冲压模具设计工艺计算

一.冲压件工艺性分析

（1）材料分析

08F 是优质沸腾钢，强度低和硬度、塑性、韧性好，易于拉伸和冲裁成形。 （2）结构分析

冲压件为外形为弧形和直边组成近似矩形的结构、有凸缘筒形浅拉深、冲三个圆孔的结构。零件上有3个孔， 其中最小孔径为5.5mm ，大于冲裁最小孔径min d ≥1.0t=1.2mm 的要求。另外，孔壁与制件直壁之间的最小距离满足L=3.475≥R+0.5t=1.6.的要求。所以，该零件的结构满足冲裁拉深的要求。 （3）精度分析

零件上有4个尺寸标注了公差要求，由公差表查得其公差要求都属于IT11~IT13，所以，普通冲裁可以满足零件的精度要求。

由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁和拉深的加工方法制得。 二.冲压件工艺方案的确定 （1）冲压方案

完成此工件需要落料、拉深、冲孔三道工序。因此可以提出以下5种加工方案分：

方案一：先落料，再冲孔，后拉深。采用三套单工序模生产。 方案二：落料—拉深—冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：冲孔—拉深—落料连续冲压，采用级进模生产。 方案四：拉深—冲孔复合冲压，然后落料，采用级进模生产。 方案五：落料—拉深复合冲压，然后冲孔。采用两套模生产。 （2）各工艺方案的特点分析

方案一和方案五需要多套工序模，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；方案二只需一副模具，冲压件的形状位置精度和尺寸精度易于保证，且生产效率高。方案三和方案四的级进模，生产效率高，但模具制造复杂，调整维修麻烦，工件精度较低； （3）工艺方案的确定

比较三个方案，采用方案五生产更为合理。 尽管模具结构较其他方案复杂，但 由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。因此，在本设计中，将采用落料、拉深复合模的设计方案。

三．冲压工艺计算

（1）凸、凹模刃口尺寸的计算

根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。 落料件尺寸的计算，落料基本计算公式为

A

0max A )(δ+-=X ΔD D

min max 0min A T T T )()(δδ----=-=Z X ΔD Z D D

尺寸44mm ，经查得该零件凸、凹模最小间隙Z min =0.126mm ，最大间隙Z max =0.180mm ；凸模制造公差m m 02.0T =δ，凹模制造公差m m 03.0A =δ。将以上各值代入A T δδ+≤min max Z Z -校验是否成立。经校验，不等式成立，所以，可代入上式计算工作零件刃口尺寸。

m m 44m m 05.044A1=⨯-=）（D m m 874.43m m 126.044T1=-=）（D

尺寸mm 2.36，查得其m in Z 、m ax Z 、T δ、A δ数值同上一尺寸，所以同样满足A T δδ+≤min max Z Z -的要求，则

m m 2.36m m 05.02.36A2=⨯-=）（D

m m 874.31m m 126.02.36T2=-=）（D

尺寸mm 50R ，查得其m in Z 、m ax Z 、T δ、A δ数值同上一尺寸，所以同样满足A T δδ+≤min max Z Z -的要求，则

m m 50m m 05.050A3=⨯-=

）（D m m 937.49m m 2/126.050T3=-=

）（D 冲孔尺寸计算，冲孔基本公式为

0min T T )(δ-+=X Δd d

A

0min min A )(δ+++=Z X Δd d

尺寸φmm 018.05.13-，查得凸模制造公差m

m 02.0=T δ，凹模制造公差m m 02.0=A δ。经验算满足A T δδ+≤min max Z Z -，所以

mm 41.13mm )18.05.032.13(0

02.0002.0T1--=⨯+=d mm 33134.13mm )126.018.05.032.13(02

.0002.00

A1++=+⨯+=d 尺寸φmm 5.518

.00+，查得其m in Z 、m ax Z 、T δ、A δ数值同上一尺寸，所以同

样满足A T δδ+≤min max Z Z -的要求，则

mm 59.5mm )18.05.05.5(0

02.0002.0T2--=⨯+=d

mm 716.5mm )126.018.05.05.5(02

.0002.00

A2++=+⨯+=d 拉深尺寸计算 ，拉深基本公式为

d

0d δD D =

p )(p Z D D δ-=

尺寸mm 033.030-φ，p δ=0.03 d δ=0.05，双边间隙Z=2.2t=2.64,则

d 0d δD D ==05.00

30

0p )(p Z D D δ-==003.0)64.230(-=05

.0036.27

中心距尺寸计算 ：零件上两孔中心距为L=mm 5.1709.009.0+-mm

（2）拉深凸、凹模圆角半径的计算

凹模圆角半径的计算：拉深凹模圆角半径的计算为

()t d D r d -80.01＝

此零件落料冲孔的周长L 为94mm ，材料厚度t 为1.2mm ，08F 钢的抗拉强度b σ取390MPa ，则零件所需拉深力为

()()mm t d D r d 35.22.16.272.3680.080.01=⨯-=-＝ 凸模圆角半径的计算：拉深凸模圆角半径的计算为

18.01d r r p ＝

根据凹模圆角半径，计算凸模半径为

88.135.28.08.011=⨯=d r r p ＝

四．冲压力的计算及初选压力机 （1）落料工序冲压力的计算

冲裁力基本计算公式为τKLT F =

此零件落料的周长1L 为153mm ，材料厚度t 为 1.2mm ，08F 钢的抗剪强度τ取310MPa ，则冲裁该零件所需冲裁力为

kN 748.73990N 3102.11533.1≈=⨯⨯⨯=N F 落

模具采用弹性卸料装置和推件结构，所需卸料力X1F 和推件力T1F 为

kN 7.3N 7405.0X X1=⨯==F K F

kN 07.4N 74055.01T T1≈⨯⨯==F NK F 所以落料工序冲总压力为：

kN 77.81kN )07.47.374(T1X11=++=++=F F F F 落总 （2）拉深工序冲压力的计算

拉深力基本计算公式为 1k Lt F b σ=拉深