1、1冲压模具设计说明书第一章 绪 论冲压加工是利用安装在压力机上的模具，对模具里的板料施加变形力，使板料在模具里产生变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。板料成形生产技术对航空、航天、国防、汽车、船舶以及其它日用品的生产和发展具有十分重要的意义。在冲压加工过程中，将毛坯材料加工成冲压件的一种特殊工艺装备，被称为冲压模具（或称冲模、冷冲模） 。冲模是进行冲压生产、实现板料冲压成形必可少的主要工艺装备。冲压件的冲压质量、生产效率以及生产成本等，都与冲模类型、结构及其零部件的设计制造精度有着直接关系。冲压生产对冲模结构的基本要求是：在保证加工成形出合格冲压件的前提下，不但应与生产批量
2、相适应，而且还应具有结构简单、操作方便安全、使用寿命长、易于制造和维修、成本低廉等特点。中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。2第二章工艺性分析及总体方案的设计工件名称：耳罩生产批量：大批量材料：Q235 厚度：1.2mm工件结构如图32.1 零件的性能分析1 材料的性能分析Q235 属于优质碳素结构钢，有一定的强度，有害杂质元素硫、磷受到严格限制，非
3、金属夹杂物含量少，塑性和韧性较好，主要制作较重要的机械零件。材料 Q235 钢板，其抗剪强度为=304373Mpa，抗拉强度 b=432461Mpa，屈服强度s=235Mpa ，伸长率 =20，具有较好的冲压性能和力学性能，易于进行各类冲压加工。市场上也容易买到这种材料，价格适中。2 零件工艺性分析：该零件是耳罩，为一般的带凸缘拉伸件，尺寸公差无特殊要求，4按 IT14 级选取，利用普通冲裁方式可达到图样要求。中间 20mm的孔有多种方法制成，一种可以拉伸后车去底部，再一种是翻边。第一种加工成本高，生产周期长。第二种采用翻边，生产效率高且省料。故采用第二种方法是合理的。初步分析该零件的冲压基本
4、工序有；落料、拉伸、冲孔、翻边、切边。2.2 工艺方案的确定1计算毛坯尺寸外缘落料拉伸后得到的冲压件如图 2.2.11 所示。图 2.2.1-11）毛坯直径由公式 查设计资料得切边余量 =4.3，凸缘直径=（105.88+2 mm =114.86mmd）3.4其中 d =56.8mm，h =10.8mm，r =2.06mm （均按零件中线计算）因为 86.1d，203.506.281rd5所以 D = 115.5467mm， 取 116mm。2d（ ）h42）是否使用压边圈毛坯的相对厚度 零件的拉伸系数查冲压工艺与模具设计中表 4-2，需采用压边圈。3）计算拉伸次数由凸缘相对直径查冲模设计与实
5、用计算手册1-27 表得：m1=0.41因为 mm1 所以零件拉伸次数 n =1。 2落料工序落料工序需冲裁出直径 D =116mm 的板料。3内孔外翻1）翻边前是否需要拉伸成阶梯零件，对翻边进行核算。20 处的高度尺寸 H =9mm，d =21.2mm，r =2.06m1根据公式，翻边的高度H =d /2 + 0.43r + 0.72t1k经计算 k =0.316即翻边高度 H =9mm，需翻边系数 k = 0.316。1查新编实用冲压模具设计手册中表 5-4 得03.162.10t4897.15Ddm083.2561dD6k = 0.68min因为K k min所以零件必须采用先拉伸再翻边
6、的工艺。2）计算拉伸及翻边的高度尺寸翻边所能达到的最大高度 （k = 0.72，拉伸凸模圆角半径 r = 凸2mm）= 2.968 + 1.04= 4.108mm冲孔直径： d = Kd =0.72 21.2 = 15.264mm0m拉伸高度： h =9 - h + r + t1ax凸=8.092mm如图 2.2.3-1图 2.2.3-1综上所述，可以进一步确定该零件的冲压加工工序包括以下基本工序：落料、外缘拉伸、内缘拉伸、冲孔、翻边、切边。综上所述，共有四种工艺方案。第一种 落料与外缘拉深复合，其他基本工序不变。第二种 落料与外缘拉深复合，预冲孔与翻边复合，外缘孔与凸）（ r57.0-12d
