钩式送料连续拉深成形工艺与模具设计

1、钩式送料连续拉深成形工艺与模具设计中文摘要在杯形件的连续拉深模具设计过程中，首先我们使用UG软件对零件进行三维建模,然后对零件进行工艺性分析，绘制零件的二维和三维图，以加深对零件的理解。其次设定了零件的工艺方案，比较工艺方案并确定工艺方案，计算毛坯的尺寸，排样的设计，拉深次数的计算，冲裁力的计算，凸凹模刃口尺寸的计算。然后对模具的总体结构进行设计，绘制模具的总装配图及主要零件的零件图，制作某一个主要零件的工艺卡片。本次设计中用到了自动送料机构来实现生产自动化，提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值，本自动送料机构采用的是钩式自动送料装置。关键词：模具设计；工艺方案；自

2、动送料；钩式送料The forming process and mold design of hook type automatic feeding mechanismABSTRACTDuring the continuous stretch forming mold design of the cup sheel, firstly, the three-dimensional of the part was established using UG,then the Part Drawing was drawn after part's manufacturability analy

3、sis to deepen understanding of the part. The process scheme was determined by compared with various process scheme, then Blank Dimension was calculated, nesting optimization of Parts was designed, drawing times was calculated, blanking force was calculated, the cutting edge dimension of convex and c

4、oncave die were calculated. Then, the overall structure of mold was designed,the assembly drawing and Part Drawing were drawn,the process card of an important part was made. To raising the production efficiency and lightening workers' burdens the automatic feeding mechanism was used to realize p

5、roduction automation in this paper,there are important significance on technical progress and economic value. hook type automatic feeding mechanism was used in this paper.Keywords：Mold Design;Process plan;Automatic feeding; Feeding hook目 录第一章 绪论11.1冷冲压与模具设计简介11.2我国冲压模具水平状况11.3冲压技术的发展及应用31.4本课题的目的及意义

6、41.5本课题的主要内容5第二章 工艺分析及工艺方案确定62.1冲压件的工艺性分析62.2工艺方案的确定7第三章 排样图的设计83.1排样的设计83.2.排样设计原则93.3搭边的选取93.4.工件的排样10第四章 送料方案的确定124.1自动送料机构124.2钩式送料装置12第五章 主要工艺参数计算155.1毛坯尺寸的计算155.1.1计算基本原则155.1.2计算方法155.2拉深次数的计算175.2.1拉深系数175.2.2拉深次数的确定175.3冲裁力的计算195.3.1切槽时冲裁力计算205.3.2 拉深时的拉深力计算215.3.3 冲孔时的冲裁力计算235.3.4 翻边时的压边力计

7、算245.3.5 切断时的冲裁力计算245.3.6 压力机吨位的选择255.4冲裁模间隙的确定255.5凸、凹模刃口尺寸的计算265.5.1刃口尺寸计算的基本原则265.5.2 切槽模具的凸、凹模刃口尺寸计算275.5.3 第一次拉深模具的凸、凹模刃口尺寸计算285.5.4 第二次拉深模具的凸、凹模刃口尺寸计算305.5.5 第三次拉深模具的凸、凹模刃口尺寸计算315.5.6 整形模具的凸、凹模刃口尺寸计算325.5.7 冲孔模具的凸、凹模刃口尺寸计算345.5.8 翻边模具的凸、凹模刃口尺寸计算345.5.9 切断模具的凸、凹模刃口尺寸计算36第六章 主要零件的结构设计376.1 凸、凹模的

8、设计376.1.1凸、凹模设计原则376.1.2凸模376.1.3 凹模386.2卸料部分的设计396.3 凸、凹模固定板的设计406.4 模柄的设计406.5 上下模座及其他零件406.5 压力机的校核41第七章 模具总体结构设计42第八章 零件的加工工艺44总 结47参考文献48致谢49附录50第一章 绪论1.1冷冲压与模具设计简介我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市

