某锻压模课程设计计算部分(含部分公式)

凸凹棋固定板、卸料饭、推件块等的材料选用45钢。

工作时.条料由卸料饭4 上面送人。

没有导料销。

依靠目测来定位。

上棋下行卸料板4与推件块15压紧板料，然后凸凹模3与落料凹模5完成落料工作，同时端部呈锥形的翻孔凸模7进行冲穿孔。

上模继续下行，工件在推件块的压紧状态下进行翻孔。

当翻孔结束时，翻孔凸模与凸凹模进行挤切修边。

上模回升时，由卸料板及推件块完成卸料，挤切修边废料从凸凹模孔口内落下，至此整个冲压工序完毕。

6.2.5、落料、冲孔、翻边成形复合模
工件名称:防尘盖
生产批量:大批童
材料:10钢 厚度t = 0 . 3mm
工件简图:如图6-27所示
6.2.5.1冲压件的工艺性分析该工件是KZI-4.5角接触球轴承中的防尘盖，加工该工件需内孔翻边和浅拉深起伏。

一般冲制这种工件采用落料、冲孔和翻边成形两道工序来完成。

这种加工工艺中存在下两个主要问题:①落料在翻边成形之前，直径为"ф98.9mm 的凸
缘容易在钱拉深后变得周边不齐;②在第二道工序中，操作者须将手放入模具内，不安全。

因为该工件是轴对称件，材料厚度仅为0. 3mm ，冲裁性能较好。

为了减少工序数，经对该工件进行详细分析并查阅有关资料后，可采用如图6-29所示复合模一次压制成形。

该工艺特点是首先进行冲孔，在翻遍成形，最后落料。

采用这种方法加工的工件外观平整、毛刺小、产品质量较高，而且大大提高了生产效率，也解决了操作者将手放入模具内的不安全问题。

6.2.5.2 主要工艺参数计算
1.毛坯的尺寸计算
（1）毛坯翻边预制孔直径d 0 由式（5-16）可计算出预制孔直径。

d 0 =D-2( H-0.43r-0.72t )
D ——翻边直径（按中线计）（mm ）
H ——翻边高度（mm ），H=3.5mm
r ——竖边与凸缘的圆角半径（mm ）,r =0.5mm
t ——料厚（mm ）， t = 0.3mm 。

D =87.7mm+0.3mm = 88mm
则 d 0 =88mm - 2×(3.5-0.43×0.5-0.72×0.3)mm =81.55mm
(2) 毛坯的直径D 0 按等面积原则，用解析法求该工件的毛坯直径 .D 0 。

由表4-6可将该工件分成圆柱、圆锥、圆环和圆锥台四个简单几何体。

他们的面积分别计算如下：
2196.240mm 5.3mm 7.874mm f ≈⨯⨯=π
2222233.807mm 24.837.8724.837.871.2mm f ≈+⨯-+⨯=）（
π 2223mm 75.11067.874.954≈-⨯=）（π
f
22o 442.616mm 2
4.959.9860sin 24.959.98mm f ≈+⨯⨯-⨯=π
则毛坯的直径
100.9mm
mm 55.8142.61675.110633.80796.2404(422043210≈++++⨯=++++=
）（ππd f f f f D 则取毛坯直径mm D 1010=
（3）排样 考虑到操作方便及模具结构简单，故采用单排排样设计。

由表2-16查得搭边值a=1.5mm mm a 5.11=.
条料宽度b=101mm+2×1.5mm=104mm
条料送进步距 h=101mm+1.5mm=102.5mm
2.各部分工艺力计算
（1）冲孔力计算 按式（2-7）：
τt 3.1L F =冲
式中 冲F ——冲孔力（N ）
L ——工件内轮廓周长（mm ）
t ——材料厚度（mm ）,t=0.3mm ；
τ ——材料的抗剪强度（MPa ）。

由书末附录A1查得τ=260MPa
mm d L 07.256mm 55.8114.30=⨯==π
则 kN MP mm F 97.25a 260mm 3.007.2563.1≈⨯⨯⨯=冲
（2）推件力 按式（2-11）：
冲推推F F F n = 式中 推K ——推件力因数，其值由表2-15查得推K =0.063 ；
n ——工件卡在凹模内的个数，取 n=3
kN kN F 91.497.25063.03≈⨯⨯=推
（3）翻边力计算 按式（5-23）计算翻边力。

)(t 1.10d D F s -=σπ翻 式中 s σ ——材料的屈服强度，查书末附录A1得s σ=210MPa
D ——翻遍直径（mm ）,D=88mm ；
0d ——毛坯预制孔直径（mm ）,0d =81.55mm
则 kN mm MPa F 4.1)55.8188(210mm 3.014.31.1≈-⨯⨯⨯⨯=翻
（4） 浅拉深成形力 按式（4-35）计算拉深力
b K F σπdt =拉
式中 d ——拉深件的直径（mm ），d=95.4mm
b σ——材料抗拉强度（MPa ）,由书末附录A1查得b σ=300MPa ；
K ——修正因数，由表4-18取K=1.25 。

则
kN MPa mm F 7.333004.95mm 3.014.325.1≈⨯⨯⨯⨯=拉
（5）落料力计算 按式（2-7）：τt 3.1L F =落
式中 落F ——落料力（N ）；
L ——工件外轮廓周长（mm ），由于落料是在工件冲孔翻边并初步成形后进行，因此确定该落料件尺寸为mm 9.98φ，则L=3.14×98.9=310.55mm ；
t ——材料厚度mm ，t=0.3mm ；
τ ——材料的抗剪强度MPa 。

