冲压件工艺性分析.docx
《冲压件工艺性分析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《冲压件工艺性分析.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
冲压件工艺性分析
一、止动件冲压件工艺性分析
1、零件材料：
为Q235-A钢，具有冲裁；
2、零件结构良好的冲压性能，适合：
相对简单，有2个φ20mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为14mm（φ20mm的孔与边框之间的壁厚）
3、零件精度：
全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。
查表得各零件尺寸公差为：
外形尺寸：
、、、、
内型尺寸：
孔中心距：
60±0.37
二、冲压工艺方案的确定
完成该零件的冲压加工所需要的冲压基本性质的工序只有落料、冲孔两道工序。
从工序可能的集中与分散、工序间的组合可能来看，该零件的冲压可以有以下几种方案。
方案一：
落料-冲孔复合冲压。
采用复合模生产。
方案二：
冲孔-落料级进冲压。
采用级进模生产。
方案一只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，工件最小壁厚14mm大于凸凹模许用最小壁厚3.6mm--4.0mm，模具强度好，制造难度中等，并且冲压后成品件可通过卸料板卸下，清理方便，操作简单。
方案二也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求，但是模具结构复杂，制造加工，模具成本较高。
结论：
采用方案一为佳
三、模具总体设计
（1）模具类型的选择
由冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，所以模具类型为复合模。
（2）定位方式的选择
因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。
控制条料的送进步距采用挡料销定距。
而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。
（3）卸料、出件方式的选择
因为工件料厚为1.5mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。
又因为是倒装式复合模生产，所以采用上出件比较便于操作与提高生产效率。
（4）导向方式的选择
为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该倒装式模采用导柱导向方式。
四、排样方案确定及材料利用率
（1）排样方式的确定及其计算
设计倒装式复合模，首先要设计条料排样图，采用直排。
方案一：
搭边值取2mm和3mm（P33表2-9），条料宽度为135mm
（采用无侧压导料装置，条料与导料板间隙为1mm），步距为63mm，一个步距的材料利用率为73%。
冲件面积A：
A＝6186.5535mm2
条料宽度B：
B＝130+2×2+1＝135mm
步距S：
S＝60+3＝63mm
一个步距内的材料利用率η：
η=×100%=×100%=73%
每张钢板的材料利用率η：
η=×100%=×100%=70.3%
查板材标准，宜选950mm×1500mm的钢板，每张钢板可剪裁为7张条料（135mm×1500mm），每张条料可冲23个工件，故每张钢板的材料利用率为70.3%。
方案二：
搭边值取2mm和3mm（P33表2-9），条料宽度为135mm（采用无侧压导料装置，条料与导料板间隙为1mm），步距为138mm，一个步距的材料利用率为71.56%。
冲件面积A：
A＝6186.5535mm2
条料宽度B：
B＝60+2×2+1＝65mm
步距S：
S＝130+3＝133mm
一个步距内的材料利用率η：
η=×100%=×100%=71.56%
每张钢板的材料利用率η：
η=×100%=×100%=69.8%
查板材标准，宜选950mm×1500mm的钢板，每张钢板可剪裁为14张条料（65mm×1500mm），每张条料可冲11个工件，故每张钢板的材料利用率为69.8%。
结论：
采用方案一为佳
五、主要设计计算
1、冲压力的计算
1、落料力F落：
F落＝KLtτb＝1.3×355×1.5×300＝207675N
式中：
F落—落料力（N）；
L—冲裁周边的长度（mm）；
T—材料厚度；
—材料的抗剪强度（Mpa），查表得退火Q235材料钢为300Mpa；
K—系数，一般取K=1.3。
2、卸料力F卸：
F卸=K卸×F落＝0.05×207675＝10383.75N（KX查P27表2.7）
式中：
K卸—卸料力因数，其值由表查得K卸=0.05
3、冲孔力：
F冲=KLt=1.3×2π×10×2×300=48984N
4、推件力
推件力计算公式：
F推=nK推×F冲
式中：
K推—推件力因数，其值查表得K推=0.05；
n—卡在凹槽内的工件个数：
n=h/t=6
推件力为：
F推=6×0.05×48984=14695.2N
5、模具总冲压力为：
采用弹性卸料，下出件，冲压工艺总力FZ：
FZ＝F+FX+FT+F冲＝207675+10383.75+48984+14695.2＝281737.95N
根据计算结果，冲压设备拟选J23-35。
2、压力中心的确定及相关计算
模具压力中心是指冲压时各冲压力的作用点位置。
为了保证压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机的滑块中心相重合。
否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生很大的磨损，以及模具导向零件的磨损。
冲模的压力中心按如下原则确定：
（1）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。
（2）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。
