第八章冲压工艺过程设计

工序顺序安排的一般原则： ➢ 对于带孔的或有缺口的冲裁件，如果选用单工序模，一般先落料，再冲孔或冲缺口； 若选用级进模，则落料安排在最后工序。
➢ 对孔的尺寸、位置或零件上某一部分尺寸有较高精度要求时，应当把这种工序安排 在成形之后。
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弯曲前冲孔
多孔拉深件拉深后冲孔
➢ 多角弯曲件，有多道弯曲工序，应从材料变形影响和弯曲时材料窜移趋势两方面安排先后 弯曲的顺序。一般先弯外角，后弯内角。
一、冲压件工艺性分析 冲压基本工序：落料和冲孔 。 孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为5 mm。 工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低。 结论：普通冲裁完全能满足生产要求。
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二、冲压工艺方案的确定 方案一: 先落料，后冲孔。采用单工序模生产。 方案二: 落料-冲孔复合冲压。采用正装复合模生产。 方案三: 冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。
3、冲压工序图 20.01.2021
4、各工序冲压力以及压力机选取 落料-拉深工序 第二次拉深工序 第三次拉深(兼整形) 冲翻边底孔ф11工序 翻边工序 冲三个小孔ф3.2工序 切边工序
5、弹性元件的选用
6、模具工作部分尺寸计算
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编制工艺卡片 见表7-3
绘制模具装配图 绘制模具零件图 撰写设计计算说明书
K0.61 [Kl]
故能由冲孔后直接翻边获得H=5 mm 的翻边高度
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翻边前半成品的形状 和尺寸
dt/d5/0 2.8 32.1 查表4-4： 1.8
dt 5025~50 d t d t 2 5 0 2 1 .8 54
拉深毛坯直径计算
D dt24dH 3.4r4d 524 42.8 31 63.4 42.2 52.8 36m 5 m
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2、设计的主要内容和步骤 冲压件工艺性分析 判断产品需要哪几道冲压工序 确定各道中间半成品的形状和尺寸 逐个分析各冲压工序的工艺性要求 是否采取特殊的工艺措施或修改 确定最佳工艺方案
冲压件的形状特点 尺寸大小 精度要求 原材料规格和力学性能 可选用设备规格 模具制造条件 生产批量
如图所示为油封内、外夹圈。这两个零件材料 和形状相同，由于尺寸上的差别，必须采用不同的 冲压方案。
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为保证“变形区为弱区”的条件，有时要增加一些附加工序。 如图所示轴承盖，用落料、拉深、冲φ23mm孔的方案，其拉深系数为0.43，已超过了极限拉
深系数，不能一次成形。 采用落料预冲φ11孔、拉深、冲φ23孔的方案，使法兰保持为弱区，但底部也可产生一定的变
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模具总装图的一般布置情况
主 视 图
俯 视 图
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零 件 图
排 样 图
局 部 视 图
3、编写工艺文件和设计计算说明书
工艺文件 （工艺卡）
工序序号 工序名称 工序半成品形状、尺寸示意图 工序模具类型与编号 工序的设备型号 工序检验要求
设计计算 说明书
冲压工艺性分析及结论 工序方案的分析比较 确定的最佳工艺方案 各项工艺计算的结果 模具类型选择的依据与结论 设备选择的依据与结论
① 落料-拉深
② 第二次
拉深
③ 第三次
拉深
④ 冲底孔
⑤ 翻边
⑥ 冲三小孔
⑦ 切边
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方案二：
① 第二次
② 第三次
拉深
③ 冲底孔-翻边
拉深
④
⑤
冲三小孔-切边
落料-拉深
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方案三：
①
②
③
④
⑤
第二次
第三次
冲底孔பைடு நூலகம்三小孔
翻边-切边
第八章冲压工艺过程 设计
第八章 冲压工艺过程设计
§8-1 工艺设计的内容与步骤
一、设计程序 1、设计的准备工作
熟悉原始资料，了解产品要求 ➢ 生产任务书或产品图及其技术条件 ➢ 原材料情况：板料的尺寸规格、牌号及其冲压性能 ➢ 生产纲领或生产批量 ➢ 可供选用的冲压设备：型号、技术参数及使用说明书 ➢ 模具加工、装备的能力与技术水平 ➢ 各种技术标准和技术资料
侧视图、局部视图和仰视图 一般不要求，必要画时出，宜少勿多。
由里到外画 尽量采用标准件
模具零件图是模具加工的重要依据，应符合如下要求： 视图要完整，且宜少勿多。 尺寸标注要齐全、合理、符合国家标准。 制造公差、形位公差、表面粗糙度选用要适当。 注明所用材料牌号、热处理要求以及其他技术要求。
