冲压模具设计工艺计算

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d.min±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IT11~IT13，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—拉深—冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔—拉深—落料连续冲压，采用级进模生产。方案四：拉深—冲孔复合冲压，然后落料，采用级进模生产。方案五：落料—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。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D二（D-XZ）+5AAmax0

D=(D—D=(D—Z)o=(D —Xd-Z)oT Amin—5 max min—5T尺寸44mm，经查得该零件凸、凹模最小间隙TZmin=0.126mm，min最大间隙Z=0.180mm；凸模制造公差5=0.02mm，凹模制造公差5=0.03mm。将以maxTA上各值代入5+5WZ—Z校验是否成立。经校验，不等式成立，所以，可TAmaxmin代入上式计算工作零件刃口尺寸。D=(44—0.5x0)mm=44mmA1D=(44—0.126)mm=43.874mmT1尺寸36.2mm，查得其Z、Z、5、5数值同上一尺寸，所以同样满minmaxTA足5+5WZ—Z的要求，则TAmaxminD=(36.2—0.5x0)mm=36.2mmA2D=(36.2—0.126)mm=31.874mmT2尺寸R50mm，查得其Z、Z、5、5数值同上一尺寸，所以同样满minmaxTA足5+5WZ—Z的要求，则TAmaxminD=(50—0.5x0)mm=50mmA3D=(50—0.126/2)mm=49.937mmT3冲孔尺寸计算，冲孔基本公式为d=(d +Xd)0TOC\o"1-5"\h\zTmin —5Td=(d+Xd+Z)+5A

Amin min0尺寸©13.50mm，查得凸模制造公差5=0.02mm，凹模制造公差—0.18 T5=0.02mm。经验算满足5+5WZ—Z，所以A TAmaxmind=(13.32+0.5x0.18)0 mm=13.410mmT1 —0.02 —0.02d=(13.32+0.5x0.18+0.126)+0.02mm=13.33134+0.02mm

A1 0 0尺寸©5.5+0.18mm，查得其Z、Z、5、5数值同上一尺寸，所以同0 min max TA样满足5+5WZ—Z的要求，则TAmaxmind=(5.5+0.5x0.18)0mm=5.590mmT2 —0.02 —0.02d=(5.5+0.5x0.18+0.126)+0.02mm=5.716+0.02mmTOC\o"1-5"\h\zA2 0 0拉深尺寸计算，拉深基本公式为D=D5dd0\o"CurrentDocument"D=(D—Z)0

p 5p5=0.05，双边间隙Z=2.2t=2.64,则d尺寸0305=0.05，双边间隙Z=2.2t=2.64,则d—0.33 pD=D5d=300.05

d00D二(D-Z)o=(30—2.64)o=27.36o.o5

p ^p 0.03 0中心距尺寸计算：零件上两孔中心距为L=17.5+0-09mmmm—0.092）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rd〒0-8%s-d'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b取390MPa,则零件所需拉深力为br=0.8^；（D-d二0.80（36.2-27.6）x1.2二2.35mm凸模圆角半径的计算：拉深凸模圆角半径的计算为rp1=0.8rd1根据凹模圆角半径,计算凸模半径为r=0.8r”,=0.8x2.35=1.88p1 d1四．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=KLTt此零件落料的周长L1为153mm，材料厚度t为1.2mm,08F钢的抗剪强度工取310MPa，则冲裁该零件所需冲裁力为F=1.3x153x1.2x310N=73990.8N沁74kN落模具采用弹性卸料装置和推件结构，所需卸料力F|和推件力F为X1T1F=KF=0.05x74N=3.7kNX1XF=NKF=1x0.055x74N沁4.07kNT1T所以落料工序冲总压力为：F=F落+F+F=（74+3.7+4.07）kN=81.77kN总1 落X1T1（2） 拉深工序冲压力的计算拉深力基本计算公式为F=Ltbbk1拉深b1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b取390MPa,则零件所需拉深力为bF 二Ltak,=94x1.2x390x1=43.99kN拉深b1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=Aq=322x3=0.966kN模具采用弹性卸料装置和推件结构,所需卸料力F和推件力F为X2T2F=K（F拉深+Q）=0.05x44.956N=2.25kNX2 X拉深F=NK（F拉深+Q）=0.055x44.956N沁2.45kNT2 T拉深所以拉深工序冲总压力为：F=F拉深+Q+F2+F2=43.99+0.966+2.25+2.45沁49.66kN总2 拉深 x2t2冲孔工序冲压力的计算冲裁力基本计算公式为F=KLTt此零件冲孔的周长L2为77mm，材料厚度t为1.2mm,08F钢的抗剪强度工取310MPa，则冲裁该零件所需冲裁力为F=1.3x77x1.2x310N=37237N沁37kN冲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F=KF=0.05x37N=1.85kNX3XF=NKF=3x0.055x37N沁6.11kNT3 T所以落料冲孔工序冲总压力为：F=F落+F+F=（37+1.85+6.11）kN=44.96kN总3 落X3T3（4）压力机的选择计算的落料、拉深工序压力压力：F1=F总］+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J23—16；冲孔模初选设备为开式压力机J23—6.3（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）1图1搭边查表3-7,选取a1二1mm,a=1.8mm。送料步距和条料宽度平行于送料方向的冲件宽度D=36.2,因此，送料步距为：S二D+a1二36.2+1二37.2mm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A=0.20（表3-11）,冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸Dma=44,max条料宽度为：Bo=（D +2a+Z）o=（44+2x1.8+O.5）o=48.1o mm-A max -A -A -0.20导料板间的距离为：Bo=D+2a+2Z=44+2xl.8+2x0.5=48.6mm0 max板料利用率选用1.2mmX1500mmX1000mm的板料。落料件面积为1698.232mm2采用横裁可裁条料数为：1500十48.1二31（条）余8.9mm，每条板料可冲制件数（1000-1）一37.2=26（件）因此每张板料可冲制件数26x31=806（件）。材料的利用率为：1698.22x806一（1500xlOOO）xlOO%沁91.3%釆用竖裁可裁条料数为：1000-48.1二20（条）余38mm，每条板料可冲制件数（1500-1）一37.2=40（件）因此每张板料可冲制件数20x40二800（件）。材料的利用率为：x800一(1500x1000)x100%沁90.6%a・搭边查表3-7，选取a1二1.5mm,a=1.2mm。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二D+a1二44+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A=0.20（表3-11），冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸D=36.2，max条料宽度为：B0=（D+2a+Z）0=（36.2+2x1.2+0.5）。=39.10mm-A max -A -A -0.20导料板间的距离为：B0二D+2a+2Z二36.2+2x1.2+2x0.5二39.6mm0 max板料利用率选用1.2mmX1500mmX1000mm的板料。落料件面积为1698.232mm2釆用横裁可裁条料数为：1500十39.1二38（条）余14.2mm，每条板料可冲制件数（1000-1.5）一45.5=21（件）因此每张板料可冲制件数38x21=798