沖壓模具設(shè)計(jì)工藝計(jì)算

一.沖壓件工藝性分析（1）材料分析08F是優(yōu)質(zhì)沸騰鋼，強(qiáng)度低和硬度、塑性、韌性好，易于拉伸和沖裁成形。（2）結(jié)構(gòu)分析沖壓件為外形為弧形和直邊組成近似矩形的結(jié)構(gòu)、有凸緣筒形淺拉深、沖三個(gè)圓孔的結(jié)構(gòu)。零件上有3個(gè)孔，其中最小孔徑為5.5mm,大于沖裁最小孔徑d.min±1.0t=1.2mm的要求。另外，孔壁與制件直壁之間的最小距離滿足L=3.475±R+0.5t=1.6.的要求。所以，該零件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁拉深的要求。（3）精度分析零件上有4個(gè)尺寸標(biāo)注了公差要求，由公差表查得其公差要求都屬于IT11~IT13，所以，普通沖裁可以滿足零件的精度要求。由以上分析可知，該零件可以用普通沖裁和拉深的加工方法制得。二.沖壓件工藝方案的確定（1） 沖壓方案完成此工件需要落料、拉深、沖孔三道工序。因此可以提出以下5種加工方案分：方案一：先落料，再?zèng)_孔，后拉深。采用三套單工序模生產(chǎn)。方案二：落料—拉深—沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔—拉深—落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案四：拉深—沖孔復(fù)合沖壓，然后落料，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案五：落料—拉深復(fù)合沖壓，然后沖孔。采用兩套模生產(chǎn)。（2） 各工藝方案的特點(diǎn)分析方案一和方案五需要多套工序模，模具制造簡(jiǎn)單，維修方便，但生產(chǎn)成本較低，工件精度低，不適合大批量生產(chǎn)；方案二只需一副模具，沖壓件的形狀位置精度和尺寸精度易于保證，且生產(chǎn)效率高。方案三和方案四的級(jí)進(jìn)模，生產(chǎn)效率高，但模具制造復(fù)雜，調(diào)整維修麻煩，工件精度較低；（3） 工藝方案的確定比較三個(gè)方案，采用方案五生產(chǎn)更為合理。盡管模具結(jié)構(gòu)較其他方案復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，模具制造并不困難。因此，在本設(shè)計(jì)中，將采用落料、拉深復(fù)合模的設(shè)計(jì)方案。三．沖壓工藝計(jì)算（1）凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算根據(jù)零件形狀特點(diǎn)，刃口尺寸計(jì)算采用分開制造法。落料件尺寸的計(jì)算，落料基本計(jì)算公式為D二（D-XZ）+5AAmax0

D=(D—D=(D—Z)o=(D —Xd-Z)oT Amin—5 max min—5T尺寸44mm，經(jīng)查得該零件凸、凹模最小間隙TZmin=0.126mm，min最大間隙Z=0.180mm；凸模制造公差5=0.02mm，凹模制造公差5=0.03mm。將以maxTA上各值代入5+5WZ—Z校驗(yàn)是否成立。經(jīng)校驗(yàn)，不等式成立，所以，可TAmaxmin代入上式計(jì)算工作零件刃口尺寸。D=(44—0.5x0)mm=44mmA1D=(44—0.126)mm=43.874mmT1尺寸36.2mm，查得其Z、Z、5、5數(shù)值同上一尺寸，所以同樣滿minmaxTA足5+5WZ—Z的要求，則TAmaxminD=(36.2—0.5x0)mm=36.2mmA2D=(36.2—0.126)mm=31.874mmT2尺寸R50mm，查得其Z、Z、5、5數(shù)值同上一尺寸，所以同樣滿minmaxTA足5+5WZ—Z的要求，則TAmaxminD=(50—0.5x0)mm=50mmA3D=(50—0.126/2)mm=49.937mmT3沖孔尺寸計(jì)算，沖孔基本公式為d=(d +Xd)0TOC\o"1-5"\h\zTmin —5Td=(d+Xd+Z)+5A

