《冷冲压工艺与模具设计》试卷五 姓名 班级 学号 成绩 冲裁模设计 4.435 零件托叛如右闲所示 生产批量：大批量 材料：08F t-2mm 14 3 50 设计要求： 1对冲压件的工艺分析 根据工牛图派，分析该冲压件的形默，尺寸，精度瑟求和材料性能等因素是睿符合冲压工艺 的要求。(7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，冲压膜序和工序组合方式的 基础上，提出各种呵能的冲压工艺方案，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，尺寸和精度第因素。确定模具的类型。(3分) 4.工艺尺寸计算(15分) 1)冲孔、落料凸、四模刃口尺寸的计算 2)持样设计并画持样图 3)冲压力计算及压力设备的选择 5模具简图(15分》 通过绘制模具简图，说明模具的主要结构，包括横具的定位零件，钾料和出件装置
《冷冲压工艺与模具设计》试卷五 姓名 班级 学号 成绩 冲裁模设计 零件托扳如右图所示 生产批量：大批量 材料：08F t=2mm 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。（7 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。（3 分） 4.工艺尺寸计算（15 分） 1） 冲孔、落料凸、凹模刃口尺寸的计算 2） 排样设计并画排样图 3） 冲压力计算及压力设备的选择 5.模具简图（15 分） 通过绘制模具简图，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
控深模设计 727州) 生产批量：大批量 材料：10钢板 材料厚度：1国 设计要求： 1对冲压件的工艺分析 根据工针阁纸，分析该冲压件的形状，尺寸，精度基求和材料性能等因素是睿符合冲压工艺 的要求。(7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。确定模具的类星。《3分) 4工艺尺寸计算(15分) 4)拉深次数和拉深工序尺寸的确定 5)神孔，落料凸，凹核引口尺寸的计算 6)排样设计并画排样图 7)冲压力计算及压力设备的选择 5模具简图(15分》 通过绘制校具简图，说明校具的主要结构，包括校具的定位零件，卸料和出件装置
拉深模设计 生产批量：大批量 材料：10 钢板 材料厚度：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。（7 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。（3 分） 4.工艺尺寸计算（15 分） 4） 拉深次数和拉深工序尺寸的确定 5） 冲孔、落料凸、凹模刃口尺寸的计算 6） 排样设计并画排样图 7） 冲压力计算及压力设备的选择 5.模具简图（15 分） 通过绘制模具简图，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
冲裁模参考答案 (一)冲裁件工艺分析 1.材料：08F钢板是优质碳素结构钢，具有良好的可神压性能。 2工件结构形状：冲裁件内，外形应尽量避免有尖悦清角，为提高模具寿 命，建议将所有90°清角改为R1的圆角， 3.尺寸精度：零件图上所有尺寸均未标注公差。属自由尺寸，可按T14 级确定工件尺寸的公差。经查公差表，各尺寸公差为： 58-0.74、38-0.62、30-052、16-044、14±022、17±022、Φ3.5+0.3 结论：可以冲裁 (二)确定工艺方案及模具结构形式 经分析，工件尺寸精度要求不高，形状不大，但工件产量较大，根据材料较 厚(2mm)的特点，为保证孔位精度，冲模有较高的生产率，通过比较，决定实 行工序集中的工艺方案，采取利用导正钉进行定位、刷性卸料装置、自然漏料方 式的连续神裁模结构形式。 (三)模具设计计算 1.排样计算条料宽度及确定步距 首先查有关表确定搭边值，根据零件形状，两工件间按炬形取搭边值2， 侧边按圆形取搭边值a=2。 连续模进料步距为32mm. 条料宽度按相应的公式计算： B=D+2a)。查表d=0.6 B-(58+2×20.6 =62-06 画出排样图，图2 图2排样图 2.计算总冲压力 由于冲模采用刚性卸装置和白然福料方式，故总的冲压力为： Pu=P+P P-P:+P: 面 式中P落料时的冲裁力 P-冲孔时的冲裁力 按推料力公式计算冲我力： P=KLt T 查1=300WMPa =222(58-16)+2(30-16)+16x]2*30010000 -12.6 P=2.2*4x*3.5*2*300W10000 =3.4t) 按推料力公式计算推料力P,: P=nKP取n=3,查表2-10，K,=0.055 P=3*0.055*(12.6+304)=2.475(t)