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拉深
拉深
落料-拉深
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方案四：
① 落料-拉深 -冲底孔
② 第二次
拉深
③ 第三次 拉深
④ 翻边
⑤ 冲三小孔
⑥ 切边
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工艺参数计算 1、零件排样
2、条料尺寸 选用板料为：1.5×900×1800 板料纵裁利用率：η=69.5% 板料横裁利用率：η=66.5%
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形量。拉深时φ11孔扩大，底部的部分材料转向侧壁，从而使成形高度得到增加。因此可一次拉 深成形。
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对零件壁部的变薄有无要求，是选择伸长类成形或压缩类成形的主要依据。 如图所示的零件，若底部侧壁的壁厚要求
不严，则可采用翻边工序；若不允许变薄，则 必须是采用拉深工序，最后把底冲切掉。
为消除多次定位的误差，尽量使全部工序都用零件的同一个部分作为定位基准。定位基准最好是 选用毛坯外形或孔，且应该使所选定毛坯定位部分，在冲压过程中不产生变形或位移。当在冲压中间 毛坯上找不到合适的定位部分时，也可以利用在以后工序中需要切除的废料上冲制“工艺孔”来定位。
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工序顺序的确定 确定工序顺序时，应考虑冲压变形趋向性。
R 5 0 0 .3 : A d 3 ( 5 0 .5 0 .3 ) 0 0 .3 /4 4 .8 0 0 .0 5 75
落料凸模的基本尺寸与凹模相同，同时在技术条件中注明：凸模刃口尺寸与落料凹模刃口实 际尺寸配制，保证间隙在 0.12～0.16mm之间。
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冲孔凸模的基本尺寸：
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零件冲压工艺性分析
带凸缘的圆筒形件 主要形状、尺寸由拉深、翻边、冲孔等工序获得
公差要求偏高，拉深底部及口部的圆角半径 R1.5 偏小
2.2 30 0.14 ,—1需6加0 0.2整形工序
零件底部成形方法如下：
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省料、生产率高， 优先考虑
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2、拉深次数和半成品尺寸的计算 采用三次拉深成形的工艺方法（计算过程略）。
3、工艺方案的确定
冲压基本工序 ：落料、第一次拉深(俗称冲盂)、第二次拉深(俗称二 引)、第三次拉深、预冲翻边底孔ф11、翻边、冲三个小 孔ф3.2、切边。
提出若干工艺方案，通过分析、比较，决定采用方案一：
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五、主要零部件设计 工作零件结构设计
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a) 凸凹模
b) 冲孔凸模
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凹模
卸料、顶料部件的设计
① 卸料板的设计 ：卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为 10 mm。卸料板采用45号钢制造，淬火硬度为40～45HRC。
② 卸料螺钉的选用 ：卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为8 mm， 螺纹部分为M6×10 mm 。
制定工艺方案 1、毛坯直径计算
核算翻边变形程度
K12(h0.43r0.72t0 ) dm
12(50.4310.721.5) 0.61 18
h 21 16 5 t0 1.5 r 1 d m 16 .5 t0 18
采用圆柱形凸模预冲孔直径：
d0dm K1 8 0.6 1 11
由 d0/t01/1 1.57.33查表6-1： [Kl]0.5
分析： 方案一需两道工序两副模具，生产成本高，落料后冲孔时操作不方便； 方案二需一副模具， 工件的精度及生产效率都较高，操作不方便。 方案三需一副模具，但此 工件生产量为中小批量。
结论：综合比较，采用方案二最佳 。
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三、主要设计计算 排样方式的确定及其计算 冲压力的计算 冲裁力： F= tLσb = 88.2 KN 卸料力: F卸= K卸F =0.05×88.2=4.4 KN 顶件力：F顶= K顶F =0.05×88.2=4.4 KN
