圆筒形件冲压工艺设计

编号课程设计说明书题目带凸缘筒的冲压工艺及模具设计二级学院专业班级学生姓名学号指导教师评阅教师时间目录摘要Ⅰ1 绪论 1 1.1 冲压设计概念 1 1.2 冲压设计的基本内容 1 1.3 冲压设计的一般工作程序 1 1.4 意义 21.5 设计题目 22 带凸缘的工艺分析设计 2 2.1 冲压产品冲裁工艺分析 22.1.1 产品结构形状分析 22.1.2 产品尺寸精度、断面质量分析 3 2.2 产品拉深工艺分析 3 2.3 计算模具压力中心 4 3工艺方案的确定及工艺计算 43.1 工艺方案分析 4 3.2 拉深部分主要工艺参数的计算 53.3排样 74.二次拉深工序计算 8 4.1凸凹模工作尺寸 84.2计算拉压力 85 .模具的总体设计 8 5.1 模具的总装图 8 5.2拉深凸模和凹模的外形尺寸 9 5.3上模座与下模座及导柱导套的选用 10 5.4 模柄的选择 11 5.5 垫板、托板及打板的选择 11 5.6 压边圈 125.7 打杆的选择 13 5.8卸料螺钉、螺钉及销钉的选择 135.9限位柱的选择 146.总结与展望 14 6.1 总结 14 6.2 展望 14 参考文献 151.绪论1.1 冲压设计概念随着冲压技术的不断进步和冲压生产的迅速发展，对冲压设计工作提出了愈来愈高的要求。

冲压设计是一项技术性很强的工作，其设计过程是实质上是再创造的的劳动过程。

冲压设计质量的优劣，不仅直接影响冲压产品的质量、成本及生产效率，而且也影响着冲压生产的组织与管理。

因此，冲压设计工作不仅要求设计人员具有较好的理论基础、丰富的实践经验、熟练的设计技能和认真负责的态度，而且还要求设计人员能在不断积累总结设计经验的基础上，及时获取最新的科学技术知识，尽快掌握现代化的设计手段。

只有这样，冲压设计工作才能适应工业生产迅速发展的需要。

1.2 冲压设计的基本内容冲压设计包括工艺设计和模具设计两方面内容。

冲压工艺设计是针对给定的产品图样，根据其生产批量的大小、冲压设备的类型规格、模具制造能力及工人技术水平等具体生产条件，从对产品零件图的冲压工艺分析入手，经过必要的工艺计算，制定出合理的工艺方案，最后编写出冲压工艺卡片的综合性的分析、计算、设计过程。

(5) 其它
第七章——冲压工艺设计
冲压件的工艺分析，还应分析冲压件厚度、板料性能以及冲裁、
弯曲和拉深等基本工序中常见的生产问题对冲压工艺性的影响。可 在不影响使用要求的条件下，对冲压件形状、尺寸、精度和原材料 选用进行必要的修改，用以改善零件冲压工艺性能和提高经济效果。
实例：如图7-8所示冲压件：在不改变三孔相对位置的前提下， 将冲压件外形修改为图7-8b的形状，进行无废料冲压，材料利用率 可提高40%，生产率提高一倍。
编制冲压工艺过程的主要内容有：
(1) 对冲压件进行工艺分析。 (2) 通过分析比较，确定最佳工艺方案。 (3) 确定模具结构形式。 (4) 合理造择冲压设备。 (5) 编写工艺文件和设计计算说明书。
第七章——冲压工艺设计
一、编制冲压工艺过程的主要内容和步骤
1、对冲压件的工艺分析： 包括技术和经济两方面内容。 技术方面：根据产品图纸，主要分析该冲压件的 形状特点、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是 否符合冲压工艺的要求； 经济方面：主要根据冲压件的生产批量，分析产 品成本，阐明采用冲压生产可以耿得的经济效益。 目的：冲压件的工艺分析，主要目的是在不影响 零件使用的前提下，能否以最筒单最经济的方法冲压 出来。能够做到的，表示该冲压件的工艺性好，反之， 工艺性差。
对于弯曲件：直边长度L、 Ll不宜过小，一般其值应大于 2t(见图7-2)；弯曲处的圆角半径 不能小于最小弯曲半径，其值见 表3-7。弯曲时应防止孔的变形， 要求孔壁与弯曲处有适当距离 L(图7-3)，在材料厚度t <2mm时， 取L≥t；t≥2mm时，取L≥2t。若 L值不能满足上述规定，则应先 压弯后再冲孔。
第七章——冲压工艺设计
3、确定模具的结构形式

