模具设计与制造专业
第一章 冲压工艺及零件分析
冲压工艺按其变形性质可分为材料的分离与成型两大类,每一类中又包括许多不同的工序,其中冲裁!拉深和翻边是最常用的三种基本工序\冲裁是指利用冲模在压力机上使板料分离的一种冲压加工方法,它包括切断、落料、冲孔、修边、切口等多种工序,但主要是落料和冲孔工序;拉深是指利用拉深模具将冲裁好的平板毛坯压制成各种开口的空心工件或将已制成的半成品开口空心件加工成其他较复杂形状的开口空心件的一种冲压加工方法;翻边是指利用翻边模在预加工好的毛坯上依靠材料的拉伸,沿一定的曲线翻成竖立凸缘或沿毛坯的曲边,借助材料的拉深与压缩以形成高度不大的竖边的一种冲压加工方法。 1.1．冲压工艺的优点
冲压是机械制造业中一种较先进的加工方法，利用这种加工方法可以得到形状比较复杂和用其他加工方法不太容易加工的制件，与切削加工相比，具有材料利用率高、制品力学性能好，互换性强、生产效率高等优点。
1.2．冲压成形的特点
尽管冲压成形的工艺方法很多，但它们具有共同的特征，都是使平板毛坯在外力作用下产生不可恢复的塑性变形，从而获得一定形状与精度的零件。由于冲压成形板料毛坯的厚度尺寸远小于板面尺寸，
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以及外力的作用方式和大小与其他塑性加工方法存在明显区别，因此冲压成形主要具有如下特点。
（1）平面应力状态较多 由于冲压成形板料毛坯的尺寸特点，模具对毛坯的作用力一般作用于板料的表面，产生数值不大且垂直于板面的单位压力，但此单位压力已足以产生使板材塑性变形的内应力。
（2）伸长类变形多 相对于板面尺寸，冲压毛坯的厚度很小，压应力作用下的抗失稳能力也很差，在没有抗失稳装置的约束作用下较难顺利的冲压成形，因此在各种冲压成形方法中，以拉应力为主的伸长类冲压成形多于以压应力为主的压缩类成形。
（3）静水压力影响小 在板料冲压成形时，毛坯中的内应力数值接近或等于材料的屈服应力，有时甚至小于板料的屈服应力，因此处理静水压力的方式和方法都不同，有些情况下静水压力甚至可以忽略不计。
（4）模具的约束作用轻 在冲压成形中，模具对板料毛坯作用力所形成的约束程度较轻，大多数情况下板料毛坯都存在一定的自由度，常常只有一侧表面与模具接触，而另一表面是非接触的自由表面。甚至有时板料变形部分的两侧表面都不与模具接触，此时的变形则是靠模具对其相邻部分施加外力来实现。
1.3．零件的工艺分析
在设计冲压过程中需多道工序时，必须综合考虑下列各种条件的影响。
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（1）冲压变形及趋向的要求 在数道工序加工时，对其工艺过程的总体设计、工序先后的安排及其是否要增加一些附加工序，都应从变形的发生及其控制的原理出发，以保证需要变形部分先变形、不需要变形的部分不变形、有害的变形排除掉,使之很好的达到精度和质量要求。
（2）冲压件尺寸精度的要求 对冲压件的几何尺寸或形状有较高的精度要求时，必须增加一道精整工序，实际上静压、校正弯曲也是精整工序。
（3）模具的结构和强度上的要求 模具形式的选定，主要取决于生产批量的大小。一般生产批量大，可选复合模或连续模，生产批量小，可选通用模与简易模。根据产品图纸及相关要求如下图所示：
图1.1
由工件简图1-1可见，此工件有落料和冲孔两个工序。将外形视为落料，则需要冲压的共有两个￠9mm的孔,各位置间的尺寸比较小，如果设计成级进膜，模具制造成本较大，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度。因此，选用单侧刃定距级进
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模生产。。
从技术要求和使用条件看，此工件形状较为简单，要求精度也不高。由图看出其主要工序为落料和冲孔。因此对工件有如下要求：
（1）材料：Q235低碳刚抗剪强度?好的冲压性能。
（2）结构：外形结构简单，无特殊要求，一般冲压能满足要求。 （3）精度要求：该零件尺寸无特殊要求，均为自由公差。精度要求不高。按精度要求IT =12级取。（各公差查表机械制图附表22）：
?0.21?0.21mm、R200mm， 孔类尺寸： 侧刃 22.20?0.12?0.1560mm、90mm
00020mm13mm10?0.21?0.18?0.15mm、 轴类尺寸： 、
?345mpa t=0.5mm具有良
650?0.3mm
孔 心 距： 37?0.125mm
结论：该零件适合冲压，可以冲裁。
第二章 工艺方案的确定
该零件的外形简单，形状规则，材料为Q235低碳刚，厚度t=0.5mm， =345MPa。由于生产批量为大批量生产。而且成型工艺只有冲孔和落料两个工序，所以设计关键是设计模具工作零件的结构，保证模具使用寿命。
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2.1．方案比较
该零件包括冲孔落料两个基本工序，可以有以下三种方案
方案一 ：先落料后冲孔，采用单工序模生产。 方案二 ： 落料——冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三 ： 冲孔——落料连续冲压，采用级进模生产。 方案一:模具结构简单，看需要两道工序两副模具，生产效率低，两次定位带来累积误差，造成孔的定位精度不高。
方案二:只需一副模具，冲压精度高。考虑到孔边距只能大不能小，凸凹模加工困难，安装有难度。生产效率教方案一高。
方案三:级进模先冲孔后落料，两道工序用单侧刃定距，可实现自动化送料。精度可满足制件要求。效率在以上方案中最高。
2.2．确定方案
结论：通过对以上方案的分析，决定采用级进模冲裁该零件，由于生产批量为大批量生产，而且具有操作方便、安全制造方便，维修容易等特点，模具强度较高，寿命较长。便于实现自动化。采用侧刃定距保证定位.该零件属于小型零件，而且产量是大批量生产。从模具的制造复杂性和价格还有生产效率等方面考虑，所以决定采用方案三为最佳方案。因此选用单侧刃定距级进模生产。
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