冲压模具设计：典型冲压零件连续模设计教程–防护罩（连载2/5）

典型冲压零件连续模设计教程–防护罩（连载2/5）

第2章 加工工艺路线及排样设计

2.1

2.1 切边余量的确定

板料厚度为1mm，按中线尺寸计算。按零件尺寸查相关设计资料得切边余量ΔR=3.5mm，故实际凸缘直径dt=（98+2×3.5）=105mm。

2.2

2.2预算坯料直径

该拉深件属于带凸缘的圆筒件拉深所以按以下公式计算：

（2-1）

其中d1=56mm，d2=51mm，d3=66mm，d4=105mm，h=1mm，R=r=2.5mm，将这些数据代入公式坯料直径 108mm。

2.3

2.3判断拉深次数

总的拉伸系数为：

（2-2）

根据相关冲压模具设计资料可知该零件可以一次拉深成型。

2.4

2.4零件加工工艺路线确定

本产品加工工艺有冲孔、拉深和落料。然而在拉深前为了获得合适的毛坯， 需要在拉深之前进行切口。一般的拉深件冲孔要放在拉深之后进行，以防止孔的尺寸精度受拉深影响。但是在圆筒件底部上的孔直径相对于圆筒直径均很小，孔的尺寸精度要求不高，此时可以先冲底部孔，也可以方便随后工位的准确定位。所以零件加工工艺路线为冲底孔→切口→拉深→冲边孔→落料。

2.5 排样设计

2.5.1 冲裁部分搭边值的确定

搭边的作用是补偿定位误差，保证冲件合格，以及保证条料有一定的刚度，以便于送料，搭边过大材料利用率低，达标过小，送料时的强度，刚度都不够，甚至造成冲裁力不均匀，损坏模具刃口，本设计中材料为低碳钢，查相关设计资料知，工件间距离为a1=0.8mm，沿边尺寸为a=1.0mm。坯料直径为108mm，故条料宽度至少为110mm，由于后面将用侧刃定位，所以条料宽度适当加宽取113mm。

2.5.2 排样图设计

根据以上分析，排样如下图所示：

图2.1 排样图

2.6 材料利用率的计算

分5个工步完成一个零件的加工，板料总的利用率为：

η＝NA／BL×100％ （2-3）

（ 其中N、A、B和L分别表示一张板料上的冲件数、一个零件的面积、板料宽度和板料长度）

η＝1－η废

η废=﹛5×[110×108.8－3.14×542＋3.14×（492－382）－4×10× ＋3.14×102]＋2×113×0.2 ﹜／113×（108×5＋2×1＋4×0.8﹚＝11.7％

则材料的利用率η＝1－11.7％=88.3％。

第3章 有关拉深的计算

3.1 有关压边圈的计算

3.1.1 判断是否需用压边圈

由于毛坯厚度较小，为避免起皱。估算毛坯在拉深时的起皱可能性大小。由

可知比较容易起皱，由相关设计资料可知

m1=0.56所以需要用压边圈。

3.1.2 压边圈的设计

查相关设计资料知，用软钢材料，料厚1mm＞ 0.5mm，单位压边力p为2.0-2.5Mpa，取p为2.4Mpa。圆筒件第一次拉深时所需的压边力为：

（3-1）

代入数据计算得压边力为15373.4N。所以采用刚性压边圈，将压边圈用M6螺钉固定在卸料板上。取压边圈的厚度为5mm，外径为108mm。压边圈与拉深凸模的单面间隙选择范围为（0.2-0.5mm），此处暂定为0.3mm。

3.2 拉深力的计算

采用压边圈拉深圆筒形零件，所需拉深力为：

（3-2）

3.3 拉深模工作部分结构和尺寸设计

3.3.1 凹模圆角半径的确定

因为只需要一次拉深即可成形，并且工件直径d=62mm＞20mm，故rmin=0.039d+2=4.418mm。如果圆角半径rd过小现在取为5.0mm，会增加毛坯进入凹模的阻力，加大拉深力，严重时出现拉裂，如果远角半径过大，会减少压边面积，使总的压边力减少，在拉深后期，毛坯外缘会过早的离开压边圈，容易使毛坯外缘起皱，甚至拉破，故取rd=5mm。

3.3.2 凸模圆角半径的计算

在一般情况下，凸模圆角半径可以与凹模圆角半径相等或略小，即rp=（0.7-1.0）rd，但是本次拉深是一次成形，故取rp与圆筒零件的圆角半径相同即rp=2mm。

3.3.3 凸模和凹模的单边间隙

决定凸模和凹模单边间隙要考虑到材料，板厚，工件尺寸精度，表面质量等。因为该工件为防护罩，尺寸精度较低，粗糙度要求不严格，所以间隙可以取的大一些，间隙要比板料厚度大一些。另外还用到压边圈，故Z=tmax+kt （3-3）

其中tmax为材料的最大厚度，Z为单面间隙，k为系数，查相关设计资料得k=0.2，则Z=1+0.2×1=1.2mm。

3.3.4 凸模和凹模工作部分尺寸及公差

因拉深件尺寸标注在外形，故按相关设计资料中公式计算。公式如下：

（3-4）

（3-5）

Dmin=61.9mm，查设计资料得：

δd=0.05mm，δp=0.03mm，Δ=0.1mm。将这些数据依次代入公式得：

3.3.5 拉深凸模的通气孔尺寸的确定

由于拉伸时，空气压力的作用，使工件很容易粘附在凸模上，为了时工件不至于紧贴在凸模上，设计凸模时应有通气孔。查设计资料得通气孔的直径为6.5mm。

如果你是想往设计方向发展，可以加入我创建的千人模具设计社群一起学习、交流、

探讨（无广告）；私聊我回复“社群”，即可获得入群方式！私聊我回复“学习”，我会送你相关课程学习