冷冲压工艺与模具设计试卷一--湖南工学院课程.docx

《冷冲压工艺与模具设计》试卷一
姓名 班级 学
号 成绩
未注圆角R0。4
生产批量：大批量 材料：08F料厚：1mm
设计要求：
1. 对冲压件的工艺分析
根据工件图纸，分析该冲压件的形状、尺寸，精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求。（15分）
2. 确定冲压件的最佳工艺方案
通过对冲压件的工艺分析及必要的工艺计算，在分析冲压性质、冲压次数、冲压顺序和工序组合方式的基础上，提出各种可能的冲压工艺方案，并从多方面综合分析和比较，确定最佳工艺方案。（10分）
3. 确定模具类型
根据冲压件的生产批量，冲压件的形状，尺寸和精度等因素，确定模具的类型.（5分）
4. 工艺尺寸计算（30分）
1）拉深次数和拉深工序尺寸的确定
2）冲孔、落料凸、凹模刃尺寸的计算
3）弯曲凸、凹模尺寸的计算
4）排样设计并画排样图
5）冲压力计算及压力设备的选择5。模具简图（30分）
通过绘制模具简图，说明模具的主要结构,包括模具的定位零件，卸料和出件装置。
参考答案
一。工件的工艺分析
1。工件材料为08，其塑性、韧性较好，抗剪强度为260~360Mpa,抗拉强度 为330 ~ 450Mpa,
b
有利于各种工序的加工。
2. 工件尺寸均没有公差要求，故精度不高，属于一般零件，其公差按IT13处理，给模具制造带来一系列方便。
3。该工件总体属于圆筒形拉深件，两边有宽4 mm的直边凸缘，凸缘前端有弯曲部分，底部有孔；工件圆筒形部分高度为20mm,需计算确定拉深次数；弯曲部分直边高度H=5mm>2t,相对弯曲半径r/t=0°4〈0。5,属于无圆角弯曲；拉深件底部孔径r=5mm，较易冲出，可安排在拉深工序之后进行。综上所述，此工件可用冷冲压加工成形.
二. 零件工艺方案确定
1. 模具类型的确定
制件公差为IT13级，且较复杂，生产批量大，所以宜采用级进模或复合模进行加工。
2. 制件工艺方案的确定
从工件结构形状可知，所需基本工序有拉深、冲孔、弯曲、落料等工序。因为工件精度要求不高，且从生产效率要求高的角度考虑，可以先采用切、拉深、冲孔、落料连续模，进行有工艺切的带料连续拉深，实现工件的拉深和底部冲孔及落料，再采用落废料，弯曲复合模，完成切除凸缘废料，凸缘弯曲的工序.
故成形工艺方案为：切一拉深-冲孔一落料一切废-弯曲。
这样可以减少模具、设备和操作人员的数量，提高生产效率，只需两副模具就可实现加工.缺点是模具结构较复杂，制造成本较高。
如果一次即可拉深成功，也可以采用落料、拉深、冲孔复合模，模具数量仍为两个，但工序安排得到简化，具体工艺方案为：落料-拉深一冲孔一切废-弯曲。是否可以一次拉深成功，需要进行计算。
三. 工艺尺寸计算
1. 拉深次数和拉深工序尺寸的确定
板料厚度为1mm，按中线计算
(1) 修边余量的确定
凸缘直径 dt=( a+b+c+0。6t ) = ( 40—2+5+5+0.6 )=48。6mm (教材表 3 — 6)
相对凸缘直径d/d=48.6/29=1.74,查教材表4-3得修边余量=2mm,故实际凸缘直径dtt
=(48.6+2 2) 53mm。
(2) 预算毛坯直径
由上图得 d =24mm , d =29mm, d =34mm, d =53mm, r =2。5mm, r =2.5mm, h=5mm
123412
代入公式得 D 61mm
(3) 判断是否一次拉深成形
t/D =1 /61 1% =1。64dt/d=53/29 1。83
m= d/D=29/61= 0.47
根据以上数据查教材表4-1。得首次拉深的极限系数m1=0.42,由于m>m1?所以可以一次拉深成形。
所以拉深工序尺寸分别为:
d = 2 9mm
h=5mm
2. 拉深凸、凹模尺寸计算
(1)拉深凸、凹模尺寸计算
查教材表4-14得单边间隙Z/2为It ;查表4-15得d= 0。05「0.03
工件公差为IT13级，查机械设计手册，得=0.39，代入下两式，得
⑵冲孔、落料凸、凹模刃尺寸计算
冲孔，落料形状简单，可选用互换加工方法加工凸、凹模
冲裁精度取IT11级
冲孔尺寸：r孔=5 mm
Zmax= 0.20t=0.20
Zmin= 0。14t=0.14
d= 0.02「0。02
d +=0.02+0.02=0.04〈 Zmax-Zmin= 0.20-0。14=0。06
故：
查表得 x=0。75 =0。11
落料尺寸：r落=61mm
Zmax= 0。 20t=0。 20
Zmin= 0.14t=0.14
d= 0。03=0。02
d +=0。03+0。02=0.05〈 Zmax—Zmin= 0.20-0。14=0。06
故：
查表得 x=0。75 =0.19
（3）弯曲凸、凹模尺寸计算
凸模圆角半径：
凹模圆角半径：
凸、凹模单边间隙：（查教材表3-4与3 — 5）
凸、凹模横向尺寸：
3. 排样及材料利用率
该排样根据落料工序设计，考虑模具结构简单，操作方便，故采用单排排样设计。
查表 2-14 得 a=1。2mm,b=2.0mm，条料 B=D+ 2 a=61+2+2=65mm，进距 h = D+b=61+1=62mm
材料利用率
4. 冲压力及压力设备的选择
拉深力：
F 压=0.25F=1N
冲裁力:
Fz=F 拉+ F 压+F 裁=150kN
压力机公称压力：
取 Fg=1。6Fz=240kN
根据冲压力可初选冲压设备型号为JH21-25.
四. 模具简图
落料、冲孔、拉深复合模简图如下
切废、弯曲复合模略