9、场竞争激烈。据中国模具工业协会发布的统计材料，2004年我国冲压模具总产出约为220亿元，其中出口0.75亿美元，约合6.2亿元。根据我国海关统计资料，2004年我国共进口冲压模具5.61亿美元，约合46.6亿元。从上述数字可以得出2004年我国冲压模具市场总规模约为266.6亿元。其中国内市场总需求为260.4亿元，总供应约为213.8亿元，市场满足率为82%。在上述供求总体情况中，有几个具体情况必须说明：一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具，而出口模具大部分是技术含量较低的中低档模具，因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模具总体满足率，这些模具的发展已滞后于冲压件生产，而技

10、术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率；二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多，具有一定的竞争力，因此其在国际市场的前景看好，2005年冲压模具出口达到1.46亿美元，比2004年增长94.7%就可说明这一点；三是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速，这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中。1.2我国冲压模具水平状况近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到12m，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra

11、1.5m的精冲模，大尺寸（300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。1.模具CAD/CAM技术状况  我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精冲模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。20世纪90年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术。国家科委863计划将东风汽车公司作为C

12、IMS应用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖件模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显著效益。1997年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产。21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术。其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在“八五”、“九五”期间，已有一大批模具企

13、业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统。如美国EDS的UG，美国ParametricTechnology公司的Pro/Engineer，美国CV公司的CADS5，英国DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E，以色列公司的Cimatron，还引进了AutoCAD、CATIA等软件及法国Marta-Daravision公司用于汽车及覆盖件模具的Euclid-IS等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了CAD/CAM技术。DL图的设计和模具结构图的设计均已实现二维CAD，多数企业已经向三维过渡，总图生产

14、逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。在冲压成型CAE软件方面，除了引进的软件外，华中科技大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在生产实践中得到成功应用，产生了良好的效益。快速原型(RP)与传统的快速经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖件模具，解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具，模具精度低、制件精度低，样件制作难等问题，实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造，并且保证了制件的精度，为汽车行业新车型的开发、车身快速试制提供了覆盖件制作的保证，它标志着RPM应用于汽车车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。围绕着汽

15、车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造，近年来也涌现出一些新的快速成型方法，例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。2.模具设计与制造能力状况在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量

16、和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步，但在制造质量、精度、制造周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。汽车覆盖件模具制造技术正在不断地提高和完善，高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用已越来越

17、多。NC、DNC技术的应用越来越成熟，可以进行倾角加工和超精加工。这些都提高了模具型面加工精度，提高了模具的质量，缩短了模具的制造周期。模具表面强化技术也得到广泛应用。工艺成熟、无污染、成本适中的离子渗氮技术越来越被认可，碳化物被覆处理（TD处理）及许多镀（涂）层技术在冲压模具上的应用日益增多。真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。激光切割和激光焊接技术也得到了应用。1.3冲压技术的发展及应用冲压工艺在机电产品制造业中应用十分广泛，而冲模是实现冲压工艺的主要工艺装备，在制造业中占有重要的地位。特别是在汽车，拖拉机，航空航天，仪器仪表，机械制造，家用电器，石油化工，轻工日用品等工业

18、部门得到及其广泛的应用。据统计，利用模具制造的零件，在飞机，汽车，拖拉机，电机电器等机电产品中占6070，在电视机，计算机等电子产品中占80以上，在自行车、手表、洗衣机、电冰箱等轻工产品中占85。随着社会经济的发展，人们对工业产品的品种、数量、质量及款式都有越来越高的要求。为了满足人类的需要，世界上各个工业发达国家都十分重视模具技术的开发，大力发展模具工业，积极采用先进技术和设备，提高模具制造水平，并取得了显着的经济效益。现在大家都认识到，研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展具有特特别重要的意义。模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。 目前，我国经济仍处于高速发展阶段，国

19、际上经济全球化发展趋势日趋明显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面，国内模具市场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显。因此，放眼未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好，预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展，我国不但会成为模具大国，而且一定逐步向模具制造强国的行列迈进。“十一五”期间，中国模具工业水平不仅在量和质的方面有很大提高，而且行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机制以及技术进步的方面也会取得较大发展。模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密监测和信息网络等诸多学科，是一

