赵宇成冲压说明书 Microsoft Word 文档.doc

冷冲压二次拉深模课程设计说明书 学校 ：湖南农业大学东方科技学院 姓名 ： 赵宇成 年级 ： 大三专业 ： 机械设计制造及其自动化 班级 ： 六 学号 ： 200941914616 指导老师 ： 周光勇 目录一、绪论1二、工艺分析22.1分析工件的冲压工艺性22.Q235的化学成分和机械性能2三、拉深工序计算33.1 选定修边余量33.2计算毛坯直径D33.3计算工件拉深尺寸- 33.4确定工序43.5工艺方案选择5四、工序压力计算和压力机的选择54.1计算拉深复合工序压力64.2拉深工序压力机的选择64.3工件二次拉深拉深力74.4压力机主要参数74.5排样设计8五、模具工作部分尺寸和公差计算9六、工件零件结构尺寸和公差的确定96.1拉伸模选用原则106.2模具零件尺寸确定10七、总结11八、参考文献12一、绪论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。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。二、工艺分析2.1分析工件的冲压工艺性 零件名称：盖生产批量：大批量材料：Q235材料厚度：1mm2-1图 工件图如图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。（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。内表面要求光亮平整2.2 Q235钢的化学成分和机械性能普通碳素结构钢普板是一种钢材的材质。 Q代表的是这种材质的屈服极限，后面的235，就是指这种材质的屈服值，在235MPa左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。 Q235钢的主要机械性能如下： 抗拉强度（兆帕） 375-500 屈服强度（兆帕） 170 抗剪强度 （兆帕） 200-210延伸率 65%三、拉深工序计算3.1 选定修边余量因此次设计只第二次考虑拉深，不需考虑工件的修边余量。3.2计算毛坯直径D拉深过程中，坯料的面积基本保持不变，所以用等面积法计算坯料直径。总面积A=l（d.+d）/2 L=h*h+(d-d./2)2 L=3*3+（43-40、2）2=3.3mm A=3.14*3.3*83/2=430mm2 D=4A/=44.56 3.3计算工件拉深尺寸（1）判断锥形能否一次拉伸成形拉深系数m2=d2/d=44.56/69=0.64k=d3/d2=43/44.56=0.96 极限拉深系数m2d=0.64m2=0.0.96所以，锥形可以一次成形。由于相对厚度较小，需使用带有压边装置的模具进行一次拉深成型。3.4必要的工序图：圆筒拉深（圆锥） 3.5工艺方案选择方案一：采用单工序模逐次拉深方案二：采用连续进给模顺序拉深方案三：采用复合模进行拉深方案一模具简单，价格便宜，但需要多个模具，工作效率低；方案二采用连续模成产连续，效率高；但模具结构过于复杂，造价很高，并且不易控制；方案三采用复合模可简化拉深过程，结构相对简单，并且工作效率较高。综合以上考虑采用方案三四、工序压力计算和压力机的选择4.1计算拉深工序压 1推件力F推=nk1F=8.78kN 2卸料力F卸=k3F=7.98kN 3.模具中心的确定：工件关于X,Y轴均对称，所以其压力中心位于几何中心，即X0=2.1.5mm,Y0=2.15mm. 4.拉深力Fl=dtbk=85.91kN5.由于工件相对厚度=0.61.5,且m0.6所以拉伸过程中需用压边圈。压边力FQ=29.05kN式中L冲裁轮廓的总长度；t板料厚度；板料的抗剪强度查冲压工艺与模具设计附表1可知：=320MPa 。 综合以上几点，F=133.72KN压力机的曲线在拉深的阶段要满足拉深力的要求，即：F= Fl+FQ=114.96kN4.2拉深工序压力机的选择（1）压力机选择原则冲压设备的选择直接关系到设备的合理使用，安全，产品质量，模具寿命，生产效率和成本等一系列问题。 