1、1说明书、工件的冲压工艺性分析此工件名称为部分角形件，材料为 08 钢，厚度为 1mm，由下图可知，其外形和孔的尺寸精度均不高，取 IT14 级即可满足使用要求，且该工件的外形及孔形状规则。所以加工不很困难，但尖角处应取小圆角过渡，查冷冲压模具设计指导P7 表 22 得其小圆角半径为 0.3，另外，材料08 钢是最常用的材料，属于碳素结构钢，其抗剪强度为 =255353Mpa，抗拉强度 b=324441Mpa，屈服点 s=196Mpa，伸长率 =32，弹性模量 =18610 3Mpa，具有较好的冲压性能和力学性能，易于进行各类冲压加工。、确定工艺方案由工件的形状的可确定此件需由落料、拉深、再拉
2、深、冲孔、剖切、翻边等几道工序才能完成，其翻边高度为 H=5mm，展开后工件的总高度为88.25mm，查冲压工艺与模具设计P264 =2.59，所以修边余量rchh=（0.030.05）h=（0.030.05）88.25=2.64754.4125，取修边余量 h=3.75。还要考虑到剖切余量 4。计算拉深成盒形件的相对高度 = =0.34mm，查冷冲压模具设计指导P112 表 412 得bh269=0.70.6， =0.34 =0.70.6 高度不能一次拉深成形，所以需要0bh0进行两次拉深，校核角部的拉深系数 m= = =0.43，查表 413rh21349得 M1=0.35，得 MM 1，
3、角部能一次拉成。另外，此工件为部分角形件，生产批量为中、小批量，且零件的质量及精度没有特殊要求，所以按 IT14 级算。为了降低模具费，所以采用单工序模具分散冲压成型，拉深后还得修2边，应采用先落料、拉深、再拉深、修边、冲孔、剖切、翻边的工序组合。、毛坯尺寸的展开计算1、工序分析由上面分析知，此工件应先落料、拉深、再拉深、修边、冲孔、剖切、翻边等工序组成，所以应由工件先计算出拉深、翻边、落料等的毛坯尺寸。2、翻边的毛坯尺寸计算查实用冲压工艺及模具设计手册P598 页翻边的展开长度按式 W=A+B-J 计算，其中 J 为修正量，由本页图 820 查得 J取 1.75，所以 W=A+B-J=85+
4、5-1.75=88.25mm。3、再拉深时的毛坯尺寸计算查书实用冲压工艺及模具设计手册P516 页第一次拉深后为圆筒形件 Dn-1=1.41B-0.82r+2式中 B=269，r=34，=（0.20.25）r=（0.20.25）34=6.88.5所以 Dn-1=1.41B-0.82r+2=1.41269-0.8234+2（6.88.5）=366取首次拉深凹模圆角半径 rn=(106)t=10,首次拉深后制件的直径为d1=366，并且第一次拉深后的半径应大于第二次拉深后的半径，所以取首次拉深凸模圆角半径 r1=40.高度 h=1/4（D 2/dn-dn+1.72rn+0.57rn2/dn）=56
5、.375mm=544、第一次拉深时毛坯尺寸计算查冷冲压模具设计指导P110 页 r=r 底D=1.13 )3.0(7.1)43.0(rhrhb=1.13 ）（）（ 34.0924926269 =437四、模具设计（一） 、第二次拉深模1、模具及工件的工艺性分析前一次拉深工件图3第二次拉深工件图零件的生产工序为落料、拉深、再拉深、修边、冲孔、一次剖切、二次剖切、翻边。模具采用单工序制作，由于第二次拉深模凸、凹模间隙较大，所以不需要精确的导向及标准模架进行导向，该件外形简单，形状规则，而且拉深过程中无较小圆角半径等问题，零件尺寸公差无特殊要求，按 IT14 级选取，选用普通的倒装式模具可达到拉深要
6、求要求。2、确定工艺方案零件属于中、小批量生产，工艺性较好。由于零件为规则的方盒形件，采用单工序模即可达到要求。3、工艺与设计计算（1）凸、凹模尺寸计算凹模+成形凹模凹模圆角半径+顶出装置高度+件的高度所以凹模高度根据实际情况的需要取 110，成形凹模高度为 20，圆4角取前一道工序的 0.7-0.8 倍的前一次拉深圆角直径，即 r=8mm根据情况凸模 H 定为 220 LB=267267凸、凹模刃口尺寸查冷冲压模具设计指导P210 表 814 公差 =1.3查冷冲压模具设计指导P126 表 434 得 p=0.06 d=0.08查冷冲压模具设计指导P125 表 432 得单边间隙 =（11.