冲裁模参考答案 （一）冲裁件工艺分析 1. 材料：08F 钢板是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能。 2. 工件结构形状：冲裁件内、外形应尽量避免有尖锐清角，为提高模具寿 命，建议将所有 90°清角改为 R1 的圆角。 3. 尺寸精度：零件图上所有尺寸均未标注公差，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： 580.74、380.62、300.52、160.44、14±0.22、17±0.22、Ф3.5+0.3 结论：可以冲裁 （二） 确定工艺方案及模具结构形式 经分析，工件尺寸精度要求不高，形状不大，但工件产量较大，根据材料较 厚（2mm）的特点，为保证孔位精度，冲模有较高的生产率，通过比较，决定实 行工序集中的工艺方案，采取利用导正钉进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方 式的连续冲裁模结构形式。 （三） 模具设计计算 1．排样 计算条料宽度及确定步距 首先查有关表确定搭边值。根据零件形状，两工件间按矩形取搭边值 b=2, 侧边按圆形取搭边值 a=2。 连续模进料步距为 32mm。 条料宽度按相应的公式计算： B=(D+2a)⊿ 查表 ⊿=0.6 B=(58+2×2)0.6 =620.6 画出排样图，图 2 图 2 排样图 2．计算总冲压力 由于冲模采用刚性卸装置和自然漏料方式，故总的冲压力为： P0=P+Pt P=P1+P2 而 式中 P1落料时的冲裁力 P2冲孔时的冲裁力 按推料力公式计算冲裁力： P1=KLtτ 查τ=300MPa =2.2[2（5816）+2（3016）+16π]*2*300/10000 =12.6 (t) P2=2.2*4π*3.5*2*300/10000 =3.4(t) 按推料力公式计算推料力 Pt： Pt=nKtP 取 n=3，查表 2-10，Kt=0.055 Pt=3*0.055*(12.6+304)=2.475(t)
计算总冲压力P: P=P+P+P =12.6+3.4+2.475 ■18.475(t) 3。确定压力中心 根据图3分析，因为工件图形对称，故落料时P的压力中心在O上：冲孔 时P2的压力中心在O2上。 设冲模压力中心离O:点的距离为X,根据力矩平衡原理得： PX-(32-X)Pz 由此算得X=7mm 图3压力中心 4.冲模刃口尺寸及公差的计算 刃口尺寸计算方法及演算过程不再赞述，仅将计算结果列于表】中。 在冲模刃尺寸计算时需要注意：在计算工件外形落料时，应以凹模为基准，凸模 尺寸按相应的凹模实际尺寸配制，保证双面间露为025~0.36mm。为了保证R8 与尺寸为16的轮廓线相切，R8的凹模尺寸，取16的凹模尺寸的一半，公差也 取一半， 在计算冲孔模刃口尺寸时，应以凸模为基准，凹模尺寸按凸模实际尺寸配制， 保证双面何隙为0.25-0.36mm. 表1冲模刃口尺寸 冲裁性质 工作尺寸 计算公式 四模尺寸注法 凸模尺寸注法 58a4 57.6*w11w 380 37.70.16 凸模尺寸按实 落料 30n.5班 29.T0.13 际尺寸配置，保 16n44 16.89.山 证双边间谢 Rs R7.90% 0.25-0.36mm 凹模尺寸按回 冲孔 中3.53 模实际尺寸配 3.654m 置，保证双边 间 原 0.25-0.36mm
