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1、12目 录1 绪论12 冲压成形工艺分析22.1冲压工艺性分析22.2冲压工艺方案23 冲压模具工艺参数设计43.1模具类型的选择43.1.1定位方式的选择43.1.2卸料方式的选择43.1.3导向方式的选择43.2模具设计工艺计算43.3排样及材料的利用率43.4计算工序压力53.4.1冲裁力的计算53.4.2总冲压力的计算53.5模具压力中心与计算53.6刃口尺寸的计算63.6.1凸、凹模刃口计算的方法63.6.2计算落料凸、凹模刃口尺寸63.6.3冲裁刃口高度的确定64 主要零部件的设计与加工74.1圆形凸模的工艺分析与加工74.2冲孔凸模、落料凹模的加工84.3拉深凸凹模的设计与加工1
2、14.3.1拉深凸凹模的设计114.3.2拉深凸凹模加工工艺路线的拟定114.3.3走刀路线的确定114.3.4拉深凸凹模的编制124.3.5拉深凸凹模工艺的制定134.4落料凸凹模的设计与加工134.4.1落料凸凹模加工工艺路线的拟定134.4.2走刀路线的确定144.4.3落料凸凹模工艺的制定144.5卸料板的加工154.5.1卸料板加工工艺路线的拟定154.5.2卸料板走刀路线确定154.5.3卸料板加工工艺卡的制定164.6卸料弹性元件的选取164.7定位零件的设计174.7.1挡料销的选用174.7.2导料销的选取184.7.3卸料螺钉的选取184.8标准模架和导向零件的选取185
3、冲压设备的校核与选定195.1冲压设备的校核195.2压力机的选取196 模具总装图20总 结22致 谢23参考文献24附 录261 绪 论改革开放以来，随着国名经济的高速发展，工业产品的品种和数量的不断增加，更新换代的不断加快，在现代制造业中，企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展，加快换型，采用柔性化加工，以适应不同用户的需求；另一方面朝着大批量，高效率成产的方向发展，以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益，生产上采取专用设备成产的方式。模具，做为高效率的成产工具的一种，是工业成产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量生产；
4、节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有太高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成型，不需要进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化特点。随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压零件日趋复杂化，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展，冲压制造难度日益增大。模具制造正由过去的劳动密集，依靠工人的手工技巧及采用传统机械加工设备的行业转变为技术密集型行业，更多的依靠各种高效、高精度的NC机床、CNC机床、电加工机床，从过去的单一的机械加工时代转变成机械加
5、工、电加工以及其它特种加工相结合的时代。模具制造技术，已经发展成为技术密集型的综合加工技术。在以后的生产中，研究和推广新工艺，新技术。提高模具在生产生活中的运用，并进一步提高模具的设计水平。2 冲压成形工艺分析图2-1 零件图零件图:如图2-1所示。生产批量：大批量生产；材料：08钢；材料厚度：1mm；毛坯精度：IT14级。2.1冲压工艺性分析（1）材料：08钢是优质碳素结构钢，易于拉深成形，具有良好的冲裁和拉深性能。（2）制件结构：该制件为冒形拉伸件，拉深高度不大，便于成形。（3）尺寸精度：根据零件图和查表可知制件高度为。工件外轮廓为、内壁尺寸为、孔尺寸为，属于IT14级，对于一般冲压均能满
6、足要求。2.2冲压工艺方案（1）工艺方案该制件包括落料、拉深和冲孔三个基本工序，可以有以下六种方案：方案一：落料拉深冲孔，单工序冲压模；方案二：冲孔落料拉深，单工序冲压模；方案三：落料拉深冲孔，复合模；方案四：冲孔落料拉深，复合模；方案五：落料拉深冲孔，级进模；方案六：冲孔落料拉深，级进模。（2）工艺方案的分析方案一模具结构简单，但需三道工序，即需要落料模，拉深模，及冲孔模，三幅模具，生产效率低，操作也不安全，劳动强度大，难以满足该产量的年产量要求，故不宜采用。方案二同方案一，也需要三道工序，但是其孔的尺寸精度不宜保证，故不宜采用。方案三只需要一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度容易保证，且生
7、产效率高。虽然模具结构比方案一要复杂，但由于制件的几和形状和结构简单，模具制造并不困难，因此该方案适合。方案四与方案三有类似之处，但是由于先冲孔，制件有比较薄，容易在拉深时出现拉裂的现象，故不宜采用。方案五也只需要一副模具，生产效率高，但冲压件的精度较方案三要低些，并且其模具制造精度比方案三的要高，如果想保证冲压件的形位精度，需要在模具上设置导正销导正或导料板，另外该方案的模具外形比方案三的要大些，故模具在制造和安装方面较方案三复杂些。方案六与方案五类似，制造加工困难，孔得精度不宜保证。综上所述，该制件采用方案三最适合。3 冲压模具工艺参数设计3.1模具类型的选择由上面冲压工艺分析可知，采用复
