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1、落料拉深复合模具设计【完整版】(文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用,可编辑放心下载） *学校毕业设计说明书 毕业设计题目：落料拉深复合模具的设计 系 部： 材 料 工 程 系 专 业： 模具设计与制造 班 级： * 学生姓名： * 学 号： * 指导教师： * 2021年4月25日 目 录 1 绪 论11.1 冲压与冲模11.2 冷冲压模具的现状与开展方向21.3 冷冲压模具的分类333按上下模的导向方式分类441.4 冲压技术开展方向42 落料拉深复合模52.1 制件的成形工艺62.1.1 冲压件的工艺分析62.1.2 拉深件的工艺分析672.2 落料件的工艺计算891010111
2、22.3 拉深件的工艺计算12121313113141/d1是否能够满足要求1414151515162.4 确定工艺力及压力机1717171819192.5 模具工作局部尺寸的计算2121凹模刃口尺寸和尺寸精度的计算21222324252526262.6 其他零部件的设计与选用26262828293030312.7 模具总装图323总 结33致 谢34参考文献35 1 绪 论1.1 冲压与冲模 日常生活中人们使用的很多用具是用冲压方法制造的，例如不锈钢饭缸，它就是用一块圆形金属板料在压床上利用模具对圆形板料加压而冲出来的。可以看出，冷冲压是一种在常温冷态下利用冲模在压床上对各种金属或非金属板料
3、施加压力使其别离或者变形而得到一定形状零件的金属压力加工方法。 冷冲压是一种先进的金属加工方法。在冷冲压加工中，冷冲模就是冲压加工中所用的工艺装备。没有先进的冷冲压技术，先进的冲压工艺就无法实现。 冲压既能够制造尺寸很小的仪表零件，又能够制造诸如汽车大梁、压力容器封头一类的大型零件；既能够制造一般尺寸公差等级和形状的零件，又能制造精密公差在微米级和复杂形状的零件，占全世界钢产60%-70%的板材管材及其它形材，其中大局部经过冲压制成成品。冲压在汽车、机械、家用电器、电机、仪表、航空航天、兵器等制造中，具有十分重要的地位。 冲压件的重量轻、厚度薄、刚度好。它的尺寸公差是由模具保证的，所以质量稳定
4、，一般不需再经机械切削即可使用。冷冲压件的金属组织与力学性能优于原始坯料，外表光滑美观。冷冲压件的公差等级和外表状态优于热冲压件。 大批量的中、小型零件冲压生产一般是采用复合模或多工位的连续模。以现代高速多工位压力机为中心，配置带料开卷、矫正、成品收集、输送以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成生产率极高的全自动冲压生产线。采用新型模具材料和各种外表处理技术，改良模具结构，可得到高精度、高寿命的冲压模具，从而提高冲压件的质量和降低冲压件的制造本钱。 冲压生产的工艺和设备正在不断开展，除传统的使用压力机和钢制模具制造冲压件外，液压成形以及旋压成形、超塑成形、爆炸成形、电水成形、电
5、磁成形等各种特种冲压成形工艺亦迅速开展，把冲压的技术水平提高到了一个新的高度。特种冲压成形工艺尤其适合多品种的中小批量甚至是数十件零件的生产。对于普通冲压工艺，可采用简易模具、低熔点合金模具、成组模具和冲压柔性制造系统等，组织多品种的中小批量零件的冲压加工。总之，冲压具有生产率高、加工本钱低、材料利用率高、操作简单、便于实现机械化与自动化等一系列优点。采用冲压与焊接、胶接等复合工艺，使零件结构更趋合理，加工更为方便，可以用较简单的工艺制造出更复杂的结构件。 1. 2 冷冲压模具的现状与开展方向 由于冷冲压具有外表质量好、重量轻、本钱低的优点，它还是一种经济的加工方法，这是其他加工方法不能与之竞
