《冲压工艺与模具》课程设计支撑圈零件冲压工艺与模具设计全套图纸Word文档下载推荐.docx

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第3章模具结构的确定7

第4章零件冲压工艺计算7

4.1排样的设计与计算7

4.1.1排样方法的确定7

4.1.2条料宽度的确定8

4.1.3材料的利用率8

4.2冲裁力、拉深力、翻孔力的计算9

4.2.1落料工序9

4.2.2拉深工序9

4.2.3冲孔工序10

4.2.4翻孔工序11

4.2.5总冲压力的计算11

4.3压力机的选择11

4.4模具刃口尺寸的计算12

4.4.1落料模刃口尺寸的计算12

4.4.2拉深模刃口尺寸的计算12

4.4.3冲孔模刃口尺寸的计算13

4.5模具其他尺寸的计算13

4.5.1落料凹模13

4.5.2其他零件结构尺寸的选取14

4.5.3拉深凸模15

4.5.4凸凹模15

4.6凸模的强度与刚度校核16

4.6.1承压能力的校核16

4.6.2失稳弯曲应力的校核17

第5章选用标准模架17

5.1模架的类型17

5.2模架的尺寸18

第6章选用辅助结构零件19

6.1导向装置19

6.2模柄20

6.3定位装置20

6.3.1导料板20

6.3.2固定挡料销21

6.4推件装置和顶件装置22

6.4.1推件装置22

6.4.2顶件装置22

6.5卸料装置23

6.6凸模固定板23

6.7凸凹模固定板24

6.8垫板24

6.9弹性元件25

第7章编制冲压工艺过程卡26

第8章模具总体结构28

结论29

参考文献30

致谢30

第1章冲压件工艺分析

全套图纸，加153893706

1.1制件介绍

零件名称：

支撑圈

材料：

08钢（渗碳淬火，层深0.3mm）

料厚：

1.5mm

批量：

大批量

零件图：

如图1-1所示

图1-1零件图

1.2冲压件工艺分析计算

由零件图1-1可知，该零件为开口有凸缘圆筒形件，零件结构简单对称，要求外形尺寸，没有厚度不变的要求，满足拉深工艺要求。

无凹陷或其他形状突变，属于典型的板料冲压件。

初步确定其生产工序可按照落料—冲孔—翻孔—切边的方案加工。

但能否一次翻孔成型达到零件所要求的高度，仍需进一步校核计算。

1.2.1翻孔工序计算

1.2.1.1判断一次翻孔能否达到所要求的高度

查文献[1]表6-4，可查得极限翻孔系数可取为。

根据文献[1]公式（6-10），可求出一次翻孔的极限高度，即，

而零件的总高度

由此可知一次翻孔不能达到零件高度要求，需要采用先拉深，然后冲孔并翻孔的工艺。

1.2.1.2计算翻孔高度

根据文献[1]公式（6-11），可求出翻孔所能达到的最大高度，即，

1.2.1.3计算预孔直径

根据文献[1]公式（6-12），可求出预孔直径，即，

实际取。

1.2.1.4计算翻孔前需要拉深的高度

根据文献[1]公式（6-13），可求出拉深高度，即，

取拉深高度。

根据上述分析计算可画出翻孔前拉深后的半成品图，如图1—2所示，查文献[1]表5-7，可取修边余量为。

图1-2

1.2.2拉深工序计算

1.2.2.1毛坯直径的计算

拉深后半成品的大经为：

则毛坯的直径为

1.2.2.2相对厚度的计算

1.2.2.3相对直径的计算

1.2.2.4相对高度的计算

1.2.2.5拉深次数的确定

查文献[1]图5-18，可知此工件可通过一次拉深成形。

1.2.2.6拉深系数的确定

由坯料直径D＝69和拉深件的中线尺寸d＝33.5，根据文献[1]公式5-17，可得拉深系数为

m＝d/D＝0.49

1.3冲压件拉深工艺分析

拉深件凸缘与侧壁间的圆角半径，满足拉深对圆角半径的要求。

带凸缘拉深件的直径，满足拉深对带凸缘拉深件直径的要求。

零件外形上只有底面外径有公差要求，拉深件直径为，查文献[1]表4-6，可查得冲裁件内外所能达到的经济精度为IT14，满足拉深对工件的公差等级的要求

本冲压件在断面质量和毛刺高度上没有严格的要求，所以只要模具精度达到一定要求，冲裁件的断面质量可以保证。

对于冲裁件材料一般要求的力学性能是强度低，塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。

本设计零件所用的材料是08钢，为优质碳素结构钢，其强度低，塑性、韧性较高，冲压性能好，焊接性能好，用于塑性好的零件。

经热处理后，用冲裁的加工方法是完全可以成形的。

另外产品对于厚度和表面质量没有严格要求，所以采用国家标准的板材，其冲裁出的产品的表面质量和厚度公差就可以保证。

产品生产批量为大批量生产，适于采用冲压加工的方法，最好是采用复合模或级进模，这样将很大地提高生产效率，降低生产成本。

第2章零件冲压工艺方案的确定

2.1冲压方案

根据零件的结构，其加工工艺方案可以有以下几种：

（1）方案一：

采用落料—拉深—冲孔—翻孔—修边的单工序模。

（2）方案二：

采用落料、拉深复合—冲孔—翻孔—修边。

（3）方案三：

采用落料、拉深、冲孔复合—翻孔、修边。

（4）方案四：

采用落料、拉深复合—冲孔、翻孔、修边复合。

（5）方案五：

采用落料、拉深、冲孔、翻孔、修边的复合模。

（6）方案六：

采用落料、拉深、冲孔、翻孔、修边的级进模。

2.2各工艺方案特点分析

（1）方案一为单工序模。

其特点是：

模具结构简单，制造维修方便，但是要用到五道工序，需要五副模具，在成本上是比较高的，而且生产率比较低，在生产中难以保证零件的尺寸精度，一般只适用于生产小批量和精度要求低的零件。

