落料、拉深、冲孔复合模的课程设计.

摘要自行车中轴碗在生产中需要用到多种冲压工艺，包括落料、拉深、冲孔、修边，在冲压生产中比较具有代表性。

在生产中，为保证生产效率，其冲压模具结构应采用复合模或级进模。

通过零件图，分析零件的结构工艺性，从而选择压力机，设计模具结构，并通过选用标准模架等标准件，提高生产模具的效率。

此套是提供给大家学习参考用,如需更多的设计可以联系我,Q815717278关键词：复合模；落料；拉深；冲孔；凸凹模；模架。

目录引言 51. 零件冲压工艺分析 61.1 制件介绍 61.2 产品结构形状分析 61.3 产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析 62. 零件冲压工艺方案的确定 72.1 冲压方案 72.2 各工艺方案特点分析 72.3 工艺方案的确定 73. 冲模结构的确定 73.1 模具的结构形式 73.2 模具结构的选择 84. 零件冲压工艺计算 84.1零件毛坯尺寸计算 84.2 排样 84.3 拉深工序的拉深次数和拉深系数的确定 94.4 冲裁力、拉深力的计算 94.5 拉深间隙的计算 114.6 拉深凸、凹模圆角半径的计算 114.7 计算模具刃口尺寸 114.8 计算模具其它尺寸 124.9 校核凸模强度、刚度 155. 选用标准模架 155.1 模架的类型 155.2 模架的尺寸 156. 选用辅助结构零件 166.1 导向零件的选用 166.2 模柄的选用 176.3 卸料装置 176.4 推件、顶件装置 176.5 定位装置 177. 编制冲压工作零件工艺卡 187.1 落料凹模的选材、加工及热处理工艺过程 187.2 上凸凹模的选材、热处理及加工工艺过程 187.3 下凸凹模的选材、热处理及加工工艺过程 197.4凸模的选材、热处理及加工工艺过程 198. 编制制件冲压工艺卡 209. 总结 21参考文献 23引言在现代工业生产中，模具是生产各种产品的重要工艺装备。

80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速。

采用模具生产零部件，具有生产效率高、质量好、成本低、节约能源和原材料等一系列有点，在铸造、锻造、冲压、塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生产行业中得到了广泛的应用，成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。

模具工业对国民经济和社会发展，起着越来越重要的作用。

模具制造水平的高低，也成为了衡量一个国家机械制造水平的作用标志之一。

在模具工业中，冲压模具占有重要的比重。

从模具角度看，模具是现代制造业中不可或缺的装备，发达国家的模具总产值，早已超过了工作母机（机床）的总产值，其中为冲压工艺服务的冲模约占模具总量的40％。

据有关文献介绍，冲压方法的增值率达到原材料的3～12倍，具有明显的综合技术经济优势。

以冲压方法为主制造的零件，比较有代表性且与人们日常生活密切相关的有汽车覆盖件、搪瓷和不锈钢器皿、各种家用电器的外壳等，它们带来了产品层出不穷的外观变化。

冲压方法也能制造不少产品内部的某些零件，甚至是关键零件，如链轮、汽车大梁、支架等。

在制件尺寸大小、制件复杂程度、等方面，冲压方法都有非常大的适用范围。

冲模在很大范围内涵盖了其它模具（冷锻模、塑料模、压铸模、粉末冶金模等）的共同内容，所以掌握冲模技术，对了解其它类模具业很有帮助。

1. 零件冲压工艺分析1.1 制件介绍零件名称：自行车中轴碗材料：15钢（渗碳淬火78HRA，层深0.3 mm）料厚：2 . 5mm批量：大批量零件图：如图1所示图11.2 产品结构形状分析由图1可知，产品为圆片落料、有凸缘筒形件拉深、圆片冲孔，产品结构简单对称，孔壁与制件直壁之间的距离满足L≥R+0.5t （查参考书[1]第75页）的要求（L＝（35-19）÷2＝8，R+0.5t＝3+0.5×2.5＝4.25）。

1.3 产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析（1）尺寸精度，为IT12；，查[7]第17页表1－8，尺寸精度为IT13。

零件图上的未注尺寸公差要求为IT13。

（2）冲裁件断面质量板料厚度为2.5，查[1]第49页表2.2，生产时毛刺允许高度为≤0.15mm，本产品在断面质量和毛刺高度上没有严格的要求，所以只要模具精度达到一定要求，冲裁件的断面质量可以保证。

（3）产品材料分析对于冲裁件材料一般要求的力学性能是强度低，塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。

本设计产品所用的材料是15钢，为优质碳素结构钢，其力学性能是强度、硬度和塑性指标适中，经热处理后，用冲裁的加工方法是完全可以成形的。

另外产品对于厚度和表面质量没有严格要求，所以采用国家标准的板材，其冲裁出的产品的表面质量和厚度公差就可以保证。

（4）生产批量产品生产批量为大批量生产，适于采用冲压加工的方法，最好是采用复合模或级进模，这样将很大地提高生产效率，降低生产成本。

2. 零件冲压工艺方案的确定2.1 冲压方案完成此工件需要落料、拉深、冲孔、切边四道工序。

其加工方案分为以下8种：（1）方案一：落料－拉深－冲孔－切边。

（2）方案二：落料、拉深复合－冲孔－切边。

（3）方案三：落料、拉深复合－冲孔切边复合。

（4）方案四：落料、拉深、冲孔复合－切边。

（5）方案五：落料、拉深、冲孔、切边复合。

（6）方案六：落料、拉深级进－冲孔－切边。

（7）方案七：落料、拉深、冲孔级进－切边。

（8）方案八：落料、拉深、冲孔、切边级进。

2.2 各工艺方案特点分析方案一的单工序模，模具制造简单，维修方便，但生产成本较低，工件精度低，不适合大批量生产；方案五的四工序复合模，生产效率高，工件精度高，但模具制造复杂，调整和维修难度大；方案八的四工序级进模，生产效率高，但模具制造复杂，调整维修麻烦，工件精度较低；其余方案的特点介于上面已分析的三个方案之间。

