《冷冲压工艺与模具设计》试卷 姓名 班级 学号 成績 23 5 未注圆角R0.4 生产批量：大批量 材料：08F 料厚；1mm 设计要求 1对冲压件的工艺分析 根据工件图纸，分析该冲压件的形状、尺寸，精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺 的要求。(15分) 2.角定冲压件的最佳工艺方案 通过对冲压件的工艺分析及必要的工艺计算，在分析冲压性质、冲压次数、冲压顺序和工序 组合方式的基础上，提出各种可能的冲压工艺方案，并从多方面综合分析和比较，确定最佳 工艺方案。(10分) 3.确定模具类型 根据冲压件的生产批量，冲压的形状，尺寸和精度等因素。确定模具的类星。《5分) 4.工艺尺寸计算(30分) 1)拉深次数和拉深工序尺寸的确定 2)神孔，落料凸，凹模刃口尺寸的计算 3)弯由凸、四模尺寸的计算 4)排样设计并通排样图 5)冲压力计算及压力设备的选择 5.横具简图(30分) 绘制模具简阳，说明模具的主要结构，包括模具的定位零件，卸料和出件装置
《冷冲压工艺与模具设计》试卷二 姓名 班级 学号 成绩 未注圆角 R0.4 生产批量：大批量 材料：08F 料厚：1mm 设计要求 1.对冲压件的工艺分析 根据工件图纸，分析该冲压件的形状、尺寸，精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺 的要求。（15 分） 2.确定冲压件的最佳工艺方案 通过对冲压件的工艺分析及必要的工艺计算，在分析冲压性质、冲压次数、冲压顺序和工序 组合方式的基础上，提出各种可能的冲压工艺方案，并从多方面综合分析和比较，确定最佳 工艺方案。（10 分） 3.确定模具类型 根据冲压件的生产批量，冲压件的形状，尺寸和精度等因素，确定模具的类型。（5 分） 4.工艺尺寸计算（30 分） 1） 拉深次数和拉深工序尺寸的确定 2） 冲孔、落料凸、凹模刃口尺寸的计算 3） 弯曲凸、凹模尺寸的计算 4） 排样设计并画排样图 5） 冲压力计算及压力设备的选择 5.模具简图（30 分） 绘制模具简图，说明模具的主要结构，包括模具的定位零件，卸料和出件装置
参考答案 一.工件的工艺分析 )工件材料为08，其型性、杨性较好，抗剪强度τ为260一360a,抗拉强 度c为330一450Mpa,有利于各种工序的加工， b)工件尺寸均没有公差要求，故精度不高，属于一般零件，其公差按T14 处理，给模具制造带来一系列方便。 ©)该工件总体属于圆简形拉深件，两边有究4m的直边凸缘，凸缘前端有 弯曲部分，底部有孔：工件圆筒形部分高度为6m,需计算确定拉深次 数：弯曲部分直边高度2m2t,相对弯曲半径r/t=0.4(0.5,属于无 圆角弯曲：拉深件底部孔径◆=3.5m,较易冲出，可安挂在拉深工序之 后进行。 综上所述，此工件可用冷冲压加工成形， 二.零件工艺方案确定 1.模具类型的确定 制件公差为IT14级，形状较简单，但批量大，宜采用级进模或复合模进行 加工。 2.制件工艺方案的确定 从工件结构形状可知，所霉基本工序有拉深、冲孔，弯曲、落料等工序。 因为工件精度要求不高，且从生产效率要求高的角度考虑，可以先采用切口 拉深、冲孔、落料连续模，进行有工艺切口的带料连续拉深，实现工件的拉 深和底部冲孔及落料，再采用落废料，弯曲复合模，完成切除凸缘废料，凸 缘弯曲的工序。 故成形工艺方案为：切口一拉深一冲孔一落料一切废一弯曲 这样可以减少模具、设备和操作人员的数量，提高生产效率，只需两副 模具就可实现加工，缺点是模具结构较复杂，制造成本较高。 如果一次即可拉深成功，也可以采用落料、拉深、冲孔复合模，模具数 量仍为两个，但工序安排得到简化，具体工艺方案为： 落料一拉深一冲孔一切废一弯曲。 是否可以一次拉深成功，需要进行计算。 三，工艺尺寸计算 1.拉深次数和拉深工序尺寸的确定 板料厚度为1mm,按中线计算 (1)修边余量的确定 凸缘直径d=(+b+c+0.6t)=(23-2+1+1+0.6)=23.6m(数材表3-6) 相对凸缘直径d,/d23.6/10=2.36,查教材表4一3得修边余量8=1.2m. 故实际凸缘直径d,=(23.6+2×1.2)=26um. (2)预算毛坯直径 D=VG+25,d+8断5+4d,h+2rrd,+4.56r+d-d国 由上图得d7an，d10n,d,13mm。d,-26m.rlm。rlmm,h-2m 代入公式得D=28mm