7、1）2zt，Z=22.2查冷冲压模具设计指导P125 表 433凹模尺寸：Ld=（l+0.4+Z） 0=（269+0.41.4+2.1） 08.=271.66 08.凸模尺寸 Lp=（l+0.4） =（269+0.41.4） 06._=269.5606._通气孔直径 d 查冷冲压模具设计指导P311 表 516 得 d9.5取 10高度 h1件高度 H=92h1=（510）+H=100（2） 、计算拉深力和压边力查冷冲压模具设计指导P119 表 421 得 K5=0.9据冷冲压模具设计指导P117 表 419 得拉深力Fl=（4b-1.72r）bk 5=（4269-1.7234）14000.9
8、=366.307KN压边力，查冷冲压及塑料成型工艺与模具设计资料P124 表 1-4-26 得F 压=/4D 2-（d 1-2rd） 2p查冷冲压及塑料成型工艺与模具设计资料P124 表 1-4-28 得单位压边力 P=2.53带入数据 F 压=/4366 2-（269+234） 2（2.53）=48.01KN所以 F 总=Pl+F 压=366.307KN+48.01KN=414.317KN取 JC2363 压力机 F 压=630KN（0.70.8）F 公=441504KN414.317KN441504KN4、计算或估算模具各主要零件的外形尺寸（1）工作零件对于拉深模，由计算可知件一次拉深圆角
9、部分能完成，但高度部分不能一5次拉成，故采用两次拉深。需要两套拉深模具来完成。第二次拉深是将圆筒形件拉成所需要的方形盒件，在拉深过程中，由于空气压力的作用或润滑油的粘性等因素，使工件很易粘在凸模上，所以设计凸模时还应有通气孔，其通气孔的直径大小和高度由查表选取。拉深模按普通的倒装式设计，选用单动压力机，上装弹性装置及通用弹顶器就能对工件进行压边，凹模内放推板，选有模柄孔的旋入式模柄，孔内放入顶杆即可将工件顶出。有压边装置，便于采用通用的弹顶装置，以保证之间的定位精度。由于拉深件无特殊要求，且拉深件高度较高，凹模作成分体式较经济性，所以成型凹模材料选 Cr12MoV，热处理硬度为60-64HRC
10、，周界尺寸为 LBH=53053020mm，凹模为 45 号钢，周界尺寸为 LBH=530530110mm，凸模材料选 CrWMn，热处理硬度为 58-62HRC，周界尺寸为 LBH=267267220mm。由于拉深件高度较高，而且凹模内还有推板的厚度，所以凸模固定板厚度H10.4H=0.413050，周界长度与凹模相同，530530。为保证模具固定，所以，模座长边比凸模固定板多 4070的余量所以取模座外形尺寸为 63053050。（2） 、定位零件由于前一次拉深得工件为圆筒件，不好定位和装卡，所以采用前一次拉深凸模内径配作压边圈的外径，跟凹模单边留有 0.1-.05mm 的间隙，并且留出台
11、阶，另外在压边圈与凹模之间还设置了限位柱，为了控制压边圈与凹模之间的间隙，以克服在拉深后期由于压边力过大造成工件底角附近板料过分减薄，甚至拉破等现象。拉深时直接把工件倒扣在压边圈上，因此压边圈的高度应大于前次工序件的高度（3） 、卸料和推件装置拉深完的工件在回程由推件板从凹模内推出，进行卸料。由于模具是倒装，推板由放在模柄内的顶杆顶出，成型凹模比凹模单边留有 4的台阶以致推板不能随件落下，而一直留在型腔内，所以顶杆采用普通的圆柱销即能工作，为了保证拉深完的件能在顺利卸料，把推板作成台阶式，而且工件尺寸较大，凹模、成型凹模和上模座板用螺钉和销钉连接在一起，5、模具总体设计有了上述各步计算所得的数
12、据及确定的工艺方案，便可以对模具进行总体设计并画出草图。根据凹模的外形尺寸，下模板的外形尺寸 63053050。上模板的外形尺寸 53053040。6、选定设备查冷冲压模具设计指导P119 表 421 得 K5=0.9据冷冲压模具设计指导P117 表 419 得拉深力Fl=（4b-1.72r）bk 5=（4269-1.7234）14000.9=366.307KN压边力，查冷冲压及塑料成型工艺与模具设计资料P124 表 1-4-26 得F 压=/4D 2-（d 1-2rd） 2p查冷冲压及塑料成型工艺与模具设计资料P124 表 1-4-28 得单位压边力P=2.53带入数据 F 压=/4366
