信号轮的冲压外圈工艺分析与模具设计
日 期： 2016年 月 日 【摘要】本论文主要阐述了一种普通冲压轴承模具的主要设计过程，冲压的概念：冲压是利用压力机的动力通过多模具施加外力，然后模具挤压毛坯，使毛坯发生形变或者分离，而得到一个满足工艺要求的工件的过程。主要原理是利用凹凸模进行落拉，使材料冲压变形成开口空心的立体型零件，然后通过一拉，整拉进行拉伸，材料因受力超过其强度极限，而使落拉后的零件塑性变形，并根据一拉和整拉凹模形状设定变形，使零件变成所需形状，称为成形。最后通过压底，打字，切底，切边冲裁成目标零件。主要目的是设计冲压轴承外圈落拉模。文中主要分析了计算落拉时原材料的宽度，对冲裁过程中的工艺以及压力中心进行计算和分析。对这套落拉、整拉模具进行设计和计算，并同时对模具制造中的各个主要的零件结构进行计算，根据资料选取合适的材料以保证模具的质量。对此模具绘制零件草图。
目录
引言 1
一、 加工零件图纸分析 2
（一）加工零件的功能性、经济性和尺寸分析 2
（二）加工零件材料的选择和计算 2
二、 模具材料的选用和热处理 4
（一）常见的制造冲压模具材料简介和特点 4
（二）冲压模具材料的选用 5
三、 冲压力的计算及机床的选择 5
（一）冲裁力 5
（二）推件力、顶件力、卸料力分析和计算 5
（三）冲压力和冲压机的选择 6
四、 加工工艺分析设计 8
（一）冲压加工工艺 8
（二）拉深的定义及工序确定 8
（三）落料 8
（四）整拉 9
五、 冲压模具的结构设计 10
（一）模具的总体设计 10
（二）模具零件设计 10
六、 冲压模具装配 11
（一）模具安装（落拉和整拉相同以落拉为例） 11
（二）模具调试 12
七、 冲压外圈常见的问题分析 13
（一）外径拉毛、敲伤、压伤 13
（二）外径椭圆大 15
（三）
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
壁厚差不好 15
（四）切边、切底毛刺大 16
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引言
冲压加工方法在历史上很早就出现了，人类最初所使用的生产制造方法就是冷冲压方法。时至今日，在现代化生产中还是离不开冲压技术，换句话说冲压加工技术仍然占有很重要的地位。为什么冲压加工时至今日还能如此重要呢？冲压加工是利用压力机的动力通过多模具施加外力，然后模具挤压毛坯，使毛坯发生形变或者分离，从而通过凹模的形状、尺寸，获得你想要的产品零件的生产技术。因为冲压加工原理，导致冲压加工的零件具有质量轻、刚度较好、精度较高、外观较好；并且冲压加工是冷加工，对实现机械化生产或是自动化生产相对比较容易点，因此冲压加工生产效率高；冲压生产的原材料是钢板钢带；此材料冶金工厂可大量生产因此十分的廉价，而且冲压加工的材料利用率很高。所以冲压加工的成本不高；然而冲压加工又是大批量生产，成本底，经济效益又很高；综合以上情况说明了冲压加工的地位为什么在机械制造领域中有如此重要的地位。冲压加工的条件，满足冲压加工有三个条件：冲压加工的对象—板料，专用模型、工具—模具，提供动力的设备—机床。冲压加工又被称为一种金属冷变形加工，或是冷冲压或是板料冲压，简称冲压。冲压加工中冲压工艺占据重要地位。而冲压工艺便是指在冲压过程中的具体方法。冲压的应用：由于冲压加工的零件具有质量轻、刚度较好、精度较高、外观较好的优点，并且冲压加工的生产高效率高，成本较低，质量稳定。综合以上优点，因此在汽车，飞机，电器国防工业以及日常生活用品等行业到处可见冲压加工的身影。综上所述，冲压加工的优点只有在大批量生产中才能得以体现，然而随着科技的不断进步和人们对现代化生活水平的不断提高，工业产品将不断被要求发展，生产技术也会不断的去改善，因此冲压加工的地位还会逐渐上升，冲压加工会越来越重要。
本文课题来自苏州轴承股份有限公司。
加工零件图纸分析
（一）加工零件的功能性、经济性和尺寸分析
由(零件图11）可见，该冲压件是为长安福特汽车方向盘上定制的的轴承，众所周知冲压外圈滚针轴承是由冲压外圈、保持架和滚针组成。冲压轴承安装适用于一些安装空间被限制的地方，零件工作时具有较大的负荷量，该零件又是汽车上的产品，精度要求较高。本文所介绍的就是冲压外圈。该零件的外形相对简单，精度的要求较高，没有切底孔需要的工序不多，并且生产量不大，结合成本问题，根据客户要求，汽车零件的生产特性，因此采用单工序落料模冲压加工。该零件的内径要求为50mm，高度为80mm，壁厚为1.5mm。
