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1、2008-8,成都航空职业技术学院机械系 模具教研室,1,垫圈单工序冲裁模,成形工艺设计一,2,垫圈冲裁工艺设计,工作任务：垫圈冲裁工艺设计,材料：08钢 料厚：t=10.15mm 批量生产,工作任务单,3,一、冲压工艺性分析,材料：08钢优质炭素结构钢（参见教材P27表1.3.6），硬度较低，具有较好的塑性（伸长率=27%），具有良好的冲压成形性能。 工件结构：该零件形状简单对称，无异型形状，尺寸中等，经查（教材P75表2.7.2）（金属冷冲压件结构要素JB4378-87） 08钢采用无导向凸模冲孔的最小尺寸为d1t，10远大于1mm，属于经济型冲孔范围。孔边距为5.5mm，远大于凸凹模允许
2、的最小壁厚（教材P104表2.9.6）， 故可以考虑采用复合冲压工序。 尺寸精度：零件图上的两个尺寸均为自由公差，一般按级确定工件的公差，普通冲裁均能满足其尺寸精度要求。经查公差表，各尺寸公差为：21-0.52，10+0.36。 生产纲领：大批量生产适合冲压加工。 结论：可以冲裁。,4,二、冲压工艺方案的确定,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，制造难度和成本都较低，不过需要两幅模具，生产效率较低，机床占用率高。 方案二、三均只需要一副模具，生产效率和工件尺寸精度均较高，但模
3、具结构相对复杂，制造难度和成本都较高。 通过对上述三种方案的分析比较，该垫圈精度较低，结合本情景的教学需要，比较适合采用结构简单、成本低廉的方案一。,三种典型工序介绍,5,三、相关工艺设计计算,1、冲裁间隙： 查表2.3.3(教材P56)（GB/T16743-1997），初始双面间隙Zmin=0.1mm，Zmax=0.14mm,6,2、冲裁排样设计： 垫圈落料的单排排样： B料宽；待计算； S步距：条料每次送进的距离。待计算； a,a1搭边：排样时冲裁件之间及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料。查表（教材P65表2.5.2）得a=1.0mm,a1=0.8mm,7,模具采用无侧压装置的送料方式
4、B-=（Dmax+2a+C）- 见表（教材P67表2.5.4）得0.1mm C见表（教材P67表2.5.5）得0.5mm B-=（Dmax+2a+C）-=（21+2+0.5）-0.1=23.5 -0.1 步距S=21+0.8=21.8mm,计算料宽B ：,8,计算一个步距的材料利用率： =（D2/4）/BS）100% =（212/4）/23.5 21.8）100% =68.7%,材料利用率,9,2、冲裁排样设计： 画出落料排样图：,排样图,10,查表GB/T708-1988，选用1000*1500的钢板,选板料规格,11,将10001500的钢板按如图裁剪： 可以裁剪43张23.5mm1500
5、mm的条料 每张条料可以冲裁（1500/21.8=）68个垫圈毛坯,钢板的裁剪,12,垫圈毛坯落料的冲裁力F：,3、冲压力的计算,L=D=3.1421=65.94mm t=1mm b=360MPa（查材料性能手册，见前表1.3.6） F=1.365.941360=30859.92N,13,垫圈冲孔的冲裁力F：,3、冲压力的计算,L=D=3.1410=31.4mm t=1mm b=360MPa（查材料性能手册，见前表1.3.6） F=1.331.41360=14695.2N,14,KX、KT、 KD查表2.6.1，h查表2.9.4 垫圈毛坯落料的卸料力：FX= KX F FX=0.0430859
6、.92=1234.3968N 垫圈毛坯落料的推件力：FT= nKT F FT =60.5530859.92=101837.736N （n=h/t=6/1=6） 垫圈毛坯落料的顶件力：FD= KD F FD=0.0630859.92=1851.5952N,3、冲压力的计算,垫圈毛坯落料的其他冲压力：,15,KX、KT、 KD查表2.6.1，h查表2.9.4 垫圈毛坯落料的卸料力：FX= KX F FX=0.0414695.2=587.8N 垫圈毛坯落料的推件力：FT= nKT F FT =60.5514695.2=48494.16N （n=h/t=6/1=6） 垫圈毛坯落料的顶件力：FD= KD
7、 F FD=0.0614695.2=881.7N,3、冲压力的计算,垫圈冲孔的其他冲压力：,16,垫圈毛坯落料模采用刚性卸料、下出件的结构： 冲压总力FZ=F+FT =30859.92+101837.736=132697.656N 133KN 因此，所选压力机的公称压力必须大于133KN，查表GB/T14347-93“开式压力机型式与基本参数”，可选开式双柱可倾式压力机J23-25（公称压力250KN）。但结合本试验室的条件，选用开式双柱可倾式压力机J23-63（公称压力630KN）。,压力机公称压力的选择,17,垫圈毛坯冲孔模采用弹性卸料、下出件的结构： 冲压总力FZ=F+FT+FX =14
8、695.2+48494.16+587.8 =63777.16N64KN 因此，所选压力机的公称压力必须大于64KN，查表GB/T14347-93“开式压力机型式与基本参数”，可选开式双柱可倾式压力机J23-25（公称压力250KN）。但结合本试验室的条件，选用开式双柱可倾式压力机J23-63（公称压力630KN）。,压力机公称压力的选择,18,垫圈落料模具压力中心的确定： 由于该垫圈是轴对称零件，故，压力中心就在零件的对称中心，即零件圆心 。,模具压力中心的确定,19,垫圈冲孔模具压力中心的确定： 由于该垫圈是轴对称零件，故，压力中心就在零件的对称中心，即零件圆心 。,模具压力中心的确定,20,垫圈冲压工艺卡片,冲压工艺卡片的填写,结 束,21,22,23,24,表2.5.2 最小搭边值,25,表2.5.4 条料宽度偏差,26,表2.5.5 导料板与条料之间的最小间隙Cmin,27,表2.6.1 卸料力、推件力、顶件力系数,注：卸料力系数KX，在冲多孔、大搭边和轮廓复杂制件时取上限值。,28,表2.9.4 冲裁凹模刃口型式及主要参数,29,附表1 开式压力机技术规格,
