冲压模具设计任务与模具工艺计算(doc 23页)(正式版)

目录一、冲压模具设计任务（工件示意图） (5)二、拉伸件工艺性分析 (5)1、拉伸件工艺性分析 (5)2、确定工艺方案及模具结构形式 (6)三、模具工艺计算 (6)1、毛胚落料模的工艺计算 (6)1、预定毛坯尺寸 (6)2、排样与搭边 (7)3、冲裁力计算 (8)4、确定压力中心 (8)5、凸、凹模刃口尺寸计算 (8)6、模具轮廓尺寸计算 (9)7、模具总装图 (9)8、冲压设备的选择 (10)2、拉伸模的工艺计算 (10)1、拉伸力计算 (10)2、拉伸模工作部分尺寸计算 (10)3、冲压设备的选择 (12)3、整形模的工艺计算 (12)4、修边及冲孔复合模的工艺计算 (13)1、总冲裁力计算 (13)2、压力中心计算 (13)3、冲模刃口尺寸计算 (14)4、冲压设备的选择 (15)5、模具三维立体爆炸图 (15)5、剖切模的工艺计算 (16)1、总冲裁力计算 (16)2、压力中心计算 (16)3、凸、凹模刃口尺寸计算 (17)4、剖切模主要零件轮廓尺寸及剖切过程 (17)5、冲压设备的选择 (19)四、模具工作零件加工工艺规程 (19)1、落料凹模加工工艺规程 (19)2、凸凹模加工工艺规程 (20)3、冲孔凸模加工工艺规程 (21)附1、专业英文翻译（ISO9000）参考文献防尘罩拉伸模设计摘要：本文详细介绍了汽车启动电机上的防尘罩的落料、拉伸、整型、修边冲孔、剖切，5副模具的设计过程及其工艺分析。

零件所用材料为08F，板厚1mm。

零件尺寸精度要求不高，但形状较复杂，工序较多。

本文附零件图、各模具总装图、复合模具三维模型爆炸图，另附专业中英文翻译一篇。

关键词：防尘罩，拉伸模Design of Drawing Dies for Dust Guards Abstract: This text introduces the designing process and the processing technology of 5 sets of dies during producing the dust guards of starting electric motor of automobiles in details, which include blanking、drawing、forming、trimming and piercing、slitting the materials. The material for the parts is 08F and 1mm thick. There is no high request put on the size accuracy of the part, but for its complicated shape, more steps are needed.In the text, there are picture of parts、assembled dies and 3-D explosion pictures of the die model together with a translation of the professional English.Key words: dust guards, drawing dies一、冲压模具设计任务（工件示意图）工件名称：防尘罩拉伸模设计材料：08F , t=1mm零件如图1：图1二、拉伸件工艺性分析１、拉伸件工艺分析材料为08F，为优质碳素结构钢（已退火），其抗剪强度τ=220~310MPa，抗拉强度σb=280~390MPa，伸长率δ10为32%，屈服强度σs=180MPa，具有较好的拉伸性能。

拉伸件形状较复杂，既不属于圆筒形或矩形件的拉伸，也不属于球形件的拉伸。

从工艺分析考虑（考虑到其拉伸过程中金属的流动性与可靠定位）决定将两个冲件合起来拉伸比较合理；拉伸件有R0.3的小圆角，不能一次拉伸时成型，需添加整形工序。

２、确定工艺方案及模具结构形式经过分析，拉伸件成型的工艺方案有落料——拉伸——整形——修边和冲孔——剖切，六个工序。

可能的方案有以下几种：方案1：六道工序均采用单工序模制作，其特点是模具结构简单、寿命长、制造周期短、投产快，但工序分散，需用模具、压力机和操作人员较多，劳动量较大。

方案2：落料、拉伸、整形、剖切采用单工序模，修边和冲孔采用复合模，操作比较安全，可以避免这两道工序中冲孔可能产生的定位不准的情况，且减少了一副模具，保留了方案1的优点，又提高了生产效率。

方案3：使用连续模将所有工序集中在一副模具上制造，其特点是连续模工序高度集中，生产效率高，适用于大量生产，但模具结构复杂，安装、调试、维修比较困难，制造周期长。

综上所述：考虑到工件要求不高、批量不大以及模具寿命、成本等多种因素，所以选择方案1。

虽然生产效率较低但是模具结构较简单，模具制造工作量小，成本低，寿命长。

三、模具工艺计算１、毛胚落料模的工艺计算1.预定毛坯尺寸：采用长圆形毛坯形状计算公式，查表得：修边余量δ=6mm。

长轴两端处毛坯直径D=2（凸缘宽度+δ）+（B2+4BH0-1.72Br p-0.57r p2）1/2≈96mm；毛坯长度L=D+（A-B）=196mm；毛坯宽度K=2（凸缘宽度+δ）+（2H0+B-0.86r p）≈122mm；上式中H0=（1.05~1.10）H=39.9~41.8，取H0=41mm；连接的圆弧半径R c=（5D+3K）/8≈106mm。

