盒形件拉深模设计

盒形件拉深模设计实例

材料：10钢

料厚：1mm

一、工艺性分析1.材料分析 10钢为优质碳素结构钢，属于深拉深级别钢，具有良好 的拉深成形性能。 2. 结构分析 零件为矩形盒拉深件，形状简单，底部和口部圆角半径 都为10mm,满足盒形拉深件底部圆角半径大于一倍料厚、 口部圆角半径大于三倍料厚的要求。对于盒形件侧壁上的 孔，根据孔的位置和其精度要求，决定采用拉深后钻孔加工 的方法。 3. 精度分析 零件上有两个尺寸标注公差，经查表其精度等级都在IT14 以下，所以普通拉深即可达到零件的精度要求。

二、工艺方案的确定本例涉及到的加工工序包括落料、拉深(需计算确定拉 深次数)、切边、钻孔。由于零件的生产批量为中等批量，

精度要求较低，若计算得出可一次拉深成形，则可以考虑由剪板机下料(坯料形状需做一定的近似)和免去修边工序 (需要时个别零件可手工修边)。如果经计算校验，以上所 做的假设可行，则加工路线可简化为下料——拉深——检验 是否需要修边——钻孔。

三、工艺计算1.拉深工艺计算 (1)判定能否一次成形 计算零件的相对角部圆角半径 初次拉深最大相对高度度h 35.5 3.38 r 10.5

h r 4 ~ 6 ,计算零件的实际相对高

r 10.5 0.2 ,查得盒形件 B 53

,小于零件允许的最大相对高度，所以零件

一次拉深即可成形。由于零件只需一次拉深，且零件口部质 量要求低，所以不考虑修边余量的增加和切边工序的安排。 (2)判定是否采用压边圈 主要考虑圆角部分，其拉深系数 m r / R 10.5 / 27.31 0.38 , 则 0.045(1 m) 0.045 (1 0.38) 0.0279 ,计算零件的坯料相对厚度 t / d 1/ 2 27.31 0.0183 ,由于 t / d 0.045(1 m) ,所以需要使 用压边装置。

(3)确定坯料的形状与尺寸 根据一次拉深成形的矩形盒坯料计算方法，其直边部分 按弯曲件求解坯料展开长度。 盒形件圆角部分按筒形件拉深求解坯料展开尺寸R r 2 2rh 0.86 r底 r 0.16 r底) ( 10.5 2 2 10.5 35.5 0.86 10.5 1.16 10.5mm 27.31mm

依据坯料的做图求解法，坯料最终的形状和尺寸见下左 图。按照该方法确定的坯料尺寸有利于拉深件的成形，所生 产的拉深件口部质量好，但坯料的形状复杂，必须采用落料 的方法获得坯料，而且落料模工作零件制造难度大。

由于拉深件生产批量中等，精度要求较低，所以考虑对 拉深坯料进行简化，省去落料模，直接采用剪板机制坯。其 具体简化过程为：拉深件直边和圆角部分仍按照以上计算公 式展开，过圆弧做45°斜线与直边展开坯料相交，

则得到八 角形坯料(见下右图)。

计算所得坯料尺寸

简化坯料尺寸

简化后坯料的总长和总宽分别为L A 2r 2l 67 2 10 2 41.485 130 mmC B 2r 2l 52 2 10 2 41.485 115mm

选择规格为1mm×1000mm×3500mm的板料，进行如 下排样计算： 1000 3500 130 115 7 30 210 1000 3500 115 130 8 26 208

由上计算可知，应将板料先裁成宽115mm 、长1000mm 的条料，再剪成115mm×130mm的块料，按尺寸切掉四个 角后得到坯料尺寸，即可直接用于拉深。

2.拉深工作零件尺寸计算 首先确定拉深凸、凹模间隙，根据盒形件间隙确定原 则，取直边部分的间隙等于材料厚度，即1mm;圆角部分 间隙较直边部分增加0.1倍料厚，即1.1mm。因为零件标注 内形尺寸( 52 0.5mm 、67 0.5mm 、R10 0.25mm),所以要先计算凸 模，即 d (d 0.4 Δ) 0 (52 0.5 0.4 1) 0 mm 51.90 0 mmT1 min T 0.03 0.03

d A1 (d T1 2Z ) 0 A (51.90 2) 00.05 mm 53.9000.05 mm

d T2 (d min 0.4 Δ) 0 T (67 0.5 0.4 1) 0 0.03 mm 66.90 0 0.03 mm d A2 (d T2 2Z ) 0 A (66.90 2) 00.05 mm 68.90 00.05 mm

d T3 (d min 0.4 Δ) 0 T (10 0.25 0.4 0.5) 0 0.02 mm 9.95 0 0.02 mm d A3 (d T3 2Z ) 0 A (9.95 2 1.1) 00.03 mm 12.15 00.03 mm

3.拉深力计算 按照拉深力的计算公式F拉 KLt b 0.7 (4 10 2 47 2 32) 1 400 N 2 61824 N 62 kN

计算压边力F压 Ap 7615 .15 2.3N 17514 N 18kN

总工作力F总 F拉 F压 (62 18)kN 90 kN

根据以上力的计算数值，同时考虑零件的高度，初选设 备为J23—16。

四、模具零部件结构的确定1.标准模架的选用 取凹模的壁厚为45mm,计算得出凹模的外形尺 寸为159mm×144mm,凹模高度受到拉深件高度 和模具结构的影响暂不能确定，其具体尺寸在绘制 模具装配图时可调整确定。模具采用后置导柱模 架，根据凹模外形尺寸，查得模架规格为： 上模座160mm×160mm×40mm, 下模座160mm×160mm×45mm, 导柱28mm×170mm, 导套28mm×100mm×38mm。

2.压边装置中弹性元件的计算 模具采用弹性压边装置，弹性元件选用橡胶，其尺寸计 算如下： (1)确定橡胶垫的自由高度H 0 3.5 ~ 4)H 工 (H 工 h工作 h修磨 h RA 3 (36 8 3)mm 47 mm

由上两个公式取

H 0 170 mm

。

(2)确定橡胶垫的横截面积A F压 / p

查得矩形橡胶垫在预压量为10%~15%时的单位压力为 0.6Mpa,所

以橡胶面积A 17514 N 29190 mm 2 0.6MPa

。

(3)确定橡胶垫的平面尺寸 取橡胶垫外形为圆形，则其直径D A 4 / 29190 4 3.14 mm 193 mm

(4)校核橡胶垫的自由高度H 0 170 0.88 D 193

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