第一章 分析零件的冲压工艺
1.1零件的冲压工艺分析
该制件形状简单.尺寸较小,类型为大批量生产。属于普通冲裁件,尺寸精度等级为IT9级，材料为 A3。但有几点应注意:
(1) 2个1.65×0.55mm两个方孔壁距仅为0.675mm,在模具设计时应加以注意。
(2) 制件较小,从安全考虑,要采取适当的取件方式。
(3) 大批量生产,应重视模具的材料和结构的选择,保证模具有较长的使用寿命。
(4) 材料为 A3强度较高，常用农业机械型钢和不重要的机械零件，有一定的塑、韧性
制件头部有20̊的非对称弯曲,
 图1-1冲压二维图
图1-2冲压零件三维图
第二章 工艺方案的分析确定
2.1工艺方案的分析确定
.根据制件工艺性分析,其基本工序有落料、冲孔、弯曲和拉深四种。按其先后顺序组合,可得以下五种方案:
(1).落料—弯曲—冲孔—拉深,单工序冲压。
(2).落料—冲孔—拉深—弯曲,单工序冲压。
(3).冲孔—切口—拉深—弯曲—落料,单件复合冲压。
(4).冲孔—切口—拉深—弯曲—切断,两件复合冲压。
(5).冲孔—切口—拉深—弯曲—切断,两件连冲级进冲压。
2.2 工艺方案的分析确定:
方案(1)、(2)属于单工序冲压。由于制件的生产类型为大批量生产,制件尺寸又小。而这两种方案生产率较低、操作也不安全,故不宜采用。而方案(3)、(4)属于复合式冲压。由于制件结构尺寸小、壁厚小,复合模装配较困难,强度也会受影响,寿命不长；又因冲孔在前、落料在后,凸模插入材料和凹模内进行落料,必然会受到材料切向流动压力,有可能使1.65×0.55mm凸模纵向变形。因此采用复合冲压除解决了操作安全性和生产率等问题外,又有新的难题。所以使用价值不高,也不宜采用。方案(5)属于级进模冲压,既解决了方案(1)、(2)的问题,又不存在方案(3)、(4)的难点,故此方案最合适。
第三章 坯料展开尺寸的计算
3.1 坯料展开尺寸的计算
相对弯曲半径R/t=1.2/0.8=1.5>0.5 式中R—弯曲半径(mm) ｔ—料厚(mm)。可见,该制件属于圆角半径较大的弯曲件。应先求弯曲变形区中性层曲率半径ρ(mm)。由文献＜冲压工艺与模具设计＞可知，应变中性层的计算公式为：
ρ＝ｒ+ｘt
查表３.３.３中性层位移系数ｘ的值。查出ｘ＝０.３６
所以， ρ＝１.２+０.３６×０.８
＝１.４４８(mm)
圆角半径较大（ｒ＞０.５ｔ）的弯曲件的计算公式为：
L＝ +
＝ + ρ
式中 L—弯曲件毛坯展开长度(mm)，
—弯曲件各直线段长度总和(mm)，
—弯曲件各弯曲部中性层长度总和(mm)。
由图所示：
图3-1冲压零件图
＝AB+BC+DE ＝CD
式中： AB＝10(mm) BC＝4.8-1.2 ＝3.6(mm)
DE＝1.25-1.2＝0.05(mm) 弯曲角 ＝20̊
所以, CD＝ ρ
＝3.14×1.448
＝4.67(mm)
则: ＝AB+BC+DE
＝10+3.6+0.05
＝13.65(mm)
＝CD
＝4.67(mm)
所以, L＝13.65+4.67＝18.3
第四章 排样尺寸及材料利用率的计算
4.1排样方法
为了保证制件的精度,提高材料的利用率。采用两件直接方法,由文献<冲压工艺与模具设计>可知，当条料用侧刃定位时,计算公式为:
B ＝B +ｎｂ
＝(D+2ａ+ｎｂ)
查表2.5.3可知 ＝0.4(mm) , 表2.5.2可知ａ＝1.5(mm)
侧刃余料ｂ＝1.5(mm) ｎ＝2个。
查文献<模具设计指导>表4—1, 选板料规格为1200×600×0.8 mm的板料,每块可剪成600×47.64×0.8 mm规格的条料,材料利用率可达97%以上。
4.2计算材料利用率
由文献＜冲压工艺与模具设计＞,可知材料利用率计算公式:
＝ ×100%
＝ ×100%
排样图如下图所示:
图4-1排样图
所以， ＝ ×100%
＝ ×100%
＝55%
第五章 计算冲裁力和压力中心
5.1冲裁力F的计算:
完成本制件所需的冲压力由冲裁力、拉深力、弯曲力、卸料力和推料力组成。
（1）冲裁力 —由冲孔力、切口力、切断力和侧刃力四部分组成。由文献＜冲压工艺与模具设计＞可知， 的计算公式为:
＝kptl
＝lt
式中： 系数k＝1.3 l—周长(mm)
—材料抗剪强度(MPa) —材料抗拉强度(MPa)
由文献<模具设计指导>表4—12得: ＝400(MPa)
