1、冲压工艺及冲压模设计课程设计设 计 说 明 书起止日期： 2011 年 1 月 3 日 至 2011 年 1 月 16 日学 生 姓 名班 级学 号成 绩指 导 教 师 (签 字 )机械工程学院（部）2010 年 01 月 16 日2目 录第一章 拉深件工艺分析 .31.1 制件介绍 .31.2 产品结构及形状分析 .31.3 产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析 .31.3.1 尺寸精度 .31.3.2 冲裁件断面质量 .31.3.3 产品材料分析 .41.3.4 生产批量 .4第二章 零件冲压工艺计算 .42.1 翻孔工序的计算 .42.2 零件毛坯尺寸计算 .52.2.1 确定修边余量 a
2、.52.2.2 确定坯料直径 .52.2.3 确定工艺方案 .52.2.4 排样、计算条料宽度及确定步距 .52.3 冲裁力的计算 .62.4 确定拉深工序件尺寸 .62.4.1 判断能否一次拉深成形 .62.4.2 确定首次拉深件尺寸 .72.4.3 计算第二次拉深工序件的尺寸 .72.5 计算拉深工序的力 .82.6 工作部分尺寸计算 .82.6.1 拉深间隙的计算 .82.6.2 拉深凸、凹模尺寸的计算 .8第三章 设计选用模具零件、部件 .93.1 拉深凹模的设计 .933.2 拉深凸模的设计 .93.3 压边、卸料及出件装置设计 .103.3.1 压边圈 .103.3.2 推出与顶出
3、装置 .11第四章 模架的选择 .124.1 模架的选用 .124.2 导柱与导套 .134.3 模柄的选用 .13第五章 模具材料和热处理 .14第六章 模具的总装配图 .15第七章 填写冲压工艺卡 .16设计总结 .18参考文献 .194第一章 拉深件工艺分析1.1 制件介绍零件名称：芯子隔套材料：08 钢料厚：1mm批量：大批量零件图：如图 1 所示图 11.2 产品结构及形状分析由图 1 可知，产品为圆片落料、有凸缘筒形件拉深、圆片冲孔，产品结构简单对称。1.3 产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析1.3.1 尺寸精度查参考资料【4】上表 5-11 可知：拉深件直径的极限偏差为： 、30
4、.625.4高度的极限偏差为： 781.3.2 冲裁件断面质量板料厚度为 1mm，查参考资料【4】表 2-67，可知冲裁件生产时毛刺允许高度为0.12mm，由于本产品在断面质量和毛刺高度上没有严格的要求，所以只要模具精度达到一定要求，冲裁件的断面质量可以保证。1.3.3 产品材料分析冲压材料不仅要满足产品设计的技术要求，还要满足冲压工艺要求和冲压后的加工要求，因此，对于冲裁件材料一般要求其力学性能是强度低，塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计产品所用的材料是 08 钢，为优质碳素结构钢，5其力学性能是强度、硬度和塑性指标适中，经热处理后，用冲裁的加工方法是完全可以成形的。1.3.4
5、生产批量产品生产批量为大批量生产，适于采用冲压加工的方法，最好是单工序模，模具制造简单，维修方便。第二章 零件冲压工艺计算2.1 翻孔工序的计算由参考资料【1】表 6-4 可得极限翻边系数： 58.0minK由参考资料【1】式（6-10）可知，翻孔的高度 为：axhm195.072.43.12407.43.0)1(2dhminmax trK取整： hmax由参考资料【1】式（6-12）预制孔直径 为：0d实际取整：d.58.in03d0由参考资料【1】式（6-13）可得拉深高度为 ：1hmrhH5.3.23max1 综上所述，拉深后的毛坯图如下所示：62.2 零件毛坯尺寸计算2.2.1 确定修
6、边余量 a板料厚度为 1mm，故按外形尺寸计算， ，查参考资料【1】表 5-75.1406df可得， ，故拉深件的实际凸缘直径m0.3 m6230)2(ft2.2.2 确定坯料直径由参考资料【1】式（5-13）可得：975.240.38406r4.3d220 dhDf2.2.3 确定工艺方案通过分析计算可以得出该零件的正确工艺方案是：落料、第一次拉深，第二次拉深、冲孔，第四道工序为翻边，达到零件形状和尺寸要求。2.2.4 排样、计算条料宽度及确定步距采用单排方案，如下图：由参考资料【4】圆件 的圆角的零件间间距 ，沿边间距t2rmb8.0。mb0.1送料步距 ，调料的宽度 ，调料的长mS8.6
