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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 日目 录第一章 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：、 高度的极限偏差为：1.3.2冲裁件断面质量板料厚度为1mm
2、，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，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 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
3、，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：由参考资料【1】式（6-10）可知，翻孔的高度为： 取整：由参考资料【1】式（6-12）预制孔直径为： 实际取整：由参考资料【1】式（6-13）可得拉深高度为： 综上所述，拉深后的毛坯图如下所示：2.2 零件毛坯尺寸计算2.2.1确定修边余量a板料厚度为1mm，故按外形尺寸计算，查参考资料【1】表5-7可得，故拉深件的实际凸缘直径2.2.2 确定坯料直径 由参考资料【1】式（5-13）可得： 2.2.3 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，
4、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。送料步距，调料的宽度，调料的长度L，根据附录选用。裁板的方式为： 采用横裁可裁条料数为（条），余8mm，每条板料可冲制件数（件），则每张板料可冲制件为（件）。经计算采用竖裁每张板料可冲制件数也是352件。板料利用率为：2.3 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：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 判断能否一次拉深成形 查参
5、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，不能一次拉深成形，查参考资料【4】可知需要进行2次拉深。2.4.2 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（5-40）可得第一次拉深系数：查表9-36可得首次拉深凹模圆角半径：则第一次拉深后的直径为： 高度为： 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。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： 则第二次拉深凹模圆角半
6、径： 拉深直径为： 拉深高度为： 拉深次数n凸缘直径筒体直径d高度h圆角半径R圆角半径r197452010102974030.52.52.52.5 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时毛坯不起皱的条件为：，代入数据得：，按照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： 按参考资料【1】公式（5-27）压边力为： 式中的值按相应表选取为总拉深力： 拉深功： 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
7、机功率为2.2 kW。2.6 工作部分尺寸计算 2.6.1 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，查参考资料【1】式（5-55），可得拉深间隙为：。式中k为间隙系数，查【1】表（5-18）可知k=0.1。故得2.6.2 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： 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) (mm)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
8、尺寸由参考资料【4】表（9-39）可得出气孔直径 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：凹模板厚度按文献【5】97页公式估算： 式中： 则： 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：3.2 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可由安装固定的厚度、下推板厚度、拉深深度和
9、附加长度h之和再减去一个板厚取得。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 其固定方式直接用螺钉、销钉连结在模座上。作为拉深凸模，要开设排气孔，大小为，具体结构尺寸如图所示：3.3 压边、卸料及出件装置设计3.3.1 压边圈根据模具的总体结构的要求，使用弹性压边装置中的带限位装置的压边圈，由于第二次拉深的零件尺寸较小，故弹性装置使用橡皮垫结构，使其压边力随行程的变化极小，该装置在冲模完成后用于顶出工件，即做卸料板。压边圈与凹模板间隙配合，内圈大于凸模直径2mm，结构如图所示：3
10、.3.2 推出与顶出装置根据模具的结构，该拉深工件首先需要从下凸模中顶出，然后再从凹模内推出。顶出装置如上图所示，采用橡皮垫式平板压边圈顶出。推出装置安装在上模内，通过冲床滑块内的打料机构，将拉深后的工件从凸凹模的凹模内推出。为了尽量保证制件表面光滑，故采用推块将制件从凹模内顶出。第四章 模架的选择 4.1 模架的选用模架包括上模座、下模座、导柱和导套。冲压模具的全部零件都安装在模架上。选择模架尺寸时要根据凹模的轮廓尺寸考虑，一般在长度及宽度上都应比凹模大3040mm，模版厚度一般等于凹模厚度的11.5倍。根据凹模板的尺寸120mm120mm，参考文献【5】表10-31，选取滑动标准模架：选用
11、的模架为、上模座、下模座分别为： 模架： 250250（210255） GB/T2851.3 上模座：25025050 GB/T2855.5 下模座：25025065 GB/T2855.6 凹模：12012052 导柱：35200 GB/T2861.1 导套：3511543 GB/T2861.6根据模具的结构，可知其闭合高度为 式中： H闭合模具的闭合高度，mm； h1上模座厚度，mm， h2拉深深度，mm， h3凸模高度，mm， h4- 凹模的厚度，mm， h5下模座厚度，mm， h6凸模装入下模座的深度，取15mm将前面计算的数值代入：介于210mm和255mm之间，符合设计要求。4.2导
12、柱与导套根据模架的选取，采用A型导套，参考文献【5】表（15-21）选用的型号为：导套 A35H711543 GB/T 2861.6；导柱采用B型，按文献【5】表（15-4）选用的型号为：导柱B35h620035 GB/T 2861.2.导柱与导套为H7/h6的间隙配合，导柱导套与模架均为H7/r6的过盈配合。为了保证使用中的安全性和可靠性，当模具处于闭合位置时，导柱上端面与上模座的上平面应留10-15mm的距离；导柱下端面与下模座下平面应留有2-5mm的距离，导套与上模座上平面六不小于3mm的距离，上模座开横槽以便排气,。4.3 模柄的选用根据压力机模柄孔的尺寸：直径: 40 mm，深度: 65 mm，查参考文献【5】表15-20，选择C型凸缘式模柄，可知其参数如下：d=40，极限偏差0.05 mm，d1=122 mm,总高度L=91 mm，凸缘高L1=23 mm，模柄倒角高度L2=4 mm，打杆孔d2=11 mm，凸缘螺钉环绕直径d3=81 mm，凸缘固定螺钉沉孔的直径d4=9 mm，沉孔台阶直径d5=15 mm，台阶高度h=9 mm，材料为Q235。如下图所示：第五章 模具材料和热处