（3）形状复杂的零件，多空冲模，级进模的压力中心可用解析法求出冲模的压力中心。
如下图所示：
由于冲件X方向对称，故压力中心x0=0mm
y0=
=
=26.18mm
其中：
L1=48mm,y1=24mm
L2=130mm,y2=0mm
L3=48mm,y3=24mm
L4=29mmy4=48mm
L5=77.5mmy5=60mm
L6=29mmy6=48mm
L7=62.8mmy7=24mm
L8=62.8mmy8=24mm
计算时，忽略边缘R4的圆角。
由以上计算可知，冲压件中心的坐标为（0，26.18）
六、凸凹模刃口计算
落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙值配制;冲孔部分明中孔凸模为基准计算，冲孔凹模按间隙值配制。
既以落料凹模、冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制。
1、落料模具工作零件刃口尺寸计算
落料部分以落料凹模为基准计算，凹模磨损后，刃口部分尺寸都增大，因此均属于A类尺寸，零件图中落料部分的尺寸偏差如下：
mm
查（冲压工艺及冲模设计，p20表2-4）可知：
凸模和凹模的最小间隙为：
Zmin=0.132mm
凸模和凹模的最大间隙为：
Zmax=0.24mm：
查（冲压工艺及冲模设计，表2-6）可知因数x为：
当Δ≥0.20时，x=0.5
当Δ＜0.20时，x=0.75
模具按IT14级制造
查（冲压工艺及冲模设计）可知：
Dd=
Dp=
a、对于mm的制造公差表（表2-5）查得=-0.014mm,=-0.020mm
满足||+||≤Zmax－Zmin。
==
==
b、对于的制造公差表（表2-5）查得=-0.010mm,=-0.015mm
满足||+||≤Zmax－Zmin。
==
==
c、对于的制造公差表（表2-5）查得=-0.012mm,=-0.020mm
满足||+||≤Zmax－Zmin。
==
==
d、对于的制造公差表（表2-5）查得=-0.008mm,=-0.012mm
满足||+||≤Zmax－Zmin。
==
==
落料部分相应的凸模尺寸配制，保证其双面间隙为：
0.132mm~0.24mm。
2、冲孔模具工作零件刃口尺寸计算
冲φ的孔时，凸模外形为圆孔，故模具采用凸、凹模分开的加工方法制造，以冲孔凸模为基准计算，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下：
查（冲压工艺及冲模设计，表2—4）可知：
凸模和凹模的最小间隙为：
Zmin=0.132mm
凸模和凹模的最大间隙为：
Zmax=0.24mm：
查（冲压工艺及冲模设计，表3—5）得因数x为：
x=0.5
查（互换性及其测量技术，标准公差表）得：
凸模按、凹模按IT14级查，可知：
δp=-0.010mm，δd=0.015mm
校核：
Zmax-Zmin=0.24-0.132=0.108mm
|δp|+|δd|=0.010mm+0.015mm=0.025mm
满足条件：
Zmax-Zmin≥δp+δd条件
查（冲压工艺及冲模设计，2-3）可知：
dp=
dp==
dd=
dp==
3、孔心距尺寸计算：
两圆孔之间的位置公差Δ为0.62mm
查（冲压工艺及冲模设计）可知因数x为：
x=0.5
查（冲压工艺及冲模设计）可知：
Ld=L±=64±=64±0.0925
七、工作零件的结构设计
1、凹模板厚度：
H=kb
式中：
b—凹模刃口的最大尺寸
K—系数，考虑板料厚度的影响，见表2-23
b=130mm
查表2-23知，k=0.2H=0.2×130=26mm
落料凹模壁厚：
C≥（1.5~2）H=（39~52）mm
则取：
C=40mm
凹棋板边长:
L=b+2C=130+2×40=210mm
查GB/T2855.2-2008，凹模板宽为160mm。
故确定凹棋板外形为:
250×250×26mm，将凹模板做成薄板形式并加空心垫板后实际凹棋板外形为:
250×160×20mm。
2、凸凹模尺寸:
凸凹模长度:
L=hl+h2+h
=14+18+24
=56（mm）
其中:
h1:
凸凹模固定板厚度
h2:
一弹性卸料板厚度
h附加长度（包括凸模进入凹棋深度，弹性元件安装高度等）
凸凹模内外刃口间壁厚校核:
根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为24-10=14mm,据强度要求查表得，该壁厚为4.0mm即可，故该凸凹模侧壁强度足够.
3、冲孔凸模高度尺寸：
L=h1+h2+h3=22+12+20=54mm
其中：
h1—凸模固定板厚度，
h2—空心垫板板厚度
h3—凹模板厚度
凸模板强度校核：
该凸模板长径比为：
L/d=54/20=2.7＜10
所以此凸模不属于细长杆，强度足够
4、其他模具零件结构尺寸和模架的选定
根据倒装模形式特点：
凹模板尺寸并查标准JB/T-6743.1-2008，确定其他模具模板尺寸列于下表中：
序号
名称
长×宽×高（mm）
材料
数量
1
上垫板
250×250×10
T8A
1
2
凸模固定板
250×250×22
45钢
1
3
空心垫板
250×250×20
45钢
1
4
卸料板
250×250×18
45钢
1
5
凸凹模固定板
250×250×25
45钢
1
6
下垫板
250×250×10
T8A
1
根据模具零件结构尺寸，差表GB/T2855.1-2008选取后侧导柱250×250标准架一副。
八、冲压设备的选定
根据总冲压力F总=281.74KN，模具闭合高度，冲床工作台尺寸等，并结合现有设备，选用J23-35开式双柱可倾冲床，并在工作台面上备置垫块。
其主要工艺参数如下：
公称压力：
350KN
滑块行程：
100mm
行程次数：
50次/分
最大闭合高度：
2900mm
连杆长度：
60mm
模柄孔尺寸（直径×深度）：
40mm×60mm
九、小结
在自己的努力和指导老师的帮助之下，我们完成了课程设计的任务，通过设计，我对冷冲模设计过程有了更进一步的了解。
设计不仅是对前面所学知识检验，而且也是对自己能力提高。
主要收获和体会如下：
第一.学到了产品设计的方法。
产品设计过程是创造性劳动的过程，产品的设计应按科学
升级会员 