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冲压模课程设计指导-设计实例1冲裁、弯曲、拉深及成形是冷冲压的基本工序,下面以常见的冲裁件、弯曲件及 拉深件为例介绍冲裁、弯曲及拉深的冲压工艺分析、工艺方案拟订、工艺计算及 模具设计。冲裁模零件简图：如图3-1所示.名称：垫圈生产批量：大批量材料：Q235钢材料厚度：2mm要求设计此工件的冲裁模。图3-1零件图冲压件工艺分析该零件形状简单、对称，是由圆弧和直线组成的.由表2-10、2-11查得，冲裁 件内外所能达到的经济精度为IT14,孔中心与边缘距离尺寸公差为0.2mm.将 以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可认为该零件的精度要求能够 在冲裁加工中得到保证.其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用利用导正销进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的冲孔落 料模进行加工.方案一采用复合模加工。复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对 位置精度高，冲模的轮廓尺寸较小。但复合模结构复杂，制造精度要求高，成本 高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。方案二采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高,减少了模具和设备的数量,工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。对于特别复杂或孔边距较小的冲压 件，用简单模或复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。但级进模轮廓尺寸 较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。比较方案一与方案二，对于所给零件，由于两小孔比较接近边缘，复合模冲裁零 件时受到壁厚的限制，模具结构与强度方面相对较难实现和保证，所以根据零件 性质故采用级进模加工。二.模具设计计算1.排样、计算条料宽度及确定步距采用单排方案，如图3-2。由表2-18确定搭边值，根据零件形状两式件间按矩形取搭边值匕=2.0mm,侧边取搭边值=2由。则 进距：=22.65+2=25mm条料宽度：乙=（Q+2a+）-A查表 2-19 =0 7a=(19.8+2x2.2+0.7).o,7=2.5_o7 用黑图3-22.计算冲压力该模具采用钢性卸料和下出料方式1)落料力查表8-7 t=300471%=KLtz=1.3/2x097 x 2 x 300=269412个小孔：加=KLH=1.3x(4.1 x(b)冲压 孔，冲孔力=1.3x 21 x4 x 26=892007(O腰圆孔冲孔力Q=2 xl.3 x(2-x 14+2x52)x4x26=5190007(d)选用冲压设备工序总的冲孔力故可选用lOOOkN压力机。(3)第三道工序一首次弯曲成形(图3-17)该工序冲压力，包括自由弯曲力，校正弯曲力和压料力(或推件力)。(a)自由弯曲力 0.7Bds r+t上式中,安全系数：k=L3宽度.6=A 16+53.5)=170加刑弯曲半径：=5修网08钢抗拉强度:=300Aia=0.7xl.3xl70 x4x300=82稣 则5+4(b)校正弯曲力冲压件在行程终了时受到的校正弯曲力，可按近似计算。加固板冲压 件首次弯曲的投影面积4=(116x178)+(53.5x178)=30170mM查表得单位校正力*=7gMpa,代入上式得,=2100kN(c)压料力&nb,sp;&am,p;am,p;am,p;am,p;am,p;am,p;nb,sp;尸氏二（。.3。：8）%取系数0.5,则F氐=41kN(d)选择冲压设备由弯曲工艺可知，弯曲时的校正弯曲力与自由弯曲力、压料力不是同时发生的,且校正力比自由弯曲力和压料力大得多。因此，可按4=2100kN选择冲压设备,实际选用2500kN压力机。(4)第四道工序一二次弯曲成形(图3-18)该工序所需压力，有自由弯曲力、校正弯曲力和压料力等。因校正弯曲力大于自 由弯曲力和压料力，且在弯曲时这些压力不是同时产生的，故在选择冲压设备时,只需计算校正弯曲力就可以了，即时 加固板零件二次弯曲的投影面积4=178x140=14920加加2,取p=70Wa,代入上式，得。=1740盼7,实际选 用2500kN压力机。