对于中小型冲裁件，弯曲件或浅拉深件多用具有C形床身的开式曲柄压力机。在大中型和精度要求较高的冲压件生产中，多采用闭式压力机。对于大型，较复杂的拉深件多采用闭式双动拉深压力机。对于形状复杂零件的大量生产，应优先考虑选用多工位自动压力机。而对落料，冲孔件的大量生产，则应选用效率高，精度高的自动高速压力机。在小批生产中尤其式大型厚板的生产，多采用液压机。校正弯曲，校平整形工序要求压力机有较大的刚度，以便或得较高的虫牙件尺寸精度。 对曲柄压力机所要考虑到的重要参数是：1.压力机的许用负荷；2.完成各工序所需要的压力；3.行程和行程次数；4.最大装模高度；5.压力机的台面尺寸应大于冲模的平面尺寸，并留有固定模具的余地，台面上的漏孔应与所要进行的工艺相适合；6.压力机精度。（2）对压力机的要求压力机的公称压力要求大于133.72kN 压力机的行程应大于2.523.1=57.75mm 初选开式固定台压力机：JH21-45, 并对压力机的功率进行校核，结果满足条件。（3）压力机主要参数如下：公称压力（kN）250滑块行程（mm）80行程次数（次/min）100最大闭合高度（mm）250封闭高度调节度（mm）50工作台尺寸（mm*mm）前后440*左右700模柄尺寸（mm*mm）直径40*深度65电动机功率（kW）2.2综合考虑后，选取开式固定台压力机JH21-25 4.3排样设计在冲压生产中，工件原材料费用占制造成本的60%左右， 所以充分节约利用原材料具有非常重要的意义。提高材料利用利用率是降低成本的主要措施之一，而合理排样便能有效提高材料利用率。首先明确排样原则：提高材料利用率；使工人操作方便安全，减轻工人的劳动强度；使模具结构简单，使模具寿命较高；排样应该保证冲裁件的质量。（1）排样方法从该工件的形状分析，由于该件毛坯形状简单，对称，考虑到冲裁件质量以及生产批量（大批量）等问题，还有模具的使用寿命，要采用有废料排样，采用直排式，如图1所示（2）搭边搭边起着补偿条料的剪切误差、送料步距误差以及补偿由于条料与导料板之间间隙所造成的送料歪斜误差的作用；并且使凸凹模刃口双边受力，从而合理间隙不被破坏，模具寿命与工作断面质量都能提高。图1查冲压工艺与模具设计表2-10，确定搭边值两工件间的横搭边a=1.5mm；两工件间的纵搭边a=1.5mm；步距S=d+a=69+1.5=70.5mm；五、模具工作部分尺寸和公差第二次拉深模： 凹模Dd小=42.08+0.050mm Dd大=45.2880+0.050mm 凸模Dp小=40.2480-0.030mm Dp大=43.0880-0.030mm六、工件零件结构尺寸和公差的确定6.1二次拉伸复合模选用原则 只有当拉深件高度较高，才有可能采用落料，拉深复合模，因为浅拉深件若采用复合模，落料凸模（兼拉深凹模）的壁厚过薄，强度不足。本模具凸凹模壁厚能够保证足够强度，故采用复合模是合理的。 二次拉深采用如CAD4号图的典型结构，拉深采用倒装式。模座下的缓冲器兼作压边和顶件装置，另设有推件装置。模具采用后侧导套导柱模架，可两个方向送料。条料送进时，由挡料销和卸料板定位。6.2模具零件尺寸确定 （1）凸模尺寸确定 材料：Cr1258-62HRC直径：67mm高度：106mm圆角半径：2mm（2）凹模尺寸确定 材料：Cr1258-62HRC 直径：69高度：60mm圆角半径：1mm（3）模架选择考虑到此拉件2凹模最大尺寸为230mm，为满足安装要求，故选择模架尺寸为 长*宽=540mm*240mm，导柱间距为360mm。材料为Q235（4）模柄选择根据压力机模柄孔尺寸，选择模柄直径为39mm。材料为Q235AF。（5）导柱导套选择根据模架尺寸，选择导套直径为60mm，导柱直径为40mm。材料为20渗碳钢。（6）其他零件尺寸、材料名称材料尺寸开槽圆柱头螺钉45M8*22内六角头螺钉45M10*30顶杆4570压边圈T10A内径90厚度37圆柱销45M10*100垫板45长度230 宽度230厚度40卸料板45长度230 宽度230厚度20推件块45直径43内六角头螺钉4