第一章 工艺方案的确定（一）油泵壳体的工艺分析油泵壳体属于圆筒阶梯拉深件，工件材料为08 AL ，厚度0.8mm ，结构简单。

特点是工件要求精度不高，经过两次拉深，冲孔翻边即可。

制件结构对称，属于一般冲裁拉深精度。

模具为普通冲裁拉深模具。

制品在拉深、冲孔、翻边过程中的一些必要的计算和原始数据，将在设计过程中体现。

（二） 毛坯尺寸的确定计算坯料之前，不应考虑到由于板料具有方向性和凸凹模间隙不均匀等原因，拉深后的零件顶端一般都不平齐，通常都需要修边工序，即将不平齐的地方切去。

因此，在计算坯料之前，要在拉深高度方向上加一修边余量。

根据上述坯料展开尺寸在原则，只要预先算出工件的重量、体积和殿开面积并使其相等于一定形状的坯料重量、体积和面积。

即可求得坯料的尺寸。

根据S S =坯件的原则，则坯料为圆形，其直径为0d ，故204S d π=坯由此得：n n d HH ≤+⋅⋅⋅⋅⋅⋅++dn H H 21201234d S S S S π=++=件 （公式1-1）所以0d =（公式1-2）而 1S d h π= （公式1-3）222(2)84S r d r r ππ⎡⎤=-+⎣⎦ （公式1-4） 23(2)4S d r π=-计算结果：s=11152.81mm （公式1-5）（三）判断拉深次数由公式 （公式1-6）式中 n 32 |H H H H ⋯⋯-----分别为每个阶梯高度 n d -----最小阶梯的直径H -----拉伸成直径为n d （最小阶梯直径）的圆筒形件可能达到的最大高度。

计算结果是不能一次拉深。

通过对制件的分析计算，本制件要依次经过拉深、冲孔、翻边三道工序，因此第一道工序是落料和拉深，第二道工序是二次拉深，第三道工序是冲孔和翻边。

从本制件的生产的工艺性和经济性的方案考虑，可以确定本件的生产由如下三套模具完成：第一套模具为落料拉深复合模，完成制件形状的初步确定。

第二套模具为拉深模，完成二次拉深。

第三套模具为冲孔翻边复合模，完成制件最终形状的确定。

根据制件的形状，尺寸，精度要求，材料性能，生产批量，冲压设备，模具加工条件等多方面的因素进行考虑。

在满足冲压件质量要求的前提下，最大限度的降低冲压件的生产成本，确定模具的结构形式。

1.模具类型的确定 第一套采用复合模 ；第二套采用简单模；第三套采用复合模。

2.操作方式的确定 第一、二套采用半自动化操作；第三套半自动化操作与手工操作像结合。

3.进出料方式的确定 根据原材料的形式，确定进了方法、取出和整理零件的方法、原材料的定位方法。

4、压料和卸料方式的确定 压料和弹性卸料；5、模具精度的确定 根据冲压件的精度确定合理的模具加工精度，选择合理的导向方式和固定方式。

第二章 落料拉深复合模的设计(一) 排样1．剪板机剪方料 1000mm ×123mm ，这里由于毛坯直径较大，考虑到操作方便，采用单排。

根据《模具设计资料》重庆大学 王孝培 表2-14查搭边数值 a=1.5进距 h=D+a=120+1.5=121.5mm条料宽度 b=D+2a=120+2×1.5=123mm 板料规格拟用 1.0mm ×123mm ×1000mm 。

（二）选定修边余量由于板料的各向异性和模具间隙不均等因素影响，拉深后的零件边缘不整齐，甚至出现了耳子，需要在拉深后进行修边。

因此，计算毛坯直径时需要增加修边余量。

根据工件尺寸选择 修边余量 △h= 2 mm ，(三)落料部分的计算1．冲裁力的计算计算冲裁力的目的是合理选择压力机和设计模具，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。

冲裁力的大小主要与材料力学性能、厚度和冲裁件的轮廓长度有关。

用平刃口模具冲裁时，冲裁里F 可按下式计算τKLt F = （公式2-1）式中 L-----冲裁件周边长度（mm ）t-----材料厚度（mm ） K----系数，平刃口一般取1.3τ----材料抗剪强度（MP ）由于要为拉深工序留有修边余量，所以这里取毛坯直径为D=120mm ，此制件为08Al ，根据《冲压工艺与模具设计简明手册》P52表2-2得此钢抗剪强度为Pa 7105.3⨯=τ材料厚度为0.8mm, 周边长度L=376.8 mm所以F=125399N同时，还存在卸料力和推件力，要准确计算这些力是很困难的，实际生产中常用下列经验公式来计算FK F F K F Y Y X X == （公式2-2）式中，F 为冲裁力，Y X K K 为卸料力，推料力系数。

见《冲压工艺与模具设计》P52表2-2得YX K K 取0.035和0.05即 N F X 97.4388125399035.0=⨯= N F Y 95.626925399105.0=⨯=所以总的冲裁力为 KN N F F F F Y X Z 36192.360571==++= 2．凸凹模尺寸计算本设计采用凸模与凹模配合加工。