毛坯如下图：2.排样与搭边：t——板料厚度（mm）；σb——材料的抗拉强度（N/mm2）。

F1=nK1F式中K1——推件力系数。

查表得：K1=0.055，L=256.8069≈257mm。

得：F=Ltσb=257×1×390=100230NF1=nK1F=1×0.055×100230=5512.65NF0=F+F1=105742.65N4.确定压力中心：本零件外形为完全对称图形，且板厚均匀，所以其压力中心在零件表面的几何中心上。

5.凸、凹模刃口尺寸计算：采用凸、凹模分开加工的方法：凹模：Dd=（D-xΔ）+δd凸模：Dp =（Dd-Zmin）-δp=（D-xΔ-Zmin）-δp查表得：磨损系数x=0.75，工件的制造公差按自由公差取IT14,Δ=0.3mm，最小合理间隙（双边）Z min=0.14mm，最大合理间隙（双边）Z max=0.20mm，δp=-0.020mm，δd=+0.020mm。

经计算得：Dd=195.775+0.020 mm；Dp =195.635-0.020mm。

满足|δp|+|δd|≤Zmax -Zmin条件。

6.模具轮廓尺寸计算：根据落料尺寸查凹模周界L=315mm，B=200mm。

根据典型组合中固定卸料纵向送料典型组合尺寸选取：凸模长度为75mm；配用模架闭合高度H最大255mm，最小210 mm；孔距s=279 mm，s1=175mm，s2=164mm，s3=90mm；垫板厚度为10 mm，上模固定板厚度为25 mm，2件导料板长度厚度为260２、拉伸模的工艺计算通过工艺方案的计算，一次拉伸成形有一定的困难，但考虑到08F材料的拉伸性能较好,如果下料尺寸掌握准确,是有可能一次拉伸成形的。

为此进行了一次拉伸成形的试验，图2为落料毛坯尺寸，图3为带料的排样图。

1.拉伸力计算：P拉=kltσb=0.6×316×1×390=73944N式中k=0.5~0.8,取0.6。

2.拉伸模工作部分尺寸计算：⑴拉伸凹模圆角半径：D-d=57-（18.5×2）=20mm，t=1mm。

查表得：拉伸凹模圆角半径为4mm。

⑵拉伸模工作部分尺寸计算：①凸、凹模基本尺寸：查表得凸模与凹模单面间隙Z/2为1~1.1t，即1~1.1mm，取1.05mm；查表得凸模与凹模制造公差δd=0.08，δp=0.05；凹模基本尺寸：d d=（d min+0.4Δ）0+δd=136.160+0.08 mm；凸模基本尺寸：d p=（d min+0.4Δ+Z）0-δp=138.260-0.05 mm；②凸、凹模轮廓尺寸：根据拉伸件尺寸查凹模周界L=160mm，B=100mm。

根据典型组合中弹压卸料纵向送料典型组合尺寸选取：凸模长度为56 mm；配用模架闭合高度H最大170 mm，最小140 mm；孔距s=136 mm，s1=70 mm，s2=76 mm，s3=40 mm；垫板厚度为6 mm，上模固定板厚度为16 mm，2件导料板长度×厚度为140×6，凹模厚度为18 mm，卸料板厚度为16 mm，承料板160×40×3mm，螺钉2×M6×10，6×M8×45，圆柱销2×8×45，4×6×20，螺钉4×M8×20，卸料螺钉6×8×48，螺钉6×M8×45，圆柱销2×8×45。

查表得：该模具采用SiMnMo，HRC60~62，凹模采用Cr12MoV，HRC62~64，凸模采用Cr12MoV，HRC58~62，压边圈采用CrWMn，HRC54~58，其他非标准零件用45钢。

⑶压边力的计算：为防止凸缘部分材料起皱，采用压边方法。

=Fq=52626.75N查表得：p压F——压边面积（mm2），经计算约为19137 mm2；q——单位压边力（N/mm2）,查表得2.5~3,取2.75 N/mm2。

图4图4为拉伸模结构，凹凸模单面间隙为1~1.10mm，拉伸凹模圆角半径取为R4mm，采用弹性卸料，所用橡皮为拉伸件高度的4倍。

经过试模，成功地拉出了制件，且表面光滑，无起皱、拉毛等现象。

如果落料毛坯尺寸偏小，则会起皱，料大会拉裂。

3.冲压设备的选择：根据最大闭合高度和冲压力选取J23-16开式双柱可倾压力机，最大闭合高度为270mm。

３、整形模的工艺计算同拉伸模工艺计算，将凹模的圆角改小至R0.3mm。

如下图：该模具采用材料同拉伸模。

４、修边及冲孔复合模的工艺计算1.总冲裁力计算：由于模具采用弹性卸料装置和上出件方式，总冲裁力为F0=F+F2+F3，式中F 为冲裁力，F2为顶件力，F3为卸料力。

F=Ltσ b 式中L——冲裁件的周长（mm）；t——板料厚度（mm）；σb——材料的抗拉强度（N/mm2）。

F2=K2F ；F3= K3F 式中K2、K3——顶件力和卸料力系数。

查表得：K2=0.06，K3=0.04~0.05，由于制件多孔、轮廓复杂，取K3=0.05,L=187.2414mm≈187mm。