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1、沈阳航空航天大学课程设计说明书 第 2 章 工艺分析及模具结构设计3第 2 章 工艺分析及模具结构设计2.1 制件的工艺性分析及工艺计算2.1.1 工艺分析工件为图 2.1 所示的落料冲孔件，材料为 20 钢，材料厚度 1mm，生产批量为中批量。工艺性分析内容如下：1.材料分析20 钢为普通碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。2. 结构分析零件结构简单对称，零件中冲孔尺寸 R2.5 满足冲裁最小孔径1.0t=1mm 的要求。另外，经计算零件中各孔距零件外形之间的孔边mind间距满足冲裁件最小孔边距 1.5t=1.5mm 的要求。所以，该零件的结minl构满足冲裁的要求。3. 精度分析：图 2.
2、1 零件图沈阳航空航天大学课程设计说明书 第 2 章 工艺分析及模具结构设计4（1）尺寸精度 任务书对冲件的尺寸精度要求为 IT14 级查“冷冲压模具设计”知，尺寸精度满足要求。（2）冲裁件断面质量 因为一般用普通冲裁方式冲 1mm 以下的金属板料时，其断面粗糙度Ra 可达 12.53.2 ，毛刺允许高度为 0.050.1mm；本产品在断面m粗糙度上没有太严格的要求，单要求孔及轮廓边缘无毛刺，所以只要模具精度达到一定要求，在冲裁后加修整工序，冲裁件断面的质量就可以保证。（3）产品材料分析 对于冲压件材料一般要求的力学性能是强度低，塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计的产品材料为 20
3、 钢，属优质碳素结构钢，其力学性能是强度、硬度低而塑性较好，非常适合冲裁加工。另外产品对于厚度与表面质量没有严格要求，所以尽量采用国家标准的板材，其冲裁出的产品表面质量和厚度公差就可以保证经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。（4）产量 30 万件由产品的生产数量 30 万件可知，产品批量为中等批量，适合采用冲压加工的方法，最好采用复合模或连续模。2.1.2 排样及工艺计算沈阳航空航天大学课程设计说明书 第 2 章 工艺分析及模具结构设计5图 2.2 排样图完成此工件需要冲孔、落料两道工序。其加工方案分为 3 种，见表 2.1。表 2.1 工艺方案根据本零件的设计要求以及各方案的特点，
4、决定采用第 2 种方案比较合理。2.2 冲压力及压力中心的计算1. 冲孔力的计算1.3Lt F冲 bL=L1+ L2+ L3+ L4+ L5+ L6+ L7=230+21/43.1420+40+210+20+10+23.145=212.8mm序号工艺方案 结构特点1单工序模生产：落料冲孔（或冲孔落料）模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率低，难以满足零件大批量生产的需求。且两道工序中的定位误差，将导致孔心距尺寸精度难以保证。2复合模生产：落料-冲孔复合同一副模具完成两道不同的工序，大大减小了模具规模，降低了模具成本，提高生产效率，也难以提高压力机等设备的使用效率；操
5、作简单、方便，适合大批量生产；能可靠保证孔心距尺寸精度。3 连续模生产：冲孔-落料连续同一副模具不同工位完成两道不同的工序，生产效率高，模具规模相对第二种方案要大一些，模具成本要高；两道工位之间的定位要求非常高；否则无法保证孔心距尺寸精度。沈阳航空航天大学课程设计说明书 第 2 章 工艺分析及模具结构设计6F 冲 =1.3212.81300=82992N2.3 凸模、凹模、凸凹模刃口及结构尺寸计算2.3.1 落料凹模结构尺寸计算1、外形尺寸1）厚度尺寸H 理 =0.256LP 2=0.256212.882992 2=31.6mm 取 32mm考虑刃磨量 取刃口厚度 5 H 实 =32+5=37
6、mm2)长宽尺寸边宽 W=1.5H 理 =1.532=48mm压力重心 X 0=0 Y023mmY0=（L 1Y1+L2Y2+L3Y3+L4Y4+ L5Y5+ L6Y6+ L7Y7 /( L1+L2+L3+L4+ L5+ L6+ L7)=18.264mm长度尺寸压力重心定为凹模几何中心，则凹模长度为 60+248=156mm宽度尺寸 2（40-19+48）=138mm 2(19+48)=134mm取宽度尺寸为 140mm所以凹模尺寸为 156mm140mm37mm2、紧固件尺寸紧固件直径 dH 理 /3=32/3=10.7mm 取 12mm内六角螺钉 GB70-85 M12L圆柱销 GB119