6、争的。因而冷冲压工艺在机械制造业中得到广泛应用，它在现代汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表以及飞机、导弹、枪弹、炮弹和各种民用轻工业中已成为主要的工艺之一。目前，大量产品均可以通过钢板冲压直接生产，有些机械设备往往以冲压件所占的比例作为评价结构是否先进的指标之一。 工业兴旺国家对冷冲压生产工艺的开展是很重视的，很多国家包括英、美、法、日等的模具工业产值已超过机床工业，作为冷冲压原材料的钢带和钢板占全部品种的67%。通过冷冲压技术加工产品已成为现代工业生产的重要手段和开展方向。 随着科学技术的不断进步，现代工业产品的生产日益复杂与多样化，产品性能和质量也在不断提高，因而对冷冲压技术提出了更高的
7、要求。为了使冷冲压技术能适应各工业部门的需要，冷冲压技术自身也在不断革新和开展。冷冲压技术的开展思路就是尽可能地完善和扩充冷冲压工艺的优点，克服其缺点。在冷冲压技术的开展过程中，应注意以下几方面。 1冷冲压技术的开展过程中应正确地确定工艺参数及冲模工作局部的形状与尺寸，提高冲压件的质量、缩短新产品试制周期，应在加强冲压成形理论研究的根底上，使冲压成形理论到达能对生产实际起指导作用，逐步建立起一套密切结合生产实际的先进的工艺分析计算方法。国外已开始采用弹塑性有限元法对汽车覆盖零件的成形过程进行应力应变分析和计算机模拟，以预测某一工艺方案对零件成形的可能性和可能出现的问题。 2加快产品更新换代，克
8、服模具设计周期长的缺点。应大力开展模具计算机辅助设计和制造CAD/CAM技术的研究。在我国，目前要特别注意加强多工位级进模CAD/CAM技术的研究。 3满足大量生产需要以及减轻劳动强度。应加强冷冲压生产的机械化和自动化研究，使一般中、小件能在高速压力机上采用多工位级进模生产，到达生产高度自动化，进一步提高冲压的生产率。 4扩大冷冲压生产的运用范围。使冷冲压既适合大量生产，也适合小批量生产；既能生产一般精度的产品，也能生产精密零件。应注意开发如精密冲裁特别是厚料精冲、高能成形、软模成形、施压和超塑性加工等新成形工艺，还要推广简易模软模和低熔点合金模、通用组合模、数控冲床等设备的运用。 此外，对冲
9、压板料性能的改良，模具新材料、模具新加工方法的开发也应进一步加强。1.3 冷冲压模具的分类 a.冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生别离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。 b.弯曲模 使板料毛坯或其他坯料沿着直线弯曲线产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。 c.拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。 d.成形模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。 e.铆合模 是借用外力使参与的零件按照一定的顺序和方式连接或搭接
10、在一起，进而形成一个整体。 a.单工序模 在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。 b.复合模 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。c.级进模也称连续模 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。 d.传递模 综合了单工序模和级进模的特点，利用机械手传递系统，实现产品的模内快速传递，可以大大提高产品的生产效率，减低产品的生产本钱，节俭材料本钱，并且质量稳定可靠。按上下模的导向方式分类按上下模的导向方式，冷冲模分为无导向开式模具，有导向的导板模具和导柱模具等。 分为
11、固定导料销模具、活动导料销模具、导正销模具、侧认定局模具等。 此外，可以依据对冲裁件尺寸、精度等质量的不同，把模具分为精密冲裁模具和普通冲裁模具；依据模具体积的大小，把模具分为小型模具、中型模具和大型模具等。有时还可以根据压力机类型、送料方式、出件方式等对模具进行分类。1.4 冲压技术开展方向 1工艺分析计算方法的现代化； 工艺分析计算方法的现代化； 计算机数值模拟仿真分析CAE 计算机数值模拟仿真分析CAE 材料学院和上海交通大学合作建立模具C3P联合实验室，具有UG 材料学院和上海交通大学合作建立模具C3P联合实验室，具有UG三维 C3P联合实验室 UG 设计，分析软件：Dynaform板