20、个综合性多学科的系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产批品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。我国模具行业今后仍需提高的共性技术有：(1)建立在CAD/CAE平台上的先进模具设计技术，提高模具设计的现代化、信息化、智能化、标准化水平。(2)建立在CAM/CAPP基础上的先进模具加工技术与先进制造技术相结合，提高模具加工的自动化水平与生产效率。(3)模具生产企业的信息化管理技术。例如PDM（产品数据管理

21、）、ERP（企业资源管理）、MIS（模具制造管理信息系统）及INTERMET平台等信息网络技术的应用、推广及发展。(4)高速、高精、复合模具加工技术的研究与应用。例如超精冲压模具制造技术、精密塑料和压铸模具制造技术等。(5)提高模具生产效率、降低成本和缩短模具生产周期的各种快速经济模具制造技术。(6)先进制造技术的应用。例如热流道技术、气辅技术、虚拟技术、纳米技术、高速扫描技术、逆向工程、并行工程等技术在模具研究、开发、加工过程中的应用。(7) 先进的模具加工和专有设备的研究与开发。(8)模具及模具标准件、重要辅件的标准化技术。模具行业在“十一五”期间需要解决的重点关键技术应是模具信息化、数字

22、化技术和精密、超精、高速、高效制造技术方面的突破。随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响。因此，一些重要的模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发展速度，这样才能不断提高我国模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期，降低成本。(摘自<冲压技术>第1、2页)1.4本课题的目的及意义所选课题是钩式自动送料连续拉深成型工艺与模具设计。该课题是来源于生产实际，零件结构典型，使用量大，难度适中。学生经过本模具的设计后，能较好的掌握冲压模具的设

23、计流程和方法，使其具备一定的冲压模具设计能力，为以后走入工厂打下良好的基础。1.5本课题的主要内容本次设计中，第一个内容是根据产品特征，选择正确成型方法，在对零件有了全面的认识后，从模具类型的选择、参数计算等方面进行冲压模设计。第二个内容是合理排样，同时考虑材料的经济利用。设计的第三个内容是确定工序种类和前后次序，在满足零件要求的情况下，选择少的工序。设计的第四个内容是考虑模具结构，画出装配图，包括总装图和完整零件图。设计的第五个内容是书写设计说明书。设计的第六个内容是设计滑板式自动送料机构。根据零件图的设计要求，进行冲压工艺分析，制定工艺方案，编制零件的加工工艺过程卡。设计内容还包括：排样图

24、设计，总的冲压力计算机压力中心计算，刃口尺寸计算，弹簧、橡胶件的计算和选用，凸、凹模或凸、凹模结构设计以及其他冲模零件的设计，绘制模具装配图和工作零件图等。编写毕业设计说明书。第二章 工艺分析及工艺方案确定2.1冲压件的工艺性分析冲压工艺性是指冲压冲压件对冲压工艺的适应程度，即冲压件的结构形状、尺寸大小、精度要求及所用材料等方面是否符合冲压加工的工艺要求。冲压工艺性既表征了冲压加工方法所达到的加工程度，又表征了零件冲压加工的难易程度。良好的冲压工艺性，可保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单，产品质量稳定，成本低，还能使技术准备工作和生产的组织管理做到经济合理。冲压工艺性分析的目的就是了解冲

25、压加工的难易，为制定冲压工艺方案奠定基础。由零件图，对冲压件的形状、尺寸、精度要求、材料性能进行分析。工艺分析就是对产品的的冲压工艺方案进行技术和经济上的可行性论证，确定冲压工艺性的好坏。凡冲压工艺性不好的，可会产品设计人员，在保证产品使用要求的前提下，对冲压件的形状、尺寸、精度要求及原材料做必要的修改。 本零件采用1mm的H68铜板冲压而成，可保证足够的刚度和强度。工件结构简单对称，旋转体零件在圆周方向上的变形是均匀的，模具加工也较容易，所以其工艺性很好。零件在公差精度上没有要求，我们可以取其精度大概定为IT14级。工件图如下：图2-1 工件图 2.2工艺方案的确定确定方案就是确定冲压件的工