参考答案 一. 工件的工艺分析 a) 工件材料为 08，其塑性、韧性较好，抗剪强度t为 260～360Mpa，抗拉强 度sb为 330～450Mpa，有利于各种工序的加工。 b) 工件尺寸均没有公差要求，故精度不高，属于一般零件，其公差按 IT14 处理，给模具制造带来一系列方便。 c) 该工件总体属于圆筒形拉深件，两边有宽 4 mm 的直边凸缘，凸缘前端有 弯曲部分，底部有孔；工件圆筒形部分高度为 6mm，需计算确定拉深次 数；弯曲部分直边高度 H=2mm=2t，相对弯曲半径 r/t=0.4<0.5，属于无 圆角弯曲；拉深件底部孔径f =3.5mm，较易冲出，可安排在拉深工序之 后进行。 综上所述，此工件可用冷冲压加工成形。 二．零件工艺方案确定 1. 模具类型的确定 制件公差为 IT14 级,形状较简单,但批量大,宜采用级进模或复合模进行 加工。 2. 制件工艺方案的确定 从工件结构形状可知，所需基本工序有拉深、冲孔、弯曲、落料等工序。 因为工件精度要求不高， 且从生产效率要求高的角度考虑， 可以先采用切口、 拉深、冲孔、落料连续模，进行有工艺切口的带料连续拉深，实现工件的拉 深和底部冲孔及落料，再采用落废料，弯曲复合模，完成切除凸缘废料，凸 缘弯曲的工序。 故成形工艺方案为：切口—拉深—冲孔—落料—切废—弯曲。 这样可以减少模具、设备和操作人员的数量，提高生产效率，只需两副 模具就可实现加工。缺点是模具结构较复杂，制造成本较高。 如果一次即可拉深成功，也可以采用落料、拉深、冲孔复合模，模具数 量仍为两个，但工序安排得到简化，具体工艺方案为： 落料—拉深—冲孔—切废—弯曲。 是否可以一次拉深成功，需要进行计算。 三．工艺尺寸计算 1. 拉深次数和拉深工序尺寸的确定 板料厚度为 1ｍｍ，按中线计算 （1）修边余量的确定 凸缘直径 dt＝( a+b+c+0.6t )=（23-2+1+1+0.6）=23.6mm ( 教材表 3-6) 相对凸缘直径 dt/d=23.6/10=2.36，查教材表４－３得修边余量d＝1.2mm， 故实际凸缘直径 dt＝（23.6+2¥1.2）=26mm。 （2）预算毛坯直径 2 2 2 2 2 1 2 1 2 2 1 2 1 4 3 D = d + 2p r d + 8r + 4d h + 2p r d + 4.56r + d - d 由上图得 d1=7mm ，d2=10mm，d3=13mm，d4=26mm，r1=1mm，r2=1mm，h=2mm 代入公式得 Dª28ｍｍ
(3)判断是杏一次拉深成形 t/D■1/28x100%=3.57 dt/d=26/10=2.6 m=d/D=10/28=0.357 根据以上数据查教材表410得首次拉深的吸限系数■0.34，由于m>m 所以可以一次拉深成形. 所以拉深工序尺寸分别为： d =10mm n=0.8D-d0i=0.828-10*3.4mm 厂t=P=1.5 h=2mm 2.拉深凸、凹模尺寸计算 (1)拉深凸、四模尺寸计算 查教材表4一14得单边间限Z/2为1t:查表4一15得8=0.048=0.02 工件公差为1T14级，查机械设计手册，得40.43，代入下两式，得 Dg=(Dmx-0.75△)6=(11-0.75.0.43)604=10.680d D。=(Dmm-0.75A-Z)2,=(11-0.75.0.43-1)22=9.6820 (2》冲孔、落料凸、凹模刃口尺寸计算 冲孔，落料形状简单，可选用互换加工方法加工凸、凹模 冲裁精度取1T11级 冲孔尺寸：◆a=3.5m Znax=0.20t=0.20 Zain=0.14t=0.14 6=0.026=0.02 16+6-=0.02+0.02=0.04K20ux-2Zmin0.20-0.14=0.06 故：dp=(dn+xA2,=352r d,=(dn+xA+Z.6=368 查表得x-0.5△=0.075 落料尺寸：r8n 2max=0.20t=0.20 Zain=0.14t=0.14 8=0.0256,=0.02 6,+6=0.025+0,02=0.015<mx-Zmin=0.20-0.14=0,06 放：D4=(Dax-xA片=27.935005
（3）判断是否一次拉深成形 t／D＝１／28¥100% =3.57 dt/d=26/10ª2.6 m＝d／D=10/28= 0.357 根据以上数据查教材表 410 得首次拉深的极限系数 m1=0.34，由于ｍ＞m1， 所以可以一次拉深成形。 所以拉深工序尺寸分别为： ｄ＝10ｍｍ 1 0.8 ( ) 0.8 (28 10) 3.4 d r = D - d t = × - ª mm 1 1.5 p r = r = mm h=2ｍｍ 2．