12、料成形,Deform体积成 设计，分析软件：Dynaform板料成形,Deform体积成,Moldflow ，分析软件 塑料注射成型等CAD和CAE软件 塑料注射成型 CAD和CAE软件 2模具制造、设计技术的现代化； CAD/CAM/CAE 模具制造、设计技术的现代化； CAD/CAM/CAE 制作复杂零件为了节约时间周期：先采用快速原型成型， 制作复杂零件为了节约时间周期：先采用快速原型成型，不同的成形方 法所用的材料形态不一样，有液体材料、薄片材料、粉末材料、丝状材料。 法所用的材料形态不一样，有液体材料、薄片材料、粉末材料、丝状材料。 材料学院购置的西安交大的快速原形机，用的液态光敏树
13、脂材料， 材料学院购置的西安交大的快速原形机，用的液态光敏树脂材料，此工 艺方法称为光敏树脂选择性固化。激光扫描的地方固化，工作台下降， 艺方法称为光敏树脂选择性固化。激光扫描的地方固化，工作台下降，又扫 一层，再固化。逆向工程，三维接触式与非接触式扫描，点云图，处理数据， 一层，再固化。逆向工程，三维接触式与非接触式扫描，点云图，处理数据， 再制造等等 再制造等等3冷冲压生产的机械化和自动化； 冷冲压生产的机械化和自动化； 主要指中小件的级进模以及汽车覆盖件的自动化生产。 主要指中小件的级进模以及汽车覆盖件的自动化生产。4开展新的成形工艺，简易模具，通过组合模具，数控冲压设备， 开展新的成形
14、工艺，简易模具，通过组合模具，数控冲压设备， 冲压柔性制造系统； 冲压柔性制造系统； 例如：旋压、超塑性成形、爆炸成形、冲压单元组合模、 例如：旋压、超塑性成形、爆炸成形、冲压单元组合模、低熔点合金 模，在多工位机上可换工作局部，变换冲头组合，多点成型等等。 在多工位机上可换工作局部，变换冲头组合，多点成型等等。 5改良板料性能，提高其成形能力和使用效果。 改良板料性能，提高其成形能力和使用效果。 高强度板、轻量化是开展方向。 高强度板、轻量化是开展方向。 板料模具开展 板料成形技术开展 板料成形行业开展 重庆市模具技术 2 落料拉深复合模 工件名称：凸缘零件生产批量：85万件/年材料：08F
15、-ZF厚度：工件简图见图2-1 图2-1 凸缘零件2. 1 制件的成形工艺2.1.1 冲压件的工艺分析冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。在一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的是它的几何形状尺寸和精度要求。良好的冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。1. 冲裁件的形状应能符合材料合理排样，减少废料。2. 冲裁各直线或曲线的连接处，宜有适当的圆角。3. 冲裁件凸出或凹入局部宽度不宜太小，并应防止过长的悬臂与窄槽。4. 腰圆形冲裁件，如允许圆弧半径，那么R应大于料宽的一半，即能采用少废料排样；如限定圆弧半径等于工件宽度之半，就不能采用
16、少废料排样，否那么会有台肩产生。5. 冲孔时，由于受到凸模强度的限制，孔的尺寸不宜过小。6. 冲裁件的孔与孔之间，孔与边缘之间的距离，受到模具强度的限制，不能太小。7. 在弯曲件或拉深件上冲孔时，其孔壁与工件之间的距离不能过小。 该零件材料厚度为t=2mm的08F-ZF，具有良好的冲压性能，冲压后零间的强度和刚度增加，有助于使产品保证足够的强度和刚度。此产品只有落料和拉深两道工序，形状简单对称材料利用率较高。工件尺寸全部为自由公差，可看作IT11级，尺寸精度要求低，为了满足高的材料利用率和当地的生产本钱，此冲裁满足要求。2.1.2 拉深件的工艺分析拉深零件的结构工艺性是指拉深零件采用拉深成形工