26、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。冲压工艺方案的确定是制定冲压工艺过程的主要内容，需要综合考虑各方面的因素，有的还需要进行必要的工艺计算。因此，实际确定时通常拟定出可能的几套冲压工艺方案，然后根据生产批量和企业现有生产条件，通过对各种方案的综合分析和比较，确定一个技术经济性最佳的工艺方案。根据零件图的形状、尺寸大小可以得出加工出此工件大概需要拉深、整形、冲孔、翻边这几个工序，至于拉深几次有待计算，并且工序的顺序是拉深、整形、冲孔、翻边。由于此模具采用的钩式送料机构送

27、料，所以在拉深之前要考虑拉深带来的拉深力使材料流动从而使材料都挤到一起造成工件起皱或断裂，故在拉深前要加一个切槽的工序。切槽这个工序是使材料切出拉深前大概要的形状，从而使材料跟好的流动，保证工件不易起皱或断裂。在所有工序完成后还要有一个切断工序，是工件从材料板掉下来。综合所述，得出以下几种方案：（1） 简单模，即所有的工序都采用一副模具。 （2） 连续模（级进模），即把所有的工序安照顺序都装在一副模具上，顺序如：切槽-（几次）拉深-整形-冲孔-翻边-切断。（3） 组合模具（简单模和复合模的组合），这里有分为以下几种：A. 简单模有切槽、翻边、切断，复合模是拉深、整形、冲孔复合；B. 简单模有切

28、槽、切断，复合模是拉深、整形复合，冲孔和翻边复合；有以上一共3中方案，其中方案（1）都采用简单模时，生产工件的效率很低，而且要求的工人数也将增加，制作模具的成本增加，使得整个零件的生产成本增加，这种方案适合使用在小型零件的小批量生产上。方案（2）采用的是连续模，此方案适宜用于中小型零件的大批量生产上，而且所有工序都在一副模具上，减少了操作人员和转移工件所需的时间，所以此方案减少了成本并使效率得到了一定的提高。方案（3）采用的是组合模具，生产工件的效率较高，但是此模具复杂，制作成本将增加，而且此方案所得到工件精度得不到保证。本课题中的零件是中小型零件且是大批量生产，综合上述，故而选取方案（2）作

29、为本课题设计的方案。第三章 排样图的设计3.1排样的设计冲压件在板料、条料等材料上的布置方法称为排样。排样的合理与否，影响到材料的经济利用率，还会影响到模具结构、生产率、制件质量、生产操作方便与安全等，因此，排样是冲裁工艺与模具设计中一项很重要的工作。在冲压生产中节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量生产中，较好地确定冲件尺寸和合理排样是降低成本的有效措施之一。冲压件大批量生产成本中，毛坯材料费用占60%以上，排样的目的就在于合理利用原材料。衡量排样经济性、合理性的指标是材料利用率。要提高材料利用率，就必须减少废料面积，冲裁过程中所产生的废料，可分为两种情况。1.结构废料 由于工

30、件结构形状的需要，如工件内孔的存在而产生的废料称为结构废料，它取决于工件的形状，一般不能够改变。2.工艺废料 工件之间和工件与条料边缘之间存在的搭边，定位需要切去的料边与定位孔，不可避免的料头和料尾废料称为工艺废料，它决定冲压方式和排样方式。因此，提高材料利用率要从减少工艺废料着手，同一个工件，可以有几种不同的排样方法。根据材料的利用情况，排样的方法可以有三种：（一）有废料排样：沿工件的全部外形冲裁，工件与工件之间，工件与条料侧边之间都有工艺余料（搭边）存在，冲裁后搭边成为废料，如图2a所示。（二）少废料排样:沿工件的部分外形轮廓切断或冲裁，只在工件之间或是工件与条料侧边之间有搭边存在，如图2

