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1、沈阳航空航天大学课程设计说明书 摘要冷冲模课程设计说明书环形体1模具设计院 系 航空航天工程学部 专 业 飞行器制造工程（钣金与模具）班 号 8403201 学 号 姓 名 指导教师 沈 阳 航 空 航 天 大 学 2011年12月摘要本设计分析了环形体零件的结构工艺性，提出了合理的成形工艺。确定合理的冲压工艺方案，零件冲压成形的方向和模具结构，并进行了工艺参数的计算，且对模具的设计、工作过程、装配、调试工艺作了阐述。该次设计需要设计复合模来完成此工件的加工，采用两套复合模成形。该工艺特点是首先进行落料，再拉深，再冲孔，最后翻边成形 。采用这种方法加工的工件外观乎整、无毛刺、产品质量较高，而且
2、大大提高了生产效率。在设计过程充分利用了各种可以利用的方式，同时在反复的思考中不断深化对各种理论知识的理解。关键词：落料、翻边成形、模具结构、工艺、复合模沈阳航空航天大学课程设计说明书 目 录目 录第1章冲压工艺分析11.1冲压件的工艺分析11.2工艺方案的确定1第2章工艺参数的计算32.1毛坯的尺寸计算 32.2排样及材料利用率的计算 42.3各部分工艺力的计算 52.4计算压力中心 72.5主要工作部分尺寸计算 72.5.1冲孔刃口尺寸计算82.5.2落料刃口尺寸的计算82.5.3翻边的工作部分尺寸计算92.6冲压设备的选择10第3章模具总体结构的设计113.1绘制模具总体结构草图113.
3、2模具结构的设计，确定结构件的形式133.3模架的选择163.4模架的动作过程16第4章模具主要零件结构设计的分析174.1冲孔凸模设计174.2落料凹模的设计184.3凸凹模的设计19第5章模具图样设计205.1绘制模具总图205.2绘制非标零件图20第6章模具装配与调试22第7章总结24参考文献 25沈阳航空航天大学课程设计说明书 第1章冲压工艺分析 第1章 冲压工艺分析1.1冲压件的工艺分析由工件图看，该工件需要内缘翻边，翻边高度为10mm，由计算可知最大翻边高度为Hmax=7.85mm,由此可知设计翻边时不可一次翻边完成，需预先拉深。由于产品批量较大，不宜采用单一工序生产，且不易保证内
4、外缘的同心度。而用级进模结构复杂。采用两套复合模可分别完成落料拉深和冲孔内缘翻边。 因为该工件是轴对称件，材料厚度为2.0mm，冲裁性能较好。为了减少工序数经对该工件进行详细分析，并查阅有关资料后，可采用两套复合模成形。该工艺特点是首先进行落料，再拉深，再冲孔，最后翻边成形 。采用这种方法加工的工件外观乎整、毛刺小、产品质量较高，而且大大提高了生产效率。所以经分析，决定设计复合摸来完成此工件的加工。1.2工艺方案的确定计算翻边前是否需要进行拉深，这要核算翻边的变形程度，由模具设计手册查的极限翻边系数：Kmin=0.68,则可只允许的最大翻边高度Hmax为： 式 5.5式中 Hmax最大翻边高度
5、D翻边直径r圆角半径t材料厚度则，Hmax=32/2(1-0.68)+0.433+0.722=7.85mm零件竖直高度H=10mmHmax=7.85mm所以翻边时不可一次翻边成形，需先进行拉深。判断拉深次数：拉深系数m=d/D=63.6/79.59=0.8,相对厚度t/D=2100/79.59=2.51%,相对拉深高度H/d=9/63.6=0.14由表4.8【1】，查得最小拉深系数m1=0.5由表4.10【1】，查得H1/d1=0.77所以，H/dm1因此，拉深只需一次即可达到零件的高度要求。 图1.1 环形件零件图根据以上分析计算，冲压零件需要的基本工序是落料、拉深、冲孔、内孔翻边。根据以上