17、艺的难易程度。良好的工艺性是指坯料消耗少、工序少，模具结构简单、加工容易，产品质量稳定、废料少和操作简单方便等。在设计拉深零件时，应根据材料拉深时的变形特点和规律，提出满足工艺性的要求。1.对拉深材料的要求 拉深件的材料应具有良好的塑性、低的屈强比、大的板厚方向性系数和小的板平面方向性。2.对拉深零件形状和尺寸的要求 (1)拉深件的高度尽可能小，以便能通过12次拉深工序成形。(2)拉深件的形状尽可能简单、对称，以保证变形均匀。对于半敞开的非对称件，可成双拉深后再剖成两件。(3)有凸缘的拉深件，最好满足d凸d+12t，而求外轮廓与直壁断面最好形状相似，否那么，拉深困难，切边余量大。(4)为了使拉
18、深件顺利进行，凸缘圆角半径r2t。当r0.5mm时，应增加整形工序。3对拉深零件精度的要求。(1)由于拉深件各个部位的料厚有较大的变化，所以对零件图上的尺寸应明确标注是外壁还是内壁。(2)由于拉深件有回弹，所以零件横截面的尺寸公差，一般都在IT12级以下，如零件高于T12级，应增加整形工序。 (3)屡次拉深的零件对外外表或凸缘的外表，允许有拉深过程中所产生的印痕和口部的回弹变形，但必须保证精度在公差允许范围之内。 2 .1. 3工艺方案确实定确定方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数，工序的组合和顺序等。确定合理的冲裁工艺方案应在不同的工艺分析进行全面的分析与研究，比拟其综合的经济技
19、术效果，选择一个合理的冲压工艺方案。 该工序包括落料和拉深两个根本工序，冲压工艺方案确实定，可依据表2.1确定。工程单工序模级进模复合模无导柱有导柱冲压精度低较低较高，相当于IT10IT13高，相当于IT8IT11制件平整程度不平整一般不平整，有时要校平 因压料较好， 制件平整 制件最大尺寸和材料厚度不受限制300mm以下厚度达6mm尺寸250mm厚度在0.16之间尺寸300mm厚度常在0.05m3mm冲模制造的难度程度及价格容易、价格低导柱、导套的装配采用先进工艺后不难简单形状制件的级进模比复合模具制造难度低，价格亦较低形状复杂的制件用复合模比级进模制造难度低，相对价格低生产率低较低可用自动
20、送料出料装置，效率较高工序组合后效率高使用高速冲床的可能性只能单冲不能连冲有自动送料装置可以连冲，但速度不能太高使用于高速冲床高达400次/分以上由于有弹性缓冲器，不宜用高速，不宜连冲材料要求可用边角料 条料要求不严格条料或卷料要求严格除用条料外，小件可用边角料，但生产率低生产平安性不平安手在冲模过程区不平安比拟平安手在冲模工作区不平安，要有平安装置冲模安装调整与操作调整麻烦操作不便安装、调整较容易、操作方便安装、调整较容易，操作简单安装、调整比级进模更容易，操作简单表2.1 冲压工艺方案 分析表2.1，采用单工序模具模具结构简单，但需要两道工序两副模具，本钱高而生产效率低，工人劳动强度大，误
21、时误工，故难以满足中批量生产要求。复合模需一副模具，生产率较高，尽管模具结构较单工序模复杂，但由于零件的几何零件形状简单对称，模具制造并不困难。虽然级进模也需一副模具，且生产率较高，但模具结构复杂，送进料不方便，加之工件尺寸偏大。通过分析上述三种模具的比拟，采用落料拉深复合模最正确。2. 2 落料件的工艺计算 在冲压生产中，节约和减少废料具有重要的意义。在模具设计中，排样设计是一项极为重要的、技术性很强的设计工作，排样的合理与否直接影响到材料的利用率、制件质量、生产率与本钱以及模具寿命等。 冲裁所产生的废料分为两种：一是工件的各种内孔产生的废料，它取决于工件的形状，一般不能改变，称为设计废料；
22、二是由于工件之间的搭边和工件与条料侧面的搭边、板料的料头、料尾产生的废料，它取决于冲压方式和排样方式，称为工艺废料。提高材料利用率最主要的途径是合理排样，使工艺废料尽量小。另外在满足工件使用要求的前提下，适当地改变工件的结构形状也可以提高材料的利用率。2. 2. 1 排样计算冲裁件在条料、带料或板料上的布置方式，称为冲裁件的排样，简称排样。合理的排样是在保证制件质量、有利于简化模具结构的前提下，以最少的材料消耗，冲出最多的合格工件。 常用的排样方法有三种： (1)废料排样：指沿工件全部外形冲裁，工件与工件、工件与条料边缘都留有搭边，此种排样的缺点是材料利用率低，但有了搭边就能保证冲裁件的质量，