31、b所示。（三）无废料排样:工件与工件之间。工件与条料侧边之间均无搭边存在，条料沿直线或曲线切断而得工件。如图2c所示。 图3-1 排样方法a) 有废料排样 b) 少废料排样 c)无废料排样有废料的排样法材料利用率较低，但制件的质量和冲模寿命较高，常用于工件形状复杂、尺寸精度要求较高的排样。少、无废料排样法的材料利用率较高，在无废料排样时只有料头、料尾损失，材料利用率可达85%95%，少废料排样法也可达70%90%。少、无废料排样法有利于一次冲裁多个工件，可以提高生产率。由于这种排样法冲切周边减少，所以还可以简化模具结构，降低冲裁力。但是，少、无废料排样的应用范围有一定的局限性，受到工件形状结构

32、的限制，且由于条料本身的宽度公差，条料导向与定位所产生的误差，会直接影响工件尺寸而使工件的精度降低。在几个工件的汇合点容易产生毛刺。由于采用单边剪切，也会加快模具磨损而降低冲模寿命，并直接影响工件的断面质量，所以少、无废料排样常用于精度要求不高的工件排样。有废料、少废料或无废料排样。按工件的外形特征、排样的形式又可分为直排、斜排、对排、混合排、多排和裁搭边等。对于简单形状的工件，可以用就算方法选择合理的排样方式，而对于形状复杂的工件要作出正确判断则比较困难，通常用放样的方法，即用厚纸片剪35个样件，摆出各种可能的排样方案，从中选择一个比较合理的方案。合理的排样方法，应是将工艺废料减到最少。考虑

33、到该工件的外形特征和材料的利用情况，此采用有废料直排的排样方式。3.2.排样设计原则 （1）在不影响凹模强度的情况下，工步数选得越少越好，尤其使公差要求比较严的零件，排样时工步不宜太多； （2）对孔壁较小的制件，其孔可以分步冲出，以确保凹模孔壁的强度。 （3）零件孔距公差要求较严时，应尽量在同一工步或在相邻工步冲出。 （4）在多工位级进模中，一般把分离工序如冲孔、切口放在前面；接着安排弯曲、拉深等成形工序；最后安排切断和落料工序。3.3搭边的选取排样中相邻两工件之间的余料或工件与条料边缘间的余料称为搭边。其作用是补偿定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料步距误差、送料歪误差等原因而冲裁出残缺的

34、废品。此外，还应保持条料有一定的强度和刚度，保证送料顺利进行，从而提高制件质量，使凸、凹模刃口沿整个封闭轮廓线冲裁，使受力平衡，提高模具寿命和工件的断面质量。搭边值的选取关系到送料的顺利进行、制件的质量、材料的利用率、模具寿命。搭边值要合理确定。搭边值过大，材料利用率低。搭边值小，材料利用率虽高，但过小就不能发挥搭边的作用，在冲裁过程中会被拉断，造成送料困难，使工件产生毛刺，有时还会被拉入凸模和凹模间隙，损坏模具刃口，降低模具寿命。搭边值过小，会使作用在凸模侧面上的法向应力沿着落料毛坯周长的分布不均匀，引起模具刃口的磨损。影响搭边值大小的因素主要有：1材料的力学性能 塑性好的材料，搭边值要大一

35、些，硬度高与强度大的材料，搭边值可小一些。2材料的厚度 材料越厚，搭边值也越大。3工件的形状和尺寸 工件的外形越复杂，圆角半径越小，搭边值越大。4排样的形式 对排的搭边值大于直排的搭边。5送料及当料方式 用手工送料，有侧压板的搭边值可小一些。搭边值一般由经验确定，根据工件宽和材料厚度，由文献冲压工艺与模具设计P72表2-13，选工件间搭边值a=6.5mm,侧面搭边=3mm。所以通过搭边值可以求出料宽B: (3-1)公式（3-2）中：D为毛坯直径，为侧面搭边值。代入数据到（3-2）中得到：B=57mm。3.4.工件的排样根据不同几何形状的冲件，可得出与其相适应的排样类型，而根据排样的类型，又可分

