压工序分析对图1-1所示零件试分析其工序设计如下：毛坯直径计算公式为:d 0=22256.072.156.072.14r dr dR dR dh d f --+-+,通过计算得d 0=33.14mm ；d d f =1.3,查表5-11】【1得修边余量为1.4mm ； 毛坯直径为D=33.14+1.4=34.5mm;1.2.2判断拉深次数d h =0.77；Dt ⨯100=1.4，查表1-1]4[得拉深次数为2表1-1无凸缘筒形件的最大相对拉深高度拉深次数 毛坯相对厚度t/D*1002-1.5 1.5-1 1-0.6 0.6-0.3 0.3-0.15 0.15-0.081 0.94-0.77 0.84-0.65 0.7-0.57 0.62-0.5 0.52-0.45 0.46-0.382 1.88-1.54 1.6-1.32 1.36-1.1 1.13-0.94 0.96-0.83 0.9-0.7 3 3.5-2.7 2.8-2.2 2.3-1.8 1.9-1.5 1.6-1.3 1.3-1.14 5.6-4.3 4.3-3.5 3.6-2.9 2.9-2.4 2.4-2 2-1.5 5 8.9-6.6 6.6-5.1 5.2-4.1 4.1-3.3 3.3-2.7 2.7-21.2.3判断是否需要压边力D t ⨯100=1.4<1.5，查表1-2]4[可知需要压边力。
表1-2采用或不采用压边圈的条件拉深方法 第一次拉深 第二次拉深t/D*100 拉深系数m t/D*100 拉深系数m用压边圈 <1.5 <0.6 <1 <0.8不用压边圈 >2.0 >0.6 >1.5 >0.81.2.4确定各次拉深系数查表4-6，初定m1=0.53，m2=0.75，则首次拉深后d1=d/m2=20.67mm，考虑到采用正、反拉深工艺，凸凹模模壁厚因满足强度要求，而2.5mm的壁厚显然不能满足要求，因此校正d1=22mm；则校正后的拉深系数应为：m1=0.64；m2=0.70；查表4-9，满足要求。
1.2.5确定各次拉深圆角半径首次拉深凹模圆角半径r1凹=0.8tdD)1-（=2mm；r1凸=0.8 r1凹=1.6mm；对于反拉深的r2凸、r2凹，由于零件有外形尺寸要求，因此其数值必须是零件所要求的尺寸，则：、r2凹=1.5mm；r2凸=1mm；1.2.6计算拉深高度有公式：h1=0.25(112144.3mrddD+-Θ)，式中dΘ为凸缘直径；通过计算可得：h1=10mm，h1为首次拉深后的零件高度；1.2.7拟定工序图（a）正拉深(b)反拉深图1.11.2.8拟定工艺方案方案一：落料、第一次拉深、第二次拉深、修边；方案二：落料及第一次拉深、第二次拉深、修边；方案三：落料及正反拉深、修边；两种工艺方案的比较：方案一工艺简单，但需要三副简单模具，成本较高，且不适合大批量生产；方案二工艺稍复杂，需要两副模具完成，第一副模具是落料拉深复合模，第二副模具为简单模；方案三工艺复杂，但只需一副复合模具就能完成，节约模具制造成本，且适合大批量生产；终上所述：采用第三种工艺方案；§1.3 毛坯尺寸及排样设计1.3.1毛坯尺寸设计查表3-20[4]，得工件间的间隙值a1=1.2mm,搭边值a=1.5mm；步距A=35.7mm；条料的宽度B=（D+2a）05.0-=37.505.0-mm;1.3.2排样设计图1.2第二章通过压力计算初选压力机§2.1 落料力的计算有公式p0=τ×l×t[4]，式中p为落料力，τ为材料的抗剪强度；通过查附表D-24，得τ=80Mpa，t为料厚，l为材料轮廓长度，则：p=80×2π×34.5×0.5=8666.4N§2.2 正拉深相关力的计算2.2.1拉深力的计算有公式p1= k1×π×d1×t×σb[1]，式中k1为拉深力的系数，通过查表2-1[4]可得k1=0.72；d1为正拉深零件直径，t为料厚，σb为抗拉强度，通过查附表D-24[4]，可得σb =90Mpa，则：p1=0.75×3.14×34.5×0.5×90=7312.3N表2.1 计算拉深力的系数拉深系数m1 0.55 0.57 0.6 0.62 0.65 0.67 K1 1 0.93 0.86 0.79 0.72 0.66 拉深系数m1 0.7 0.72 0.75 0.77 0.8K1 60 0.55 0.5 0.45 0.4拉深系数m2 0.7 0.72 0.75 0.77 0.8 0.85 K2 1 0.95 0.9 0.85 0.8 0.7 拉深系数m2 0.9 0.95 - - -K2 0.6 0.5 - -2.2.2 压料力的计算有公式F1Q =4π[D2-(d1+2r1凹)2]q[4]；式中q为单位压边力，查表2-2，可得q=0.8Mpa；将相关数据带入可得：F1Q=323N表2-1 单位压边力材料p(Mpa) 材料p(Mpa)软钢t<0.5 2.5-3.0 铝0.8-1.2软钢t>0.5 2.0-2.5 08钢 2.5-3.0黄铜 1.5-2.0 合金钢 3.0-4.0纯铜 1.0-1.5 耐热钢 2.8-3.5§2.3 反拉深相关力的计算2.3.1 拉深力的计算由于反拉深时拉深力要比正常拉深力大20%，因此需乘以系数1.2，则：p2=1.2×k2×π×d2×t×σb =1.2×1.0×3.14×15.5×0.5×90=2628.2N2.3.2压边力的计算可参见正拉深压料力的计算公式，则：F2Q =4π[d21-(d+2r2凹)2]q=89N§2.4 压力机的选择2.4.1公称压力的计算F=1.3（p0+p1+ F1Q+ p2+ F2Q）=24724.6N≈25KN2.4.2选择压力机选择压力机应该满足以下几个方面的条件：1、公称压力压力机的公称压力应大于成型工艺力和辅助工艺力的总和的1.3倍；2、滑块行程滑块行程应至少大于2倍的工件拉深高度；3、闭合高度压力机的最大闭合高度应大于模具的闭合高度；综上所述，结合以上计算数据，选择J23-10型压力机，该压力机的公称压力位100KN，滑块行程为45mm，最大闭合高度为140mm，工作台尺寸为370×240,模柄孔尺寸为 30mm。