圆筒形冲压零件.

一、冷冲压模具设计的目的

冷冲压模具课程设计是为机械设计制造及自动化专业在学完基础理论课、技术基础课和专业课的基础上，所设置的一个重要的实践性教学环节。其目的是：

1、综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练，从而培养和提高学生独立工作的能力。

2、巩固与扩充“模具设计与制造”等课程所学的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤。

3、掌握冷冲压模具设计的基本技能，如计算机绘图、计算、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等等

二．分析零件

零件为圆筒形冲压零件

生产批量：中批量

材料：45钢材料厚度：2 mm

三．工艺分析:

工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。

工件:此工件只有落料和拉深两个工序.工件形状简单,并且工件为无凸缘圆筒件,要求内形尺寸,拉深时厚度不变,因此工件能满足落料拉深要求.工件的底部圆角半径r=2mm≥t,满足再次拉深圆角半径要求.尺寸φ20 mm,也满足拉深工序对工件的公差等级要求。

材料: 45钢,由于强度低,塑性好,适用于制造受力不大的冲压件和拉深件,并有利于冲压成形和制件质量的提高,还具有良好的冲压成形性能,即有良好的抗破裂性,良好的贴模和定形性,所以具有良好的冲压性能。

四．工艺方案的确定:

1．先确定拉深次数：

=d n/D中的, d n实际上是确定拉深次数,先判断能否一次拉出总拉糸数m

总

> m1时,则该零件只需要一次拉出,否则就要进行多次拉零件所要求的直径.当m

总

深

计算毛坯尺寸：查[1]中表6-2得修边余量△h, h/d=49/18=2.54,取△h=4mm

毛坯直径公式D= d2+4dh-1.72rd-0.56r2

参数:d = 18mm

参数:h = 49mm

参数:r = 4mm

计算结果D=63.3mm

查[1]中表6-6得,取m1=0.4,；取m2=0.7,m3=0.75

=d n/D=18/63.3=0.28

总拉深糸数: m

总

则可以判断出一次拉不出.

则第一次拉深直径d1=m1D=0.4×63.3≈25.3mm

第一次拉深的高度:h1=0.25[(D2/d1)-d1]+(0.43r1/d1)(d1+0.32r1)

参数:d1=25.3mm

参数r1=4mm

计算结果h1≈37.5mm

第二次拉深直径d2=m2d1=0.7×25.3≈17.7mm

由此可得知，d2〈d工件则产品是通过二次拉深所得到的。工序图如1-1所示

2．工艺方案：

该工件包括落料、拉深两个基本工序，可有以下三种工艺方案：

方案一：先落料，首次拉深一，再次拉深。采用单工序模生产。

方案二：落料+拉深复合，后拉深二。采用复合模+单工序模生产。

方案三：先落料，后二次复合拉深。采用单工序模+复合模生产。

方案四：落料+拉深+再次拉深。采用复合模生产。

方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足

大批量生产要求。方案二只需二副模具，工件的精度及生产效率都较高，工件精度也能满足要求，操作方便，成本较低。方案三也只需要二副模具，制造难度大，成本也大。方案四只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求，但模具成本造价高。通过对上述四种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳。

五．模具总体设计

（1）模具类型的选择

由冲压工艺分析可知，采用落料拉深冲压和再次拉深。所以模具类型

为复合模和单工序模二套模具。

（2）定位方式的选择

复合模：因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用固定挡料销定距。而第

一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。

拉深二模：采用带有压边圈装置对工件进行定位。

（3）卸料、出件方式的选择

因为工件料厚为2mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。对于复合模生产，应采用上出件比较便于操作与提高生产效

率。对于拉深二,也是采用上出件比较方便.

（4）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，该两套模具采用后侧

导柱的导向方式

六．工艺设计计算

1．排样方式的确定及其计算

设计复合模，首先要设计条料排样图。圆筒形状简单，落料形状就是一个圆，可以采用直排方式，如图4-1所示的排样方法，

1)、查[1]中表3-10得搭边值a=1.0mm a1=1.2mm

2）、送料步距A

A=D+a=63.3+1=64.3mm

3）、条料宽度B（采用无侧压装置的导料板之间送料时）

B =（D+2a 1+2Δ+b 0）

=[（63.3+2×1.2+2×0.5） =66.7mm

4）、一个步距内材料料利用率η

η=(s 1/s 0)×100%

=(π×63.32/4)/(64.3×66.7 )×100% =73.33%

5）、 查[3]板材标准，宜选600mm ×1750mm 的钢板，每张钢板可剪裁为5张条料（120mm ×1750mm ），每张钢板的材料利用率为74%

2、冲压力的计算

料落:采用弹性卸料装置和下出件模具 查[1]表2-3得,取て=300MP

冲裁力F=Lt σb =1.3てLt=1.3×300×3.14×63.3×0.8≈62013N 式中 L ——冲裁件周长(mm)

t ——板料厚度（mm ）

σb ——材料的抗拉强度（MPa ） 查[1]表3-8得K 卸=0.05 K 顶=0.06 F 卸=K 卸F=0.05×62013=3100.68N F 顶 = K 顶F=0.06×62013=3720.78N

压力机所需的冲压力 F 冲总=F+ F 卸+ F 顶=68834.46N 拉深一

查[1]表6-11得,K 1=1;K 2=0.85; σb 查[1]得表2-3, 查[1]6-13得σ

b

=400MP P=2.5MP

拉深力:F 拉=K πdt σb

=1×3.14×25.3×0.8×400

=25421.44N

压边力:F Q1=(π/4)[D 2-(d 1+2R 凹)2]p

=(3.14/4)[63.32-(25.3+2×6.4凹)2]×2.5