灯罩倒装拉伸模具设计说明书.docx

课程设计
COURSE PROJECT

题目： 灯罩倒装拉伸模具设计
系别： 机械工程系
专业： 材料成型及控制工程（1）

目录

1.材料的选择： 4
2.工艺方案选择： 4
3.主要工艺参数的计算 5
3.1确定修边余量 5
3.2计算毛坯直径D 5
3.3确定拉深次数 5
3.4计算拉深直径 6
3.5计算工序件的高度 6
4.确定排样图和裁板方案 6
4.1板料规格选择 6
4.2 排样设计 6
5.计算工序冲压力 初选压力机 7
5.1 压边力的计算 7
5.2拉深力的计算 8
5.3 压力机公称压力 9
6.模具工作部分尺寸的计算 9
6.1 凸、凹模间隙的计算 9
6.2 拉深 10
6.3凸、凹模工作尺寸及其公差 10
6.4选取凸凹模的圆角半径 13
6.5拉深凸模的出气孔尺寸 13
7.工件零件结构尺寸和公差的确定 14
7.1、整体落料凹模板的厚度H的确定： 14
7.2凹模板长度L的计算 14
7.3确定拉伸模的闭合高度 14
7.4卸料橡胶的设计…………………………………………15
7.5导向零件的设计…………………………………………15
8.模具装配图 17
参考文献 20

工件成品图

1.材料的选择：
08钢 碳素工具钢，具有较好的可拉深性能。厚度0.5mm，制件高度30mm。
2.工艺方案选择：
该工件包括拉深一个基本工序。
采用简单模生产。
3.主要工艺参数的计算
3.1确定修边余量
该件h=30㎜，d=65㎜ △h=h/d=30/65=0.46
因为△h=2mm.
3.2计算毛坯直径D
1、在不变薄拉深中，虽然在拉深过程中坯料的厚度发生一些变化，但在工艺设计时，可以不计坯料的厚度变化，概略地按拉深前后坯料的面积相等的原则进行坯料尺寸的计算。旋转体拉深件采用圆形坯料，其直径可按面积相等的原则计算。计算坯料尺寸时，先将拉深件划分为若干便于计算的简单几何体，分别求出其面积后相加，得拉深件总面积艺A，则坯料直径为
根拉伸前后表面积相等的原则，可以求出毛坯直径D=116mm。

3.3确定拉深次数
工件的总拉伸系数为：m总= d/D=65/116=0.56
毛坯相对厚为：t/D=0.5/116=3.5‰
查《新编实用冲压模具设计手册》表4-11知：首次拉深的极限拉深系数为m=0.555 m总= 0.56> m =0.555 故工件需要一次拉深成型。
3.4计算拉深直径
由于该工件需要多次拉深，拉深系数为：m=0.555
初步计算拉深直径为： d= mD=0.555*116 =64.38㎜

3.5计算工序件的高度
根据《新编实用冲压模具设计手册》表4-18计算各次拉深高度如下：
H1=0.25（DK1-d1）+0.43r1(d1+0.32r1)/ d1
=30㎜ k=1/ m
4.确定排样图和裁板方案
4.1板料规格选择
制件的毛坯为简单的圆形件，而且尺寸比较小，考虑到操作方便，宜采用单排。 于t=0.5mm,查《冲压工艺与模具设计》附表7轧制薄钢板拟选用规格为： 0.5*600*1000 的板料。
4.2 排样设计

查《新编实用冲压模具设计手册》表2-10，确定搭边值
两工件间的横搭边a=1.2mm；两工件间的纵搭边a=1.0mm；
导料板与条料间隙Z=0.5mm；条料宽度的单向偏差△=0.4
步距S=D+a=89.75+1=90.75mm；条料宽度B=（D+2a+Z）0-△=92.650-0.4
故一个步距内的材料利用率为：
=A/BS100
=/BS100
=75

5.计算工序冲压力 初选压力机
5.1 压边力的计算
采用压边的目的是为力防止变形区板料在拉深过程中的起皱，拉深时压扁力必须适当，压边力过大会引起拉伸力的增加，甚至造成制件拉裂，压边力过小则会造成制件直壁或凸缘部分起皱，所以是否采用压边装置主要取决于毛坯或拉深系数m和相对厚度t/D100
由相对厚度=0.5/116100 =0.4310
故：《冲压技术实用数据速查手册》表5-26知 拉深需要采用压边装置。
压边力:
=Ap
式中A为压边圈的面积；为单位压边力（MPa）
查《新编实用冲压模具设计手册》表4-28：=2.5MPa
=
=∏[D2-(d+2R凹)2]/4*P
=31.08KN
5.2拉深力的计算
查《新编实用冲压模具设计手册》表4-19
拉深力为：
==30.62（KN）
K—修正系数，一般取0.5-0.8，此处K取0.75
—拉伸件材料的抗拉强度，此处为400MPa

故总拉深力为：F总= F拉+F压+F落料
F总=30.62+31.08+0=62.70（KN）
5.3 压力机公称压力
由于制件属于深拉深，故确定压力机的公称压力应满足：
P>(1.6~1.8) F总
取 p=1.8×62.70=112.86（ KN）
由于该制件属于小型制件，且精度要求不高，因此选用开式可倾压力机，它具有工作台面三面敞开，操作方便，成本低廉的有点。根据总压力选择压力机，压力机的公称压力为140KN，查《新编实用冲压模具设计手册》表1-39提供的压力机公称压力中可选取压力机的型号为：J23-16
其主要技术参数如下：
公称压力160N；
滑块行程 55mm；
行程次数120次/min；
最大闭合高度220mm；
立柱间距220mm；
工作台面尺寸(mm):450*300；
垫板厚度：40mm。

