课程设计方案拉伸成型说明书.docx
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课程设计方案拉伸成型说明书
成绩
东南大学成贤学院
课程设计报告
题目
课程名称
专业
班级
学生姓名
学号
设计地点
指导教师
设计起止时间：
年月日至年月日
目录
目录…………………………………………………………………………2
课程设计任务书……………………………………………………………3
第一章模具的现状与发展………………………………………………4
1.1模具的现状……………………………………………………5
1.2冲压模具的发展重点与展望…………………………………5
第二章冲压工艺性及方案设计………………………………………7
2.1.冲压件工艺分析……………………………………7
2.2.工艺方案………………………………7
第三章主要设计计算…………………………………8
3.1.主要工艺参数的计算……………………………………………8
3.2冲压设备的选定………………………………………………8
3.2.1、压边力的计算………………………………9
3.3．模具主要零部件设计………………………………………9
3.3.1.凸、凹模单边间隙值Z……………………………………93.4拉深模架………………………………………11
小结与致谢……………………………………………………………13
参考文献……………………………………………………………14
课程设计任务书
1.课题：
筒形件拉伸模设计
2.零件
材料：
LY12
厚度：
2mm
3.要求
（一）工艺设计
1、工艺审查与工艺分析
2、工艺计算：
毛坯计算
工序件计算
3、工艺方案的确定
工序的确定
基准和定位方式的选择
（2）模具设计
1、总图
2、零件图
图
一
模具的现状与发展
1.1模具的现状
根据考古发现，早在2000多年前，我国已有冲压模具被用于制造铜器，证明了中国古代冲压成型和冲压模具方面的成就在世界领先。
1953年，长春第一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间，该厂于1958年开始制造汽车覆盖件模具。
我国于20世纪60年代开始生产精冲模具。
在走过了漫长的发展道路之后，目前我国已形成了300多亿元各类冲压模具的生产能力。
一、冲压模具市场情况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，差距仍很大，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。
一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竞争激烈。
近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。
大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。
为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。
精度达到1~2μm，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。
表面粗糙度达到Ra?
1.5μm的精冲模，大尺寸精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。
模具CAD/CAM技术状况我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。
由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精冲模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。
由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。
上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。
20世纪90年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术。
国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖件模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。
在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显著效益。
1997年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产。
21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术。
其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。
模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识
1.2冲压模具的发展重点与展望
发展重点的选取应根据市场需求、发展趋势和目前状况来确定。
可按产品重点、技术重点和其他重点分别叙述。
（3）冲压模具产品发展重点。
冲压模具共有7小类，并有一些按其服务对象来称呼的一些种类。
目前急需发展的是汽车覆盖件模具，多功能、多工位级进模和精冲模。
这些模具现在产需矛盾大，发展前景好。
汽车覆盖件模具中发展重点是技术要求高的中高档轿车大中型覆盖件模具，尤其是外覆盖件模具。
高强度板和不等厚板的冲压模具及大型多工位级进模、连续模今后将会有较快的发展。
多功能、多工位级进模中发展重点是高精度、高效率和大型、高寿命的级进模。
精冲模中发展重点是厚板精冲模大型精冲模，并不断提高其精度。
2、冲压模具技术发展重点。
模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。
因此从设计技术来说，发展重点在于大力推广CAD/CAE/CAM技术的应用，并持续提高效率，特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。
模具CAD、CAM技术应向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展，并提高模具CAD、CAM系统专用化程度。
为了提高CAD、CAE、CAM技术的应用水平，建立完整的模具资料库及开发专家系统和提高软件的实用性十分重要。
从加工技术来说，发展重点在于高速加工和高精度加工。
高速加工目前主要是发展高速铣削、高速研抛和高速电加工及快速制模技术。
高精度加工目前主要是发展模具零件精度1μm以下和表面粗糙度Ra?