计算总冲压力 PZ： PZ=P1+P2+Pt =12.6+3.4+2.475 =18.475(t) 3．确定压力中心： 根据图 3 分析，因为工件图形对称，故落料时 P1 的压力中心在 O1 上；冲孔 时 P2 的压力中心在 O2 上。 设冲模压力中心离 O1 点的距离为 X，根据力矩平衡原理得： P1X=(32X)P2 由此算得 X=7mm 4．冲模刃口尺寸及公差的计算 刃口尺寸计算方法及演算过程不再赘述，仅将计算结果列于表 1 中。 在冲模刃尺寸计算时需要注意：在计算工件外形落料时，应以凹模为基准，凸模 尺寸按相应的凹模实际尺寸配制，保证双面间隙为 0.25~0.36mm。为了保证 R8 与尺寸为 16 的轮廓线相切，R8 的凹模尺寸，取 16 的凹模尺寸的一半，公差也 取一半。 在计算冲孔模刃口尺寸时， 应以凸模为基准， 凹模尺寸按凸模实际尺寸配制， 保证双面间隙为 0.25~0.36mm。 表 1 冲模刃口尺寸 冲裁性质 工作尺寸 计算公式 凹模尺寸注法 凸模尺寸注法 落料 580.74 380.62 300.52 160.44 R8 57.6 +0.18 37.7 +0.16 29.7 +0.13 16.8 +0.11 R7.9 +0.06 凸 模 尺 寸 按 实 际尺寸配置，保 证 双 边 间 隙 0.25~0.36mm 冲孔 φ3.5 +0.3 凹模尺寸按凹 模实际尺寸配 置，保证双边 间 隙 0.25~0.36mm 3.650.08 图 3 压力中心
在计算模具中心距尺寸时，制造偏差位取工件公差的18。据比，冲几凹 模和凸模固定板孔中心距的制造尺寸为： L1=14±0.44/8=14±0.055 L1=17±0.44/8=17±0.055 5.确定各主要零件结构尺寸 (1)凹模外形尺寸的确定 凸模厚度H的确定： H=V0.IP P取总压力=184750N H-V0.1*184730-26mm 四模长度L的确定 W=2.1H=31:工件b=58 L=b+2W,=58+2*31=120mm 凹模宽度B的绮定 B=步距+工件宽+2W 取：步距=32：工件=30：W:=15H B2=32+30+2*39 =140mm (2》凸横长度L,的确定 凸模长度计算为： Li=h+h:+h+Y 其中导料板厚h=8:卸料板厚h=2:凸模固定板厚h=18:凸模修暗量 Y-18则 L=8+12+18+18=56mm 选用冲床的公称压力，应大于计算出的总压力P1847S:最大闭合高度应大 于冲模闭合高度+5mm:工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。按上述要求。 结合工厂实际，可选用2325开式双柱可候压力机.并需在工作台面上配备垫 块，垫块实际尺寸可配制， (3)设计并绘制总图 按己确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准模架。 绘制模具总装图。如下图，单排冲孔落料连续模
在计算模具中心距尺寸时，制造偏差值取工件公差的 1/8。据此，冲孔凹 模和凸模固定板孔中心距的制造尺寸为： L14=14±0.44/8=14±0.055 L17=17±0.44/8=17±0.055 5. 确定各主要零件结构尺寸 （1）凹模外形尺寸的确定 凸模厚度 H 的确定： H=3 0.1 P P 取总压力=184750N H=3 0 .1 * 184750 =26mm 凹模长度 L 的确定 W1=2.1H=31；工件 b=58 L=b+2W1=58+2*31=120mm 凹模宽度 B 的确定 B= 步距+工件宽+2W2 取：步距=32；工件=30；W2=1.5H B2=32+30+2*39 =140mm （2）凸模长度 L1 的确定 凸模长度计算为： L1=h1+h2+h3+Y 其中 导料板厚 h1=8；卸料板厚 h2=12；凸模固定板厚 h3=18; 凸模修磨量 Y=18 则 L1=8+12+18+18=56mm 选用冲床的公称压力， 应大于计算出的总压力 P0=18.475t;最大闭合高度应大 于冲模闭合高度+5mm;工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。按上述要求， 结合工厂实际，可选用 J2325 开式双柱可倾压力机。并需在工作台面上配备垫 块，垫块实际尺寸可配制。 （3）设计并绘制总图 按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准模架。 绘制模具总装图。如下图，单排冲孔落料连续模
