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1、精选优质文档-倾情为你奉上2 冲压件的工艺分析2.1 零件工艺性分析工件垫圈为图2-1所示的落料冲孔件，材料为10钢板，是优质碳素结构钢，材料厚度为2mm，生产批量为大批量。 图2-1 垫片工件图工艺性分析内容如下：（1）材料分析对于冷冲压所用的材料，不仅要满足设计的技术要求标准，还应当满足冲压的工艺要求。主要应该具备一下几点：应当有良好的可塑性。应该具备抗压失稳起皱的能力。应该具备光洁、平整、无缺陷损伤的表面状态。材料的厚度公差和外形尺寸公差应该符合国家标准。冲裁件材料为10钢板，是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能。（2）结构分析零件形状简单、对称，由圆弧和直线组成，对冲裁加工较为有利。
2、外形的直角不便于模具的加工，并且影响寿命，故将90直角改为R1的工艺圆角。（3）精度分析一般冲裁件内外所能达到的经济精度为IT14，该孔中心与边缘距离尺寸公差为0.26mm。将以上精度和零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。三个孔的中心在同一条直线上的位置精度满足形位公差要求。（4）选择冲压设备由于零件尺寸较小，精度要求不高，批量大，且只有冲孔和落料两道工序，选用开式机械压力机，适合冲裁加工，有一定的精度和刚度，操作方便，价格低廉，所以选择开式机械压力机。2.2 冲裁工艺方案的确定 零件为一落料冲孔
3、件，可提出的加工方案如下：方案一：先落料，后冲孔，采用两套单工序模生产。方案二：冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件，用简单模或复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。但级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。 比较方案一与方案二，对于所给零件，为了保证孔位精度，提高冲模生产率，所以根据零件性质故采用级进模加工。同时采用侧
4、刃定距，弹性卸料装置的级进冲裁模结构形式。2.3 零件工艺计算2.3.1 排样计算排样和搭边值的确定查表工件间a =1.8mm, 沿边a=2.0mm级进模进料步距为： n=10+1.8=11.8mm条料宽度： mm式中：B条料的宽度，单位mmL冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸，单位mma侧搭边值C导料板与最宽条料之间的间隙条料宽度的单向（负向）公差查表得：=0.5排样图如下：图2-2 工件排样图2.3.2 冲压力计算该模具采用钢性卸料和下出料方式。基本计算公式为： （2-1）式中：L冲裁周边长度，单位mmt材料厚度，单位mm材料抗剪强度，单位MpaK系数，一般取K=1.3零件的材料厚度2mm，Q
5、235钢的抗剪强度取300Mpa。（1）落料力 引用基本公式(2-1)（2）冲孔力 引用基本公式(2-1)两个小孔所需的冲孔力： 查表取， KF=0.045*54.08=2.43KN P= + + =75.61KN 2.3.3 压力中心计算计算压力中心的目的有：（1）使冲裁压力中心与冲床滑块中心重合，避免产生偏弯矩，减少模具导向机构的不均匀磨损。（2）保持冲裁工作间隙的稳定性，防止刃口局部迅速变钝，提高冲裁件的质量和模具的使用寿命。（3）合理布置凹模型孔位置。根据图形分析，因为工件图形对称，故落料时的压力中心在a点；冲孔时、的压力中心在b点上。如图2-4。图2-4 压力中心测定图设冲模压力中心
6、离点的距离为x，根据力矩平衡原理得： 3 模具结构的设计3.1 模具零部件结构的设计3.1.1 标准模架的选用标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以应首先计算凹模周界的大小。凹模厚度的确定： 凹模壁厚 C= (1.5-2)H, 取C=18mm 凹模长度： 凹模宽度的确定： 取步距为12mm，工件宽为10mm。 凹模宽度为： 所以，凹模的厚度为H=21mm（取25mm），凹模的总长为L=66mm（取80mm），凹模的宽度为 B=58mm,（取80mm）。通过按标准合适的调整得到凹模外形尺寸为：。 凸模外形结构、尺寸确定：落料凸模截面形状与冲裁件一致截面尺寸见下。长度L=导尺厚度+卸料板厚度+固
7、定板厚度+凸模总修模量+凸模进入凹模深度+卸料弹簧压缩高度 =54mm根据凸凹模周界尺寸，选用模具滑动导向中间导柱模架，根据以上计算结果，标记为： 模架选择滑动导向中间导柱模架是由排样的形式和凸凹模的安装位置来确定的，可以便于纵向或横向送料，冲压时可以防止由于偏心力矩而引起的模具倾斜。上、下模座材料选用9Mn2v，为矩形模座，满足外形尺寸应比凹模相应尺寸大4070mm，厚度为凹模厚度的11.5倍等要求，以匹配模具。采用滑动导柱，导套来保证上、下模的精确导向，加工方便，容易装配。材料采用20钢，为了增加表面硬度和耐磨性,应进行表面渗碳处理,渗碳后的淬火硬度为HRC5862。导柱的下部与下模座导柱
