冲压工艺学小组成员：贾宇杰房渤策马志远夏利超指导老师：段永川老师生产零件：端盖技术条件：1.料厚1mm2.去掉毛刺3.材料为08钢4.本零件为落料冲孔模5.设计本零件间的冲压工艺及模具项目的主要内容：冲压工艺分析设计工艺方案及模具结构形式 模具设计计算设备选择模具设计设计该零件的冲压工艺与模具（一）冲压工艺分析设计1、冲裁件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量设计是否合理。

一般的讲，在满足工件使用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将工件冲制出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的工艺性就差。

以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等对冲裁件工艺的实应性的主要因素。

根据这一要求对该零件进行工艺分析。

1.材料分析：由零件图可知端盖的材料为08冷轧钢板，具有良好的成形性能。

2.经济性分析：该端盖是大批量生产，适合冲压生产。

3.精度分析：零件图上没有尺寸、公差要求，所以均按照IT14选取，所以普通冲压即可满足零件精度要求。

2、T8钢淬火加热时容易过热，变形也大，塑性及强度比较低，不宜制造承受较大冲击的凸凹模，价格便宜，材料来源广，热处理温度低，热处理后有较高的硬度和耐磨性。

2、零件尺寸未标注公差，属自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差，经查公差表，各尺寸公差为：500-0.62、24.70-0.52、70-0.36、6.50-0.36、10±0.18、150+0.43以根据图纸要求进行设计并画图，利用普通冲裁方式可达到图样要求。

材料为08冷轧钢板是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能。

材料的厚度为1.0mm。

由于该件外形简单，形状规则，适于落料冲孔加工。

（二）工艺方案及模具结构形式确定方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数，工序的组合和顺序等。

确定合理的冲裁工艺方案应在不同的工艺分析进行全面的分析与研究，比较其综合的经济技术效果，选择一个合理的冲压工艺方案。

经分析，该零件属于中小批量生产，工艺性较好，冲压件尺寸精度不高，形状简单。

根据现有冲模制造条件与冲压设备，采用冲裁冲孔复合模，模具制造周期短，价格低廉，工人操作安全，方便可靠。

（三）模具设计计算1.排样因为矩形边长L=50mm 查表1可知两工件间按矩形取搭边值a=1.8，工件与边缘搭边值a1=1.5.条料宽度按相应的公式计算：查表2 ⊿=0.5 C=0.2B=(D+2a+δ)-δB=（50+2×2+0.5）0-0.5B=54.50-0.5 mm表1 搭边值和侧边值的数值表2 剪裁下的下偏差△（mm）根据上述数据可知图形搭边值和条料宽度，如图2可示：2．计算冲压力若采用平刃冲裁模，其冲裁力P p 按下式计算： P —冲裁力； L —冲裁周边长度； t —材料厚度； τ—材料抗剪强度； Ｋ—系数；系数Ｋ是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取Ｋ=1.3。

L=50+50+10×4+24.7×2=189.4 mm 查τ>=210-400 取τ=250 Pp= KLt τ=1.3×（3.14×104.4）×1.0×250 =106540.2N 3.拉伸力的计算 （1）外围拉深P=t —毛坯厚度—材料的抗拉强度k — 钢板的系数— 外围冲裁板的直径拉伸系数— m=d/D=0.48由毛坯的相对厚度查表得拉深一次即可，08冷轧钢为325Mpa ，查表得 k=1.1； 拉伸系数 m=d/D=0.48；P=P=56156N（2）内径拉深P=1b p1k t d σπb σ1d 1b p1k t d σπ1b p1k t d σπt —毛坯厚度—材料的抗拉强度k — 钢板的系数— 内围冲裁板的直径由毛坯的相对厚度查表得拉深一次即可，08冷轧钢为325Mpa ，查表得 k=0.75；拉伸系数 m=d/D=0.56；P=P=21441N （3）冲孔P= KLt τt —毛坯厚度—材料的抗拉强度k — 钢板的系数d — 外围冲裁板的直径由毛坯的相对厚度查表得拉深一次即可，08冷轧钢为325Mpa ，查表得 k=1.3；L=54.66；t=1.0mm ；D=17.4P= KLt τP=17764N （4）翻边力t — 材料厚度—材料的屈服强度—外围直径—内部拉深的直径取190,；t ≥175MpaP=7613Nb σ1d 1b p1k t d σπb σb d d t p σπ)(1.101-=s σ1d 0d s σ4、工件的压力中心该制件有中心对称，因此其压力中心与重心重合。

5、计算凸、凹模的工作部分的尺寸 （1）落料根据凸模和凹模刃口尺寸的确定原则：①落料时以凹模的尺寸为基准，先确定凹模尺寸； ②冲孔时以凸模尺寸为基准，先确定凸模尺寸； ③凸模和凹模刃口的制造公差；考虑本成品零件的结构形状,本凹模采用矩形局凹模,其材料和凸模一样为14TA ，热处理硬度为58-62HRC 内形尺寸即半成品的外形.据表3-7落料及冲孔模人口间隙表，保证双面间隙为0.10~0.130 mm 由表3-13查出其尺寸的极限偏差△=0.16由查3-18表规则形状冲裁凸模、凹模的制造公差得 、由于满足的条件，故凸模和凹模可采用分开加工的方法制作。

