冲压件工艺性分析与计算(正式版)

1、一 冲压件工艺性分析(1) 材料分析08F是优质沸腾钢，强度低和硬度、塑性、韧性好，易于拉伸和冲裁成形。(2) 结构分析冲压件为外形为弧形和直边组成近似矩形的结构、有凸缘筒形浅拉深、冲三 个圆孔的结构。零件上有3个孔，其中最小孔径为5.5mm,大于冲裁最小孔径 > 1.0t=1.2mm的要求。另外，孔壁与制件直壁之间的最小距离满足L=3.475>R+0.5t=1.6.的要求。所以，该零件的结构满足冲裁拉深的要求。(3) 精度分析零件上有4个尺寸标注了公差要求，由公差表查得其公差要求都属于 IT11IT13，所以，普通冲裁可以满足零件的精度要求。由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁和

2、拉深的加工方法制得。二.冲压件工艺方案的确定(1) 冲压方案完成此工件需要落料、拉深、冲孔三道工序。因此可以提出以下5种加工方案分：方案一：先落料，再冲孔，后拉深。采用三套单工序模生产。方案二：落料一拉深一冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔一拉深一落料连续冲压，采用级进模生产。方案四：拉深一冲孔复合冲压，然后落料，采用级进模生产。方案五：落料一拉深复合冲压，然后冲孔。采用两套模生产。(2) 各工艺方案的特点分析方案一和方案五需要多套工序模，模具制造简单，维修方便，但生产成本 较低，工件精度低，不适合大批量生产；方案二只需一副模具，冲压件的形状位 置精度和尺寸精度易于保证，且生产效率高。

3、方案三和方案四的级进模，生产效 率高，但模具制造复杂，调整维修麻烦，工件精度较低；(3) 工艺方案的确定比较三个方案，采用方案五生产更为合理。 尽管模具结构较其他方案复杂， 但 由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。因此，在本设计中，将 采用落料、拉深复合模的设计方案。三冲压工艺计算(1)凸、凹模刃口尺寸的计算根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。落料件尺寸的计算，落料基本计算公式为Da =(Dmax -Xo'aDt = (Da - Zmin)仝丁 =(Dmax -X - Zmin)令尺寸44mm，经查得该零件凸、凹模最小间隙Zmin=0.126mm,最大间隙Zmax=

4、0.180mm；凸模制造公差：T = 0.02mm，凹模制造公差.A = 0.03mm。将以 上各值代入、：t，A < Zmax -Zmin校验是否成立。经校验，不等式成立，所以，可 代入上式计算工作零件刃口尺寸。DA1 (44 -0.5 0) mm = 44mmDT1 =(44 -0.126) mm = 43.874mm尺寸36.2mm，查得其Zmin、Zmax、 T、A数值同上一尺寸，所以同样满 足rA < Zmax -Zmin的要求，则DA2(36.2 -0.5 0) mm = 36.2mmDT2(36.2 -0.126) mm = 31.874mm尺寸R50m m，查得其Z

5、min、Zmax、 T、数值同上一尺寸，所以同样满 足< Zmax - Zmin 的要求，则DA3 = (50 -0.5 0) mm = 50mmDT3 (50 -0.126/2) mm = 49.937mm冲孔尺寸计算，冲孔基本公式为dT =(dmin - X©：.tdA =(dmin - Xb Zmin )0 A 尺寸© 13.500.18mm，查得凸模制造公差6 0.02 mm，凹模制造公差A = 0.02mm。经验算满足f < Zmax - Zmin，所以dT1 = (13.32 + 0.0.18)°0.02m = 13.4100.02mmdA

6、1 =(13.320.5 0.18 0.126)0002 mm =13.3313400.02mm尺寸© 5.5°0.18mm，查得其Zmin、Zmax、r A数值同上一尺寸，所以同 样满足，A < Zmax -Zmin的要求，则dT2 =(5.5 + 0.50.18)00.02mm =5.59,02mmdA2 =(5.5 0.5 0.180.126)00.02mm =5.7160°02mm拉深尺寸计算，拉深基本公式为Dd = D°dDp =(D-Z)°p尺寸 300.33mm， p =0.03 d =0.05，双边间隙 Z=2.2t=2.

7、64,贝U。厂 D°d =3O0.05Dp =(D Z)0p = (3O 2.64)0.o3 = 27.360.05中心距尺寸计算：零件上两孔中心距为L= 17.59 mm mm(2)拉深凸、凹模圆角半径的计算凹模圆角半径的计算：拉深凹模圆角半径的计算为“=0.80 D二d t此零件落料冲孔的周长L为94mm,材料厚度t为1.2mm, 08F钢的抗拉强 度6取390MPa,则零件所需拉深力为2=0.80、D - d t =0.80. 36.2-27.61.2 = 2.35mm凸模圆角半径的计算：拉深凸模圆角半径的计算为w= 0.8rd1根据凹模圆角半径，计算凸模半径为rp1=0.8r