8、孔采用过盈配合，导套的外径与上模座导套孔采用过盈配合。导柱和导套的配合可根据凸、凹模间隙选择，间隙小于0.3mm时，采用H6/h5配合；间隙大于0.3mm时，采用H7/h6配合。3.1.2 卸料装置的设计（1）卸料板的确定刚性卸料装置适用于0.5mm以上条料，而弹性卸料装置出于卸料力的考虑只适用1.5mm以下，固选择刚性卸料装置。用螺钉和销钉固定在下模上，能承受较大的卸料力，卸料安全，可靠。材料选用Q235钢，长和宽尺寸取与凸模固定板相同的尺寸，卸料板的厚度取决于卸料力的大小及卸料尺寸，一般取512mm，这里确定卸料板外形尺寸为，如图3-1。图3-1 卸料板零件简图（2）导料板的确定选用材料选
9、用T8钢，长和宽尺寸选用典型模架组合尺寸，查冷冲模设计表，厚度H=6mm，导料板的外形尺寸为：，由此表还可知挡料销高度h=3mm。这里把导料板和卸料板设计为一体，内表面粗糙度为Ra0.8，外表面粗糙度为Ra1.6。如图3-1导料板和卸料板共同组成了卸料装置，同时也起导料作用。 3.1.3 其他零部件结构的设计（1）凸模固定板的设计材料选用Q235钢，凸模固定板的外形尺寸取和凹模外形一样的尺寸，但还应考虑紧固螺钉及销钉的位置，其厚度取凹模厚度的0.60.8，取0.8。落料、冲孔凸模固定板的外形尺寸为：，固定板上的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/m6。内表面粗糙度取Ra0.8，外表面取Ra1.6
10、。如图3-2。图3-2 凸模固定板零件简图（2）垫板的确定材料45，长和宽的尺寸选用典型模架组合尺寸，垫板的外形尺寸为：。（3）模柄的选择模柄的作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上。在设计模柄时，模柄的长度不得大于冲床滑块内模柄孔的深度，模柄直径应与压力机滑块上的模柄孔径一致。选用带螺纹的旋入式模柄，材料Q235，这种模柄可较好地保证模柄轴线与上模座的垂直度。它与上模座孔采用H7/m6，属于过渡配合。根据压力机J23-16的相关参考可知，模柄的外形尺寸为：，用于小型模具。（4）导正销与挡料销的设计为了保证级进模冲裁件各部分的相对位置精度，在级进模中可采用导正销与挡料销的配合使用。工作时，始用
11、挡料销限定条料的初始位置，进行冲孔。始用挡料销在弹簧作用下复位后，条料再送进一个部距，以固定挡料销定位，落料时以装在落料凸模端面上的导正销进行精定位，保证零件上的孔与外圆的相对位置精度。设计有导正销的级进模，挡料销的位置应保证导正销在导正条料过程中条料活动的可能。固定挡料销的位置可由式计算: （3-1）式中：c条料进距（mm）； D落料凸模直径（mm）； d挡料销的头部直径（mm）；0.1导正销往前推的活动余量（mm）。由（3-1）式可解得：e=16.76mm。 固定挡料销与销孔采用H7/r6配合，导正销与落料凸模采用H7/r6配合。（5）螺钉、销钉选择螺钉的选择上模座固定螺钉选用4M12下模
12、座固定螺钉选用4M12卸料螺钉选用4M10销钉的选择下模座连接销钉选用23.2 冲模刃口尺寸及公差的计算3.2.1 冲孔部分（以凸模为基准）由表3-1查得：，式中：凸凹模最大初始双向间隙（mm） 凸凹模最小初始双向间隙（mm）对冲孔时：，式中：凸模下偏差，按IT6IT7选取 凹模上偏差，按IT6IT7选取由此可知，满足公差间隙校核条件：查表得，则：冲孔部分：该尺寸极限偏差转化为。式中：冲孔凸模基本尺寸（mm） 冲孔凹模基本尺寸（mm） 制件公差 磨损系数，其值与冲裁件的制造精度有关。当冲裁件精度在IT14时，。3.2.2 落料部分（以凹模为基准）由表查得：，式中：凸凹模最大初始双向间隙（mm）
13、 凸凹模最小初始双向间隙（mm）对30mm ：，式中：凸模下偏差，按IT6IT7选取 凹模上偏差，按IT6IT7选取由此可知，满足公差间隙校核条件： Dd1=( Dmax1x) +0.020=(300.520.5) +0.0210=29.740.0210 mmDp2=( Dd1Zmin) 0-0.013=(29.740.246) 0-0.013=29.4940-0.013 mm对10 mm ：，式中：凸模下偏差，按IT6IT7选取 凹模上偏差，按IT6IT7选取由此可知，满足公差间隙校核条件：Dd2=( Dmax2x) +0.020=(100.360.5) +0.0150=9.820.0150 mmDp2=( Dd2Zmin) 0-0.009=(9.820.246) 0-0.009=9.5740-0.009 mm3.3 确定各主要零件结构设计及尺寸计算3.3.1 凹模结构的设计在3.1章节里已经确定了凹模的外形尺寸，这里主要对凹模外形进行选型。常用的凹模洞口形式有三种，分别是：（1）圆柱形孔口这种结构工作刃口的强度较高，刃磨后工作部分的尺寸不变。主要用于冲制料较厚、形状较复杂的制件。（2）锥形孔口这种结构工作刃口刃磨后，工作部分的尺寸会变大。主要用于冲制精度较低、形状较简单的制件。（3）具有过渡圆柱形孔口具有圆柱形孔口的特点，并且制造方便，