凸模刃口尺寸计算:凹模刃口尺寸计算：C j =(Cmin+X △)（2）式中，A j 、Cj ——基准件尺寸，单位均为mm 。

Am a x 、Cmin ——相应的工件极限尺寸，单位均为mm 。

△——工件公差，单位均为mm 。

δ——基准件制造偏差，单位均为mm 。

当刃口尺寸公差标注形式为+δ(-δ)时，=△/8； 查系数表，3-19工件的精度IT14取x 值=0.5， 以凹模为基准，凹模刃口尺寸计算如下按照 （2） C 凹=(Cmin+X △)104.4凹=（104.4＋0.5×0.22）=104.51±0.0275（mm ）C 凸=（）（2）冲孔02.0=凸δ03.0=凹δ凹凸＋δδ≥min max -Z Z 0-min x d 凸）＋（凸δ∆=d 凹凹δδ+-凹δ凹凹δδ+-凹凹δδ+-根据凸模和凹模刃口尺寸的确定原则：①落料时以凹模的尺寸为基准，先确定凹模尺寸； ②冲孔时以凸模尺寸为基准，先确定凸模尺寸； ③凸模和凹模刃口的制造公差；考虑本成品零件的结构形状,本凹模采用矩形局凹模,其材料和凸模一样为14TA ，热处理硬度为58-62HRC 内形尺寸即半成品的外形.据表3-7落料及冲孔模人口间隙表，保证双面间隙为0.10~0.130 mm 由表3-13查出其尺寸的极限偏差△=0.22由查3-18表规则形状冲裁凸模、凹模的制造公差得 、由于不满足的条件，故凸模和凹模可采用配合加工的方法制作。

凹模磨损后尺寸变大 A 类: A j=(Amax -X △) （1）凹模磨损后尺寸不变 B 类: C j =(Cmin+X △) （2）式中，A j 、Cj ——基准件尺寸，单位均为mm 。

Am a x 、Cmin ——相应的工件极限尺寸，单位均为mm 。

△——工件公差，单位均为mm 。

δ——基准件制造偏差，单位均为mm 。

当刃口尺寸公差标注形式为+δ(-δ)时，=△/8； 查系数表，3-19工件的精度IT14取x 值=0.5， 以凹模为基准，凹模刃口尺寸计算如下按照 （2） C j =(Cmin+X △)104.4凹=（104.4＋0.5×0.22）=104.51±0.0275（mm ）第一类尺寸A1、A2、A3、A4.由表1查表得： X1、X2=0.5 X3、X4=0.7502.0=凸δ025.0=凹δ凹凸＋δδ≥min max -Z Z 凹δ+0凹凹δδ+-凹δ凹凹δδ+-凹凹δδ+-A1=（50-0.5×0.62）00.62/4 =49.69 0+0.155mmA2=(24.7-0.5×0.52)00.52/4=24.4400.13 mmA3=(7-0.75×0.36)00.36/4=6.7300.09 mmA4=(6.5-0.75×0.36)00.36/4=6.2300.09 mm第二类尺寸B。

查表1得，X=0.5有公式得：B=（15+0.5×0.43）-0.43/40=15.215-0.1080 mm第三类尺寸C。

查表1得，X=0.5有公式得：C=(9.82+0.5×0.36) ±0.36/8=10±0.045 mmmm 冲孔时应以凸模为基准件来配作凹模。

此工件的尺寸公差有查表可知：3.2+0.08有冲压工艺学教材表：Z max=0.120mm, Z min=0.096 mmZ max- Z min=0.024mm冲孔部分：δp=0.020mm, δd=0.020mmX=0.5d p=（d+X△）-δ0=(3.2+0.5×0.08)– 0.020=3.24– 0.020mmd d=（dp+ Z min）0+δd =(3.24+0.096) 0+0.02 mm=3.3360+0.02 mm表10 系数X（四）冲裁工艺方案的确定1. 冲裁工序的组合（1）生产批量：中批和大批量生产采用复合冲裁（2）工件尺寸公差等级：复合冲裁所得到的工件尺寸公差等级高，因为它避免了多次冲压的定位误差，并且在冲裁过程中可以进行压料，工件较平整。

（3）对工件尺寸、形状的适应性：工件的尺寸较小时，考虑到单工序上料不方便和生产效率低，常采用复合冲裁。

（4）模具制造、安装调整和成本：对复杂形状的工件，采用复合冲裁较为适合，因模具制造、安装调整较易，成本较低。

（5）操作方便与安全：复合冲裁处件或清除废料较困难，工件安全性较差。

2．冲裁顺序安排根据图形安排，先进行冲孔，冲孔结束后再进行落料，这样能保证精度。

（五）凸模强度的校核在一般情况下，凸模的强度和刚度是足够的，无须进行强度校核。

但对特别细长的凸模或凸模的截面尺寸很小而冲裁的板料厚度较厚时，则必须进行承压能力和抗纵弯曲能力的校核。

其目的是检查其凸模的危险断面尺寸和自由长度是否满足要求，以防止凸模纵向失稳和折断。

强度的校核的目的主要是检查其高度是否足够，若高度不够，将会产生弯曲变形以至损坏查《实用模具设计与制造手册》[3]表2—94凹模的强度校核公式σW=1.5P/h×h (3.7) hmin= 1.5p/[σW]其中为冲裁力P=Ltτ=π357×1.5×300=50444.1N P p=KL tτ=1.3×（50+50+10×4+24.7×2）×1.2×300=88639.2Nhmin==1.5×88639.2N=60mm取h=65mm所以凸模强度符合强度要求凹模板上螺钉孔的确定查〈〈冷冲模具设计与指导〉〉表1—26 ，可以用M10的紧固螺钉，材料为45钢许用负载为3100N查表可得a1=12.5d=10mma2=1.5d=12mm（六）模具模架选择（1）冲压设备的选用压力机对模具寿命的影响也不容被忽视。