8、d1 = 0.8汽 2.35 = 1.88四冲压力的计算及初选压力机(1) 落料工序冲压力的计算冲裁力基本计算公式为F = KLT 此零件落料的周长L1为153mm材料厚度t为1.2mm 08F钢的抗剪强度壬取 310MPa则冲裁该零件所需冲裁力为F落-1.3 153 1.2 310N =73990.8N 74kN模具采用弹性卸料装置和推件结构，所需卸料力Fx1和推件力Ft1为FX1 =KXF =0.05 74N =3.7kNFT1 =NKTF =1 0.055 74N ： 4.07kN所以落料工序冲总压力为：F总 1 = F落 FX1 - FT1 = (74 3.7 4.07)kN 二 81

9、.77kN(2) 拉深工序冲压力的计算拉深力基本计算公式为 F拉深二Ltck1此零件落料冲孔的周长L为94mm,材料厚度t为1.2mm, 08F钢的抗拉强 度況取390MPa,则零件所需拉深力为F拉深=Lt<1=94X1.2 890Xl=43.99kN压边力的基本计算公式Q二Aq此零件在压边圈下毛坯的投影面积 A为322,单位压边力q取3,则该零件所需压边力为Q 二 Aq=322 3 =0.966kN模具采用弹性卸料装置和推件结构，所需卸料力Fx2和推件力Ft2为Fx2 =KX（F 拉深 Q） = 0.05 44.956N =2.25kNFT2 =NKt（F拉深 Q）= 0.055 44

10、.956N : 2.45kN所以拉深工序冲总压力为：F总2 二 F拉深 Q Fx2 Ft2 = 43.99 0.966 2.25 2.45 ： 49.66kN冲孔工序冲压力的计算冲裁力基本计算公式为F = KLT 此零件冲孔的周长L2为77mm材料厚度t为1.2mm 08F钢的抗剪强度取 310MPa则冲裁该零件所需冲裁力为F冲=1.3 77 1.2 310N =37237N 37kN模具采用弹性卸料装置和推件结构，所需卸料力FX3和推件力FT3为FX3 =KXF =0.05 37N=1.85kNFT3 二 NKTF = 3 0.055 37 N : 6.11kN所以落料冲孔工序冲总压力为：F

11、总3 = F落 Fx3 Ft3 =（37 1.85 6.11）kN = 44.96kN（4）压力机的选择计算的落料、拉深工序压力压力：F1 二 F总 1 F总2 =81.77 49.66 = 131.43kN计算的冲孔工序压力压力：F1 = F 总 3 = 44.96kN因此，落料、拉深复合模初选设备为开式压力机J2316;冲孔模初选设备为开式压力机J236.3（4）压力中心的计算由于改冲裁件为对称图形，所以它的压力中心位于冲件轮廓图形的几何中 心上。即拉深圆的圆心位置。五排样（1）竖排（如图1）a. 搭边查表 3-7，选取 ai =1mm,a = 1.8 mm。b. 送料步距和条料宽度平行于

12、送料方向的冲件宽度 D=36.2,因此，送料步距为：S = D ai = 36.2 1 = 37.2mm模具无側压装置，导料板与最宽条料之间的间隙 Z=0.5 （表3-9），条料宽 度单向公差 =0.20 （表3-11），冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸 D max = 44， 条料宽度为：B0.,二（D max 2a Z）, = （44 2 1.8 0.5）, = 48.1O0.2Omm导料板间的距离为：B。= D max 2a 2Z = 44 2 1.8 2 0.5 = 48.6mmc. 板料利用率选用1.2mnrK 1500mrK 1000mn的板料。落料件面积为1698.232mm2采用

13、横裁可裁条料数为：1500+48.1=31 （条），余8.9mm每条板料可冲制 件数（1000 -1）“ 37.2 =26 （件）,因此每张板料可冲制件数26 31 =806 （件）。材 料的利用率为：1698.22 806“（1500 1000） 100% ： 91.3%采用竖裁可裁条料数为：100048.1 = 20 （条），余38mm每条板料可冲制 件数（1500 -1）“ 37.2 =40 （件），因此每张板料可冲制件数 20 40 = 800 （件）。 材料的利用率为：1698.22 80' （1500 1000） 100% ： 90.6%（2）横排（如图2）a. 搭边查表

14、3-7，选取 ai = 1.5mm,a = 1.2 mm。b. 送料步距和条料宽度平行于送料方向的冲件宽度 D=44,因此，送料步距为：S = D ai = 44 1.5 二 45.5mm模具无側压装置，导料板与最宽条料之间的间隙 Z=0.5 （表3-9），条料宽 度单向公差丄=0.20 （表3-11），冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸 D max = 36.2， 条料宽度为：B0广（Dmax 2a Z）广（36.22 1.20.5）：广彳加寫。mm导料板间的距离为：Bo 二 D max 2a 2Z 二 36.2 2 1.2 2 0.5 二 39.6mmc. 板料利用率选用1.2mnrK 1500mrK 1000mn的板料。落料件面积为1698.232mm2采用横裁可裁条料数为：1500亠39.1 =38 （条），余14.2mm每条板料可冲制 件数（1000 -1.5）亠45.5 =21 （件）,因此每张板料可冲制件数38 21 = 798 （件）。 材料的利用率为：1698.22 798（150