对于冲裁形状复杂或薄板制件的模具，其凸、凹模往往采用复合加工的方法。

此方法是先加工好凸模或凹模为基准，然后根据此基准配置凹模或凸模，使他们保持一定的间隙。

因此，只需在基准件上标注尺寸和公差，另一件只标注尺寸并注明“XX 尺寸按凸模或凹模配置，保证双面间隙”。

这样，可放大基准件的制造公差。

其公差不再受凸、凹模间隙的影响，制造容易，并容易保证凸、凹模的间隙。

由于复杂形状工件各部分尺寸性质不同，凸模和凹模磨损后，尺寸变化的趋势不同，所以基准件的刃口尺寸计算方法也不同。

落料：应以凹模为基准，然后配置凸模。

凹模磨损后，尺寸变大的尺寸类：先把工件图尺寸化为0∆-A ，再按落料公式进行计算dx A A d δ+∆-=0)( （公式2-3）尺寸变小类，先把工件尺寸化为∆+0B ，然后按公式计算0)(d x B B d δ-∆+= （公式2-4） 凹模磨损后尺寸不变类尺寸，按下述三种情况进行计算制件尺寸为∆+0C 时 制件尺寸为0∆-C 时 （公式2-5） 制件尺寸为'∆±C 时 根据〈〈冲压工艺学〉〉P18可知基本尺寸80≥—120mm 时，凹模 Δ=0.035mm ，x=0.5，所以由公式2-3凹模 00875.00)035.05.0201(+⨯-=A 00875.009825.911+=凸模刃口尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙值在0.070-0.090mm 之间（《冲压工艺学》P14）（四）拉深部分的计算1.拉深力的计算拉深力按 F=πdt σb K （公式2-6）t-料厚（t=0.8mm ）d-拉深直径（d=55.1mm ）σb -抗拉强度（σb =320Mpa ，《钣金冲压工具手册》P93，表2） K-系数（K 1=1，《冲压工艺学》P93，表4-9）所以 F=πdt σb K= 44.3 KN 2.拉深功的计算 拉深功 A=1000max hF λ= 156.2J （公式2-7）F max -最大拉深力（ F max =44.2kN ） h-拉深高度（h=55.1mm ）λ-平均变形力与最大变形力的比值（λ=0.64，根据《冲压工艺学》p93表4-9）3．拉深系数的确定45.0201/1.55/===D d m 4.凸凹工作部分尺寸的确定 （1）凸凹模圆角半径r d凸凹模圆角半径r d 按制件圆角半径尺寸计算 凹模角的圆角根据《冲压工艺学》p90，表4-6选取 mm t 88.08r ==凹2dd C C δ±=2)5.0(d d c C δ±∆-=2)5.0(dd C C δ±∆+=凸模圆角半径等于工件的内圆角半径。

（2）凸凹模间隙c决定凸凹模间隙时，不仅要考虑材质和板厚，还要考虑工件的尺寸精度和表面质量要求。

，（《冲压工艺学》P91）5.凸凹模尺寸及制造公差凸凹模尺寸及制造公差应按零件要求确定，由于工件要求内形尺寸，则以凸模设计为基准根据《冲压工艺学》p91，表4-7凹模制造公差δd=0.05mm凸模制造公差δp=0.03mm凸模尺寸：DP =（D-2c）0pδ-凹模尺寸：Dd =D dδ+（四）是否采用压边圈在拉深过程中，拉深变形区的工作凸缘部分在切向压应力作用下，很可能因为失稳而发生起皱现象，致使零件出现废品，进而导致模具损坏。

为了防止拉深过程中工件起皱现象，当前生产中主要采用压边圈的方法。

模具安装压边圈以后，坯料被压紧在凹模平面上，当拉深时工作凸缘部分仅在压边圈与凹模平面之间隙中通过，使工件不致于失稳起皱。

拉深中，是否采用压边圈装置，主要取决于拉深坯料的相对厚度大小。

是否采用压边圈可以根据教材《冲压工艺学》P84 表4-2 来确定；由于工件属于深拉深并且板料较薄（0.8mm），并且根据计算t×100/D＜1.5 故采用压边圈（五）、压力机的选择冲压设备的选择即压力机的选择直接关系到设备的合理使用、安全、产品质量、模具寿命、生产效率和成本等一系列问题。

根据工件的工艺性，批量大小，工件的尺寸和精度选用压力机类型。

冲压设备规格的选择原则：（1）压力机的公称压力应大于压制时所需的压力（计算压力）一般取所计算压力的1.~1.3倍左右。

（2）压力机的功率大小，应能满足完成此加工工序所需的总功大小。

（3）压力机的最大装模高度应大于冲模的最大闭合高度.（4）压力机台面及滑块底平面尺寸，应保证能牢固安装及固定冲模并能正常工作。

工作台孔应能自由地通过预定的冲制的所有零件或废料。

（5）压力机的行程次数，应能保证最高生产效率。

（6）根据工作类别及零件的性质，应备有特殊装置和夹具。

如：缓冲器、顶出装置、送料装置等。

由 ),(Z F F F =∑max=136KN拉深所需压力机的公称压力应满足：F 公称〉1.3 F ∑= 176.8kN拉深所需压力机功率为 N=1036.1756021⨯⨯⨯⨯ηηξnA =0.40kW （公式2-8）A-拉深功ζ-不均衡系数（ζ=1.4） η1-压力机效率（η1=0.6） η2-电机效率（η2=0.9）n-压力机每分钟行程次数（n=60）根据《钣金冲压工具手册》P299，表1 选J23型，开式可倾台压力机 各项技术性能如下（mm ）：公称压力： 100吨（1000kN ） 发生公称压力时滑块离下死点距离： 10 滑块行程： 140 行程次数： 45次/分 最大封闭高度： 350 闭合高度调节量： 110工作台尺寸： 左右 900 前后 600 工作台孔尺寸： 左右 420 前后 23直径300立柱间距离： 200模柄孔尺寸： Φ30⨯55（六）非标准零件的设计（1）凹模的设计落料拉深复合模的凹模如图2-1，所用材料为45#，凹模材料应具有良好的耐磨性和抗黏附性，热处理后一般凹模应达到60—64HRC ，有时还需要采用表面化学热处理来提高其抗黏附能力。