由于切向压应力引起板料失去稳定而产生弯曲；
筒壁传力区拉裂： 由于拉应力超过抗拉强度引起板料断裂。
一、无凸缘圆筒形零件拉深 4、圆筒形零件拉深成形的缺陷及防止措施
1）凸缘变形区的起皱 主要决定于：
切向压应力σ3的大小，越大越容易失稳起皱； 凸缘区板料本身的抵抗失稳的能力。
凸缘宽度越大，厚度越薄，材料弹性模量和硬化模量越小， 抵抗失稳能力越差。
第n次拉深系数： mn＝dn/dn-1
6、拉深系数的确定 1）拉深系数的概念
拉深系数m 表示拉深前后坯料(工序件)直径的变化率.
m 愈小，说明拉深变形程度愈大，相反变形程度愈小. 拉深件的总拉深系数等于各次拉深系数的乘积，即
若m 取得过小，会使拉深件起皱、断裂或严重变薄超差。 极限拉深系数: 工件在危险断面不至拉破时，所能达到的最小拉深系数mmin。
压料装置产生的压料力Ｆy大小应适当；
在保证变形区不起皱的前提下，尽量选用小的压料力。 理想的压料力是随起皱可能性变化而变。
9、圆筒形零件拉深的压料力和拉深力
2）拉深力与压力机的公称压力 ①拉深力F
按经验公式可计算出圆筒形件带压料装置和不带压料装置的 首次拉深和以后各次拉深的拉深力。 ②压力机的公称压力
②金属的流动过程 工艺网格实验 材料转移：高度、厚度发生变化。
③拉深变形过程
外力
凸缘产生内应力： 径向拉应力σ1；切向压应力σ3
凸缘塑性变形： 径向伸长，切向压缩，形成筒壁
直径为ｄ高度为Ｈ的圆筒形件(H>(D-d)/2)
拉深单元变形动画
一、无凸缘圆筒形零件拉深
2、圆筒形零件拉深过程中坯料内的应力与应变状态 拉深过程中某一瞬间坯料所处的状态
当筒壁拉应力超过筒壁材料的抗拉强度时，拉深件就会在 底部圆角与筒壁相切处——“危险断面”产生破裂。

凸缘圆筒形工件的拉深设计要点凸缘圆筒形工件的拉深设计要点:设计确定拉深模具结构时为充分保证制件的质量及尺寸的精度，凸缘圆筒形工件拉深设计注意点:拉深高度应计算准确，且在模具结构上要留有安全余量，以便工件稍高时仍能适应拉深凸模上必须设有出气孔，并注意出气孔不能被工件抱住面而失去作用3）有凸缘拉深件的高度取决于上模行程，模具中药设计限程器，以便于模具调整4）对于形状复杂，须经多次拉深的零件，需先做拉深模，经试压确定合适的毛坯形状和尺寸再做落料模，并在拉深模上按已定形的毛坯，设计安装定位装置。

5）弹性压料设备必须有限位器，防止压料力过大6）模具结构及材料要和制件批量适应7）模架和模具零件，要尽量是使用标准化8）放入和取出制件必须方便安全2、有凸缘圆筒形件的拉深方法及工艺计算有凸缘筒形件的拉深原理与一般圆筒形件是相同的，但由于带有凸缘，其拉深方法及计算与一般筒形件有一定差别。

1）有凸缘拉深件可以看成是一般筒形件在拉深未结束时的半成品，即只将毛坯外径拉深到等于法兰边直径d时的拉深过程就结束。

因此其变形力的压力状态和变形特点与筒形件相同。

2）根据凸缘的相对直径有凸缘筒形件可分为：窄凸缘筒形件和宽凸缘筒形件3、宽凸缘筒形件的工艺计算要点1）毛坯尺寸的技术，毛坯尺寸的计算仍按等面积原理进行，其中要考虑修边余量：根据拉深系数的定义，宽凸缘件总拉深系数仍可表示为：2）判断工件是否一次拉成，这只须比较工件实际所需的总拉深系数和h/d与凸缘件第一次拉深系数和极限拉深系数的相对高度即可。

M总>M1，当h/d4、拉深凸模和凹模的间隙拉深模间隙是指单面间隙，间隙的大小对拉深力，拉深件的质量，拉深模的寿命都有影响，若c值大时，凸缘区变厚的材料通过间隙时，校正和变形的阻力增加，与模具表面的摩擦，磨损严重，使拉深力增加，零件变薄，甚至拉破，模具寿命降低。

间隙小时得到的零件侧壁平直而光滑，质量好，精度较高。

间隙过大时，对毛坯的校直和挤压作用减小，拉深力降低，模具的寿命提高，但零件的质量变差，冲出的零件侧壁不直。