13、2-（269+234） 2（2.53）=48.01KN6所以 F 总=Pl+F 压=366.307KN+48.01KN=414.317KN，取 JC2363 压力机，F压=630KN公称压力 630KN；滑块行程 100；最大封闭高度 390；工作台尺寸：前后 570，左右 860；模柄直径 50，深度 70；滑块底面尺寸：前后 360，左右 430。（二） 、冲孔模1、冲孔件冲制件为方形如下图2、分析冲孔件的工艺性零件尺寸公差无特殊要求，按 IT14 级选取，原件冲孔 116116 处是直角，由于冲裁件的内形转角处应避免尖角，应有适当的圆角，查冲压工艺与模具设计P6 表 21 得圆角半径为
14、0.3，修改后的件图如上所示。3、工艺与设计计算（1）凸、凹模尺寸计算凸模为正方形 L=116。凸、凹模刃口尺寸计算查冷冲压模具设计指导P16 表 212 得 p=0.025 d=0.035查冷冲压模具设计指导P16 表 213 公差 X=0.75查冷冲压模具设计指导P18 表 216 公差 =0.87查冷冲压模具设计指导表 214凸模尺寸：Bp=（B+X） 0=（116+0.750.87） 025.=116.6525025.凹模工作部分尺寸均按凸模研配，保证两侧共有 0.640.88的均匀间隙即可7凹模厚度 H=92+（25）=95是否采用垫板，= = = （324441）AFbLt164=
15、11.1715.20 千帕p所以得采用垫板（2） 、计算冲裁力，压力中心的确定，弹性元件的选用和核算等a）压力中心的计算由于工件在成型过程中为完全对称的形状，故其压力中心就是其件的中心位置，所以不用计算。b）弹性元件的选用与核算由于采用弹压卸料装置，用橡胶块作为弹性元件，具有承受负荷比弹簧大，具有安全及安装调整方便等优点，冲孔模的工作行程较小，选用橡胶块作为弹压卸料装置的弹性元件更为多见，所以此处选用的是硬度为邵氏 7080 安的聚氨酯橡胶为弹性元件。由于其性能比合成橡胶优异，不仅可获得较大的压力，而且可延长其使用寿命橡胶高度 H= =yjhjg对于硬度为邵氏 7080A 的合成橡胶，j=35
16、 y=10Hg=t+1 H =81.035根据实际需要 H 取 20橡胶块截面尺寸计算 A= FF 卸=7168N 单位压力 Fq 查冷Fq冲压工艺与模具设计P106 表 227 得Fq=5.6mP，A= = =1280 26.5718橡胶高度校核选取弹压卸料螺钉孔直径为 d=10.5弹性体外径 D= = =41.7dA45.104.3128= =0.3140.5DH175所以橡胶符合要求4、选择设备及吨位的根据冲孔力 F=Ltb=11641400=185.6KN查冷冲压模具设计指导P22 表 220，K 卸=0.040.05F 卸=K 卸F=0.04185.6=7.424KNF 总=F+ F
17、 卸=185.6+7.424=193.024KN为了安全起见，选压力机 J2335，压力机规格：8最大闭合高度 300；工作台尺寸：前后 380，左右 610；模柄直径 50，深度 70。滑块行程 80；滑块底面尺寸：前后 190，左右 210。5、模具结构的总体设计（1）工作零件由于在冲孔模之前是第二次拉深后得到的工件为盒形件，为了保证工件的精确定位，及冲孔位置精度的要求，采用再拉深时的凸模形状为凹模且与工件有一定的间隙，既要保证冲孔精度，又不能让工件在凹模上移动。然后直接将盒形件倒扣在凹模上就能精确定位，不过比盒形件的高度高，留出点余量，以免发生件跟下模板碰撞，导致工件冲孔质量得不到保证，
18、甚至报废，采用标准模架。即可满足模具及件的要求。凹模周界尺寸为LBH=26726795mm，材料选用 9Mn2V，凸模周界尺寸为LBH=11611678mm，材料选 T10A（2）定位零件由于前一次拉深得工件为方盒形件，不好定位和装卡，采用第二次拉深时的凸模的内径为标准进行配作冲孔件的凹模，所以采用前一次拉深凸模内径配作压边圈的外径，跟凹模单边留有 0.1-.05mm 的间隙，拉深时直接把工件倒扣在凹模上，因此凹模的高度应大于前次工序件的高度，取 95mm。（3）卸料与推件装置由于工件是倒扣在凹模上，在凸模冲裁完，后回程时，工件很容易套在凸模上面，采用弹压卸料板和弹性元件橡胶进行卸料，这样可以