8、合模冲压，所以模具类型为复合模。3.1.1定位方式的选择因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，控制条料的送进步距采用固定挡料销定距。3.1.2卸料方式的选择因为工件厚1mm，相对较薄，卸料力不大，故可以采用弹性卸料装置卸料。3.1.3导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调试，改复合模采用中间导柱的导向方式。3.2模具设计工艺计算3.2.1毛坯尺寸计算根据公式可得： （3-1）故毛坯直径为56mm。3.3排样及材料的利用率根据制件在条料上的布置方式，排样又可以分为直排、斜排、对排、混合排、多排等排样方式。由于制件结构简单选择直排排样，排样图如图3-1所示。图3-1
9、排样图3.4计算工序压力3.4.1冲压力的计算根据模具结构总的冲压力为： （3-2） 根据总的冲压力，选用J23-16规格的开式双柱可倾压力机压力机。3.5模具压力中心与计算由于该零件是一个圆形图形，属于对称中心零件，所以该制件的压力中心在图形的几何中心O处。如图3-2所示：图3-2 压力中心简图（1）冲裁模间隙的确定查冲裁模具手册可知08钢的最小双面间隙，最大双面间隙。3.6刃口尺寸的计算3.6.1凸、凹模刃口计算的方法冲裁模凸、凹模刃口尺寸有两种计算和标注的方法，即分开加工和配合加工两种方法。前者用于冲件厚度较大和尺寸精度要求不高的场合，后者用于形状复杂或波板工件的模具。对于该制件厚度只有
10、1mm属于薄板零件，可以采用配合加工，但由于是圆形制件，因此这里采用分开加工。3.6.2计算落料凸、凹模刃口尺寸校核满足间隙公差条件。3.6.3冲裁刃口高度的确定该制件厚度为1mm，刃口高度为，取。4 主要零部件的加工加工主要零部件时，首先要考虑主要零部件用什么方法加工制造及总体装配方法。结合模具的特点，本模具适宜采用车床加工凸模固定板、卸料板、落料凸凹模、冲孔凸凹模、上下垫板、冲孔凸模。这种加工方法可以保证这些零件各个凸凹模的同轴度，使装配工作简化。下面就分别介绍各个零部件的加工方法。4.1圆形凸模的工艺分析与加工 （1）圆形凸模的工艺分析圆形凸模加工比较简单，工艺顺序可为：备料车削坯料热处
11、理淬硬外圆精度钳工修正。热处理毛坯经车削加工，配合表面和工作型面应留适当的磨削余量。热处理后，经磨削后加工即可获得理想的工作型面及配合表面。图4-1所示为圆形凸模结构图。图4-1 圆形凸模圆形凸模与导柱、模柄一样为回转体表面，因此采用普通车削。淬火后经磨削加工达图样要求。由于其安装部分有同轴度要求，应安排外圆一次车出成形，磨削时也应一次磨出，并同时磨出轴肩，以保证垂直度要求。因此，加工时可选用中心孔作为定位基准。另外，为方便工件在外圆磨床上装夹，在工件左侧表面合适位置钻螺纹孔，并拧入一拨杆以供拨盘带动工件旋转。（2）加工方法及工艺方案比较凸模结构通常分为两大类；一类是镶拼式，另一类为整体式。因
12、为该制件不复杂，但有拉深部分，所以落料模设计成直通式凸模，直通式凸模工作部分和固定部分一样，可以采用线切割机床加工，也可以采用数控机床加工。它可以直接用两个螺钉固定在垫板上，凸模与凸模固定板的配合按H7/m6。（3）凸模长度的确定由于制件结构简单，凸模的长度可以根据模具的结构来确定。其凸模结构，该凸模的长度是由落料凹模、凸模固定板和垫板高度（自由高度，包括凸模的修模量）的总和。拉深凸模的长度取34mm。（4）凸模材料的确定该制件虽然结构简单，但模具寿命要求较高，因选用Cr12作为凸模材料，其热处理后的硬度要求为HRC。（5）凹模材料的确定落料凹模的作用是起落料的作用，该零件在模具上所受力较大，
13、对硬度、强度的要求较高。该零件选择材料为Cr12，Cr12具有高强度、较好的淬透性和良好的耐磨性，热处理后硬度能达到6064HRC。它的强度、硬度，能够满足零件的加工要求。4.2冲孔凸模、落料凹模的加工（1）冲孔凸模加工顺序的安排由冲孔凸模零件图样制定出工艺方案为：备料（20mm40mm）粗、精车端面粗车外圆精车外圆切槽切断磨削。通过该路线能满足零件精度要求和表面粗糙度要求。（2）最短的空行程路线1）起（换）刀点；2）安排“回零”路线；3）空形程走刀路线；（3）最短切削走刀路线根据零件的刚性及加工的工艺性要求，零件走刀路线如图4-2、4-3所示：图4-2 粗车冲孔凸模走刀路线示意图图4-3 冲
14、孔凸模零件图 （4）落料凹模走刀路线的确定（5）落料凹模最短的空行程路线1）起（换）刀点；2）安排“回零”路线；3）空形程走刀路线；根据对零件的分析以及加工中的实际情况，零件走刀路线如图4-4、4-5所示：图4-4 粗车落料凹模走刀路线示意图图4-5 落料凹模零件图4.2.1冲孔凸模、落料凹模加工工艺的制定（1）冲孔凸模加工工艺过程卡见附录一。 中心孔的类型和尺寸在国家标准中已有规定，可从有关有关手册中查到，由于工件中心以有一个3mm圆孔,故中心孔尺寸应适当较大，以免钻孔后破坏中心孔。另外，中心孔在热处理后能会产生变形或存有氧化皮，故在精加工之前应对中心孔经行研磨，研磨的办法一般是在车床上用金刚石或硬质合金顶针加压进行。（2）冲孔凸模加工工序卡见附录二。1）有关工艺装备的准备。2）夹具的选择；车削时应用三抓自定心卡盘固定毛坯棒料，棒料尾部用反顶尖顶紧。3）刀具的选择：5mm外圆车刀。（3）冲孔凸模加工刀具卡见附录三。具体加工工序过程如表4- 1所示：表4- 1 冲孔凸模的加工工序卡片工序号工序名称工序内容设备1备料将毛坯锻造成20mm40mm圆棒锯床2