7、-86 A12L A 表示过渡配合 B 表示间隙配合经固件长度 L 经固件配合长度应大于 1.5d沈阳航空航天大学课程设计说明书 第 2 章 工艺分析及模具结构设计73、紧固件位置及数量 距边尺寸 取 1.5d=18mm螺孔间距 156-218=12010d 取 3 组螺丝140-218=10410d销孔位置 销孔边距螺孔中心1.5d=18mm销孔中心距螺孔中心2d=36mm销孔中心距离 120-222=76mm2.3.2 冲孔凸模与凸凹模结构尺寸确定冲孔凸模长度=凸模固定板厚度+ 凹模厚度=37+15=52mm凸凹模厚度=凸凹模固定板厚度+ 卸料版厚度+ 卸料版与固定板见弹簧长度=15+10
8、+15=402.3.3 冲孔凸与凹模工作尺寸计算冲孔凸模：冲孔为内形尺寸 其尺寸标准形式为 50+0.3 200+0.52 100+0.36冲裁间隙 C=（Kt10 -4） 0.02t=(3200110-4)+0.02=0.06+0.02基准型面在凸模：凸模尺寸 b0- =(B+0.75) 0-对于尺寸 100+0.36 b0- =（10+0.750.36 ） 0-0.09=10.270-0.09 =/4凸模尺寸 10.270-0.09 凹模尺寸 *10.27 技术要求：带*尺寸按相应凸模配置，保证单面间隙值 0.060.08mm沈阳航空航天大学课程设计说明书 第 2 章 工艺分析及模具结构设
9、计8对于尺寸 50+0.3 b0- =（5+0.750.3） 0-0.075=5.2250-0.075 =/4凸模尺寸 5.2250-0.075 凹模尺寸 *5.225 技术要求：带*尺寸按相应凸模配置，保证单面间隙值 0.060.08mm对于尺寸 200+0.52 b0- =（20+0.750.52） 0-0.13=20.390-0.13=/4凸模尺寸 20.390-0.13 凹模尺寸 *20.39 技术要求：带*尺寸按相应凸模配置，保证单面间隙值 0.060.08mm落料凹模：落料为外形尺寸 其尺寸标准形式为 100+0.36 300+0.52 400+0.62 600+0.74 冲裁间隙
10、 C=（Kt10 -4） 0.02t=(3200110-4)+0.02=0.06+0.02基准型面在凹模：凹模尺寸 A0+ =(A-0.75) 0+对于尺寸 100+0.36 A0+ =(10-0.750.36)0+ =9.73 0+0.09 =/4凸模尺寸 9.73 0+0.09 凹模尺寸 *9.73 技术要求：带*尺寸按相应凸模配置，保证单面间隙值 0.060.08mm对于尺寸 300+0.52 A0+ =(30-0.750.52)0+ =29.61 0+0.13 =/4凸模尺寸 29.61 0+0.13 凹模尺寸 *29.61 技术要求：带*尺寸按相应凸模配置，保证单面间隙值 0.060
11、.08mm对于尺寸 400+0.62 A0+ =(40-0.750.62)0+ =39.535 0+0.155 =/4凸模尺寸 39.535 0+0.155 凹模尺寸 *39.535 技术要求：带*尺寸按相应凸模配置，保证单面间隙值 0.060.08mm沈阳航空航天大学课程设计说明书 第 2 章 工艺分析及模具结构设计9对于尺寸 600+0.74 A0+ =(60-0.750.74)0+ =59.445 0+0.185 =/4凸模尺寸 59.445 0+0.185 凹模尺寸 *59.445 技术要求：带*尺寸按相应凸模配置，保证单面间隙值 0.060.08mm2.4 模具总体结构设计2.4.1
12、 送料定位机构设采用定位销钉 销钉直径 R2。 2.4.2 卸料机构设计冲孔卸料及落料卸料均采用弹压卸料装置。2.4.3 出件机构设计落料件采用的是上出件方式，采用弹簧卸料装置。2.5 其他零件尺寸的确定导柱直径 13mm 长度 130mm导套外径 13+5=18mm 长度 60mm 模具闭模高度 147mm 2.6 压力机的确定F 卸 =K 卸 F K 取 0.05 F 卸 =0.0582.992103N=4.15KNF 顶 =K 顶 F K 取 0.08 F 顶 =0.0882.992103N=6.64KNF 总 =F+ F 卸 + F 顶 =82.992+4.15+6.64=93.78KN沈阳航空航天大学课程设计说明书 第 2 章 工艺分析及模具结构设计10压力机选择时应使其公称压力93.78KN最大闭模高度147mm