6.模具工作部分尺寸的计算
6.1 凸、凹模间隙的计算
查《新编实用冲压模具设计手册》表2-21知
单相间隙C=0.6。
磨损系数=0.5，尺寸偏差△=0.87
凸凹模的制造公差分别为：=0.025mm， =0.035mm
6.2 拉深
拉深间隙是指单边间隙，间隙过小会增加摩擦力，使拉深件容易拉裂，且容易擦伤制件表面，降低模具寿命。间隙过大则对坯料的校直作用小，影响制件的尺寸精度。
此件拉深模采用压边装置，经工艺计算一次就能拉深成形，
查《新编实用冲压模具设计手册》表4-50知
故间隙为：Z=1.05t=1.05x0.5=0.525(mm)
6.3凸、凹模工作尺寸及其公差
对于制件一次拉成的拉深模及末次拉深模，其凸模和凹模的尺寸及公差应按制件的要求确定。
此工件要求的是外形尺寸，设计凸、凹模时，应以凹模尺寸为基准进行计算，查《新编实用冲压模具设计手册》表4-51知凹模尺寸：
Da=（D-0.75△）+0.0350
=（116-0.75*0.87）+0.0350
=115.3475+0.0350

凹模拼块（一）

凹模拼块（二）：

间隙取在凹模上，凸模尺寸：
Dd=(D-0.75△-2C)0-0.025
=（116-0.75*0.87-2*0.6）0-0.025
=114.14750-0.025

式中 D—拉深件的基本尺寸mm；
Δ—拉深件的尺寸公差。
6.4选取凸凹模的圆角半径
①凹模的圆角半径
拉深凹模圆角半径=4㎜
②凸模的圆角半径
=3㎜
6.5拉深凸模的出气孔尺寸
根据凸模直径大小，查《新编实用冲压模具设计手册》表4-53，取通气孔直径为8mm。
7.工件零件结构尺寸和公差的确定
7.1、整体落料凹模板的厚度H的确定：
H=
式中为凹模材料的修正系数，碳素工具钢取=1；
为凹模厚度按刃口长度修正系数，查《冲压工艺与模具设计》表2-18可知：=1
H=
=19.34mm
7.2凹模板长度L的计算
L= H +2C
查《新编实用冲压模具设计手册》表2-48知：C取35—45mm，根据要求C值可取40mm
故： L= H +2C
=19.34+240
= 99.34mm
故确定凹模板外形尺寸为：14012540（mm）。凸模板尺寸按配作法计算。

7.3确定拉伸模的闭合高度
选上模座的厚度为24 ㎜ 上模固定板厚度27 ㎜ 凹模（1）厚度46.5 ㎜ 凹模（2）厚度2mm 凸模固定板厚度为 30 ㎜ 下模座厚度50 ㎜ 圧边圈厚度30 ㎜ 安全距离为20 ㎜拉伸厚度为0.8 ㎜。
可确定拉伸模的闭合高度为200 ㎜。J23-16最大闭合高度为220 满足设计要求。
7.4 卸料橡胶的设计计算：橡胶的自由高度为

橡胶的装模高度为

外型尺寸如图：

7.5 导向零件设计
1.导柱
零件的生产为大批量，单工序模具，要求模具寿命较高，采用导柱和导套来保证上下模具的精确导向。选择导柱为滑动导柱。直径为28，长度为150mm。材料为20钢，热处理为渗碳深度0.8-1.2mm，硬度为58-62HRC。按照标准选用，L保证上模座在最低位置时，导柱上端面与上模座顶面距离不小于10-15mm，而下模座底面与导柱面的距离S不小于5mm。

导套
导套的外径与上模座导套孔采用过盈配合。导套的长度L必须保证在冲压开始时导柱一定要进入导套10mm以上。导柱与导套之间采用间隙配合。间隙为0.3mm,采用H6/h5配合。

8.模具装配图

图8-1

结束语
时光飞逝，一转眼，拉深模程设计也接近的尾声.说起课程设计，我认为最重要的就是做好设计的预习，认真的研究老师给的题目，其次，老师对题目的讲解要一丝不苟的去听去想，因为只有都明白了，做起设计就会事半功倍，如果没弄明白，就迷迷糊糊的去选题目做设计，到头来一点收获也没有。在这两周来，也暴露了自己很多问题。第一，是在学习态度上，这次课设是对我的学习态度的一次检验。我的第一大心得体会就是作为一名工程技术人员，要求具备的首要素质绝对应该是严谨。我们这次实习所遇到的多半问题多数都是由于我们不够严谨。第二，在做人上，我认识到，无论做什么事情，只要你足够坚强，有足够的毅力与决心，有足够的挑战困难的勇气，就没有什么办不到的。在这次难得的课程设计过程中我锻炼了自己的思考能力和动手能力。
　　再次感谢老师的辅导以及同学的帮助，是他们让我有了一个更好的认识，无论是学习还是生活，生活是实在的，要踏实走路。课程设计时间虽然很短，但我学习了很多的东西，使我眼界打开，感受颇深。

十一.参考文献
<模具设计手册> 机械工业出版社
<工程材料及应用> 华中科技大学出版社
<典型模具结构图册> 华南理工大学出版社
<简明冷冲压手册> 机械工业出版社
<实用模具设计与制造> 国防科技大学出版社
<冲压工艺学> 机械工艺出版社
<金属塑性成形原理> 机械工业出版社
<冲压工艺及模具设计> 兵器工业出版社
<冷冲压模具设计> 中国轻工业出版社