冷冲压模具课程设计

沈阳航空工业学院课程设计说明书工艺方案分析及确定

零件简图如下图所示

生产批量：大批量；

材料：H62；

材料厚度；1.5mm。

1.产品结构形状分析

（1）材料分析

H62 普通黄铜；有良好的力学性能，热态下塑性好，冷态下塑性也可以，切削性好，易钎焊和焊接，耐蚀，但易产生腐蚀破裂。此外价格便宜，是应用广泛的一个普通黄铜品种。用于各种深引伸和弯折制造的受礼零件，如销钉、铆钉、垫圈、螺母、导管、气压表弹簧、筛网、散热器零件等。具有良好的拉深成形性τ。

能。σb=412MPa，MPa

=

412

（2）结构分析

加工此工件的首道工序为无凸缘圆筒形件的拉深，要求内形尺寸，没有厚度不变的要求。此工件的形状满足拉深的工艺要求，可用拉深工序加工。

工件为阶梯拉深加冲孔或者钻孔，考虑到工件加工的复杂，此设计仅涉及拉深到ø48的工艺流程。其圆角半径为r=r p=3mm≥t，满足再次拉深对圆角半径的要求。

此工件的拉深工艺型好，需要计算工序尺寸。

（3）精度分析

零件上尺寸均为未注公差尺寸，在计算凸模和凹模尺寸时，均按公差IT14（GB180-79）处理。普通拉深即可达到零件的精度要求。

经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。

在零件工艺性分析的基础上制定其工艺路线如下：零件的生产包括落料、拉深（需计算确定拉深次数）、切边等工序，为了提高生产效率，可以考虑工序的复

合，经比较决定采用落料与第一次拉深复合，经多次拉深成形后，由机械加工方法切边保证零件高度的生产工艺。

2 冲压工艺方案的确定

沈阳航空工业学院课程设计说明书工艺方案分析及确定根据本零件的设计要求以及各方案的特点，决定采用第2种方案比较合理。

3 圆筒拉深件工艺计算

（1）计算毛坯尺寸

用表4.1中的面积公式来推导上图所示的无凸缘圆筒形的毛坯直径。

将上图所示的工件的拉深工序分为四个简单的几何体，如下四个部分。

根据相对高度h/d=50/48=1.04。由表4.3查得，修边余量△h=2.5.

H1=47，h2=14.25，d1=46.5mm，d2=43.5mm

第一部分的表面积 A=π*ø46.5*（47+2.5）

第二部分的表面积 A2=3π（43.5π+12）/2

第三部分的表面积 A3=43.5π*14.25

第四部分的表面积 A4=43.5π/4

据等面积原则，A 毛坯=A1+A2+A3+A4 毛坯面积 A 毛坯=πD 2/4

将A1，A2，A3，A4代入上式得毛坯直径 D=100mm

（2） 排样

①搭边 查表2.8，确定搭边值a,a1时 a=2,a1=1.5

②条料宽度 采用无侧压装置，查表2.9，所以（Z=0.,3，△ =0.7）

05.003.1047)3.022100()2(-∆-∆-=+⨯+=++=Z a D B mm

③材料利用率

%1000⨯=

bh

nA

η

式中 n —板料（带料或条料）上实际冲裁的零件数量 A —冲裁件面积

n —一个进距内冲裁件数目； b —板料（带料或条料）宽度； h ——进距

一张板料上总的材料利用率η0的计算式为

%1001

0⨯=

LB

nF η 式中 n —板料（带料或条料）上实际冲裁的零件数量； 1F —零件的实际面积； L —板料（带料或条料）长度； B —板料（带料或条料）宽度；

零件采用单直排排样方式，查得零件间的搭边值为1.5mm ，零件与条料侧边之间的搭边值为2mm ，若模具采用无侧压装置的导料板结构，条料的宽度应为

05.03.104-

选用规格为1.5mm×210mm×1000mm 的板料，计算裁料方式如下。 裁成宽104.3mm ，长1000mm 的条料，则每张板料所出零件数为

18293.10410003.104210=⨯=⎥⎦

⎤

⎢⎣⎡⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡ %23.73%1001000

2103.104418%100%79%100103

3.1043.1044%10022

1

0=⨯⨯⨯⨯=⨯==⨯⨯⨯=⨯=

πηπ

ηA s LB nF 总

4圆筒拉深件尺寸计算

判断拉深次数

工件总的拉深系数m 总=d/D=46.5/100=0.465。毛坯的相对厚度（t/D ）*100=(1.5/100)mm*100=1.5。按毛坯的相对厚度，并假定用压边圈，从表4.8中查得极限拉深系数m1=0.49,m2=0.74，查表4.9H62第一次拉深系数m1为0.52-0.54，综合考虑，取m1=0.52，m2=0.74.由于m 总

第一次拉深半成品的直径为 d1=m1D=0.52*100=52mm

第二次拉深半成品的直径为

d2=m2d1=0.74*52=38.48mm<46.5mm （调整为d2=d=46.5mm ）

因此，工件需要二次拉深才能成形ø48圆筒。 由表4.31查得rd1=4t=6mm ，rp1=rd1=6mm ，故r1=rp+r/2=6.75mm;末次r2=r 工件+t/2=3.75mm 。

由式4.16可求得各半成品的高度为

Hn=0.25(D 2/dn-dn)+0.43r n /dn(dn+0.32r n ) 则第一次拉深成品的高度为

H1=0.25（1002/52-52）mm+0.43*6.75/52(52+0.32*6.75)mm=38.1mm H2=H 工件=50.75mm 。

5压力计算及设备的选择

（1） 计算压边力，拉深力

①由表4.24查得圆筒件的拉深模的压边力为；F Q =π（d 2n-1-d 2n ）p/4

由表4.25查得p=2MPa 。将d1=52mm ，d2=46.5mm 代入上式，则第二次拉深模的压边力为

F Q =π（d 2n-1-d 2n ）p/4=π（522-46.52）mm 2*2MP/4=851N ②用表4.17计算拉深力为 F=K 2πd2t σb