7、hmax7切边复合，其他基本工序不变。第三种 落料、外缘拉深和预冲孔复合，其他基本工序不变。第四种 落料、拉伸、冲孔、翻边、切边组成级进模，其他基本工序不变。对上述方案进行比较确定最佳工艺方案：第二方案中，预冲孔与翻边复合，模具壁厚过小，容易损坏。第三方案中，预冲孔与外缘孔复合，他们的刃口不在统一工作平面上，修模不方便。第四方案中，级进模将各工序合并，生产效率高，但模具结构复杂，制造周期长，成本高。因此采用第一方案。第三章确定排样裁板方案及材料利用率计算根据上述计算，毛坯直径已经确定，可以进行排样设计。1排样方式确定根据工件的结构和材料的利用情况有三种排样方式，即有废料排样、无废料排样和少废料
8、排样。由于毛坯直径较大，采用有废料排样，考虑操作方便，排样采用单排。2搭边值的确定查冲压工艺与模具设计中表 2-10 得a = 2mm a = 1.5mm1条料进距 h = D + a =117.5mm1条料宽度 b = D + 2a =120mm排样如图 2.3.2-18图 2.3.2-1第四章冲压力计算1 落料、外缘拉伸工序F = Lt =（ N= 196689.6N落 b)4502.16F = = 3.14 81863.568 N外 拉 伸 1bktd85.8F = 压2.5 19152.744 NQ =K F =0.04 =7867.584 N卸 落 6.198为板料抗拉强度，查冲压工
9、艺与模具设计实用技术附表 12b得 Q235 的抗拉强度为（440-470）MPa，取 450MPa。k 为修正系数，q 为单位压力，K 为卸料力系数，查冲模设计与制1造实用计算手册表 1-53 得 k = 0.85 1表 1-56 得 q = 2.5MPa表 2-15 得 K =0.42 内缘拉伸工序根据工件结构，在内缘拉伸之前，外缘已经进行拉伸，因此在内缘222d12 6.-14.3qr-D49拉伸时其凸缘上的金属不太可能有径向流动，但内缘拉伸成型高度相对较浅，金属流动阻力不大，可以按宽凸缘的筒型件拉伸时计算其冲压力，根据表F = 0.75 = 26960.04 内 拉 深 4502.14
10、.3ktdb2N，取 350KN。 3 预制孔预制孔直径 d = 15.264mm，F =Lt =3.140冲 孔 bN6384.25140.126.54 翻边翻边高度 h = 4.108mm，当采用圆柱平底凸模时，圆孔翻边max力为 F =1.1 1.1翻 边 s0mtd-5904.85479 N24.16.5-214.3为板料抗拉强度，查冲压工艺与模具设计实用技术附表 12s得 Q235 的屈服强度为 240MPa.5 边缘冲孔孔直径 d = 10mm，0F =Lt =3.14 N冲 孔 b1695402.16 切边F = Lt =（270.373 N= 1460011.42N切 b)45
11、02.1第五章工作零件刃口尺寸的计算1 落料落料凹模、落料凸模采用分别加工法加工。落料件尺寸为10116 mm。根据 t = 1.2mm，查中国模具设计大典 （第 3 卷）表035.-19.1-7、表 19.1-9 和表 19.1-10，得 Z =0.132mm，Z =0.180mm，minmaxmm， ，x = 0.5。87.p054.d=0.141mmZ - Z =0.048mm|dpaxin说明所取公差不能满足 Z - Z ，调整如下：|dpmi= 0.4（Z - Z ）= 0.4pmaxin0192.48.=0.6（Z - Z ）=0.6 0.048 =0.0288mmdi凹模刃口尺寸
12、 D =（ ） =（116-0.5 ） mm dx-ad0054.028.=115.973 mm028.凸模刃口尺寸 D = （D - pdZ ）=（115.973-0.132）minmm =115.841 mm0192.- 0192.-2 外缘拉深外缘拉深尺寸为 55.6 mm。03.1）圆角半径拉深凹模的圆角半径可按经验公式r =0.8 ，取 7mmd m81.62.5-168.0td-D）（一次拉深中凸模的圆角半径 r 应与工件圆角半径相等。但对于厚度p小于 6mm 的材料，其数值不应小于 2t。验证 r =2mm 2t = 2.4mm，p需加整形工序，凸模圆角半径 r =3mm。p2）间隙拉深模的凸模及凹模的单边间隙C = 外缘采用压边圈，这时C = t + Kt = 1.2 + 0.1 = 1.32mmmax 2.1K系数，查冲压工艺与模具设计表 4-8，得 K = 0.13）拉深凸、凹模工作部分尺寸确，根据中国模具设计大典 （第3 卷）表 19.4-39 得0-p2d-Dp
