挡盖模具设计说明书 fu 5(3)

4.2 拉深工艺

该方法为一次拉深成形，其优点是用一副模具成形，可以提高生产率，减少所需设备和操作人员。缺点是毛坯的整个面积几乎都参与激烈的拉深变形，零件表面擦伤严重，零件形状与尺寸都不精确，拉深处起皱严重，所以在设计拉深模具的过程中要特别注意。

4.3 冲孔工艺

本次冲孔是在拉深工艺之后进行的，对冲孔的位置和精度要求比较高。

4.4组合方案及比较

根据冲压该零件需要的基本工序和拉深方法的选择，可以作出下列各种组合方案：

（1）落料-冲孔-拉深，用单工序模生产。

（2）拉深—落料-冲孔，采用单工序模生产。

（3）落料—拉深—冲孔，用单工序模生产。

方案（1） 模具结构简单，制造周期短，成本低，操作简单，但冲孔后拉伸不能保证孔的位置精度，且冲孔后拉深容易使孔周围产生应力集中，发生变形难以满足零件形状和位置要求。

方案（2） 落料后冲孔，冲孔模复杂，且产生的应力集中使拉深时发生零件变形尺寸和形状不精确，操作难度较大，生产效率低。

方案（3） 拉深后冲孔，可以保证孔的位置精度，且减少了拉深时的应力集中，保证了拉深时零件的完整性，使得拉深时零件精度高。

上所述，该零件使用时，应减少其应力集中，同时为了保证其精度，减少大批量生产时零件的修整时间，应采用方案（3）进行生产。

5 主要工艺参数计算

5.1毛坯展开尺寸计算

毛坯零件的形状如图

5.1

图5.1 零件毛坯图

所有尺寸均视为中性层尺寸，根据拉深件计算表面积相等简化计算得坯料直径2D=4R 40d=4*2500 40*60 =111.35mm，取112mm。

5.2 确定排样方案和计算材料利用率

排样中相邻两制件之间的余料或制件与条料边缘间的余料称为搭边。其作用是补偿定位误差和保持有一定的强度和刚度，防止由于条料的宽度误差、送进步距误差、送料歪斜等原因而冲裁出残缺的废品，保证冲出合格的工件，便于送料。

搭边是废料，从节省材料出发，搭边越小越好。但过小的搭边值容易挤进凹模，增加刃口磨损，降低模具寿命，并且也影响冲裁件剪切表面质量。

查《冲压模具设计与制造》表确定搭边值

两工件间的搭边:a=3.0mm;

工件边缘搭边:a1=3.0mm;

步距为:h=115mm

条料宽度b=118mm

确定后排样图如图5.2所示

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图5.2落料排样图

一个步距内的材料利用率η为:

nA 100%=1×9847/(118×115）×100%=72.6% bh

式中 A—冲裁面积(包括内形结构废料)；

n— 一个冲距内冲冲裁件数目；

b—条料宽度；

h—进距。

确定排样方案，根据零件形状选用合理的排样方案，以提高材料的利用率。该零件毛坯形状为圆形状，直径尺寸较大，为便于送料和操作方便，采用单排方案。

5.3确定板料规格

根据条料的宽度尺寸选择合适的板料规格，使剩余的边料越小越好，该零件直径用料为112mm,以选择2mm（厚度）*118（宽度）的板料为宜。

6 各工序工艺、冲压力及零部件的设计计算

6.1 落料工艺、冲压力及零部件的设计计算

6.1.1 落料工艺计算

落料工艺计算主要为凸、凹模刃口尺寸计算，落料时凸、凹模刃口尺寸的设计原则是以凹模为设计基准，间隙取在凸模上，设计时采用最小合理间隙值Zmin。冲裁间隙的

大小主要与材料的性质及厚度有关，材料越硬，厚度越大，则间隙值应越大。选取间隙时应结合冲裁件的具体要求和世家的生产条件来考虑。其总的原则应该是在保证满足冲裁件剪断面质量和尺寸精度的前提下，是模具寿命最长。设计时一般采取查表法确定，在冲模制造时，也可按材料厚度的百分比估算。45钢，为硬刚，根据材料厚度2mm查表取Zmax=0.270mm,Zmin=0.210mm

d落料时落料凹模尺寸为： Dd=（Dmax-xΔ） 0

按IT12级去φ112mm的偏差为0.35 mm,即Δ=0.35 mm,根据厚度及工件公差查的磨损系数x为0.5， Dmax=112+0.35=112.35mm

该零件形状简单，刃口尺寸偏差按IT6取值： d=+0.033mm, p=0.020mm。

0.033 0.033所以：Dd=（112.35-0.35*0.5）0=112.160mm

00凸模尺寸Dp=( Dd- Zmin)0 p=(112.16-0.21) 0.020=111.95 0.020，如图6.1所示

图 6.1 落料凸模

6.1.2 落料冲压力的计算

（1） 计算冲裁力

冲裁力是设计模具、选择压力机的重要参数。计算冲压力的目的是为了合理地选择冲压设备和设计模具。选用冲压设备的标称压力必须大于所计算的冲裁力，所设计的模具必须能传递和承受所计算的冲裁力，已适应冲裁的要求。

P=KLT =1.3* *112*2*350=457184N≈320.02kN

式中：P—冲裁力，N L—冲裁周边长度，mm L= D-------(D:圆的直径) ——材料抗剪强度，MPa 查表为320——380Mpa,取350Mpa

K——系数，通常取1.3

（2） 计算卸料力、推件力

① 卸料力 Px=KxP=0.04*320.02KN=12.8kN

② 推件力Pt=nKtP=5*0.055*320.02=88 kN

式中：n——卡在下模洞口内的工件数，n=h/t=10/2,取n=5

h——凹模孔口高度

Kx——卸料系数，查表得Kx=0.04―0.05

Kt——推件系数，查表得Kt=0.055

（3） 计算冲压力总和

P总=P+Px+Pt=320.02+12.8+88=420.82 kN

（4） 压力机的选择

选择压力为1500kN工作行程为30mm的压力机 经查文献可选用J11-50单台式压力机。

6.1.3 落料模主要零部件设计计算

6.1.3.1 凹模的设计计算

（1）凹模孔口形式为一般圆柱的形式其数据如下：

凹模孔口高度 t<0.5mm h=3-5mm

t=0.5-5mm h=5-10mm

t>5-10mm h=10-15mm

该落料件厚t=2mm,取h=10 mm

(2) 凹模外形尺寸的计算

凹模厚度Ha=.1P总=34.取凹模厚度为35mm

凹模周界尺寸，即凹模壁厚C=（1.5—2）Ha，所以C=2Ha=70mm,

如图6.2所示

图 6.2 落料凹模

6.1.3.2 固定板的设计计算

（1）凹模固定板的设计

凹模固定板的厚度与凹模一致，取70mm

（2）凸模固定板的设计

凸模固定板的外形尺寸与凹模固定板或卸料板尺寸相同，但本例采用的是橡胶直接卸料，故凸模固定板的外形尺寸可以小些。