151行131920 21222324 1料 40515 13 12 1克 单护冲孔落料连婆模 1-簧片2螺钉3-下模体-凹慎5-螺钉6-承导料7-导料板8-始用档料销 9、26-导柱10.25-号套11-挡料钉12-卸料板13多上模座14-凸模固定板15-落料 凸模16-冲孔凸模17-垫版18-圆柱情19导正箱20-棱柄21-防转情22-内六角 螺钉23-圆柱销2-螺钉
单排冲孔落料连续模 1-簧片 2-螺钉 3-下模座 4-凹模 5-螺钉 6-承导料 7-导料板 8-始用挡料销 9、26-导柱 10、25-导套 11-挡料钉 12-卸料板 13-上模座 14-凸模固定板 15-落料 凸模 16-冲孔凸模 17-垫板 18-圆柱销 19-导正销 20-模柄 21-防转销 22-内六角 螺钉 23-圆柱销 24-螺钉
拉深慎参考答案 设计步骤知下： 一、工艺分析 此工作为无凸缘图简形工作，要求内形尺寸，投有厚度不变的要求。此工件的形状满足 拉深的工艺要求，可用拉深工序加工。 工件底部圆角半径r-8mm,大于控深凸模阳角半径ra-4一6m首次控深凹模的圆角 半径，【=6m,而ra=(061)Tm=4一6mm,故可a).满足首次拉深对圆角半径的 要求。尺寸72T7mm,按公差表查得为T14级，满足拉授工序对工件公差等级的要 求。 10铜的拉深性能牧好. 该工作的拉深工艺性较好，需选行如下的工序计算，米判断拉深次数 1.计算毛坯直径D 如图所示.h-(295一0.5)mm-29mm,d=(72.7+035+1》mm-74mm.工件的相 对高度hd=29mm74mP04。根莱相对高度从表中查得镶边余量△h=2阴- 无凸峰圆筒形拉深工件的毛坯尺寸计算公式为 D=√d+4dH-1.72d-0.56r2 将上74mm,H=h+Ah=(29+2)m=31m,r=(8+D.5)mm=85mm代入上式， 得毛坯的直径为 D-V74+4x74x31-1.72×8.5×74-0.56x8.52mm-116mm 2判斯拉深次数 工件总的拉深因数m。/D74mm116mm0.64:毛还的相对厚度D= 1mm116mm-0.0086. 判断控深时是否需要压边， 查表，毛坏的相对厚度D0.0050.015,故需加压边圈. 由相对厚度可以从表中查得首次拉深的极限拉深因数m一054。 因m>m,故工件只需一次拉深。 二，确定工艺方案 首先需要落料，制成直径D=116mm的圆片，然后以D=116mm的圆板料为毛坏进行 拉深，拉深成为内径为72.77mm、内国角r为8m的无凸缘M简，最后按h-29.5mm 进行修边。 三，工艺计算 (1)压边力、拉深为 1),计算压边力 压边力的计算公式为知 -[0-d+2%] 式中，r四-r凸-8em,D-l16mm,dl-74mm,qr2.7MPa 把各己知数据代入上式，得压边力为：
拉深模参考答案 设计步骤如下： 一、工艺分析 此工件为无凸缘圆筒形工件，要求内形尺寸，投有厚度不变的要求。此工件的形状满足 拉深的工艺要求，可用拉深工序加工。 工件底部圆角半径 r＝8mm，大于拉深凸模圆角半径 r 凸=4～6mm(首次拉深凹模的圆角 半径，r 凹=6t＝6mm, 而 r 凸=（0.6~1）r 凹＝4～6mm，故 r>r 凸)。满足首次拉深对圆角半径的 要求。尺寸 0.7 0 f72.7 mm + ，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。 10 钢的拉深性能较好。 该工件的拉深工艺性较好，需进行如下的工序计算，来判断拉深次数 1.计算毛坯直径 D 如图所示。h＝（29.5－0.5）mm＝29mm，d＝（72.7＋0.35＋1）mm=74mm。工件的相 对高度 h /d =29mm/74mm= 0.4。根据相对高度从表中查得修边余量Dh = 2mm 无凸缘圆筒形拉深工件的毛坯尺寸计算公式为 2 2 D = d + 4dH -1.72rd - 0.56r 将 d=74mm， H = h + Dh = (29 + 2)mm = 31mm ， r = (8 + 0.5)mm = 8.5mm代入上式， 得毛坯的直径为 2 2 D = 74 + 4¥ 74¥31-1.72¥8.5¥ 74 - 0.56¥8.5 mm = 116mm 2.