由书末附录A1查得τ=260MPa 。

则 kN MP F 49.31a 260mm 3.0mm 55.3103.1≈⨯⨯⨯=落
（6）卸料力计算 按式 （2-11）：
落卸卸F K F =
式中
卸K ——卸料力因数，其值由表2-15查得卸K =0.05 。

则 卸F =0.05×31.49kN ≈1.57kN
因此，总的冲裁力为：
kN
N F F F F F F F 04.99k 57.149.317.334.191.497.25≈+++++=+++++=）（卸落拉翻推冲
3.冲压设备的选择 由于复合模的特点，为防止设备超载，可按公称压力总压）（F F 8.1~6.1≥选择 压力机。

参照书末附录B3选取公称压力为250kN 的开式压力机。

其余模具设计的有关参数为： 公称压力：250kN
滑块行程：65mm
最大闭合高度：270mm
封闭高度调节量：55mm
工作台孔径：370mm ×560mm
模柄孔尺寸：mm mm 6040⨯φ
6.2.5.3 主要工作部分尺寸计算
1.冲孔刃口尺寸计算 根据表2-10查得冲裁刃口双面间隙mm Z 0
2.0min =，mm Z 04.0max =。

未注公差的零件尺寸按IT14级精度计算，查书末附录D1可得mm 55.81φ的极限偏差△=0.87mm 。

磨损因数由表2-13查得x=0.5 。

冲孔凸、凹模的制造公差由表5.-3查得：mm 035.0,mm 025.0==凹凸δδ。

校核：mm Z Z 02.0mm 06.0min max =->=+凹凸δδ
因此，凸、凹模采用配作加工方法。

则凸模刃口尺寸
mm 99.81d 0025.00--=∆+=凸）（凸δx d
凹模刃口尺寸按凸模尺寸配制，保证其双间隙为0.02~0.04mm 。

2.浅拉深成形工作部分尺寸计算 拉深起伏件未注公差按IT14级计算，其极限偏差值查书末附录D1。

则凸、凹模的制造公差按IT10级计算，其值可由书末附录E3查得。

拉深成形模的单边间隙Z/2=1t=0.3mm 。

3.落料刃口尺寸计算 由于工件有60°角度要求，属于倾斜面冲裁。

根据有关资料推荐，取落料模间隙为零间隙，于是落料凸，凹模采用配合加工方法。

落料件尺寸mm 9.98φ的极限偏差由表2-13查得x=0.5 。

凹模的制造公差mm 218.04/=∆=凹δ。

则凹模尺寸
mm 87.05.09.98x 218.00
0++⨯-=∆-=）（）（凹凹δD D mm 218.0047.98+=
凸模尺寸按照凹模尺寸配作，保证其最小间隙为零。

复合模中的主要零件翻边、成形、落料凸凹模的工作部分尺寸如图6-28所示。

6.2.5.4 模具主要零件及结构设计 模具的结构如图 6-29所示。

主要是由上模座、下模座、冲孔凸模、冲孔翻边凸凹模、翻遍成形落料凸凹模、成形凹模、落料凹模、定位拉料板、卸料环等主要零件组成。

1.卸料零件计算 上卸料采用刚性鞋料装置。

压力机滑块上的打料横梁通过打料棒、顶板、顶杆、卸料环将制件从模中打出。

下卸料是采用橡胶作为弹性原件的弹性装置
由式（1-4）计算橡胶的自由高度。

H 自由 =（3.5~ 4 ）s 工作
式中s 工作——工作行程与模具修模量或调整量（4~6mm ）之和。

s 工作 =（3.5+1+4）mm=8.5mm
则H
自由 =（3.5~4）× 8.5mm = 29.75~34mm 。

取H 自由 = 30mm
橡胶的装配高度 H 2 = （0.85~0.9）H
自由 = 25.5~27mm 取H 2 = 26mm .
橡胶的断面面积，在模具装备配时，据模具空间大小确定。

2..模架的选择 根据主要零件的结构、外形尺寸及鞋料装置尺寸、参照有关资料选中间滑动导柱圆形模架 170mm ×160~220mm (GB/T2851.6—90)
上模座：170mm ×40mm HT200
下模座：170mm ×45mm HT200
导 柱：28mm ×155mm GCr15
导 套：28mm ×100mm ×38mm GCr15
保持圈：28mm ×64mm L Y3铝合金
钢球直径：4mm
导柱、导套经过热处理后，达到淬火硬度62~66HRC
冲孔凸模、冲孔翻边凸凹模、翻遍成形落料凸凹模、成形凹模、落料凹模等材料采用Cr12,热处理后淬火硬度为60~64HRC 。

定位拉料板、卸料版、接板、垫板、顶板可选用45号钢。

6.2.5.5 模具的动作过程
工作时，将毛坯条料放入定位拉料板6中定位，上模下行，冲孔凸模9首先进行冲孔，上模继续下行时，翻边成形落料凸凹模11与冲孔翻边凸凹模14进行翻边，同时夏末橡皮2作用下，成形凹模15与翻遍成形落料凸凹模11对工件进行初步成形。

当滑块下行到一定距离时，兼起落料凸模左右的件11与落料凹模13对工件落料。

滑块运行到下死点，对工件进行整形。

上模装配好后，为了保证先冲孔后翻边，冲孔凸模9应露出翻边成形落料凸凹模11，露出量为t+0.5=0.3+0.5=0.8mm. 装配时还要严格控制各零件的平行度。