36、为少或无工艺余料的排样与有工艺余料的排样两种。 下图是本课题零件的排样图：图3-2 排样图此排样图中可以看出在拉深前进行了切槽这部工序，其作用是切出拉深前大概形状，从而利于材料的流动，使其不在拉深过程中都挤到一起去形成起皱现象或断裂。3.5材料的利用率的计算衡量材料经济利用的指标是材料利用率。一个进距内的材料利用率为： （3-2）公式（3-1）中：A工件的有效面积（mm2）；n一个进距内的冲件数目；B条料宽度（mm）；h进距（mm）.=78.93%所以材料利用率为78.93%。第四章 送料方案的确定 4.1自动送料机构实现冲压生产的自动化，是提高冲压生产率、保证冲压安全生产的根本途径和措施。自

37、动送料和安全检测装置则是实现多工位级进模自动冲压生产的基本保障机构。所以本课题中为了提高生产效率，提高自动化程度，采用自动送料。级进模中使用自动送料装置的目的，是将原材料（钢带或线材）按所需要的步距，将材料正确地送入模具工作位置，在各个不同的冲压工位完成预先设定的冲压工序。自动送料装置可分为一次加工供料装置和二次加工供料装置。一次加工是指用条料或卷料直接成形零件而比经过中间工序是指前道工序生产出达的半成品冲压件，进行再加工。复合模属于一次加工，所以选用一次加工供料装置。 将卷料、条料、板料或线材、棒料等原材料直接送入模具进行冲压的自动送料装置，称为一次加工自动送料装置。一次加工自动送料装置又可

38、以分为钩式自动送料装置、辊式自动送料装置和夹持式自动送料装置。级进模中常用的自动送料装置有：钩式送料装置、辊式送料装置、夹持式送料装置等。4.2钩式送料装置本课题中为了节省劳动力以及提高工作效率选取的自动送料装置是钩式送料装置。如下图：图4-1自动送料机构图4-2 钩式送料机的局部剖视图这是一套钩式自动送料模:一对支架98焊固在导板103上，导板以螺钉43、柱销93固定在卸料板49上。一带齿条的滑板72能在导板103内左右滑动，一送料钩69以轴销70铰接在小滑板71上，小滑板71又能在滑板72内移动，螺杆73和限位螺钉102能调节小滑板71的位置，从而能微调送料钩的位置，便于调整送料位置。支架

39、98上有一轴99，其中部以键101联接一扇形齿轮100，与滑板72上的齿条啮合，轴的两端也以键各连接一摇臂97，摇臂上有滚子95，上模的两凸轮槽板105与滚子保持接触，于是凸轮槽板的上下运动使摇臂左右摆动，从而使扇形齿轮拨动装有送料钩的滑板71滑动。滑板左移时，钩子钩住搭边送料，这种放大机构很适合进距送料。滑板右移是，利用钩子后端的斜面越过搭边，为了防止钩子右移是带动毛坯窜动，还装有止退销37、68等数处止退装置。钩式送料装置的特点:钩式送料装置是一种结构简单、制造方便、低制造成本的自动送料装置。各种钩式送料装置的共同特点是靠拉料钩拉动工艺搭边，实现自动送料。这种送料装置只能使用在有搭边且搭边

40、具有一定的强度的冲压生产中，在拉料钩没有钩住搭边时，需靠手工送进。在级进冲压中，钩式送料通常与侧刃、导正销配合使用才能保证准确的送料步距。该类装置送进误差约在±0.15mm，送进速度一般小于15米/分。钩式送料装置的送料运动一般是在上模下行时进行，因此送料必须在凸模接触材料前结束，以保证冲压时材料定位在正确的冲压位置。若送料是在上模上升时进行，材料的送进必须在凸模上升脱离冲压材料后开始。第五章 主要工艺参数计算 5.1毛坯尺寸的计算计算拉深件毛坯尺寸所依据的原理是：在拉深过程中，材料没有增减，仅产生塑性变形，并且按照一定的规律发生位移。5.1.1计算基本原则1)拉深前后材料的密度不变