判断拉深次数 工 件 总 的 拉 深 因 数 m 总 =d/D=74mm/116mm=0.64 ； 毛 坯 的 相 对 厚 度 t/D ＝ 1mm/116mm=0.0086。 判断拉深时是否需要压边， 查表，毛坯的相对厚度 t/D=0.0086m1，故工件只需一次拉深。 二、确定工艺方案 首先需要落料，制成直径 D＝116mm 的圆片，然后以 D＝116mm 的圆板料为毛坯进行 拉深，拉深成为内径为 0.7 0 f72.7 mm + 、内圆角 r 为 8mm 的无凸缘圆筒，最后按 h = 29. 5mm 进行修边。 三、工艺计算 （1）压边力、拉深力 1）.计算压边力 压边力的计算公式为： 2 2 1 ( 2 q 4 FQ D d r p = È - + ˘ Î 凹 ） ˚ 式中，r 凹＝r 凸=8mm，D=116mm，d1=74mm，q=2.7 MPa 把各已知数据代入上式，得压边力为：
-16-(74+2×8产]x2.7NP=1350N 2),计算拉深力 F=Kadto,. 已知m0.64,由表查得K0.75,10钢的强度极限0，=440MP 将K=0.75,d=74mm,1=1mmG,=440MPa代人上式，即： F=F=(0.75x3.14x74×1x440)N=76700N 3).压力机的公称压力为： Fs21.4F+E。)-1,4×(76700+12600N-125020N 故压力机的公称压力要大于125kN (2)模具工作第分尺小的计算 1)拉深模的间藏 由表查阁拉深模的单边闻隙为： Z2=1.1e.1mm 则校探模的问隙Z-2×1.lmm-2.2mm 2)拉深模的圆角半径 四模的阔角半径r一8t-8mm: 凸模的圆角半径r==8m。 (3)凸、凹模工作部分的尺寸和公差 由于工件要求内形尺寸，则以凸横为设计基准。凸模尺寸的计算公式为 d,=(dm+0.4a2, 将模具公差按T10领远取，则6。-0.12mm 把4-727mm,A=0.7刚m,6。-0.12mm代入上式，则凸模尺寸为 d。-(72.7+0.4×0.7)2aamm-72.982mm 同隙取在四横上，则凹模的尺寸按下式计算，即 d,={d+044+2 把d4=727mm:A=0.7mm,Z=22mm,6,=012mm代入上式。则凹棱尺寸为 d。=(72.7+0.4×0.7+2.222mm=75.182mm
2 2 116 (74 2 8 2.7MPa=11350N 4 FQ p = È - + ¥ ˘ ¥ Î ）˚ 2）.计算拉深力 F K b = pdts , 已知 m=0.64，由表查得 K=0.75，10 钢的强度极限 b s = 440MPa 将 K＝0.75，d＝74mm, t＝1mm, b s = 440MPa 代人上式，即： F = F= (0.75x3.14x74¥1¥440) N =76700N 3）.压力机的公称压力为： F Q 压 ³1.4(F+F )=1.4¥ (76700+12600)N=125020N 故压力机的公称压力要大于 125kN （2）.模具工作部分尺寸的计算 1） 拉深模的间隙 由表查得拉深模的单边间隙为： Z/2＝1.1t=1.1mm 则拉深模的间隙 Z=2 x 1.lmm==2.2mm 2) 拉深模的圆角半径 凹模的圆角半径 r 凹=8t=8mm； 凸模的圆角半径 r 凸=r=8mm。 （3）凸、凹模工作部分的尺寸和公差 由于工件要求内形尺寸，则以凸模为设计基准。凸模尺寸的计算公式为 0 min ( 0.4 ) p dp = d + D - d 将模具公差按 IT10 级选取，则 p d ＝0.12mm。 把 dmin＝72.7mm， D = 0.7mm ， p d ＝0.12mm 代入上式，则凸模尺寸为 0 0 0.12 0.12 (72.7 0.4 0.7) 72.98 p d = + ¥ - mm = - mm 间隙取在凹模上，则凹模的尺寸按下式计算，即 min 0 ( 0.4 ) d d d d Z +d = + D + 把 dmin＝72.7mm， D = 0.7mm ，Z＝2.2mm， d d ＝0.12mm 代入上式，则凹模尺寸为 0.12 0.12 0 0 (72.7 0.4 0.7 2.2) 75.18 p d mm mm + + = + ¥ + =
四、模具简图
四、模具简图