F=400×0.8×[(4.2+1.5)×2+(1.65+0.55)×2×4+(0.6+1.5) ×2×4+(5+1.5)×4+(1.2+1.9)]
＝320 ×（11.4+13.2+16.8+26+6.2）
＝320×73.6
＝23.552（KN）
（2） 弯曲力的 计算: 为有效控制回弹，采用校正弯曲
＝qＡ
式中： q—单位面积上的校正力(MPa)
Ａ —弯曲件被校正部分的投影面积（ ）
查文献＜冲压工艺与模具设计＞表3.3.6可知，q＝40(MPa)
Ａ＝3.6×0.94×3×2
＝20.3（ ）
所以: ＝qＡ
＝40×20.3
＝812（N）
＝0.812（KN）
（3）拉深力的 计算:
＝
式中： —抗拉强度(MPa) —材料的系数
查文献＜冲压工艺与模具设计＞表4.5.4可知，
＝400(MPa)
＝0.4
所以： ＝
＝3.14×2.4×0.8×400×0.4
＝965（N）
＝0.965（KN）
（4） 卸料力 和推料力 的计算:
＝K ＝
式中： k—卸料力系数 —推料力系数
—冲裁力 n—梗塞在凹模内的制件数量
查文献＜冲压工艺与模具设计＞可知:
K＝K1＝0.05
n＝4
所以： ＝0.05×23.552
＝1.18（KN）
＝0.05×4×23.552
＝4.471（KN）
所以 ，F＝ + + + +
＝23.552+0.965+0.812+1.18+4.71
＝31.22（KN）
5.2.计算压力中心
本件由于图形规则、两件对排、左右对称，故采用解析法求压力中心较方便。建立如图所示的坐标系: 因为左右对称，所以 ＝0
图5-1 压力中心图
= 19.38
=19(mm)
所以，模具的压力中心为: ＝0 ＝19(mm)
第六章 初步选择压力机
6.1 初步选择压力机
对于中小型的冲才件，这样开式通用压力机，生产批量大，选用开式可倾式压力机。
最大公称压力F= ＝42（KN），查文献<模具设计指导>表4—33。
选用双柱开式可倾压力机，型号:J23—23。
封闭高度调节量＝40(mm)、滑块行程:50、滑块系数:160 立柱间距离:150(mm)、工作台尺寸: 前后:200(mm) 左右:315(mm)
模柄孔尺寸（直径/ mm×深度/ mm）: ×50。工作垫板厚度尺寸为: Ｈ＝40(mm) 。
根据冲裁力和压印力计算可知：
6.2压力机图示表格
名称 开式双柱可倾式压力机 闭合高度调节量/mm 45
型号 J h23—16 立柱间距离/mm 220
工程压力/KN 160 最大装模高度/mm 220
滑快行程/mm 50 工作台
尺寸/mm 前后 300
第七章 凸模和凹模刃口尺寸的计算
7.1凸模和凹模刃口尺寸的计算
本制件形状简单，可分别加工法计算刃口尺寸。查文献＜冲压工艺与模具设计＞表2.2.4， 可知: 2 ＝0.07 2 ＝0.1
取 ＝0.4（2 －2 ）
＝0.012
＝0.6（2 －2 ）
＝0.018
查文献＜冲压工艺与模具设计＞2.3.1， 取X ＝1。
冲孔时: ＝
7.2凸模尺寸计算
（1）冲孔凸模尺寸:
＝
＝
＝
＝
图7 -1冲孔凸模
(2)切口凸模尺寸:
＝
＝
＝
＝
＝
＝
＝
＝
图7-2切口凸模
(3)切断凸模尺寸:
图7－3 切断凸模
＝
＝
同理求得其它尺寸为:
＝ ＝ ＝
(4)侧刃尺寸:
侧面宽度B＝4(mm) S＝4.2(mm)
侧刃长度L＝12(mm) 间隙取在凹模上。
故侧刃的冲孔尺寸为:
B＝ L＝
(5)凹模及各孔的位置尺寸:
本制件中,尺寸较多,包括两侧刃孔位置尺寸、四个小孔位置尺寸。其基本尺寸按排样图确定,制造公差为IT7级。即: ＝0.018
第八章 模具结构设计及零部件选用
8.1 模具结构设计
（1）由文献<模具设计与指导>表3—5,选用 12为凹模材料。
确定凸模厚度:
H＝
＝
＝13(mm)
(2)确定凹模周界尺寸:
＝1.5H
＝20(mm)
＝nl
＝2×18.32
＝36.64(mm)
凹模长度 ＝2 +2
＝2×18.32+2×20
＝76.64(mm)
凹模宽度:B＝步距+工件宽+2
＝4.2+3+2×20
＝47.2(mm)
图8-1 凹模结构
(3)确定凸模长度:
＝
＝14+14+18
＝46(mm)
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Published by Stonespider 