23、模具寿命也高。 (2)少废料排样：指模具只沿着工件局部外形轮廓冲裁，只有局部搭边的存在。 (3)无废料排样：指工件与工件之间及工件与条料侧边之间均无搭边的存在，模具刃口沿条料顺序切下，直接获得工件。 少、无废料排样的缺点是工件质量差，模具寿命不高。但这两种排样可以节省材料，还具有简化模具结构、降低冲裁力和提高生产率等优点，并且工件须具有一定的形状，才能采用少、无废料排样。上述三类排样方法，按工件的外形特征主要分为直排、斜排、直对排、斜对排、混合排、多行排等形式。在设计落料拉深复合模首先应考虑零件的排样方式，尽量采用少废料或无废料的排样方法，可以简化冲裁模的结构减小冲裁力，但是在材料的实际冲压生
24、产中由于零件的形状尺寸仅精度的要求，批量大小和原材料的供给等方面的不同，不只能有一种固定的排样方案。但是应尽量保证最高的材料利用率、最高的劳动生产率、生产操作方便、模具的结构简单和寿命图2-2 排样图长等反面的特点，采用如以下图2-2的排样方法。 图2-2 排样图2. 2. 2 搭边值的计算排样时，工件及工件与条料侧边之间的余料叫搭边。搭边的作用是补偿定位误差和保持条料有一定的刚度，以保证冲压件质量和送料方便。搭边太宽，浪费材料；搭边太窄会引起搭边断裂或翘曲，可能出现“啃刀现象或冲裁时被拉断，有时还会拉入模具间隙中，损坏模具刃口，从而影响模具寿命。搭边值的大小与以下因素有关： (1)材料的力学
25、性能硬材料可小些，软材料的搭边可要大些。(2)工件的形状与尺寸尺寸大或带有突尖的复杂形状时，搭边要取得大些。(3)材料厚度薄材料的搭边应取得大些。(4)送料方式及挡料方式用手工送料、有侧压板导向的搭边值可以取小些。搭边值一般是由经验确定的。由参考文献1表2.9可知 a=1.5mm a1=1.2mm2. 2. 3 材料利用率的计算 材料的经济利用，直接决定于冲压件的冲压方法，和排样方法。在冲压工艺设计中，评价材料经济利用程度的指标时材料利用率。材料利用率表示冲压件在坯料上排样的合理程度，也就是材料利用的经济程度。 排样的目的在于节约原材料尽可能降低本钱，利用率是衡量排样经济性的指标，一般以一个进
26、距内的材料利用率来表示，也可以用一张板料的总利用率来表示。 式中， 冲裁件的面积包括冲出的小孔在内； 一个步距内的冲件数 条料的宽度 进距 一张板料上的冲件数 板料长度 板料的宽度由上述公式可知：越大，材料废料越少，材料的利用率就越高。冲 裁件的面积 步距： 一个步距材料的利用n=1： 每张钢板的材料利用率： 2. 2. 4 落料时压力中心确实定 模具的压力中心就是冲压力合力的压力中心。模具的压力中心必须使模柄轴线与压力机滑块的中心线相互重合，否那么，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向局部不正常的磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。根据制
27、件外形分析，可以看出，冲压时制件为简单的圆形几何图形。那么根据冲模压力中心确实定原那么：对称冲裁件的压力中心，位于冲裁件轮廓的几何中心上。因此，落料时模具的压力中心位于几何中心上，即圆心上。 2. 2. 5 送料步距条料宽度和导料板间距离的计算 在排样方式和搭边值确定以后，送料步距、条料宽度和导料板间距离也就可以设计出来了。 1.送料步距A 送料步距：条料在模具上每次送进的距离，也可以叫做进距。送料步距的大小应为条料上两个对应冲裁件的对应点间的距离。每次只冲一个零件的步距A的计算公式为 式中 D-平行于送料方向的冲裁件宽度 a-冲裁件之间的搭边值 2.条料宽度和导料板间距离 条料是由板料裁剪下