41、；2)毛坯的形状和零件的形状的相似性；3)对非旋转体拉深件毛坯展开计算时，在保证毛坯面积等于零件面积的前提下，毛坯的形状必须保证材料在整个周边上的分布符合于在零件周边每个点上都形成等高的侧壁的需要。5.1.2计算方法1)等面积法。适用于不变薄拉深件毛坯的计算。2)等体积法。当拉深时材料没有损耗，密度也不改变，即可根据毛坯的体积（含修边量）等于零件的体积来确定毛坯的尺寸。计算公式为： （5-1）公式（5-1）中为、是零件分解后底与壁部体积， t、是零件底部与壁部材料的厚度，d、是零件外径和中径，h是零件高度，是修边余量。3)等质量法。等质量法是按零件的质量来决定毛坯直径，此时应使零件的质量（含修

42、边量）等于毛坯的质量，该法适用于变薄拉深。计算公式为： （5-2）公式（5-2）中G为 毛坯质量，为材料的密度，t是材料的厚度。4)分析图解法。拉深形状复杂时，采用等面积法来计算毛坯尺寸是困难的，一般宜采用分析图解法。计算公式为： （5-3）公式（5-3）中l是母线长度，r是每个母线的重心到旋转轴的距离。此拉深零件是一个复杂的旋转体，用等面积法来计算毛坯尺寸是困难的，所以采用分析图解法来计算此零件的毛坯尺寸。下面是采用分析图解法时分析此零件的分析图：图5-1 毛坯分析图上图5-1中L是母线长度，r是每个母线的重心到旋转轴的距离。毛坯尺寸的确定：(单位：mm)L1=3.9 mm r1=6.1 m

43、mL2= =2.4 mm r2=7.6 mmL3=1.2 mm r3=7.2 mmL4=10.1 mm r4=9.3 mmL5= =1.6 mm r5=7.2 mmL6=5.3 mm r6=11 mmL7= =2.1mm r7=12.5 mm= （5-4）把上面的数据代入（5-4）公式中，得到：D=48.5mm。所以毛坯直径为48.5mm。5.2拉深次数的计算由于拉深零件的高度与其直径的比值不同，有的零件可以用一道拉深工序制成；而有些高度大的零件，则需要进行多次拉深工序才能制成。在进行冲压工艺过程设计和确定必要的拉深工序的数目时，通常都利用拉深系数作为计算的依据。5.2.1拉深系数拉深系数是表

44、示拉深变形程度的一种度量参数，是用拉深前后坯料的直径（横截面的尺寸）的缩小程度来表达的，其值小于1。第一次拉深的拉深系数为： （5-5）第n次拉深的拉深系数为： （5-6）式中 是第一次拉深时拉深直径（mm）； D是拉深用毛坯直径（mm）； 是第n次。第n-1次拉深时拉深件的直径（mm）。拉深系数越小，变形量越大，拉深越困难。5.2.2拉深次数的确定当，拉深件可以一次拉成，否则要多次拉深。其拉深次数的确定有以下几种方法： （1）查表法 根据工件的相对高度即高度H与直径d之比值，从下表4-1中得该工件拉深次数。表5-1 拉深件相对高度H/d与拉深次数的关系拉深次数坯料相对厚度（t/D）1002.

45、0-1.51.5-1.01.0-0.60.6-0.30.3-0.150.15-0.0810.94-0.770.84-0.650.71-0.570.62-0.50.52-0.450.46-0.3821.88-1.51.60-1.321.36-1.11.13-0.940.96-0.830.9-0.733.5-2.72.8-2.22.3-1.81.9-1.51.6-1.31.3-1.145.6-4.34.3-3.53.6-2.92.9-2.42.4-2.02.0-1.558.9-6.66.6-5.15.2-4.14.1-3.33.3-2.72.7-2.0根据本零件的相关数据得：坯料相对厚度（t/D）