拉深凸、凹模尺寸计算 （1）拉深凸、凹模尺寸计算 查教材表４－１４得单边间隙Ｚ／２为１ｔ；查表４－１５得dd= 0.04 dp=0.02 工件公差为 IT14 级，查机械设计手册，得D=0.43，代入下两式，得 0.04 0.0 4 m ax 0 0 0 ( 0.75 ) (11 0.75 0 .43) 10.68 d Dd D + d + + = - D = - × = 0 0 0 max 0.02 0.02 ( 0.75 ) (11 0.75 0.43 1) 9.68 p D p = D - D - Z -d = - - - × - = （2）冲孔、落料凸、凹模刃口尺寸计算 冲孔，落料形状简单，可选用互换加工方法加工凸、凹模 冲裁精度取 IT11 级 冲孔尺寸： f 孔= 3.5mm Zmax= 0.20t=0.20 Zmin= 0.14t=0.14 dd= 0.02 dp=0.02 ½dd½+ ½dp ½=0.02+0.02=0.04< Zmax-Zmin= 0.20-0.14=0.06 故： 0 0 dp min 0.02 ( ) 3.54 p d x = + D -d = - 0.02 d min min 0 0 d ( ) 3.68 d d x Z +d + = + D + = 查表 得 x=0.5 D =0.075 落料尺寸： r 落= 28mm Zmax= 0.20t=0.20 Zmin= 0.14t=0.14 dd= 0.025 dp=0.02 ½dd½+ ½dp ½=0.025+0.02=0.045< Zmax-Zmin= 0.20-0.14=0.06 故： 0.03 Dd max 0 0 ( ) 27.935 D d x + d + = - D =
D。=(Dx-x4-Zm∠，=27.7952am 查表得x=0.5△=0.13 (3)弯曲凸、凹模尺寸计算 凸模圆角半径：”=5=0.4 四模圆角半径：尼，=44 凸、凹模单边间隙：Z=1+△+cH=1+0.09+0.1=1.19(查教材表3-4与3-5) 凸、四模横向尺寸： La=(L-0.75△5=22.932 L。=(L4-2Z)p=20.559a 3.排样及材料利用率 该排样根据落料工序设计，考虑模具结构简单，操作方便，故采用单排排样设计。 查表2一14得a=1.2mm,b=2.0m,条料B=D+2a28+2+2=32mm,进距 h=D+b=28+1=29m 材料利用书 ×100%=D/4 夕、 100%=66.3% B-h 100%=寸：2814 32.29 4,冲压力及压力设备的选择 拉深力： F=d4o,K=314-7-440￥10kW F=0.25F-4kN 冲裁力： Fa=KLr=1.3-(D+2r:35050kN F=F+F&+F a-64kN 压力机公称压力：
0 0 p max min 0.02 ( ) 27.795 p D = D - xD - Z -d = - 查表 得 x=0.5 D =0.13 （3）弯曲凸、凹模尺寸计算 凸模圆角半径： 0 0.4 p r = r = 凹模圆角半径： R凹 = 4t=4 凸、凹模单边间隙：Z = t + D + ct =1+ 0.09 + 0.1 = 1.19（查教材表 34 与 35） 凸、凹模横向尺寸： d 0.023 d max 0 0 0 0 p d p 0.023 L (L 0.75 ) 22.93 L (L 2Z) 20.55 d d + + - - = - D = = - = 3．排样及材料利用率 该排样根据落料工序设计， 考虑模具结构简单， 操作方便， 故采用单排排样设计。 查表２－１４得ａ＝1.2mm，ｂ＝2.0mm，条料Ｂ＝Ｄ+ 2 a=28+2+2=32mm，进距 ｈ＝Ｄ＋ｂ＝28＋1=29mm 材料利用率 2 2 0 / 4 28 / 4 100% 100% 100% 66.3% 32 29 S D S B h p p h × = ¥ = ¥ = ¥ = × × ４．冲压力及压力设备的选择 拉深力： 1 1 3.14 7 440 10 F b 拉 = pd ts K = × × ª kN F 压=0.25F=4kN 冲裁力： F裁 =KLtt = 1.3×p ×(D + 2r 孔 )×350 ª 50kN Fz=F 拉+ F 压+F 裁=64kN 压力机公称压力：
取F=1.6F-100kN 根据冲压力可初选冲压设备型号为H21一25。 四，模具简图 落料、冲孔、拉深复合模简图如下 切废、弯白复合模路 =4 -15 ---17 -1 2 2 1.19一像政2一网位甘子下横声4.5一夏杆于一冲孔模6一下重映下擦封八装 铺护凹装9-一凸因柄10一上国定投11一上地版12一上板室3一湖辆1一打杆 16种孔凸横17一色发18一导着20一上肖换2礼一导住2》一印有板2一芒演 24一下程定餐25一下装长
取 Fg=1.6Fz=100kN 根据冲压力可初选冲压设备型号为 JH21—25。 四．模具简图 落料、冲孔、拉深复合模简图如下 切废、弯曲复合模略