28、料而得，条料在无侧压装置的导料板之间送料时，条料宽度和导料板间距离应按下式计算 条料宽度 导料板间距离 式中 B-条料的宽度mm D-冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸 a-侧搭边的最小值 -条料宽度的单向偏差 C-导料板与最宽条料之间的最小间隙其中，侧搭边的最小值a可参考参考文献1表2.9查得， 条料宽度的单向偏差可参考参考文献1表2.10，表2.11查得导料板与最宽条料之间的最小间隙C可参考参考文献1表2.12 查得。2. 3 拉深件的工艺计算2. 3. 1 确定修边余量 由于h=70mm，dt/d=90/40=2.25.查考参考文献1表4.2得h=2.5mm， 故实际外径为dt=90+2.5
29、*2=95mm. 由于dt/d=95/40=2.3751.4 该工件属于宽凸缘筒形件。2. 3. 2 初算毛坯直径由于零件底部圆角半径r与凸缘圆角半径R相等，即r=R时，有凸缘筒形件的毛坯直径 2. 3. 3 确定能否一次拉深成形 拉深件实际的总拉深系数m=d/D=40/139.77=0.286 凸缘相对直径dt/d=95/40=2.375。 毛坯相对厚度(t/D)*100%=(2/139.77*100%=1.43% 拉深件的实际拉深高度h/d=70/40=1.75 查考参考文献1表4.9得该凸缘筒形件的首次极限拉深系数m1= 0.38 查考参考文献1表4.10得该凸缘筒形件的首次极限拉深高度
30、h1/d1 由于首次极限拉深系数m大于总的拉深系数m1，即m1= 0.38m=0.286 且拉深件的实际拉深高度h/d大于该凸缘筒形件的首次极限拉深高度h1/d1，即h/d=70/40=1.75h1/d1 那么根据凸缘筒形件能否一次拉深成形的原那么判断,该制件需要经过屡次拉深才能到达所需尺寸.2. 3. 4 试制订首次拉深系数m1 经上面判断该凸缘零件不能一次拉深成形,故需增大首次拉深系数m1的值。 按照经验取dt/d=1.1。查考参考文献1表4.9得m1=0.53，而首次拉深系数m1=d1/D， 那么首次拉深半成品直径d1=m12. 3. 5 重算毛坯直径 根据计算工序尺寸的原那么，重新计算
31、毛坯直径D。拟于第一次拉入凹模的材料比零件最后拉深局部实际所需的材料多出5%，那么： 这样毛坯直径修正为D=142.08mm.根据公式求出第一次拉深高度 2. 3. 6 看h1/d1是否能够满足要求根据制定后的首次拉深系数m1，计算后的首次拉深半成品直径d1及第一次拉深高度h1判断其是否满足首次极限拉深高度h1/d1max。由以上计算h1/d1=45.96/74.07=0.62.而dt/d=95/74.07=1.28。 (t/D)*100%=(2/142.08*100%=1.40%。查考参考文献1表4.10得h1/d1 因为h1/d1=0.62h1/d1max=0.72。因此可以拉深成形。即h
32、1/d1能够满足要求。2. 3. 7 计算拉深次数和各次拉深直径由上面计算知，设定的初次拉深系数m1符合首次拉深极限高度。 那么由 参考资料2表4-8查出以后各次拉深系数， 当(t/D)*100%=(2/142.08*100%=1.40%时 m1=0.50-0.53 m2=0.72-0.74 m3=0.74-0.76 m4 现选定m1=0.53 那么d1=m1 m2=0.74 d2=m2*d1 m3=0.76 d3=m3*d2 m4=0.78 d4=m4*d3 由于零件直径40mm，大于d4=33.03mm。故该零件所需拉深次数n=4。2. 3. 8 调整各次拉深系数 根据上面的计算，已经大致
33、确定了各次拉深系数和各次拉深深直径。为了使各次拉深变形程度的分配更加合理，现在调整各次拉深系数，最终确定的各次拉深系数填入表2-2各次极限拉深系数mn 各次实际拉深系数mn拉深系数差值 m=mn-mn各次拉深直径dnm1 m1=0.55+0.02d1=m1*D=0.55*142.08=78.14mmm2 m2=0.77+0.03d2=m2*d1=0.77*78.14=60.17mmm3 m3=0.80+0.04d3=m3*d2=0.80*60.17=48.14mmm4 m4=0.83+0.05d4=m4*d3=0.83*48.14=39.95mm 表2.2 各次拉深系数2. 3. 9 确定各工