0.1μm的各种精密加工。
提高模具标准化程度，搞好模具标准件生产供应也是冲压模具技术发展重点之一。
为了提高冲压模具的寿命，模具表面的各种强化超硬处理等技术也是发展重点。
对于模具数字化制造、系统集成、逆向工程、快速原型/模具制造及计算机辅助应用技术等方面形成全方位解决方案，提供模具开发与工程服务，全面提高企业水平和模具质量，这更是冲压模具技术发展的重点。
3、其他发展重点及展望。
其他发展重点及展望的内涵十分丰富，这里只就管理、专业化与标准化及行业调整三个方面作一些分析。
企业管理是一个系统工程，是一门学问，是科学技术。
与工业发达国家模具企业相比，在某种意义上说，我们的管理落后更甚于技术落后。
因此改进管理十分重要，且任务繁重，目前模具企业的管理有许多形式，各有其适应对象，但搞好信息化建设，逐步实现信息化管理已成为发展方向，行业也对此有共识。
由于历史和体制上的原因，我国模具专业化和标准化水平一直很低，其中冲压模具的专业化比塑料模和压铸模更低
二．冲压工艺性及方案设计
2.1.冲压件工艺分析
<1）、材料：
该冲裁件的材料LY12硬铝，具有较好的可拉深性能。
<2）、零件结构：
该制件为无凸缘圆桶形拉深件，故对毛坯的计算要参照冲压手册确定合理的修边余量。
<3）、单边间隙、拉深凸凹模及拉深高度的确定应符合制件要求。
<4）、凹凸模的设计应保证各工序间动作稳定。
<5）、尺寸精度：
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。
查公差表可得工件基本尺寸公差为：
2.2.工艺方案
<1）、工艺方案分析
该工件包括首次拉伸和后续拉伸两个基本工序，可有以下两种工艺方案：
方案一：
采用单模具多次拉伸一次成型。
方案二：
采用多模具分别拉伸最后成型。
方案一：
模具结构复杂，工件精度较低。
方案二：
操作方便，成本较低，满足工件精度要求。
三．主要设计计算
3.1.主要工艺参数的计算
<1）选取修边余量
该件h=50mm，h/d=50/23=2.17,查《简明冲压工艺与模具设计手册》表7-3
可得Δh=3.3
（2>计算毛坯直径D
由于板厚等于2mm。
D=
=71.6
<3）计算毛坯相对厚度t/D，判断是否用压边圈拉伸，
t/D=2/71.6*100%=2.79%<不需要）
<4）计算总拉深系数，并判断能否一次拉成，根据工件直径d和毛坯直径D算出总拉深系数m总=d/D=0.35。
查《简明冲压工艺与模具设计手册》取m1=0.56，m1>m总需多次拉深。
<5）确定拉深次数n，
计算法n=1+lg<6）初步确定各次拉深系数
按表4-5初步取m1=0.56，m2=0.70，m3=0.80.
<7）调整拉伸系数，计算各次拉深后直径。
d1=m1*D=71.6*0.56=40.1，d2=m2*d1=40.1*0.70=28.07，d3=m3*d2=28.86*0.80=22.45
若dnK=
按修正的拉伸系数计算各次拉深直径:
d1=m1*D*k=0.56*71.6=40.1,d2=m2*d1*k=40.1*0.71=28.47,d3=m3*d2*k=28.47*0.81=23.06.
（8>确定各次拉深凸、凹模圆角半径
rA=0.8
=6.35
rT=<0.6~1）rA
凸模圆角半径逐渐减小，最后一次拉深凸模圆角半径等于工件圆角半径值。
如果工件圆角半径r<（2~3>t,取rT>（2~3>t,增加整形工序，以达到工件要求的圆角半径。
<9）计算各次拉深半成品高度
Hn
H1
H2
图3
3.2冲压设备的选定
3.2.1、压边力的计算
采用压边的目的是为了防止变形区板料在拉深过程中的起皱，拉深时压边力必须适当，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/D
1
由于t/D*100
=0.0086
拉深系数
=0.54
故：
查《冲压工艺及冲模设计》表5-8知，拉深需要采用压边装置。
材料拉深时压边力为
=π[D02-（d1+2rd1>]p/4
=π[1162-（6+2*3>2]*2/4=20899N
式中p为单位压边力拉伸力的计算：
FQ=3.14*d*t*ó*k=3.14*60*1*400*1=75360N
F机≥F总=F+FQ=20899+75360=96259N
3.2.3压力机的选择
由于该制件属于小型制件，且精度要求不高，但拉深零件较浅，因此选用开式双柱可倾压力机，操作方便，效率高。
根据公称压力查《冲压与塑压成型设备》表6-14提供的压力机公称压力F=250KN，滑块行程S=65mm，查表1-6中可选取压力机的型号为：
J23-25开式双柱可倾压力机。
3.3．模具主要零部件设计
3.3.1.凸、凹模单边间隙值Z
Z=（1-1.1>*t根据《冷冲压设计与模具设计》
因为t=1，所以Z取1。
拉深凸模采用台阶式，材料用T10A，热处理58~62HRC，也是采用车床加工,与凸模固定板的配合按H7/m6的配合.