6、基本工序，可拟定以下几个冲压工艺方案：方案一：落料与拉深同步、冲孔与内孔翻边同步。方案特点是落料拉深复合模具与冲孔翻边复合模结构简单，使冲孔凹模与内孔翻边做成凸凹模，不但节省材料，也使模具结构紧凑，并提高制造精度。方案二：落料、拉深、冲孔、内孔翻边分步进行。方案特点是：与第一方案相比因落料与冲孔分步进行可进小冲裁力，但降低了冲裁速度。方案三：落料与冲孔同步，拉深与内孔翻边同步进行。方案特点是模具制造比较简单，模具使用寿命较高，但精度低，所生成的工件的内孔容易变形。 分析比较以上三种方案，可以看到选用第一种方案比较合理。2第2章 工艺参数的计算2.1毛坯的尺寸计算2.1.1毛坯翻便预制孔的直径d
7、0d0=D-2(H-0.43r-0.72t) 式 5.1式中 D翻边直径（按中线计）（mm）;H翻边高度（mm）,H=10mm;r竖边与凸缘的圆角半径（mm），r=3.0mm;t料厚（mm），t=2.0mm.D=30mm+2.0mm=32mm则 d0=32-2(10-0.433-0.722)=9.09mm2.1.2毛坯的直径D0按等面积原则，用解析法求该工件的毛皮直径D0.可将工件分为圆柱、1/4球环、圆三个简单几何体，他们的面积分别计算如下：A1=d(H-r) =3.1437(4-1) =263.951mmA2=r(d-2r)+4r/2 =3.1413.14（37-21）+41/2 =653
8、.247mmA3=/4(d-2r) =3.14(37-21)/4 =4058.16mm 据等面积原则： A=A1+A2+A3=263.951+653.247+4058.16=4975.358mm毛坯的面积 A毛坯=D/4，将A1、A2、A3代入上式得：D=79.59mm 沈阳航空航天大学课程设计说明书 第2章工艺参数的计算 2.2排样及材料利用率的计算排样时工件之间，以及工件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。搭边的作用是补偿条料的定位误差，保证冲出合格的工件。搭边还可以保持条料有一定的刚度，便于送料。搭边是废料从节省材料出发，搭边值应愈小愈好。但过小的搭边容易挤进凹模，增加刃口磨损，降低模具寿命
9、，并且也影响冲裁件的剪切表面质量。一般来说，搭边值是由经验确定的，下表列出了冲裁时常用的最小搭边值。考虑到操作方便及模具结构，故采用单排排样设计。由下表2-1查的搭边值a=2,a1=1.5。表2-1冲栽金属材料条料宽度 b=D0+22=79.59+22=83.59mm条料送进步距 h=D0+1.5=79.59+1.5=81.09mm材料利用率计算：（见下图）图2.1 排样图一个步距内的材料利用率为： 式 2.2式中： A一个步距内冲裁件面积（包括冲出的小孔在内）（mm） B条料宽度（mm） S步距（mm）则，=/4（81.092-9.092）/（83.5981.09）=75%2.3各部分工艺力
10、的计算2.3.1冲孔力计算F冲=1.3Lt 式 2.10式中 ： F冲冲孔力（N）； L工件内轮廓周长（mm）; t材料厚度（mm）,t=2.0mm; 材料抗剪强度（Mpa）由手册查得=300Mpa.L=d0=3.149.09=28.543mm则 F冲=Ltb=28.5432.0300 =22.27KN2.3.2落料力的计算 F落=1.3Lt 式 2.10式中： F落落料力（N） L工件外轮廓周长mm，由于先落料，后翻边，因此落料尺寸为毛坯尺寸79.59，则L=3.1479.59=249.91;则 F落=1.3249.912.0300=195.03KN2.3.3拉深力的计算 F拉深=kdtb 式 4.4 5沈阳航空航天大学课程设计说明书 第2章工艺参数的计算 式中：d-拉深件的直径 t-材料厚度 b-材料的强度极限 k-修正系数，表4.18【1】，k=0.4 F拉深=0.463.62380=60.74KN2.3.4翻边力的计算F内翻=1.1ts(D-d0) 式 5.17式中 s材料的屈服强度，查手册得s=177Mpa.D翻边直径（mm）,D=32mm