五.编写工艺文件，填写冲压工艺卡。点击下载：冲压模课程设计指导-设计实例3拉深模拉深模及翻边模零件名称：180些油机通风口座子生产批量：大批大量村料：08酸洗钢板零件简图：如图3-20所示。图3-20通风口座子一.分析零件的工艺性这是一个不带底的阶梯零件，其尺寸精度、各处的圆角半径均符合拉深工艺要求。该零件形状比较简单，可以采用落料一拉深成二阶形阶梯和底部冲孔一翻边的方 案加工。但是能否一次翻边达到零件所要求的高度，需要进行计算。(1)翻边工序计算一次翻边所能达到的高度:按照相关表取极限翻边系数M最小=668由相应公式计算:=(1-0.68)+0.43x84-0.72x1.5=13.48sM而零件的第三阶高度H=2L5 ”最大=13.48由此可知一次翻边不能达到零件高度要求，需要采用拉深成三阶形阶梯件并冲底 孔，然后翻边。第三阶高度应该为多少，需要几次拉深，还需断续分析计算。计算冲底孔后的翻边高度力（见图3-21）：图3-21拉深后翻边取极限翻边系数*最小=8拉深凸模圆角半径取七=243想用由相关公式得翻边所能达到的最大高度:/大=殳-勺小)+0-57-=(1-0.68)+0.57x3=10.67忆修取翻边高度人=1。修修计算冲底孔直径d：按公式(5-9)d=D+1.14rfl-2Jz=56+1.14x3-2x1039.42%加实际采用娟9加加计算需用拉深拉出的第三阶高度&6+J=21.5-10+3+1.5=16mH根据上述分析计算可以画出翻边前需要几次拉深成的半成品图，如图3-22所示。图3-22翻边前半成品形状(2)拉深工序计算图3-22所示的阶梯形半成品需要几次拉深，各次拉深后的半成品尺寸如何，需 进行如下拉深工艺计算。计算毛坯直径及相对厚度:先作出计算毛坯分析图，如图3-23所示。为了计算方便，先按分析图中所示尺 寸，根据弯曲毛坯展开长度计算方法求出中性层母线的各段长度并将计算数据列 于表3-3中。图3-23计算毛坯分析图序号 1r11序号1rk1.1779.251347.25613.7531.17428.59t fc.et77 71518.337219553 10,4284 28.3770,18455.104761.881563.3835 8924.2526.6412.13156.67293,435 5.2533.375206.72=53U2.17表3-3毛料计算附表（mm）根据公式计算得毛坯直径:=78x5302.17=206mm计算相对厚度:xioo=X1OO=O.72 D 206确定拉深次数:=0.95根据赢 57.5Ax100=0.72D查相关表得拉深次数为2,故一次不能拉成。计算第一次拉深工序尺寸:为了计算第一次拉深工序尺寸，需利用等面积法，限第二次拉深后的面积和拉深 前参与变形的面积相等，求出第一次拉深工序的直径和深度。由于参与第二次拉深变形的区域是从图3-23中的“开始，因此以“开始计算面 积，并求出相应的直径。D=82lr=78(206.72+428.59+564-156 67+293.43)=79131.28=95.6/Ax100=0.72D查相应表得第二次拉深系数啊=-76因此，第一次应拉成的第二阶直径d=56=73.6ww0.76为了确保第二次拉深质量，充分发挥板材在第一次拉深变形中的塑性潜力，实际 定为：d=12mm按照公式(4-7c)求得:=等(96.62-842)+0.86x4.7511mm这样就可以画出第一次拉深工序图，如图3-24所示。上述计算是否正确，即第一次能否由溟06的平板毛坯拉深成图3一22所示的半成 品，需进行核算。阶梯形零件，能否一次拉成，可以用下述近似方法判断，即求出零件的高度与最 h小直径之比不，再按圆筒形零件许可相对高度表（相应表）查得其拉深次数，如拉深为1,则可一次拉成。A=0.70-X1OO=O.72根据图3-24所示：h=51,狐=72,盘,D 查相关表得拉深次数为1,则说明图3-24所示半成品可以由平板毛坯一次拉成。二.确定工艺方案通过上述分析计算可以得出该零件的正确工艺方案是：落料、第一次拉深，压成 如图3-24所示的形状；第二次拉深、冲孔，压成如图3-22所示的形状；第四道 工序为翻边，达到零件形状和尺寸要求，如图3-20所示。共计四道工序。现在我们以第一次拉深模为例继续介绍设计过程。图3-24第一次拉深工序图三.进行必要的计算（1）计算总拉深力3100=0.72根据相对厚度订，按照公式判断要使用压边圈按照公式计算得拉深力为:尸=3.14x158.5x 1.5x450 x 0.91=300000压边力为：。