因而单工序难以满足该零件的生产要求。

（2）方案二、三、四、五为复合模。

模具结构复杂，调整和维修难度大，制造精度要求高，成本高，生产率高。

复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。

（3）方案三为级进模。

模具轮廓尺寸较大，制造较复杂，调整维修麻烦，成本较高，生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。

一般适用于大批量生产的小型冲压件。

2.3工艺方案的确定

综合以上的三个方案，根据零件的结构以及该零件是大批量生产的，因此选用复合模为最佳。

但考虑到经济性因素以及我们本次设计的要求和目的，所以决定在本次设计中采用方案二，并且本次设计主要是设计落料、拉深的复合模。

其工序件简图如图2-1所示。

图2-1

第3章模具结构的确定

本次设计决定采用正装式落料、拉深复合模。

凸凹模在上模，落料凹模和拉深凸模在下模。

利用正装式复合模冲出的工件表面比较平直。

模具的整体结构采用固定卸料装置卸料、采用导料板对条料进行横向定位、采用刚性推件装置和弹性顶件装置，并用螺钉和销钉紧固。

第4章零件冲压工艺计算

4.1排样的设计与计算

4.1.1排样方法的确定

根据材料的合理利用情况，条料排样方法可分为：

有废料排样、少废料排样和无废料排样。

根据工件的形状，确定采用无废料排样的方法是不可能做到的，所以可采用有废料和少废料的排样方法。

此工件为有规则的圆形件，所以采用直排的排样方法。

查文献[2]表2-26，可查得两工件间搭边值，侧边取搭边值。

查文献【附录-冲压常用金属材料规格】轧制薄钢板规格，选用规格为的板料。

排样图如图4-1所示。

图4-1

4.1.2条料宽度的确定

查文献[5]表2-14和2-15，可查得条料宽度公差。

取条料与导板之间的间隙。

根据文献[1]公式（3-19），可求出条料宽度，即，

根据文献[1]公式（3-20），可求出导料板之间的距离，即，

步距

4.1.3材料的利用率

根据文献[1]公式（3-15），可求出一个步距内的材料利用率，即，

由于选用板料的规格为，故每块板料可冲裁出个工件。

根据文献[1]公式（3-16），可求出一张板料上总的材料利用率，即，

4.2冲裁力、拉深力、翻孔力的计算

4.2.1落料工序

4.2.1.1落料力的计算

查文献[3]表5-15，可查得08钢的抗拉强度。

落料毛坯周边长度尺寸为

根据文献[1]公式（3-25），可求出所需的落料力，即

4.2.1.2卸料力及顶件力的计算

查文献[1]表3-11，可查得。

根据文献[1]公式（3-26），可求出所需的卸料力，即

根据文献[1]公式（3-28），可求出所需的顶件力，即

4.2.1.3总落料力的计算

4.2.2拉深工序

4.2.2.1拉深力的计算

根据相对厚度，查文献[1]表5-8，可知不需要使用压边圈。

根据文献[1]公式（5-30），可求出所需的拉深力，即

4.2.2.2压边力的计算

查文献[1]表5-9，可取材料的单位压边力。

由于只有一次拉深，凸凹模圆角半径与拉深件相应的圆角半径应一致，故凹模圆角半径，凸模圆角半径。

根据文献[1]公式（5-26），可求出所需压边力，即

4.2.2.3总拉深力的计算

4.2.3冲孔工序

4.2.3.1冲孔力的计算

冲孔周边长度尺寸为

根据文献[1]公式（3-25），可求出所需的冲孔力，即

4.2.3.2卸料力及顶件力的计算

查[1]表3.11，可查得。

根据文献[1]公式（3-27），可求出所需的推件力，即

根据文献[1]公式（3-26），可求出所需的顶件力，即

4.2.3.3总冲孔力的计算

4.2.4翻孔工序

查文献[3]表5-15，可查得08钢的抗剪强度。

根据文献[4]公式（5-23），可计算翻孔力，即，

4.2.5总冲压力的计算

完成零件冲压所需的总冲压力为：

完成落料—拉深复合模所需的总冲压力为：

4.3压力机的选择

由于是圆形工件，所以工件的压力中心应为圆心。

计算所得冲压所需的总压力为188kN，压力机的公称压力必须大于或等于总冲压力。

查文献[2]表13.10，可初选公称压力为250kN的JH21系列开式固定台压力机，其型号为JH21-25。

其主要参数如表4-1所示。

表4-1JH21-25压力机

标称压力/kN

250

标称行程/mm

2.8

滑块行程/mm

80

行程次数/

100

最大封闭高度/mm

封闭高度调节量/mm

50

滑块中心线到机身距离/mm

210

工作台尺寸

左右/mm

700

工作台孔尺寸/mm

150

前后/mm

440

模柄孔尺寸

直径/mm

40

电动机功率/kW

2.2

深度/mm

65

4.4模具刃口尺寸的计算

4.4.1落料模刃口尺寸的计算

查文献[1]表3-3，可查得最大间隙为,最小间隙为。

查文献[1]表3-5，可查得系数x=0.5。

工件的公差。

根据文献[1]公式