图4
凹模
选用圆凹模，材料用T10A，热处理60~64HRC，采用车床加工，与凹模固定板的配合按H7/m6。
②凹模
凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。
取凹模轮廓尺寸为φ160mm×50mm，结构如下图所示。
拉深凸模和凹模工作部分的尺寸及其制造公差:
查表得凸凹的制造公差为:
δ凸=0.12mm
凹模尺寸为：
Dd=D+δ凹=<60-0.75*0.12）δ凹=59.91+0.050
凸模尺寸为：
Dp=_δP=57.910-0.03
凸模固定板
图6凸模固定板
技术要求：
a.上、下平行度为0.02，粗糙度为1.6
b.材料为45#钢，调质为24~28HRC
c.带*号尺寸按凸模实际尺寸配作并保证凸模呈H7/m6配合
凸凹模固定板
图7凹模固定板
技术要求：
a.上、下平行度为0.02，粗糙度为1.6
b.材料为45#钢，无需热处理
3.4拉深模架
拉深模采用滑动导向后侧导柱式模架的导
向方式，模架的结构与尺寸都直接由
标准中选取，因为它的模具较高所以选取比较大一
点的模架相关参数如下：
凹模周界L：
200
凹模周界B：
170
闭合高度（参考>|最小：
240
闭合高度（参考>|最大：
285
上模座数量1规格：
200×170×45
下模座数量1规格200×170×40
导柱数量1规格：
32×200
导套数量1规格：
35×115×43
导柱与导套结构由标准中选取，尺寸由模架中
参数决定。
导柱的长度应保证冲模在最低工作位置时，导柱上端面与上模座顶面的距离不小于10-15mm，而下模座底面与导柱底面的距离应为0.5-1mm。
导柱与导套之间的配合为H7/h6,导套与上模座之间的配合为H7/r6，导柱与下模座之间的配合为R7/h5。
导柱与导套材料采用20钢，热处理硬度为<渗碳）56-62HRC。
上下模座材料采用45钢，热处理硬度为调质28-32HRC。
小结与致谢
通过这次毕业设计使我熟悉了冲压模具的整个过程，并且了解了在做冲压模具之前首先要对产品的结构形态，模具的结构形态。
也就是要对产品的工艺性进行合理的分析，从而才能采取更合适模具，节约成本的同时还能保证加工零件的精度要求。
其次，考虑好产品的批量以及精度要求以及材料的造价。
最后完成产品的模具设计、模具的装配图、零件图。
本次毕业设计的成功完成使我个人的所有专业中学术上的一次难忘的历程，通过它可以说明一个人最基本的学习工作态度，我认为要立志成为一个模具行业的佼佼者首先要从每一个细节做起，做事要有坚忍不拔的毅力，有耐心、谦虚、谨慎这样才能成为一名出色的模具工程师。
这个课程设计的完成由衷感谢姬裕江老师的本课程的悉心教育和此次课程设计的指导以及所参考文献的编纂者们的辛勤付出，是我此次冲模设计课程顺利完成，对专业知识有了进一步的认识和提高。
姬裕江老师学识渊博，对待工作一丝不苟、治学严谨的态度使我不仅在做论文的过程中受益匪浅，更是对我在今后的生活、工作和学习都将具有长远的指导意义。
同时感谢所有参考书的编写者，他们为我们带来了方便与渊博的知识，让我知道“学海无涯”，让我更积极女里的学习。
在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！
参考文献
2.王孝培.冲压手册-2.北京.机械工业出版社，2000、10
3.康俊远、姬裕江、徐勇军.冷冲压工艺及模具设计[M].北京理工大学出版社
4.杨关全、匡余华、冷冲模设计资料与指导.大连理工大学出版社
4.阎亚林、冲压与塑压成型设备、高等教育出版社
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