防尘罩落料拉深冲孔复合模具设计

～0.5 约20 20～30 30～50 约50 50～100 100～150 150～200 200～300 0.05 0.08 0.10 － － － － － 0.5～1 0.08 0.10 0.15 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

1～2 0.10 0.15 0.20 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 2～3 － － － 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 3～5 － － － 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3

表3-3 导料板与条料的最小间隙Zmin 单位：mm

无侧压装置 材料厚度t ≤100 约1 1～5 0.5 0.8 条料宽度B 100～200 0.5 1 200～300 1 1 有侧压装置 条料宽度B ≤100 5 5 >100 8 8 3.1.4 排样及材料利用率

1.排样方法

合理的排样是将考虑工件的加工质量，模具的加工质量，以及生产的成本。所以需要考虑提高材料的有效利用率，排样使得生产加工方便，便于操作，尽量使得模具的使用寿命延长，要确保冲件的加工质量和精度的要求，根据零件的机构加工特点采用的是直排排样。

图3-2 排样图

9

兰州交通大学毕业设计（论文）

2.裁板方法

钢板的规格选用的是2 mm×800 mm×3000 mm 横裁时的工件数量 n1 =3000/59=50条

每个裁板上的工件数量 n2=(B－a)/s=(800-1.5)/55.5=14个 B——钢板宽度为800mm

每张钢板上的工件总数： n总=n1×n2=50×14=700个，算出了每张钢板上的成型用料。

3.材料的利用率

通过计算实际用于成型的材料即可得出材料的利用率。

??(n总??D22)/(L?B)?100%

2 =(700?3.14?54 = 66.76%

2)/(3000?800)?100%

3.2 冲裁力的计算 3.2.1 落料工艺计算

根据防护罩零件的结构以及相应的加工特点，我们选用的是复合模具。

加工时，把零件从凸模具上取下来的力叫作卸料力，从凹模具内将零件顺着冲裁的方向推出的力叫推件力，逆冲裁的方向顶出的力叫顶件力。计算公式如下：

落料力F0=Ltτ （3-5）

查阅《冲模设计手册软件版VR1.0》 目录之常用冲压模的设计计算--冲裁模具设计计算--设计计算向导--冲裁模具设计计算--力的计算可知。

上式中， L——冲裁件的长度（㎜） t——材料厚度（㎜）

τ——材料的抗剪性强度（MPa）

考虑到冲裁的过程中压力等等的不同，总的冲裁力在此基础上还的加30%。 故F落=1.3F0=1.3 Lt?。为了便于估算，可取抗剪τ等于该材料强度极限σ即为

b

的80%，

τ=0.8?b。

方便计算，落料力的计算还可以按照下式计算：

10

防尘罩落料拉深冲孔复合模具设计

F落?Lt?b?3.14?54?2?300?101736N (3-6)

3.2.2 拉深工艺计算

1.凸模具和凹模具的间隙

此模具为无压料装置的拉深模具，其凸凹模具间隙按下式确定

Z=1-1.1t=1.65㎜ (3-7)

2.拉深模具的圆角半径

（1）t/D=2/54≤0.1～0.3，且无凸缘，查表知：r凹=1.0t=2.0㎜ （2）凸模具的圆角半径等于零件的内圆角半径。 3.确定拉深次数

（1）防护罩零件的拉深系数为

m总=d/D=40/54=0.741 （3-8）

在此计算中d，为防尘罩的外径，D为落料毛坯直径,具体见3.1.1毛坯尺寸的确定。 （2）坯料的相对厚度为

t/D=3.7% （3-9） 由《冲压成形工艺》由李体彬2008年编著第三章可知， 拉伸的极限系数 m1=0.65

因为 m总=0.741>0.65=m1 所以零件可以一次拉深成型。 防护罩采用的是一次拉深成型，则有

F拉=

dtσbK=3.14×59×2×300×0.75=83367N （3-10）

3.2.3 冲孔工艺计算

冲孔力可按照前面公式（3-5）计算： F冲= Ltσb=3.14×10×2×300=19970.4N

F卸、F推、F顶是表示卸料、推件、顶件的力。主要有材料性能、物理性能、材料厚度、模具的间隙、模具的精度、凸凹模具表面粗糙度、压力机、人工操作过程、送料方式、导柱导套对这几个因素产生影响。

在工业中常用下列公式来计算：

F推=K推F冲 （3-12）

F卸=K卸F冲 （3-11）

11

兰州交通大学毕业设计（论文）

F顶=K顶F冲 （3-13）

查表3-4可知，材料为08AI-ZF，材料的厚度为2mm，选取0.5~2.5的区间,所以 卸料力的系数分别为K卸=0.05，推件力的系数为K推=0.06，，顶尖力的系数为 K顶=0.055。 因而可得

F卸=998.52N

F推=1198.224N

F顶=1098.372N

表3-4 卸料力、推件力、顶件力系数

材料及厚度（mm) ≤0.1 钢 ＞0.5～2.5 ＞2.5～6.5 ＞6.5 铝、铝合金 紫铜、黄铜

综上可得，复合模具总的冲压力为 F= F落+ F拉+ F冲+F顶+F卸+ F推

= 101736+83367+19970.4+998.52+1198.224+1098.372 =208369N

F总=1.3F=1.3?208369=270879N

KX KD KT 0.065～0.075 0.04～0.05 0.03～0.04 0.02～0.03 0.025～0.08 0.02～0.06 0.1 0.063 0.055 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 ＞0.1～0.5 0.045～0.055 0.03～0.07 0.03～0.09 系数1.3是考虑到实际工业生产中的一个修正系数。根据工业中的经验一般可取K为1.3。

3.3 冲压设备的确定

冲压机的作用就是给整个冲压模提供动力，来实现整个工艺流程。冲压机的主要参数主要有由给定的工件的大小尺寸，以及精度所确定。

12