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1、.,按下图所示的冲裁件，制定冲压工艺设计冲压模具,生产批量： 200000件/月 材料：10 材厚：t=4mm,冲 裁 模 具 设 计,.,1. 冲裁工艺性分析 （1）材料分析 10钢为优质碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。 （2）结构分析 零件形状简单，外形均为圆滑轮廓，尺寸属于小型零件，适合于采用冲裁方式生产，但其板料厚度较厚，并且最小孔边距为2.5mm,则其冲裁过程可能会发生变形或损伤模具，在工艺方案制定过程中要重点考虑。 零件结构满足冲裁要求。,冲 裁 模 具 设 计,.,（3）精度分析 零件图上所有尺寸均未标注公差，属自由尺 寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。 经查公差表，个尺
2、寸公差为： 结论：可以冲裁，须重点考虑孔边距过小的 问题,冲 裁 模 具 设 计,.,2. 工艺方案的确定 （1）基本工序 根据制件的工艺性分析，其工序包括落料、冲孔两个基本工序。 （2）工序数量及顺序 按落料、冲孔两个基本工序先后顺序组合，可以采用以下三种工艺方案： 1）落料冲孔 单工序冲裁模 2）落料冲孔 复合冲裁模 3）冲孔落料 级进冲裁模,冲裁模设计,.,（3）工序组合方式 方案（1）属于单工序冲压，其模具结构简单但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足该零件200000件/月的大批量生产方式。 方案（2）其生产力高，可实行自动化生产，劳动强度低。但由于该零件
3、的孔边距过小，对于复合模具的凸凹模而言，由于强度影响，不能满足其最小壁厚的要求，故此零件不能采用复合模具生产。 方案（3）采用级进方式，生产效率高，需要模具、压力机和操作人员较少，劳动强度较低，同时制件尺寸较小，通过级进工序的跳步方式可有效避免凹模壁厚小影响强度的问题。 通过以上分析，采用第三种方案，级进冲裁工艺进行生产。,冲 裁 模 具 设 计,.,3. 模具总体结构方案设计 （1）模具类型 根据级进冲裁工艺方案，采用冲孔落料两工位级进模具进行生产。,冲裁模设计,.,3. 模具总体结构方案设计 （2）操作与定位方式 由于该零件为大量生产方式，生产时可以采用自动送料方式，亦可根据实际情况采用人
4、工送料方式。 由于板料较厚，刚性较好，其横向限位采用导料板，纵向定位使用挡料销，由于孔边距较小，使用导正销进行精确定位，并根据其两工位形式，使用一个首次挡料销。,冲 裁 模 具 设 计,.,3. 模具总体结构方案设计 （3）卸料与出件方式 板料较厚，直接使用刚性卸料装置，即固定式卸料板，生产时的冲孔废料和落料件则采用自然漏料方式，模具结构简单。 （4）模架类型及精度 由于零件为自由公差，可选用IT14级，故为降低成本，简化模具结构，采用无导柱模架，直接使用导板导向，可以满足产品精度要求。,冲 裁 模 具 设 计,.,4、工艺与设计计算 （1）排样设计及材料利用率的计算 查有关表格确定搭边值。根
5、据零件形状，两工件间搭边值取a=3mm，工件侧边缘搭边取b=3mm。 条料宽度按相应的公式计算： B=(D+2a+C)- 查表 =0.9 C=0.5 B=(43+23+0.5)-0.9 =49.5-0.9,冲裁模设计,.,画出排样图，可以采用2种方式，见图2 ，图2a连续模进料步距为23mm,图2b连续模进料步距为39mm。,冲 裁 模 具 设 计,.,图2b 排样图,冲 裁 模 具 设 计,.,根据公式A/BS*100%，可得： 图a单步距利用率为636.5659/1138.5*100%=55.9% 图b单步距利用率为636.5659*2/1782*100%=71.4% 显然图2b所示排样利
6、用率高于图2a,并且能有效地避免凹模孔壁厚度过小的问题，所以采用图2b所示排样。,冲 裁 模 具 设 计,.,（2）冲压力、压力中心的计算、初选压力机 由于冲模采用刚性卸装置和自然漏料方式，故总的冲压力为： P0=P+Pt P=P1+P2 而 式中 P1-落料时的冲裁力 P2-冲孔时的冲裁力 按冲裁力公式计算冲裁力： P=KLt 查=300MPa =1.3*（104.4327+47.1239+18.8496）*4*300 =12.6 (KN),冲 裁 模 具 设 计,.,按推料力公式计算推料力Pt： Pt=nKtP 取n=3，查表，Kt=0.45 Pt=3*0.45*12.6 =2.475(K
7、N) 计算总冲压力PZ： P0=P+Pt =12.6+2.475 =18.475(KN) 根据计算结果，需选取压力机为：,冲 裁 模 具 设 计,.,根据图3分析，以步距中心线和条料中心线的交点为原O，设冲模压力中心离O1点的距离分别为X、Y，根据力矩平衡原理所得公式： 算得X= Y,冲 裁 模 具 设 计,图3 压力中心,.,（3）凸、凹模刃口尺寸及公差的计算。 根据冲孔和落料计算公式： 计算出各尺寸，见表1 ,冲 裁 模 具 设 计,.,5、主要零部件的设计与选用。 （1）凸模的设计 冲孔凸模为圆形，均采用带台阶的标准凸模，落料凸模采用电火花线切割加工，为无台阶直通式凸模，采用固定板定位，
8、螺钉紧固。 凸模长度计算为： L1=h1+h2+h3+Y 其中 导料板厚h1=8；卸料板厚h2=12；凸模固定板厚h3=18; 凸模修磨量Y=18则 L1=8+12+18+18=56mm 选用冲床的公称压力，应大于计算出的总压力P0=18.475t;最大闭合高度应大于冲模闭合高度+5mm;工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。按上述要求，结合工厂实际，可选用J23-25开式双柱可倾压力机。并需在工作台面上配备垫块，垫块实际尺寸可配制。,冲 裁 模 具 设 计,.,（2）凹模的设计。 凹模外形尺寸的确定 a) 凹模厚度H的确定： H= P取总压力=184750N H=26mm b) 凹模长度L的确定 W1=2.1H=31；工件b=58 L=b+2W1=58+2*31=120mm c) 凹模宽度B的确定 B= 步距+工件宽+2W2 取：步距=32；工件=30；W2=1.5H B2=32+30+2*39 =140mm。,冲 裁 模 具 设 计,.,（3）其它零件的设计与选用。 见表2 零件明细表,冲 裁 模 具 设 计,.,6、绘制装配草图,冲 裁 模 具 设 计,.,7、绘制装配图、零件图。,冲裁模设计,.,冲裁模设计,.,冲裁模设计,.,8、编制设计说明书。,冲裁模设计,