Amin min0尺寸?13.50mm，查得凸模制造公差5=0.02mm，凹模制造公差—0.18 T5=0.02mm。經(jīng)驗(yàn)算滿足5+5WZ—Z，所以A TAmaxmind=(13.32+0.5x0.18)0 mm=13.410mmT1 —0.02 —0.02d=(13.32+0.5x0.18+0.126)+0.02mm=13.33134+0.02mm

A1 0 0尺寸?5.5+0.18mm，查得其Z、Z、5、5數(shù)值同上一尺寸，所以同0 min max TA樣滿足5+5WZ—Z的要求，則TAmaxmind=(5.5+0.5x0.18)0mm=5.590mmT2 —0.02 —0.02d=(5.5+0.5x0.18+0.126)+0.02mm=5.716+0.02mmTOC\o"1-5"\h\zA2 0 0拉深尺寸計(jì)算，拉深基本公式為D=D5dd0\o"CurrentDocument"D=(D—Z)0

p 5p5=0.05，雙邊間隙Z=2.2t=2.64,則d尺寸0305=0.05，雙邊間隙Z=2.2t=2.64,則d—0.33 pD=D5d=300.05

d00D二(D-Z)o=(30—2.64)o=27.36o.o5

p ^p 0.03 0中心距尺寸計(jì)算：零件上兩孔中心距為L(zhǎng)=17.5+0-09mmmm—0.092）拉深凸、凹模圓角半徑的計(jì)算凹模圓角半徑的計(jì)算：拉深凹模圓角半徑的計(jì)算為rd〒0-8%s-d'此零件落料沖孔的周長(zhǎng)L為94mm,材料厚度t為1.2mm,08F鋼的抗拉強(qiáng)度b取390MPa,則零件所需拉深力為br=0.8^；（D-d二0.80（36.2-27.6）x1.2二2.35mm凸模圓角半徑的計(jì)算：拉深凸模圓角半徑的計(jì)算為rp1=0.8rd1根據(jù)凹模圓角半徑,計(jì)算凸模半徑為r=0.8r”,=0.8x2.35=1.88p1 d1四．沖壓力的計(jì)算及初選壓力機(jī)（1） 落料工序沖壓力的計(jì)算沖裁力基本計(jì)算公式為F=KLTt此零件落料的周長(zhǎng)L1為153mm，材料厚度t為1.2mm,08F鋼的抗剪強(qiáng)度工取310MPa，則沖裁該零件所需沖裁力為F=1.3x153x1.2x310N=73990.8N沁74kN落模具采用彈性卸料裝置和推件結(jié)構(gòu)，所需卸料力F|和推件力F為X1T1F=KF=0.05x74N=3.7kNX1XF=NKF=1x0.055x74N沁4.07kNT1T所以落料工序沖總壓力為：F=F落+F+F=（74+3.7+4.07）kN=81.77kN總1 落X1T1（2） 拉深工序沖壓力的計(jì)算拉深力基本計(jì)算公式為F=Ltbbk1拉深b1此零件落料沖孔的周長(zhǎng)L為94mm,材料厚度t為1.2mm,08F鋼的抗拉強(qiáng)度b取390MPa,則零件所需拉深力為bF 二Ltak,=94x1.2x390x1=43.99kN拉深b1壓邊力的基本計(jì)算公式Q二Aq此零件在壓邊圈下毛坯的投影面積A為322,單位壓邊力q取3,則該零件所需壓邊力為Q=Aq=322x3=0.966kN模具采用彈性卸料裝置和推件結(jié)構(gòu),所需卸料力F和推件力F為X2T2F=K（F拉深+Q）=0.05x44.956N=2.25kNX2 X拉深F=NK（F拉深+Q）=0.055x44.956N沁2.45kNT2 T拉深所以拉深工序沖總壓力為：F=F拉深+Q+F2+F2=43.99+0.966+2.25+2.45沁49.66kN總2 拉深 