46、100=（1/48.5）1002.06，拉深件相对高度H/d=24/24.50.98，查表5-1可以得出加工次零件需要拉深3次。 （2）计算方法 拉深次数的确定也可以采用计算方法进行确定，其计算公式如下： （5-7）式中：d是冲件直径； D是毛坯直径； 是第一次拉深系数； 是第一次拉深以后各次的平均拉深系数。根据此零件的材料黄铜H68、厚度t=1mm、毛坯直径D=48.5mm，t/D=1/48.5=2.06>1.5时，查表得：=0.50，=0.72，=0.74，=0.76，=0.78将上列数据代入公式（5-7）得出：所以此工件需要拉深3次。5.3冲裁力的计算 计算冲裁力是为了选择合适的压

47、力机，设计模具和检验模具的强度，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力一般可以按下式计算： （5-8） 式中 材料抗剪强度，见附表（MPa）；L冲裁周边总长（mm）；t材料厚度（mm）;系数是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动（数值的变化或分布不均），润滑情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的安全系数，一般取1.3。当查不到抗剪强度r时，可以用抗拉强度b代替，而取=1的近似计算法计算: （5-9）式中为材料的抗拉强度。 根据常用金属冲压材料的力学性能查出H68的抗剪强度为300400(MPa)，此处取=400(MPa)由于冲裁模具采用

48、弹压卸料装置和自然落料方式。总的冲裁力包括F总冲压力。 Fp总冲裁力 卸料力： （5-10）推料力： （5-11）顶件力： （5-12）式中、为卸料力、推料力、顶件力系数；n为同时卡在凹模内的冲裁件（或废料）数，n=h/t；h为凹模洞口的直刃壁高度； t为材料厚度。根据常用金属冲压材料的力学性能查出H68的抗剪强度为300400(MPa ) 表5-2 卸料力、推件力和顶件力系数料厚t/mmKxKtKd钢0.10.10.50.50.252.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140

49、.080.060.050.03铝、铝合金纯铜，黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.095.3.1切槽时冲裁力计算1此处查不到抗剪强度r时，可以用抗拉强度b代替，而取=1的近似计算法计算,所以总冲裁力为公式（5-9）如下： 公式中L是切槽时的周长， 为材料的抗拉强度，此处=400(MPa)；t为材料厚度。代入数据到公式（5-9）得：F=59258N2此时的卸料力系数=0.05，代入到公式（5-10），所以卸料力为：推料力系数=0.05，代入到公式（5-11），所以推料力为：顶料力系数=0.05，代入到公式（5-12），所以顶料力为：5.3.2 拉深时的拉深力计算在生

50、产中常用以下经验公式进行计算：采用压料圈时首次拉深 （5-13）以后各次拉深 （i=1,2,n） （5-14）不采用压料圈时首次拉深 （5-15） 以后各次拉深 （i=1,2,n） （5-16）式中：F为拉深力； t为材料厚度； D为毛坯直径； 为各次拉深后的工序件直径； 为拉深件材料的抗拉强度； 、为修正系数，其值见下表5-3。表5-3 修正系数、0.550.570.600.620.650.670.700.720.750.770.801.00.930.860.790.720.660.600.550.50.450.400.700.720.750.770.800.850.901.00.950.9

51、0.850.70.60.5因为此模具的拉深是不采用压料圈的，所以采用公式（5-15）和（5-16）来计算拉深力。5.3.2.1 第一次拉深拉深力的计算此处根据公式（5-15）来计算此次拉深力， 由上面资料得出D=48.5，=26.5，将数据代入到公式（5-15）中，得出拉深力如下：所以第一次拉深的拉深力是34540N。5.3.2.2 第二次拉深拉深力的计算此处根据公式（5-16）来计算此次拉深力， 由上面资料得出=26.5，=21，将数据代入到公式（5-16）中，得出拉深力如下：所以第二次拉深的拉深力是8980.4N。5.3.2.3 第三次拉深拉深力的计算此处根据公式（5-16）来计算此次拉深力， 由上面资