=孑一(为一2)力=12052-(160+2 x 8)2 卜 2.5=22000式中g的值按相应表选取为23N/加Q总拉深力：p6=+=300000 4-22000=3220007(2)工作部分尺寸计算该工件要求外形尺寸，因此以凹模为基准间隙取在凸模上。单边间隙工=15=L65网网凹模尺寸按公式(4-33a)得：%=(D-D.75产=(160-0.75x0.5 严。=159.610mm式中帖由表查得。凸模尺寸按公式得：D凸=(D-0 75A-2Z=(160-0 75 x0.5-2 x1,65)_0j07式中%见表圆角处的尺寸，经分析，若该处是以凸模成形，则以凸模为基准，间隙取在凹模 上；若是以凹模成形，则以凹模为基准，间隙取在凸模上。四.模具总体设计勾画的模具草图，如图3-25所示。初算模具闭合高度：H 凝=212.5mm外轮廓尺寸估算为：阴20加加图3-25模具结构草图五.模具主要零部件设计该模具的零件比较简单，可以在绘制总图时，边绘边设计。六.选定设备本工件的总拉深力较小，仅有322000N,但要求压力机行程应满足：SAZ5七件=145那加，同时考虑到压力要使用气垫，所以实际生产中选用有气垫 的3150000N闭式单点压力机。其主要技术规格为：公称压力：3150000 N滑块行程：400 mm连杆调节量：250 mm最大装模高度：500 mm工作台尺寸：1120 x1120 mm七.绘制模具总图模具总图，如图3-26所示图3-26座子拉深模（第一次）八.绘制模具零件图这里仅以绘制凸模、凹模为例。凸模零件图如图3-27所示。凹模零件图如图3-28所示。凹模与推件板零件图如图3-29所示。对于第三道拉深冲孔工序和第四道翻边工序我们仅介绍总装图。第三道拉深冲孔复合模，如图3-30所示。第四道翻边模，如图3-31所示。零件明细表tr td=l,l,67序号/tdtd=l,1,169名称/td td=l,l,59数量/tdtd=l,1,108材料/tdtd=l,1,187 热处理 trtd=l,1,671/tdtd=l,1,169上模座/tdtd=l,l,591/tdtd=l,1,108HT200/tdtd=l,1,187trtd=l,l,672/tdtd=l,1,169内六角螺钉M12x70/td td=l,l,5910/tdtd=l,1,10845/tdtd=l,1,187HRC40 45trtd=l,lz67/td3td=l,1,169内六角螺钉M12x25/tdtd=l,l,596/tdtd=l,l,10845/tdtd=l,1,187HRC40 45trtd=l,l,674/tdtd=l,1,169顶杆/tdtd=l,l,591/tdtd=l,1,10845/tdtd=l,1,187HRC40 45trtd=l,lz675/tdtd=l,1,169模柄/tdtd=l,lz591/tdtd=l,1,108Q235(A5)/tdtd=l,1,187trtd=l,l,676/tdtd=l,1,169圆柱销12n6xl00/td td=l,l,592/tdtd=l,1,10845/tdtd=l,1,187HRC40 45trtd=l,l,677/tdtd=l,1,169凹模与推件板/tdtd=l,l,591/tdtd=l,1,108T8A/tdtd=l,1,187HRC56 60trtd=l,l,678/tdtd=l,1,169凹模/tdtd=l,l,591/tdtd=l,1,108T8A/tdtd=l,1,187HRC56 60trtd=l,l,679/tdtd=l,1,169凸模/tdtd=l,l,591/tdtd=l,1,108T8A/tdtd=l,1,187HRC56 60trtd=l,l,6710/tdtd=l,1,169卸料板/tdtd=l,l,591/tdtd=l,1,108Q235(A3)/tdtd=l,1,187 trtd=l,l,6711/tdtd=l,1,169顶杆/td td=l,l,594/tdtd=l,l,10845/tdtd=l,1,187HRC40 45tr td=l,l,6712/td td=l,l,169 下模座/tdtd=l,l,591/tdtd=l,1,108HT200/td td=l,1,187技术要求热处理：HRC5660材料：T8A图3-27凸模技术要求:工作部分热处理：HRC5660材料：T8A图3-28凹模其余叶技术要求：热处理：HRC5660材料:T8A图3-29凹模与推件板图3-30座子拉深冲孔复合模（第二次拉深）1 一上模座；2顶料销；3一星形板；4一模柄;5 一顶杆；6一垫板；7 凸模固定板；8导套;9导柱；10凸模；11 凹模;12凹模与推件板；13 凸模；14下模座。图3-31座子翻边模（第四道工序）1 一上模座；2凹模；3托料板;4翻边凸模；5下模座；6 顶杆。