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支撑圈冲压工艺分析及冷冲模设计

摘要

本设计课题是支撑圈冲压工艺分析及冷冲压模具设计，通过对模具的设计，加深了设计人员对冲压模具设计的基本认知，为更复杂的模具设计铺平了道路，并且吸取了经验教训。

本设计对拉深件的冲压工艺进行了分析，确定了冲压方案和模具结构，讨论了模具的设计过程，更多地考虑了模具结构的可调性、互换性和模具成本。同时，还介绍了模具关键零件的结构设计，如：凸模、凹模、凸模固定板、垫板、卸料板、树脂、挡料销、导正销等，模架采用标准模架和合适的冲压设备。在设计中，对各作用部件和压力机规格进行了必要的校核和计算，并用CAD对各重要部件进行了设计。

关键词：冲压模具工艺分析模具结构

1.引言

冷冲压工艺规范是冲压施工的基础，工艺过程的可靠保证是靠良好的模具结构设计来实现。冲压工艺包含着冲压加工的具体方法和技术经验。将板料加工成冲压零件的特殊工艺装备被称为冲压模具。完成对材料的冲压生产靠模具和压力机的相互协作，在大批次的生产中，产品不仅有着更稳定的加工质量和互换性，更能够减少金属的消耗，而且加工过程相对高效。虽然本身也存在一些缺点，但是随着科学技术的进步，这些问题一定会得到解决。

2支撑圈的冲压工艺分析及方案的确定

2.1支撑圈的原始数据

R

R

h

2

20-0.52

零件名称

支撑圈

图号

D003

材料

08

钢

料厚

（1.2士0.12)mm

生产批量

大批量

2.2支撑圈工艺分析支撑圈工艺分析大致包括两个方面：经济性分析和工艺性分析。

冲压件的经济性分析

目前来说一种较为先进的加工工艺方法就是冲压加工方法，这种加工方法具有生产效率高的特性优点，而且对于材料的利用率也很高，并且操作简单，因此冲压加工方法存在着一系列的特性优点而被广泛利用。模具的费用通常都很高，制造模具通常会耗费大量财力，因此生产产品数目的大小决定着冲压加工的经济性，相对的来说，加工的零件批量越大，单个零件的成本就会越低，但是当加工批量小的时候，这种优势就相对不明显了，采用其他的加工工艺或许才会有更好的效果。

冲压件的工艺性分析资料如图所示先对材料做一个简单的认识，

零件的材料：工件名称为支撑圈，该材料为08钢，08钢硬度塑性以及韧性好，易于深冲和拉延，具有较好的冲裁成型性能。

零件的结构：此工件为一个不带底面的带凸缘圆筒形工件，外形简单，没有尖角，组成部分为圆弧跟直线，该零件形状对称符合典型的冲压件的特征。该零件的外形对四个尺寸标注了公差并且对工件的厚度也有相应的要求，其中R未标注公差尺寸，所以可以按照未标公差等级来进行处理。通过该零件图，可以知道该零件为杯形无底端件，下端尺寸为75mm，外端的基本尺寸为93mm，而且t为1.2士0.12mm，属于易于冲裁的薄壁件。

尺寸精度：零件上的各个公差尺寸为：93 mm75mmt=1.2士0.12mmR=2mmh=20mm

2.2冲压工艺方案的确定因为该工件由落料、冲孔、翻边三个基本工序组成，为此我们设计了以下三种该方案：一：采用单工序模进行生产，先落料，再冲孔最后在翻边。

二：采用复合模生产，落料-冲孔-翻边复合冲压。

三：采用级进模生产，级进冲压。

方案一模具的结构较为简单，但是需要的模具数量较多，它可分为冲裁模、拉伸模、翻孔模。多个模具的使用会使生产起来耗费更多的资源，不仅消耗大量人工和时间成本，而且产品的报废率也较高。方案二只需要一套模具，相比较其他冷冲压模具结构来说，如若是量产，复合模的使用可以成倍的提高产品生产的效率，并且生产的产品数量越大，收益越明显。方案三选择的是级进模，级进模属于多任务序冲模,包括冲裁、弯曲成型和拉伸等多种多道工序可在一套模具中进行,具有很高的生产率。但是对零件要求较高，对于精度过高的零件的冲压不适宜此方案。

通过对比以上三种方案，如果工件能够一次拉伸成型，最好可以采用方案二进行冲压，但是以此方案进行翻孔成型并达到零件要求的高度，仍需要我们进行进一步的计算和检验。

3.主要工艺参数的计算

翻边工序计算计算一次翻边所能达到的高度：按照相关表2，取极限翻边系数K最小=0.75

已知d=D-t=75-1.2=73.8

由相关计算公式可得

(1-K)+0.43R+0.72t

H==

H

=

=11.379mm

零件的高度为H=2OmmH=11.379mm

因此我们可以知道一次冲孔并不能达到零件所要求的高度，所以我们需要先对其进行拉深，然后进行冲孔并翻孔的工艺。计算翻孔的高度

根据表2，取极限翻孔系数为k=0.6

r=2t=2×1.2=2.4mm

计算出翻孔所能达到的最大高度由相关公式可得

(1-K)+0.57r

h=取h

h

=

取h

=10

mm

计算翻孔预冲孔的直径：按公式