19、减小元件在凸模工作完回程时工件套在凸模上起皱等现象的发生。弹压卸料板、橡胶、凸模固定板、垫板和上模座板用螺钉和销钉连接在一起，弹压卸料板与凹模之间应用合适的间隙，在弹压卸料板无精确导向时，其型孔与凹模之间的双边间隙可取 0.10.3mm，为确保卸料可靠，装配模具时，弹压卸料板的压料面应超出凸模端面 0.20.5mm。5、强度校核凸模一般不用校核，但对于特别细长的凸模或凸模断面尺寸小而板料厚度大时，则应进行强度校核。而此冲孔凸模截面尺寸相对板料厚度大，且凸模粗大，所以此凸模不必进行强度校核。（五） 、剖切模1、确定工艺方案冲制件为方形如下图9零件尺寸公差无特殊要求，按 IT14 级选取，零件属于
20、中、小批量生产，工艺性较好，由于模具的要求也不用太高，所以据综合要求模具采用单工序生产，选用标准模架比较经济性。2、工艺与设计计算（1）凸、凹模尺寸计算凸模为长方形 L=269 ，B=4 。由于剖切相当于斜刃冲裁，由于工3.103.0件尺寸比较大，所以凸、凹模刃口尺寸按直边冲孔计算查冷冲压模具设计指导P18 表 216 公差 =0.048， =0.21，12X =0.048，X =0.2112查冷冲压模具设计指导表 214凸模尺寸：Lp =（L+X）105.=（4+0.048） 012.=4.0480.Bp =（B+X） =(289+0.21) =289.212052. 052.052.凹模尺
21、寸按凸模尺寸配制，其双面间隙为 0.06-0.08为了留出足够的让凸模量，以致凸模能完全剖切凹模厚度 H=110是否采用垫板，= = = （324441）AFbLt42691）（=164.4220.5p所以得采用垫板2） 、计算冲裁力，压力中心的确定a）压力中心的计算由于工件在成型过程中为完全对称的形状，故其压力中心就是其件的中心位置，所以不用计算。102）选择设备及吨位的根据为了保证剖切制件的工艺性要求，模具的冲裁力按直边的冲孔力计算，F=Ltb=（269+4）23001=163.8KN由于压力机闭合高度不够，所以选大一号压力机 J2335，压力机规格：最大闭合高度 300；工作台尺寸：前后
22、 380，左右 610；模柄直径 50，深度 70。滑块行程 80；滑块底面尺寸：前后 190，左右 210。3、模具的总体结构设计（1）工作零件将盒形件切成 4 均分，需要两次剖切才能完成。第一次剖切与第二次剖切的模具结构基本相同，只是第二次剖切是凹模或凹模框尺寸大小不相同而已，剖切时的凸模工作截面作成 4宽的片，而且两边是斜刃的方式剖切便于使盒形件的直边部分先切到，不至于引起变形等，剖切后的废料顺漏料槽排除，件也随着一分为二自己脱落下来，不需要卸料装置。要求模具的定位精度要高，否则制件很易不合格，凸模由于太薄，不好生产，也不好固定，而且如果把凸模固定板做得跟垫板一样尺寸大小的话，不好用销定
23、位凸模，而且由于凸模大而薄，不好加工和生产。所以只好采用护套的形式可以保证凸模的准确定位和工作，通过护套固定在凸模固定板上，凹模和模架及螺钉和孔的尺寸都跟冲孔模一样。便于选材和进料，以及生产等。凹模周界尺寸为 LBH=267267110，材料选用 9Mn2V，凸模周界尺寸为 LBH=2894150mm，材料选 T10A（2）定位零件由于前一次拉深得工件为方盒形件，不好定位和装卡，采用冲孔时的凸模的内径为标准进行配作冲孔件的凹模，所以采用前一次拉深凸模内径配作凹模块外径，跟凹模单边留有 0.1-.05mm 的间隙，剖切时直接把工件倒扣在凹模块上，凹模块由螺钉和销钉固定在下模座上，因此凹模的高度应
24、大于前次工序件的高度，取 110mm。（3）卸料与推件装置由于工件是倒扣在凹模上，在凸模冲裁完，后回程时，由于工件相当与斜刃冲裁，所以不需要担心工件很容易套在凸模上，由于剖切模相当于把件一分为二，件和废料切完以后直接落下，省去了卸料装置，使模具更为简单，只需凸模通过销固定在凸模固定块上，再由凸模固定块跟板连接，上模由螺钉和销钉固定上模座、垫板和凸模固定板。4、强度校核凸模一般不用校核，但对于特别细长的凸模或凸模断面尺寸小而板料厚度大时，则应进行强度校核。而此剖切模虽然薄而大。但最小尺寸 4（2-3）t，还用护套固定，所以不用校核。六参考文献1、钟毓斌.冲压工艺与模具设计.北京:机械工业出版社,2000.52、王同海 孙胜等编.实用冲压设计技术北京:机械工业出版社.1995.43、王芳主编.冷冲压模具设计指导.北京:机械工业出版社,1999.104、 冷冲压及塑料成型工艺与模具设计资料.北京.机械工业出版社115、郑家贤编.实用冲压工艺及模具设计手册. 北京:机械工业出版社,2005.1
