冲压工艺及模具设计设计书

课程设计说明书题目：冲孔模具设计

课程名称：冲压工艺及模具设计_________________________

姓名：王宇学号：20114526

学院(系)：材料科学与工程专业：材料成型与控制工程班级：材型一班指导教师：宋继顺

目录

一、课程设计目的 (2)

二、工艺分析 (2)

2.1.1材料分析 (2)

08#钢为极软的碳素钢，强度、硬度很低，而韧性和塑性极高，具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。但存在时效敏感性，淬硬性及淬透性极低。大多

轧制成高精度的薄板或冷轧钢带用以制造易加工成形，强度低的深冲压或深拉延的覆盖

零件和焊接构件。 (2)

2.1.2结构分析 (3)

2.1.3确定精度 (3)

三、工艺计算 (4)

刃口尺寸计算 (4)

3.2对于孔φ730+0.08 (5)

3.3冲裁力 (5)

对于直径为φ73的孔 (6)

3.4压力中心的计算 (6)

四、设备选择 (7)

4.1压力机的选择 (7)

4.1.1依据滑块的驱动力分类 (7)

4.1.2依据滑块的数目分类 (7)

4.1.3依据滑块的驱动机构分类 (7)

4.1.4依据滑块驱动机构的配置分类 (8)

4.1.5依据机架的形式来分类 (8)

4.2其他零部件的选择 (8)

五、装配图及零件图绘制 (9)

六、参考文献 (10)

一、课程设计目的

二、工艺分析

冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。冲裁件的工艺性是否合理，对冲裁件的质量、模具寿命和生产率有很大影响，在一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。良好的冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。

图1.1 零件

Fig1.1 Parts

2.1.1材料分析

材料：08#钢

材料厚度：0.6mm

生产为大批量生产，

08#钢为极软的碳素钢，强度、硬度很低，而韧性和塑性极高，具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。但存在时效敏感性，淬硬性及淬透性极低。大多轧制成高精度的薄板或冷轧钢带用以制造易加工成形，强度低的深冲压或深拉延的覆盖零件和焊接构件。

2.1.2结构分析

工件结构形状相对简单，冲件上有φ73和3×φ11三个圆孔，孔与边缘之间的距离满足要求，料厚为0.6mm满足许用壁厚要求，可以冲裁加工。

2.1.3确定精度

零件内、外形尺寸均未标注公差,属自由尺寸,可按IT14级确定工件尺寸的公差,经查表1.1得,各尺寸公差分别为：

零件外形: φ110

孔: 3×φ11，φ73

孔心距: φ90

表1.1 冲裁件孔中心距公差

Table1.1 Cutting a hole center distance tolerance

材料厚度t

普通冲孔公差高级冲孔公差

孔距公称尺寸对称

≤50 50-150 150-300 ≤50 50-150 150-300

≤1 ±0.1 ±0.15 ±0.2 ±0.03 ±0.05 ±0.08 1-2 ±0.12 ±0.2 ±0.3 ±0.04 ±0.06 ±0.1 2-4 ±0.15 ±0.25 ±0.35 ±0.06 ±0.08 ±0.12 4-6 ±0.2 ±0.3 ±0.40 ±0.08 ±0.10 ±0.15 2.1.4排样

零件外形为圆形，可以采用单排、交叉双排或多排；考虑到零件为中等批量生产，如果采用交叉双排或多排，则模具尺寸和结构就会相应增大，从而增加模具生产成本，所以本设计决定采用单排结构。如图所示。

2.1.5 搭边

确定搭边值a ，b 。 当t=0.6时，a=1，b=1.2

2.1.6条料宽度

B=D+2a=110+2*1=112mm

三、工艺计算

刃口尺寸计算

因冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法也不同，基本上可分为两类： 第一类：按凸模与凹模图样分别加工法：它主要用于圆形或简单规则形状的工作,因冲裁此类工件的凸、凹模制造相对简单，精度容易保证，所以采用分别加工。 第二类：按凸模与凹模配作法加工：常用于冲制复杂形状的冲模。这种加工方法的特点是模具的间隙有配置保证，工艺比较简单，不必校核min max Z Z T A +≤+δδ的条件，并且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易。

根据基本设计原则，冲孔时应首先确定凸模刃口尺寸。再增大凹模尺寸以保证最小合理间隙。凸凹模工作部分尺寸的计算公式如下：

()0

min T x d D T δ-∆+=

()A Z D D T A δ

++=0min

其中 x ——磨损系数的选取查下表

△——是工件的公差值

表1.2 磨损系数 Table1.2 The wear coefficient

因孔的公差等级为IT14级，所以查表2.1得x =0.5 查表，确定冲裁间隙：Z min =0.03 Z max =0.02 。 基准件的制造公差取 T δ=0.4×（0.03-0.02）=0.004 A δ=0.6×（0.03-0.02）=0.006

3.2对于孔φ730+0.08

则 ()0min T

x d d T δ-∆+==（73+0.5×0.08）0-0.004 = 73.040-0.004

()A Z d d T A δ

++=0min = （73.04+0.03）0+0.006 =73.070+0.006

所以满足T δ+A δ≤min max Z Z -的条件，制造公差合适。

3.3冲裁力

冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。

用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力F 一般按下式计算：

F =KLt τb

式中 F -------冲裁力，N; L -------冲裁周边长度,mm; T -----材料厚度,mm;

τb ----材料抗剪强度(抗拉强度 σb (MPa)：375) K -----系数（一般取K=1.3）

考虑到模具刃口的磨损，凸凹模间隙的波动，材料机械性能的变化，材料厚度及偏差等因素。可按下式计算，即

F =KLt τb ≈Lt b

卸料力 Fx=KxF 推件力 Ft=nKtF 顶件力 Fd=KdF

式中 Kx 、Kt 、Kd -----卸料力、推件力、顶件力,如表2.1所示