2.3 工艺方案的确定结合本零件的设计要求，决定采用方案四，其生产效率高，制件精度高，模具制造和调整维修比较麻烦。

在本设计中，将设计落料、拉深、冲孔复合模。

3. 冲模结构的确定3.1 模具的结构形式复合模可分为正装式和倒装式两种形式。

（1）正装式的特点：工件和冲孔废料都将落在凹模表面，必须清除后才能进行下一次冲裁，造成操作不方便、不安全，但冲出的工件表面比较平直。

（2）倒装式的特点：冲孔废料由冲孔凸模落入凹模洞口中，积聚到一定的数量，由下模漏料孔排出，不必清除废料，但工件表面平直度较差，凸凹模承受的张力较大。

3.2 模具结构的选择经分析，若工件表面平直度较差，影响零件的使用，而工件和冲孔废料在有气源车间可以方便地清除。

综合比较两种方式，决定采用正装式复合模。

4. 零件冲压工艺计算4.1零件毛坯尺寸计算（1）确定修边余量制件要有拉深工序，且属于有凸缘的筒形件拉深，凸缘直径为60mm，料厚2.5mm，查[1]第143页表4.14，选取修边余量为3.0mm，故修边前凸缘直径为dt ＝60+3.0×2＝66mm。

（2）确定坯料直径（参考[1]第143页）D＝＝75.46mm，取D＝75mm。

4.2 排样（1）单排（如图2）图 2a. 搭边查[6]第67页表3－20，选取a1＝1.5 mm,a＝1.8 mm。

b. 送料步距和条料宽度送料步距A＝75+1.5＝76.5 mm，条料宽度B＝75+2×1.8+2×0.6+0.8＝80.6 mm。

c. 板料利用率查[1]第29页表1.13,选用2.5mm×600mm×500mm的板料。

采用横裁可裁条料数为n1＝600÷80.6＝7（条），余35.8mm，每条板料可冲制件数n2＝（500－1.5）÷76.5＝6（件），则每张板料可冲制件为n＝6×7＝42（件）。

经计算采用竖裁每张板料可冲制件数也是42件。

板料利用率为[42×3.14×35.52/（600×500）]×100%＝55.43％（2）交叉双排（如图3）经计算可得条料宽度为B＝145，采用横裁可裁成条料4条，每张条料可冲制件12件，每张板料可冲制件数为48；采用竖裁可裁成条料3条，每张条料可冲制件15件，每张板料可冲制件数为45。

经上述分析，应采用交叉双排，板料横裁的方式。

材料的利用率为[48×3.14×35.52/（600×500]×100%＝63.31％图 34.3 拉深工序的拉深次数和拉深系数的确定（1）判断能否一次拉出参考[1]第142、143页，按h/d＝11.5/37.5＝0.31，d t/d=66/37.5＝1.76，t/D＝2.5/75＝3.33％，查表可得h[1]/d[1]＝0.57，h[1]/d[1]>h/d，故制件能一次拉出。

（2）拉深系数的确定由坯料直径D＝75和筒形件的中线尺寸d＝37.5，可得拉深系数为m＝d/D＝0.5。

4.4 冲裁力、拉深力的计算（1）落料工序P＝＝235.5×2.5×400＝235.5 kN；＝235.5×0.025＝5.89 kN；＝235.5×0.06＝14.13 kN；＝235.5+5.89+4.13＝255.5 kN。

式中： P－冲裁力，N；L－冲裁件受剪切周边长度，；t－冲裁件的料厚；－材料抗拉强度，查[1]第27页表1.10，取值为400 MPa；－卸料力，N；－顶件力,N；－卸料力系数，查[1]第52页表2.3，取值为0.025；－顶件力系数，查[1]第52页表2.3，取值为0.06；－冲裁工序所需力之和。

（2）拉深工序＝[π（752-352）/4]×2.5＝7.9 kN；kN；kN。

式中：－压边力，N；－在压边圈下坯料的投影面积，mm2；－单位压边力，查表取值为2.5 MPa；－拉深工序所需力之和。

（3）冲孔工序＝＝59.66×2.5×400＝59.66 kN；＝59.66×0.05＝2.98 kN；＝59.66×0.06＝3.58 kN；＝59.66+2.98+3.58＝66.22 kN。

式中：－推件力，N；－推件力系数，查表取值为0.05；－冲孔工序所需力之和。

（4）计算完成零件冲压所需的力，并选择压力机＝255.5+126.4+66.22＝448.36 kN查[2]第389页表13.10，初选公称压力为600 kN的JH21系列开式固定台压力机（型号为JH21-60）。

其最大装模高度为300mm，装模高度调节量为70mm，工作台孔尺寸为150mm，主电机功率为5.5 kW。

4.5 拉深间隙的计算拉深间隙指单边间隙，即。

拉深工序采用压边装置，并且可一次成形，查[1]第137页表4.11，可得拉深间隙为Z＝1.05t＝1.05×2.5＝2.625 mm，取Z＝2.63 mm。