工件底部圆角半径r=2.5mm，大于拉深凸模圆角半径r凸=4~6mm,满足拉深对圆角半径的要求。尺寸Φ60mm，按公差表查得为IT14级，满足拉深工序对工件公差等级的要求。 （2）冲孔工艺分析
对于所冲孔Φ20mm，按表2-1查得，一般冲孔模对该种材料以冲压的最小孔径为d≥t，t=1.5mm，因而Φ20孔符合工艺要求。
2.2工艺方案的确定
根据制件的工艺性分析，其基本工序有落料、拉深和切边。现拟定以下几种工艺方案：
方案一：先落料，后拉深，冲孔，采用单工序模生产。 方案二：落料拉深冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：落料、拉深级进冲压，冲孔，采用级进模生产。
方案分析：方案一模具结构较为简单，但需要三副模具和两道工序，成本高，生产效率低，难以满足大量生产的生产要求。方案二只需要一副模具，减少了工序数量，工件的精度及生产效率都比较高，但模具制造时有一定的困难。方案三也只需要一副模具，生产的制件精度不如复合模生产精度高，模具本身制造也有一定的难度，生产效率不如复合模高，并且生产过程中需要克服工件的精确定位问题。通过对上述三种方案的综合比较，并且考虑模具的制造精度及制件的精度，该冲压工艺方案选用方案二较优。
本工件首先需要落料，制成直径D=76mm的圆片，然后D=76mm的原板料为毛坯进行拉深，拉深成为内径为Φ60mm、内圆角r为2.5mm的无凸缘圆筒，最后按h=7.75mm进行修边。根据以上工艺分析，为了提高生产效率，该零件的加工采用落料、拉深和冲孔复合、一次成型的方式[15]。
- 6 -
第3章 主要的工艺参数计算
3.1 毛坯尺寸的计算
计算毛坯直径D 如图2-1工件图所示。
h=（8-0.75）mm=7.75mm，d=（60+0.75+0.75）mm=61.5mm，取62mm。工件的相对高度h/d=7.75mm/62mm=0.13。根据相对高度从表4-1中查得修边余量Δh=1mm。
表3-1 无凸缘圆筒行拉深件的修边余量 （mm） 工件高度h ≤10 >10-20 >20-50 >50-100 >100-150 >150-200 >200-250 >250 >0.5-0.8 1.0 1.2 2 3 4 5 6 7 >0.8-1.6 1.2 1.6 2.5 3.8 5 6.3 7.5 8.5 >1.6-2.5 1.5 2 3.3 5 6.5 8 9 10 >2.5-4 2 2.5 4 6 8 10 11 12 工件的相对高度h/d
无凸缘圆筒形拉深工件的毛坯尺寸计算公式为：
D=(d2 +4dH-1.72rd-0.56r2 )1/2 （3-1） 将d=62mm，H=h+ Δh=7.75mm+1mm=8.75mm，r=（2.5+0.75）mm=3.25mm代入上式，即得毛坯的直径为： D=[622+4×62×8.75-1.72×3.25×62-0.56×3.252]1/2=76mm （3-2）
3.2 排样
排样：冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。合理的排样是提高材料利用率、降低成本，保证冲件质量及模具寿命的有效措施。在排样时应考虑如下原则。冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法叫排样。同一零件可以采用
- 7 -
不同的排样形式，排样方式不同，材料利用率不同。大批量生产时，在冲裁件的成本中，材料费用一般占60%以上，因此，材料的经济利用是一个重要问题，特别对贵重的有色金属。同时排样要考虑方便生产操作、冲模结构简单、寿命长以及车间生产条件和原材料状况等[16]。
要提高材料利用率，主要应从减少工艺废料着手。减少工艺废料的措施有：设计合理的排样方案，选择合适的板料规格和合理的裁板法（减少料头、料尾和边余料），或利用废料作小零件。对一定形状的冲件，结构废料是不可避免的，但充分利用结构废料是可能的。当两个不同冲件的材料和厚度相同时，较小尺寸的冲件可在较大尺寸冲件的废料中冲制出来。例如，电机转子硅钢片，就是利用定子硅刚片的废料冲出的[17]。 （1） 提高材料利用率。
（2） 使工人操作方便、安全，减轻工人的劳动强度。条料在冲裁过程中翻动
要少，在材料利用率相同或相近时，应尽可能选条料宽、进距小的排样方法。这样还可以板料裁切次数，节省裁备料时间。 （3） 使模具结构简单、模具寿命长。 （4） 保证冲件的质量。
（5） 对于弯曲件的落料，在排样时还要考虑板料的纤维方向。
该工件排样根据落料工序设计，考虑操作方便及模具结构单，
故采用单排排样设计。搭边值为a1=1.0，a=1.2，采用单挡料销挡料。则： 条料宽为 b=76mm+2a=78.4mm 条料的进距为 h=76mm+ a1 =77mm
图3-1 排样图
3.3 工序压力计算
（1）落料力计算 按式（3-3）
- 8 -
F落=1.3L tτ （3-3） 式中F落 —— 落料力（Ｎ）
Ｌ —— 工件外轮廓周长，Ｌ＝πD＝238mm；
t —— 材料厚度，t=0.8mm；
τ —— 材料的抗剪强度（MPa），由书末附录A1查得τ=310MPa。 落料力则为：
F落=1.3×238mm×0.8mm×310MPa≈76.73 kN （3-4） （2）卸料力 按公式
F卸=K卸 × F落 （3-5） 式中 K卸 —— 卸料力因数，其值K卸=0.03 卸料力则为：
F卸=0.03×76.73kN≈2.30 kN （3-6） （3）冲孔力计算 按式（3-7）
F冲=1.3Ltτ （3-7） 式中 L —— 工件内轮廓周长（mm）。L=3.14×20=62.80mm 冲孔力则为：
F冲=1.3×62.80mm×0.8mm×310MPa≈20.25 kN （3-8）
（4） 拉深力计算 由于零件为浅拉深，故可按有压边圈的圆筒形近似计算。按公式：
F拉=Kπdtσb （3-9） 式中 F拉 —— 拉深力（N）；
d —— 拉深件的直径，d=62mm； t —— 材料厚度；
σb —— 材料的强度极限（MPa），σb=380MPa； K —— 修正因数。由表查得修正因数 K=0.93；
拉深系数：
m=d/D=62mm/76mm=0.82 （3-10） 拉深力则为：
F拉=0.93×3.14×62×0.8×380≈55.04 kN （3-11）
3.4 冲压设备的选择
冲压设备选用是冲压工艺设计过程中的一项重要内容。模具的设计要与冲压设备的类型和主要规格相匹配，否则不能工作。正确选择冲压设备，关系到设备的安全使用、冲压工艺的顺利实施及冲压件质量、生产效率、模具寿命等一系列问题。冲压设备属锻压机械[18]。常见冷冲压设备有机械压力机（以Jxx
- 9 -
相关推荐：
loading