34、序圆角半径圆角半径对拉深过程的影响：拉深力是通过凸模圆角传递到被拉深工件上的，位于凸模圆角处的工件材料是最容易破裂的，“危险断面凸模圆角半径r增大，那么该处拉深件材料因厚度变薄量减小而强度增大，所传递的极限拉深力F也增大，因而可以减小拉深系数m。拉深模的凹模圆角半径要取得适当，如果增大凹模圆角半径ra那么材料拉入凹模时的阻力减小，拉深系数m也减小，但当如果当ra取得过大，那么有更多的材料未被压料圈压住，而容易起皱。在拉深工件时，对于变形量较大处，就需要用较大的ra，由于在矩形件拉深时，角部的变形量最大，为了使金属的流动性较为均匀，角部的凹模圆角半径应比直边处的凹模圆角半径大。圆角半径数值可用公
35、式计算，也可以查表，或凭经验选定。经查参考资料中国模具设计大典，现选定各工序圆角半径值如下： R1=10mm R2=8mm R3=6mm R4=5mm2. 3. 10计算以后各次拉深高度 设第二次多拉入3%的材料，为了方便计算求出假想毛坯直径D 根据公式求出第二次拉深高度 同理，设第三次多拉入1.5%的材料，为了方便计算求出假想毛坯直径D。 根据公式求出第三次拉深高度 在前边计算满足要求的前提下，最后一道工序拉深高度h4可以不计算，肯定满足要求。2. 3. 11画工序图 最后按照前面计算出的毛坯尺寸，各工序尺寸画出各次拉深件的简图，便于设计各次拉深模，可防止设计拉深模时，将重要尺寸搞错，假设拉
36、深次数较少，可不用画出工序图，现将拉深件的工序图画出如下如下2-3 图2-3 工序图2. 4 确定工艺力及压力机冲压加工工艺力的计算,是冲压工艺设计的重要内容和依据。冲压加工工艺力计算的准确程度,将直接影响冲压设备设计、工艺设计和模具设计的质量及企业的经济技术指标。压力机的主要技术参数是反映一台压力机的工艺能力、所能加工零件的尺寸范围以及生产率的指标，也是设计中选择压力机的重要依据。2. 4. 1 落料力计算 落料冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。冲裁力是随凸模进入材料的深度凸模行程而变化的。我们通常所说的冲裁力是冲裁力的最大值。 落料力 式中，F
37、为落料力；N 为材料抗剪强度，； L为冲裁周边总长，； t为材料厚度，； kp为系数。系数是考虑到冲裁模刃口的磨损；凸模与凹模间隙的波动数值的变化或分布不均，润滑情况、材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的平安系数，一般取1.3。当查不出材料抗剪强度时，可用抗拉强度代替，此时。 2. 4. 2 拉深力计算 理论上计算拉深力的方法在实际应用上并不方便，而且因为影响因素比拟复杂，计算结果与实际拉深力往往有出入，所以生产中常用经验公式计算拉深力。圆筒形工件可以用以下经验公式计算拉深力。 采用压边圈的圆筒形件第一次拉深 第二次以后 式中 拉深件的直径； 材料厚度；材料的强度极限； 拉深力；修正因数
38、；其中，经查参考资料1表4.6知 K1=1.0 K2=0.85 K3=0.8 K4=0.7 = 295 那么第一次拉深力 第二次拉深力 第三次拉深力 第四次拉深力 2. 4. 3 压边力的计算在拉伸在拉伸过程中，为防止工件口缘局部失稳而起皱，在凹，凸模之间边缘局部设置的防皱压边圈，且压边力要适当。毛坯的相对厚度：(t/D)*100%=(2/142.08*100%=1.40% 且由前面计算m1=0.55 m2=0.77 m3=0.8 m4=0.83由参考文献1表4.7可查得该凸缘圆筒件第一次需使用压边圈，第二次可用或者不用压边圈：由参考文献1公式4.20可查得 式中 单边压边力； 平板毛坯直径； 第1n次拉深直径； r-拉深凸模圆角半径由参考文献1表4.8可查得p=2.8那么凸缘零件第一次拉深时 凸缘零件第二次拉深时 凸缘零件第三次拉深力 凸缘零件第四次拉深力 2. 4. 4 推件力、卸料力和顶件力的计算 在冲裁结束时，由于材料的弹性回复包括径向弹性恢复和弹性翘曲的回复及摩擦的存在，将使冲落局部的材料堵塞在凹模内，而冲裁剩下的材料那么紧箍在凸模上。为使冲裁工作继续进行，必须
