钢制零件的冲压工艺分析及模具设计（恒力压边）.doc

毕业设计 题目：钢制零件的冲压工艺分析及模具设计（恒力压边） 无凸缘圆筒形件拉深模 工件图如下图： 材料：10钢板 料厚：0.8mm 生产批量：大量 一. 工艺分析 此工件为无凸缘圆筒形件，要求内形尺寸，没有厚度不变的要求。工件的形状满足拉深工艺要求，可用拉深工序加工。 由于工件底部圆角半径r=rp=2mm≥t,满足再次拉深对圆角半径的要求。工件尺寸为φ55.50+0.4mm,查公差等级表知等级为IT13级，所以满足拉深工序对工件的公差等级要求。 10钢的拉深性较好。 总之该工件的拉深工艺性较好. 计算工序尺寸 计算毛坯尺寸 如上图所示：h=(44-0.4)mm=43.6mm，d=(55.5+0.8)mm=56.3mm。由该零件的相对高度h/d=43.6mm/56.3mm=0.77。查表得修边余量δ=2mm。 将d=56.3，H=h+δ=(43.6+2)mm=45.6mm,r=(2+0.4)mm=2.4mm代入公式d= 得D=mm =115mm (2) 确定是否用压边圈 合理的压边是拉深制件质量的保障，拉深时压边力必须适当，压边力过大会引起拉深力的增加，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。根据毛坯的相对厚度10==0.71.5,查表可知要用压边圈。 (3) 判断拉深次数 工件总的拉深系数m=d/D==0.49.由毛坯的相对厚度值，可查表知极限拉深系数m=0.54；m =0.77，由于m=0.49m=0.54,故工件不能一次拉深成形。采用查表法根据t/D=0.7和h/d=0.81,查表求得n=2。所以此工件需要经过2次拉深。 计算第一次拉深半成品的直径为： d=mD=0.54115 mm =62.1 mm d= m=0.77=47.82 mm 由于,说明对目前采用的各次拉深的极限拉深系数可以适当放大一点,现在可以调整为: 则每次拉深直径为:.(可以调整为) 第二次拉深半成品直径为:.(调整) (4) 计算各工序的圆角半径 首次拉深时的圆角半径可由公式来确定.式中D为毛坯直径,为凹模内径,t为材料厚度. 把代入上式得: .凸模圆角半径可由公式来确定,把取为:.所以,易知末次. (5) 计算每次拉深时的高度 可由公式可以求出各次拉深时半成品的高度: 则第一次拉深时的半成品的高度为: 易知 二. 现确定工艺方案 根据制件的工艺分析，其基本工序有落料、拉深、修边三种。按其先后顺序组合可得以下两种方案： 落料-拉深-修边（可能要经过多次拉深，具体次数由工艺计算确定） 落料、拉深复合-后续拉深-修边。 方案1）属于单工序冲压，由于制件生产批量较大，而尺寸不大，因此生产效率比较低；方案2）改为落料、拉深复合，减少了工序数量，提高了生产效率。故采用方案2）。即先进行落料，制成直径D=115mm的圆片，然后以D=115mm的圆板料为毛坯进行拉深，拉深成内径为，内圆角半径的无凸缘圆筒；然后再次对它进行拉深，拉深内径至的筒形件，最后按进行修边。 三 对落料拉深工序的计算 1）落料力的计算 由文献[2] 知 式中K——系数，K=1.3 L——制件周边长度（mm） ——材料的抗剪强度（） ——材料的抗拉强度（） 查表可知=304，易知L=。把t=0.8mm代入上式得 卸料力的计算 由文献[2]知 查表知，把代入前式得 3） 计算压边力、拉深力 对圆筒形件的首次拉深，压边力可由公式可求得。由于采用10钢，所以式中单位压边力P可查表取为3，把，D=11代入上式得： =17898N 取 拉深力可由公式：来计算，由查表可知K=0.9，10钢的强度极限。将K=0.9， ： ，取F=65N 4） 压力机的吨位选择 压力机的总压力应根据拉深力和压边力的总和来选择，当拉深行程较大，采用落料拉深复合模时，不能简单的将落料力和拉深力迭加来选择压力机，因为压力机的标称压力是指在接近下死点时的压力机压力，因而应注意压力机的压力曲线。 ，由于该制件是一件小型制件，精度要求不高，故查表选择J21-40压力机，因为该压力机是操作空间三面敞开的开式压力机，操作者能够从前面、左面或右面接近模具，因而操作比较方便。但是由于这种压力机的机身是敞开式的结构，其机床钢度较差，适合公称压力在1000KN以下的压力机。 5）确定压力中心 由于该制件的毛坯以及各工序件均为轴对称图形，因此压力中心必与制件的几何中心重合。 四. 模具结构设计 1.模具工作部分尺寸计算 1）拉深模的间隙 间隙过小，工件质量较好，但拉深力大，工件易拉裂，模具磨损严重，寿命低；间隙过大，拉深力小，模具寿命虽提高了，但工件易起皱，变厚，侧壁不直，口部边线不齐，有回弹，质量不能保证。因此，确定间隙的原