阶梯型钢制零件的冲压工艺分析及模具设计

沈阳理工大学课程设计I摘要拉深是利用模具使平板毛坯变成为开口的空心零件的冲压方法，用拉深工艺可以制成筒形、阶梯形、锥形、抛物面形、盒形和其他不规则形状的薄壁零件，其中又以筒形件简单和多见，而有凸缘筒形件又分为宽凸缘和窄凸缘件。在拉深工艺设计时，必须知道冲压件能否一次拉出，这就引出了拉深系数的概念。拉伸系数决定于每次拉深时允许的极限变形程度。在多次拉深中，对于宽凸缘拉深件，则应在第一次拉深时，就拉成；零件所要求的凸缘直径，而在以后各次拉深中，凸缘直径保持不变。为了保证以后拉深时凸缘不变形，宽凸缘拉深件首次拉入凹模的材料应比零件最后拉深部分实际所需材料多3%~5%,这些多余材料在以后各次拉深中，逐渐将减少部分材料挤回到凸缘部分，使凸缘增厚，从而避免拉裂。关键词：拉深；成型工艺；拉裂钢制零件的冲压工艺分析及模具设计IITheairoutletvalvecoverstherammingcraftandthemolddesignAbstractThedeepdrawingisapressingprocess.Itcanmakeasheetblankintoauncorkpiecewithdie.Aprocesswithdeepdrawingcanmanufactureworkpieceinmanyshapes.Andthetapperedworkpiecewhichincludesbroadprotrudingedgeworkpiecesandnarrowprotrudingedgeworkpiecesisthemostusual.Thecoefficientofthedeepdrawingisimportantwhenyouhavetobesurewhetheritcanmakeitinonetime.Thecoefficientliesonthelimitofthedeformationdegreeeverydeepdrawingprocessallows.Keywords:deepdrawing;formingprocess;restrictioncrack沈阳理工大学课程设计III目录摘要..................................................................IAbstract.................................................................II1绪论...................................................................12拉深件的工艺性分析.....................................................32.1分析工件的冲压工艺性.............................................32.2.1工件形状....................................................32.208F材料的化学成分和机械性能......................................43拉深工序计算...........................................................53.1阶梯形筒形件的拉深工序计算原则...................................53.1.1阶梯形件拉深工序计算程序....................................53.2必要的工序计算...................................................53.2.1修边余量δ的确定............................................53.2.2毛坯尺寸计算................................................63.2.3判断阶梯筒形部分的拉深次数..................................73.2.4确定工件的制造工序步骤......................................83.2.5画出拉深工序图..............................................94工序压力计算和压力机的选择............................................124.1压力机的选择原则................................................124.2落料拉深工序压力计算............................................124.2.1排样图的设计...............................................124.2.2计算落料拉深复合工序压力...................................164.2.3初选压力机.................................................194.2.4校核压力机的电动机功率.....................................194.3二次拉深工序压力计算............................................214.3.1计算二次拉深工序压力.......................................214.3.2初选压力机.................................................224.3.3校核压力机的电动机功率.....................................244.4扩口力计算......................................................254.4.1计算扩口工序压力...........................................25钢制零件的冲压工艺分析及模具设计IV4.4.2初选压力机..................................................254.3.3校核压力机的电动机功率.....................................265模具结构设计..........................................................275.1落料拉深工序模具设计............................................275.1.1落料拉伸复合模选用原则.....................................275.1.2模具工作部分尺寸和公差计算.................................275.1.3模具其他零件的结构尺寸计算.................................295.2二次拉深工序模具设计.............................错误!未定义书签。5.2.1模具结构形式选择............................错误!未定义书签。5.2.2模具工作部分尺寸和公差计算..................错误!未定义书签。5.2.3模具其他零件的结构尺寸设计..................错误!未定义书签。结论......................................................错误!未定义书签。参考文献..................................................错误!未定义书签。致谢....................................................错误!未定义书签。沈阳理工大学课程设计11绪论一：冲压的特点和应用冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就难以实现。与机械加工及塑性加工的其他方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下：1.冲压加工的生产率高，且操作方便，易于实现机械化和自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普遍压力机的行程次数为每分钟几十次，高速压力机每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。2.冲压时由模具保证了冲压件的尺寸和形状精度，且一般不破坏冲压材料的表面质量，而模具的寿命一般较长，所以冲压件的质量稳定，互换性好，具有“一模一样”的特征。3.冲压可加工出尺寸范围较大，形状较复杂的零件，如小到钟表的秒针，大到汽车纵梁，覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬4.化效应，冲压件的硬度和刚度均较高。5.冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较小，且不需要其他加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。钢制零件的冲压工艺分析及模具设计2但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分表现，从而获得较好的经济效益。冲压的现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压加工方法加工产品零部件，如汽车，农机，仪器，电子，航空，航天，家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%上，多则90%以上。因此可以说，如果生产中不广泛采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量，降低生产成本，快速进行产品更新换代等都是难以实现的。二：冲压现状与发展方向目前，我国冲压技术与先进工业发达国家相比还相当落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快的变化特点，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD）、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术转变。沈阳理工大学课程设计32拉深件的工艺性分析2.1分析工件的冲压工艺性图2.1工件图2.2.1工件形状如图2.1所示，该工件形状简单对称，为轴对称拉深件，在圆周方向上的变形是均匀的，模具加工也比较容易。（1）从工件形状看，属于阶梯形拉深件。阶梯形件的拉深与圆筒形件的拉深基本相同，其主要考虑的问题是阶梯件是否可以一次拉成。钢制零件的冲压工艺分析及模具设计4①拉深阶梯筒形与锥形部分。先判定是否能一次拉深成，否则要经多次拉深。根据计算查表大概确定要多次拉深，先拉深小直径后大直径的。②扩口(2)制件材料塑性较好，对拉伸、成形比较合适。制件尺寸精度、同轴度要求高。内表面要求光