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课程设计
课程名称：Hop 冲孔工序
学院：机械工程学院专业：成型姓名：学号：
年级：任课教师：
年月日
目录
1.概述 (3)
1.1冲压工艺的基本现状及发展趋势 (3)
1.2课程设计的目的及意义 (3)
2.冲压工艺性分析与生产方案的确定 (4)
2.1设计任务 (4)
2.2冲压件工艺性分析 (4)
2.3冲压生产方案的确定 (5)
3.冲孔模具设计与计算 (6)
3.1确定模具简图 (6)
3.2冲裁力及压力中心的确定 (6)
3.3冲裁间隙的确定 (8)
3.4凸、凹模工作部分尺寸计算 (8)
3.5模具零件外形尺寸计算 (8)
3.6其他零部件的设计 (10)
3.7模具总体设计 (12)
总结 (13)
参考文献 (14)
1.概述
1.1冲压工艺的基本现状及发展趋势
冲压是通过模具对板材施加压力或拉力，使板材塑性成形，或对板材施加剪切力而使板材分离，从而获得一定尺寸、形状和性能的一种零件加工方法。由于冲压加工经常在板材冷状态下进行，因而也称冷冲压。冲压加工的原材料一般为板材或带材，故也称板材冲压。冲压件的生产过程一般都是从原材料剪切下料开始，经过各种冲压工序和其他必要的辅助工序加工出图纸所要求的零件，对于某些组合冲压或精度要求较高的冲压件，还需要经过切削，焊接或铆接等工序，才能完成。
随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压技术及模具不断革新和发展。冲压技术的发展主要反映在以下几个方面：（1）模具的计算机辅助设计和辅助制造技术（模具CAD/CAM）,采用该技术，模具设计和制造效率可以提高，模具生产周期可以缩短。目前，已达到CAD/CAM一体化，模具图纸只是作为检验模具之用。（2）工艺分析中的板料成形模拟仿真技术（冲压CAE），对于复杂的曲面成形，近几年来，国内外已采用弹塑性有限元法，开发出板料成形过程的模拟软件，以预测某一工艺方案对零件成型的可行性和可能发生的质量问题，这一虚拟成型技术，即冲压CAE。(3)快速模具制造技术的发展，将快速成型（RPM）技术与各种常规的铸造、粉末烧结工艺相结合而发展起来的快速模具制造技术，可用于冷冲压成型。（4）采用冲压新工艺，精密冲裁、液压成型、冲压—焊接复合技术等特种工艺的采用使冲压工艺的应用范围进一步扩大。（5）冲压生产的机械化和自动化（6）逆向工程技术（Reverse Engineering,RE）,是使用一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型过程。
1.2课程设计的目的及意义
（1）综合运用和巩固冲压工艺等课程及有关课程的基础理论及专业知识，培养学生从事冲压工艺设计的初步能力，为后续毕业设计和实际工作打下良好的基础。
（2）培养学生分析问题和解决问题的能力。经过实习环节，学生能全面理解和掌握冲压工艺等内容；掌握冲压工艺与模具设计的基本方法和步骤、模具零件的常用加工方法及工艺制定；独立解决在制定冲压工艺规程中出现的问题；培养正确的设计思想、计算、分析问题和解决问题的能力。
（3）通过设计，学会运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术文献和资料等，培养工艺设计的基本技能。
（4）在冲压工艺设计中，培养学生认真负责、踏实细致的工作作风和严谨的科学态度，强化质量意识和时间观念，养成良好的职业习惯。
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2.冲压工艺分析与生产方案的确定
2.1设计任务
Hop 零件材料为铜，板料厚度2mm ，零件三维图及CAD 图如下：
设计具体内容及步骤如下： （1）零件的工艺性分析
根据设计题目的要求，分析冲压零件成形的结构工艺性，分析冲压件的形状特点、尺寸大小、精度要求及所用材料是否符合冲压工艺要求。如发现冲压零件工艺性差，则需对冲压零件产品提出修改意见，但要经产品设计者同意。 （2）生产方案的制定
在分析了冲压件的工艺性之后，通常可以列出几种不同的冲压工艺方案，从产品质量、生产效率、设备占用情况、模具制造难易程度和模具寿命高低、工艺成本、操作方便和安全程度等方面，进行综合分析、比较，然后确定适合于具体生产条件的最经济合理的工艺方案。根据所确定的工艺方案和冲压零件的形状特点、精度要求、生产批量、模具制造条件等选定冲压模具类型。
2.2冲压件工艺性分析
结构分析：零件结构简单、对称，t=2mm ；
材料分析：材料为铜，软态，具有较高的弹性和良好的塑性，抗剪强度
MPa b 260=τ，退火状态下断面伸长率005.3≥δ，其冲裁加工性较好。
精度分析：零件图中未标注尺寸精度和位置精度，粗糙度也无要求，设计时一般按IT 14级选取公差值。普通冲裁的冲孔精度一般在IT 13级以下，所以精度满足要求。
根据以上分析，该零件的工艺性较好，可以冲裁加工。
2.3冲压生产方案的确定
确定工件的生产方案需要先对零件进行简单的分析。由工件简图可见，该工
件的加工涉及到落料、拉深、冲孔三种工序内容。根据变形特点，对于带孔的拉深件，一般先拉深后冲孔。
底部为三个直径为Ф30mm 的圆孔。材料具有较好的伸长率，可以通过冲孔方式成形。此外，产品批量大，尺寸及精度要求不高。零件的拐角处均有圆角过渡，易于冲压成形，另外零件有两段凹坑，可暂定阶梯拉深、二次拉深和拉深加胀形的方法，零件没有凸缘，且拉深的深度比较浅，也无需修边余量。
因为材料为铜，其伸长率δ=13%，根据公式0
max 0
(0.70.75)l l l δδ-=<-进行验算,其中（0.7-0.75)δ=0.725x0.13=0.094。 在长度方向，胀形前的轮廓线长度l 0=224mm;
胀形后的轮廓线长度l=224+(37-19)=242mm;经计算，080
.0224
224
242=-=
p ε<0.094,所以在长度方向可以采用胀形工艺。
在宽度方向，胀形前的轮廓线长度l 0=124mm;
胀形后的轮廓线长度l=124+(37-19)=142mm;经计算，145.0124
124142=-=p ε>0.094,所以在宽度方向不可以采用胀形工艺。
综上所述，成形该零件时不能够使用胀形工艺。
工艺方案：
该零件包括落料、拉深和冲孔三个基本工序，可采用的冲裁方案有以下几种种：
方案一：落料独立完成，拉深进行两次，然后一次完成三个冲孔； 方案二：落料独立完成，阶梯拉深复合进行，然后一次完成三个冲孔； 方案三：落料与冲孔复合进行，阶梯拉深；
方案四：落料与阶梯拉深复合进行，冲孔独立进行。 分析上述几种方案，方案三将冲孔工艺放在首位，对后期的拉深造成了一定影响；方案四有较多的单工序，生产率低；方案一与方案二相对较为合理，但考虑到零件一次拉深可能将会产生破裂或起皱，则需要校核工件是否能够一次拉深成形。
判断零件是否能一次拉出，仅需比较实际所需的总拉深系数和第一次允许的极限拉深系数的大小即可。若拉深该工件的实际变形程度比第一次容许的极限变形程度要小，则工件可以一次拉成。否则需要多次拉深才能成形零件。