（二）加工零件材料的选择和计算
冲压工艺适用于多种金属材料和非金属材料，通过前面冲压概念的学习我们知道冲压加工可以分为：分离工序和成型工序所以冲压的工序不同材料的选择也不同，一般来说金属材料适合分离工序也适合成型工序；但是非金属材料一般只适合分离工序。
冲压材料以板料和带料为主，带料的优点是足够长适合大批量自动送料生产，材料的利用率高，缺点是需要开卷后整平 。板料的优点是它的纵横向差异小，冲压性能好。我们的冲压加工一般都是用冷轧钢板来进行加工的，那么什么是冷轧钢板呢？一般厚度在4mm以下的钢板为冷轧钢板，4mm以上的钢板是热轧钢板。相比之下冷轧钢板的尺寸精确，偏差小，表面缺陷少，表面光滑且内部组织细密。
冲压轴承制作是在冲压机上面进行的，通过冲压力使板料进行塑形变形，通过凹模使之成为你所想要的形状。在落料这个工位，你所选择的材料如果宽度小于凹模的内径，那么就得不到你所想要的目标零件。但是如果原材料的宽度过大便会带来不必要的浪费所以计算原材料的宽度是很重要的。我们这种单工位冲压机没有有自动送料装置，送料精度低，送料步距不可以准确调整，全靠操作者自己控制。目前我们选用的材料是SAE1010厚度是1.7mm，以下就是我们来计算原材料的宽度和送料步距：
本文选用的是由侧压板的冲压(如图12）
原材料的宽度也叫板料的宽度B(如图13)
B代表板料的宽度；
A代表模具导板间的宽度；
a1代表搭边值，（如图14）；
Z代表导板与板料间的最小间隙；
△代表板料单向偏差；
B = （50+2*1.5）=53mm；
该冲压板料为SAE1010，107×107×53，厚度为1.7mm；
送料步距因为没有相应的送料设备，所以送料步距靠操作者自己掌握。
模具材料的选用和热处理
随着人们生活水平的不断提高，人们对工业产品的需求量不断提高，对工业产品的质量要求也是逐步提高，因此对模具的质量，模具的热处理工艺的要求越来越高。而提高模具的质量最有效的方法就是在对模具材料的选择上一定要非常严格，热处理工艺也要设计的合理。开发和应用模具新材料、提高热处理技术。常用的制造冲压模具材料有碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢、硬质合金、钢结硬质合金等等。
目录
引言 1
一、 加工零件图纸分析 2
（一）加工零件的功能性、经济性和尺寸分析 2
（二）加工零件材料的选择和计算 2
二、 模具材料的选用和热处理 4
（一）常见的制造冲压模具材料简介和特点 4
（二）冲压模具材料的选用 5
三、 冲压力的计算及机床的选择 5
（一）冲裁力 5
（二）推件力、顶件力、卸料力分析和计算 5
（三）冲压力和冲压机的选择 6
四、 加工工艺分析设计 8
（一）冲压加工工艺 8
（二）拉深的定义及工序确定 8
（三）落料 8
（四）整拉 9
五、 冲压模具的结构设计 10
（一）模具的总体设计 10
（二）模具零件设计 10
六、 冲压模具装配 11
（一）模具安装（落拉和整拉相同以落拉为例） 11
（二）模具调试 12
七、 冲压外圈常见的问题分析 13
（一）外径拉毛、敲伤、压伤 13
（二）外径椭圆大 15
（三）
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
壁厚差不好 15
（四）切边、切底毛刺大 16
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引言