谭险峰tanxfniat163com13870849106南昌航空大学塑性工程系201562181工艺设计的内容与步骤一设计程序1设计的准备工作熟悉原始资料了解产品要求各种技术标准和技术资料2015621冲压件工艺性分析判断产品需要哪几道冲压工序确定各道中间半成品的形状和尺寸逐个分析各冲压工序的工艺性要求是否采取特殊的工艺措施或修改确定最佳工艺方案冲压件的形状特点尺寸大小精度要求原材料规格和力学性能可选用设备规格模具制造条件生产批量合理选用冲压设备绘制工作部分的动作原理图排样图材料利用率冲压力功凸凹模工作部分尺寸2015621模具零件图是模具加工的重要依据应符合如下要求
F F F 卸 F 顶 ＝ 8 .2 ＋ 8 4 .4 ＋ 4 .4 ＝ 9 .0 7 KN
根据计算结果，冲压设备拟选J23-10A。
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压力中心的确定 零件为规则几何体，压力中心在几何中心。
工作零件刃口尺寸计算 落料凹模的基本尺寸：
3 0 0 . 6 6 :1 A d 1 ( 3 0 . 6 5 0 . 6 ) 0 0 . 6 1 / 4 1 3 . 7 0 0 . 5 1 5 6 0 0 . 7 0 :4 A d 2 ( 6 0 . 5 0 0 . 7 ) 0 0 . 7 4 / 4 4 5 . 6 0 0 . 1 9 9
1 0 0 . 4 : 6 3 D p (1 0 . 6 5 0 . 4 ) 0 0 . 4 3 /4 3 1 . 2 0 0 6 . 11
冲孔凹模的基本尺寸与凸模相同，同时在技术条件中注明：凹模刃口尺寸与冲孔凸模刃口 实际尺寸配制，保证间隙在 0.12～0.16mm之间。
四、模具总体设计 模具类型的选择 ：采用正装复合模 。 定位方式的选择 ：控制条料的送进方向采用导料销，无侧压装置。 控制条料的进给步距采用挡料销。 卸料、出件方式的选择 ：采用弹性卸料。采用正装复合模，必须采 用上出件。 导向方式的选择 ：为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整， 该模采用中间导柱的导向方式。
➢ 对于形状复杂的拉深件，为便于材料的变形流动，应先成形内部形状，再拉深外部形状。
➢ 附加的整形工序、校平工序，应安排在基本成形之后。 ➢ 拉深件口部、扩孔件孔边缘都难以得到规则而平齐的形状，尤其当使用的板料具有较大的 方向性时更为严重。因此，在一般情况下，拉深件、翻边件、扩孔件等最后都安排一道修边 工序。
完成工艺计算
排样图、材料利用率、冲压力（功）、凸、凹模工 作部分尺寸
选定模具结构类型
绘制工作部分的动作原理图
合理选用冲压设备
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绘制模具总装图： 应清楚表达各零件之间的装配关系以及固定连接方式。
主视图 剖视图，闭合状态，闭合高度尺寸，条料和工件剖切面涂红/黑
俯视图 俯视可见部分，未见部分可用虚线表示，平面轮廓尺寸，图中排样 图轮廓线用双点划线表示。
③ 顶件块的设计
模架及其他零部件设计
采用中间导柱模架 。 导柱 d /mm× L /mm分别为 28×160， 32×160; 导套 d /mm× L /mm× D /mm分别为 28× 115×42， 32×115×45;
上模座厚度 H（上模） 取 25 mm; 上、下模垫板厚度 H 垫 取 5 mm; 上、下固定板厚度H（固） 取 20 mm; 下垫块厚度 10 mm; 下模座厚度 H （下模）取 30 mm 。
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该模具的闭合高度: H 闭 =（25+5+5+56+20+20+30+20-2）mm=179 mm 凸模冲裁后进入凹模的深度为2 mm。
六、模具装配图
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【例8-2】如图所示玻璃升降器外壳，材料08钢，厚度1.5 mm，中等批量生产。试确定其冷冲压工艺方案 并设计模具。
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工序的组合
（见表7-1）
➢ 厚料、低精度、小批量、大尺寸的产品宜采用单工序模生产。 ➢ 薄料、大批量、小尺寸的产品宜采用级进模进行连续生产。
➢ 形位精度高的产品宜采用复合模生产。
最佳工艺方案的分析、比较和确定 技术上可行，经济上合理
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§8-2 冲压工艺制定实例 【例8-1】如图所示阳极板，材料无氧铜TU1，厚度2 mm， 中小批量 生产，工件要求平整，表面不得有划痕等缺陷。 试确定其冷冲压工艺方案并设计模具。
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冲模设计程序框图
二、分析冲压件的工艺性 汽车前大灯外壳
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连接件
三、冲压工艺方案的确定 确定工序性质——冲压工艺必须符合变形规律
在需经数道工序成形时，零件是逐步形成的。每一道工序都使毛坯一部分变为成品的一部分。 为使每道工序都能顺利完成任务，应使该道工序中待变形的部分为弱区。