x2t2沖孔工序沖壓力的計(jì)算沖裁力基本計(jì)算公式為F=KLTt此零件沖孔的周長(zhǎng)L2為77mm，材料厚度t為1.2mm,08F鋼的抗剪強(qiáng)度工取310MPa，則沖裁該零件所需沖裁力為F=1.3x77x1.2x310N=37237N沁37kN沖模具采用彈性卸料裝置和推件結(jié)構(gòu)，所需卸料力FX3和推件力FT3為F=KF=0.05x37N=1.85kNX3XF=NKF=3x0.055x37N沁6.11kNT3 T所以落料沖孔工序沖總壓力為：F=F落+F+F=（37+1.85+6.11）kN=44.96kN總3 落X3T3（4）壓力機(jī)的選擇計(jì)算的落料、拉深工序壓力壓力：F1=F總］+F總2=81.77+49.66=131.43kN計(jì)算的沖孔工序壓力壓力：F1=F總3=44.96kN因此，落料、拉深復(fù)合模初選設(shè)備為開式壓力機(jī)J23—16；沖孔模初選設(shè)備為開式壓力機(jī)J23—6.3（4）壓力中心的計(jì)算由于改沖裁件為對(duì)稱圖形，所以它的壓力中心位于沖件輪廓圖形的幾何中心上。即拉深圓的圓心位置。五?排樣（1）豎排（如圖1）1圖1搭邊查表3-7,選取a1二1mm,a=1.8mm。送料步距和條料寬度平行于送料方向的沖件寬度D=36.2,因此，送料步距為：S二D+a1二36.2+1二37.2mm模具無側(cè)壓裝置，導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙Z=0.5（表3-9）,條料寬度單向公差A(yù)=0.20（表3-11）,沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸Dma=44,max條料寬度為：Bo=（D +2a+Z）o=（44+2x1.8+O.5）o=48.1o mm-A max -A -A -0.20導(dǎo)料板間的距離為：Bo=D+2a+2Z=44+2xl.8+2x0.5=48.6mm0 max板料利用率選用1.2mmX1500mmX1000mm的板料。落料件面積為1698.232mm2采用橫裁可裁條料數(shù)為：1500十48.1二31（條）余8.9mm，每條板料可沖制件數(shù)（1000-1）一37.2=26（件）因此每張板料可沖制件數(shù)26x31=806（件）。材料的利用率為：1698.22x806一（1500xlOOO）xlOO%沁91.3%釆用豎裁可裁條料數(shù)為：1000-48.1二20（條）余38mm，每條板料可沖制件數(shù)（1500-1）一37.2=40（件）因此每張板料可沖制件數(shù)20x40二800（件）。材料的利用率為：x800一(1500x1000)x100%沁90.6%a?搭邊查表3-7，選取a1二1.5mm,a=1.2mm。送料步距和條料寬度平行于送料方向的沖件寬度D=44,因此，送料步距為：S二D+a1二44+1.5二45.5mm模具無側(cè)壓裝置，導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙Z=0.5（表3-9）,條料寬度單向公差A(yù)=0.20（表3-11），沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸D=36.2，max條料寬度為：B0=（D+2a+Z）0=（36.2+2x1.2+0.5）。=39.10mm-A max -A -A -0.20導(dǎo)料板間的距離為：B0二D+2a+2Z二36.2+2x1.2+2x0.5二39.6mm0 max板料利用率選用1.2mmX1500mmX1000mm的板料。落料件面積為1698.232mm2釆用橫裁可裁條料數(shù)為：1500十39.1二38（條）余14.2mm，每條板料可沖制件數(shù)（1000-1.5）一45.5=21（件）因此每張板料可沖制件數(shù)38x21=798