冲压加工方法在历史上很早就出现了，人类最初所使用的生产制造方法就是冷冲压方法。时至今日，在现代化生产中还是离不开冲压技术，换句话说冲压加工技术仍然占有很重要的地位。为什么冲压加工时至今日还能如此重要呢？冲压加工是利用压力机的动力通过多模具施加外力，然后模具挤压毛坯，使毛坯发生形变或者分离，从而通过凹模的形状、尺寸，获得你想要的产品零件的生产技术。因为冲压加工原理，导致冲压加工的零件具有质量轻、刚度较好、精度较高、外观较好；并且冲压加工是冷加工，对实现机械化生产或是自动化生产相对比较容易点，因此冲压加工生产效率高；冲压生产的原材料是钢板钢带；此材料冶金工厂可大量生产因此十分的廉价，而且冲压加工的材料利用率很高。所以冲压加工的成本不高；然而冲压加工又是大批量生产，成本底，经济效益又很高；综合以上情况说明了冲压加工的地位为什么在机械制造领域中有如此重要的地位。冲压加工的条件，满足冲压加工有三个条件：冲压加工的对象—板料，专用模型、工具—模具，提供动力的设备—机床。冲压加工又被称为一种金属冷变形加工，或是冷冲压或是板料冲压，简称冲压。冲压加工中冲压工艺占据重要地位。而冲压工艺便是指在冲压过程中的具体方法。冲压的应用：由于冲压加工的零件具有质量轻、刚度较好、精度较高、外观较好的优点，并且冲压加工的生产高效率高，成本较低，质量稳定。综合以上优点，因此在汽车，飞机，电器国防工业以及日常生活用品等行业到处可见冲压加工的身影。综上所述，冲压加工的优点只有在大批量生产中才能得以体现，然而随着科技的不断进步和人们对现代化生活水平的不断提高，工业产品将不断被要求发展，生产技术也会不断的去改善，因此冲压加工的地位还会逐渐上升，冲压加工会越来越重要。
本文课题来自苏州轴承股份有限公司。
加工零件图纸分析
（一）加工零件的功能性、经济性和尺寸分析
由(零件图11）可见，该冲压件是为长安福特汽车方向盘上定制的的轴承，众所周知冲压外圈滚针轴承是由冲压外圈、保持架和滚针组成。冲压轴承安装适用于一些安装空间被限制的地方，零件工作时具有较大的负荷量，该零件又是汽车上的产品，精度要求较高。本文所介绍的就是冲压外圈。该零件的外形相对简单，精度的要求较高，没有切底孔需要的工序不多，并且生产量不大，结合成本问题，根据客户要求，汽车零件的生产特性，因此采用单工序落料模冲压加工。该零件的内径要求为50mm，高度为80mm，壁厚为1.5mm。
（二）加工零件材料的选择和计算
冲压工艺适用于多种金属材料和非金属材料，通过前面冲压概念的学习我们知道冲压加工可以分为：分离工序和成型工序所以冲压的工序不同材料的选择也不同，一般来说金属材料适合分离工序也适合成型工序；但是非金属材料一般只适合分离工序。
冲压材料以板料和带料为主，带料的优点是足够长适合大批量自动送料生产，材料的利用率高，缺点是需要开卷后整平 。板料的优点是它的纵横向差异小，冲压性能好。我们的冲压加工一般都是用冷轧钢板来进行加工的，那么什么是冷轧钢板呢？一般厚度在4mm以下的钢板为冷轧钢板，4mm以上的钢板是热轧钢板。相比之下冷轧钢板的尺寸精确，偏差小，表面缺陷少，表面光滑且内部组织细密。
冲压轴承制作是在冲压机上面进行的，通过冲压力使板料进行塑形变形，通过凹模使之成为你所想要的形状。在落料这个工位，你所选择的材料如果宽度小于凹模的内径，那么就得不到你所想要的目标零件。但是如果原材料的宽度过大便会带来不必要的浪费所以计算原材料的宽度是很重要的。我们这种单工位冲压机没有有自动送料装置，送料精度低，送料步距不可以准确调整，全靠操作者自己控制。目前我们选用的材料是SAE1010厚度是1.7mm，以下就是我们来计算原材料的宽度和送料步距：
本文选用的是由侧压板的冲压(如图12）
原材料的宽度也叫板料的宽度B(如图13)
B代表板料的宽度；
A代表模具导板间的宽度；
a1代表搭边值，（如图14）；
Z代表导板与板料间的最小间隙；
△代表板料单向偏差；
B = （50+2*1.5）=53mm；
该冲压板料为SAE1010，107×107×53，厚度为1.7mm；
送料步距因为没有相应的送料设备，所以送料步距靠操作者自己掌握。
模具材料的选用和热处理
随着人们生活水平的不断提高，人们对工业产品的需求量不断提高，对工业产品的质量要求也是逐步提高，因此对模具的质量，模具的热处理工艺的要求越来越高。而提高模具的质量最有效的方法就是在对模具材料的选择上一定要非常严格，热处理工艺也要设计的合理。开发和应用模具新材料、提高热处理技术。常用的制造冲压模具材料有碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢、硬质合金、钢结硬质合金等等。
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