7、.0B612度 L，根据附录 选用 。裁板的方式为：3017采用横裁可裁条料数为 （条），余 8mm，每条板料可468301BLn冲制件数 （件），则每张板料可冲制件为8.6)0(2n（件）。经计算采用竖裁每张板料可冲制件数也是 352 件。3548板料利用率为： %28.76)19)(8.07(5)2)(75.21bD2.3 冲裁力的计算本模具采用刚性卸料，根据公式 3-24（文献【1】）计算冲裁力 F，查文献【3】表 2-29 可知 08 钢的抗剪强度为 ，则：MPab706NKLtFb 19253.1落由于该毛坯为圆，压力中心在圆心。2.4 确定拉深工序件尺寸2.4.1 判断能否一次拉深
8、成形7625.043hd%3.19tD4.6540dt12.97mF查参考资料【1】上表（5-5、5-6）以及图（5-18）可知，带凸缘圆筒形件的极限拉深系数 ，首次拉深极限相对高度 。比较可知，51.0F 53.042./1dh不能一次拉深成形，查参考资料【4】可知需要进行 2 次拉深。82.4.2 确定首次拉深件尺寸根据上面求出的 、 以及 查参考资料【4】上表（5-Ddt/t 5.21/./tr40）可得第一次拉深系数： 46.0m1查表 9-36 可得首次拉深凹模圆角半径： mt101凹则第一次拉深后的直径为： 497.1高度为： )(3.)(25. 12Rrdht67.30.64.0
9、）（）（总的拉深高度为 30.5mm，而拉深次数为 2，为了确保第二次拉深质量，充分发挥板材在第一次拉深变形中的塑性潜力，实际定为第一次拉深高度 。mh21拉深后图形如下：2.4.3 计算第二次拉深工序件的尺寸查参考资料【1】上表（5-3）可得： 75.02m则第二次拉深凹模圆角半径： Rr凹拉深直径为： md406.348.12 拉深高度为： h3拉深次数 n 凸缘直径 td筒体直径 d 高度 h 圆角半径 R 圆角半径 r1 97 45 20 10 102 97 40 30.5 2.5 2.592.5 计算 拉深工序的 力查参考资料【1】式（5-24）可知，第二次拉深用普通的平端面凹模拉深
10、时毛坯不起皱的条件为： ，代入数据得： ，按照)1(7.09.(1mdt 08.)1(dmt公式判断要使用压边圈。按参考资料【1】公式（5-29）计算得拉深力为：NKtPb 50869.410.32 按参考资料【1】公式（5-27）压边力为：ApQ5.14.式中 的值按相应表选取为q2mN总拉深力： NP403086总拉深功： JhCFA153.57.13max 初选公称压力为 250 kN 的 JH21 系列开式固定台压力机（型号为 JH21-25）。其最大装模高度为 250mm，装模高度调节量为 50mm，工作台孔尺寸为 150mm，主电机功率为 2.2 kW。2.6 工作部分尺寸计算 2
11、.6.1 拉深间隙的计算拉深间隙指单边间隙，即 。拉深工序采用压边装置，查2/）（ 拉 凸拉 凹 DZ参考资料【1】式（5-55），可得拉深间隙为： 。式中 k 为间隙系数，tZmax查【1】表（5-18）可知 k=0.1。故得 1.02.6.2 拉深凸、凹模尺寸的计算2.6.2.1 凸凹模圆角半径的计算第二次拉深为最后一次拉深，故拉深凹凸模的圆角半径都等于工件的圆角半径2.5mm，即： mr5.2凸凹2.6.2.2 拉深模工作部分尺寸计算查参考资料【1】表（9-38）可得拉深模工作部分尺寸：(mm)01.4/05.4/07.75. ） （） （拉 凹 dD(mm)01.01.4/ 8372.
12、2. ） （） （拉 凸 Z10式中： D拉深件的基本尺寸，mm；拉深件的尺寸公差，从零件图可知其值为 0.05mm。拉深凸模出气孔的尺寸由参考资料【4】表（9-39）可得出气孔直径 md5第三章 设计选用模具零件、部件3.1 拉深凹模的设计凹模采用矩形板状结构和直接通过螺钉、销钉与固定板固定的方式连接。凹模刃口采用直刃壁结构，尺寸为 ，刃壁的高度取 2.5mm。模具的壁厚根据m01.4条料的宽宽 68mm 和料厚 t=1mm 选取，查阅文献【5】表 2-48 选取凹模壁厚C=25mm。凹模长度等于宽度为： LB1480268凹模板厚度按文献【5】97 页公式估算：321.FKH式中： 则：
13、m52190.5.313该模板的厚度要求较厚，可以省略垫板，凹模板直接与下模座连结固定。那么确定凹模板的总体尺寸大小为： HLB483.2 拉深 凸模 的设计其结构尺寸为 。根据模具结构，凸模的长度 L 可由安装固定的厚m01.837度 、下推板厚度 、拉深深度 和附加长度 h 之和再减去一个板厚取得。1h2h3h根据模架结构取固定厚度为 22mm，下推板此处的作用相当于压边圈，其厚度取为 18 mm，附加长度主要考虑满足制件的拉深深度要求，取 5 mm。由此可得凸模的长度为.51493.2 11 。KNF 选 取系 数 ， 参 考 表凹 模 刃 口 周 边 长 度 修 正；素 工 具 钢 取凹 模 材 料 修 正 系 数 ， 碳冲 裁 力 ，
