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1、1前言现代生产朝着大批量，高效率生产的发展方向，以提高生产率和生产规模来创造更大效益，生产上采取专用设备生产的方式。模具，做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；具有容易实现生产的自动化的特点。2工艺方案的制定2.1冲裁弯曲件的工艺分析材料 08 料厚 0.35
2、mm ，大批量生产材料 08为极软优质的碳素钢，强度、硬度很低，而韧性和塑性极高，具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能。用以制造易加工成形，强度低的深冲压或深拉延的覆盖零件。 工件结构形状：制件需要进行落料、冲孔、弯曲三道基本工序，尺寸较小。结论：该制件可以进行冲裁制件为大批量生产，应重视模具材料和结构的选择，保证磨具的复杂程度和模具的寿命。2.2确定工艺方案及模具的结构形式工件的结构形状:该工件需要进行落料，冲孔，弯曲三道基本工序，尺寸较小。制件为大批量生产，应重视模具材料和结构的选择，保证磨具的复杂程度和模具的寿命。根据制件的工艺分析，其基本工序有落料、冲孔、弯曲三道基本工序，按其
3、先后顺序组合，可得如下几种方案;(1)落料冲孔弯曲；单工序模冲压。(2)冲孔落料弯曲；连续模冲压。(3)落料冲孔（复合模）弯曲(单工序)。方案（1）属于单工序模冲裁工序冲裁模指在压力机一次行程内完成一个冲压工序的冲裁模。由于此制件生产批量大，尺寸又较小，这种方案生产效率较低，操作也不安全，劳动强度大，故不宜采用。方案（2）属于连续模，是指压力机在一次行程中，依次在模具几个不同的位置上同时完成多道冲压工序的模具。由于制件的结构尺寸小，厚度小，连续模结构复杂，又因落料在前弯曲在后，必然使弯曲时产生很大的加工难度，因此，不宜采用该方案。方案（3）属于复合冲裁模加单工序加工，复合冲裁模是指在一次工作行
4、程中，在模具同一部位同时完成数道冲压工序的模具。采用复合模冲裁，其模具结构没有连续模复杂，生产效率也很高，又降低的工人的劳动强度，而弯曲工序采用单工序简单方便，所以此方案最为合适。在确定采用复合模后，便要考虑采用正装式还是倒装式复合模。大多数情况优先采用倒装式复合模，这是因为倒装式复合模的虫孔废料可以通过凸凹模从压力机工作台孔中漏出。工件由上面的凹模带上后，由推荐装置推出，再由压力机附上的接件装置接走。条料由下模的卸料装置脱出。这样操作方便而且安全，能保证较高的生产率。而正装式复合模，冲孔废料由上模带上，再由推料装置推出，工件则由下模的推件装置向上推出，条料由上模卸料装置脱出，三者混杂在一起，
5、如果万一来不及排出废料或工件而进行下一次冲压，就容易崩裂模具刃口。故本零件采用倒装式复合模结构。3毛坯尺寸的计算与排样3.1毛坯的计算相对弯曲半径为：R1/t=3/0.35=8.750.5R2/t=4/0.35=11.40.5式中：R弯曲半径（mm） t材料厚度（mm）由于相对弯曲半径大于0.5，可见制件属于圆角半径较大的弯曲件，应该先求变形区中性层曲率半径（mm）。 =r0+kt （3-1） 式中：r0内弯曲半径 t材料厚度 k中性层系数查表，K=0.5根据公式1= r1+kt =3+0.50.35 =3.175（mm）2=r2+kt =4-0.5X0.35=3.825计算展开尺寸示意图根据
6、零件图上得知，圆角半径较大（R0.5t），弯曲件毛坯的长度 LO=L直+ L弯 （3-2）式中： LO弯曲件毛坯张开长度 （mm） L直 弯曲件各直线部分的长度 （mm） L弯弯曲件各弯曲部分中性层长度之和（mm）L弯=6+19=25L直=（18.5-5.6）2=25.7所以LO=25+25.7 =50.7所以该零件的展开图为：3.2排样、计算条料宽度计算及步距的确定排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模
7、间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。或影响送料工作。搭边值是废料，所以应尽量取小，但过小的搭边值容易挤进凹模。所以要确定合理的搭边值.查搭边值得 a=2 a1=1.5（1）冲裁件的面积是:A=50.712-23.52 =531.4mm2（2）条料的宽度为：B=50.7+2a =54.7mm（3）进距为： h=12+a1 =12.5mm排样的确定在冲压生产中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量生产中，较好地确定冲件尺寸和合理排样是降低成本的有效措施之一。冲裁件的排样排样是指冲件在条料、带料或板料上布置的方法。冲件的合理布置（即材料的经济利用），与冲件的外形有很大关系。根据不同几何
8、形状的冲件，可得出与其相适应的排样类型，而根据排样的类型，又可分为少或无工艺余料的排样与有工艺余料的排样两种。考虑到该制件的生产纲领与加工条件，采用条料加工有余料的排样。材料利用率衡量材料经济利用的指标是材料利用率。一个进距内的材料利用率为= （3-3）式中：A冲裁件面积（包括冲出小孔在内）（mm2）；B条料宽度（mm）；H进距（mm）.=531.4/(54.713.5)100%=72%纵裁时的条料数为： n1 =500/54.7=9.1 可冲34条，每条件数为： n2 =(1000-a)/h=(1000-2)/13.5 =74.0 可冲74件，板料可冲总件数为： n=n1n2=974=666
9、(件)板料利用率为： n12=(nF/5001000) =(666531.4/5001000) 100% =70.1%横裁时的条料数为： n1=1000/B =1000/54.7 =18.2 可冲18条，每条件数为： n2=(500-a)/h =(500-2)/13.5 =36.8 可冲36件，板料可冲总件数为： n=n1n2=1836=648（件）板料的利用率为： n12=(nF/5001000) =(648531.4/5001000) 100% =69%由此采取纵排法其排样图如下图4.落料，冲孔复合膜设计4.1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销，控制条料的送
10、进步距采用导正销定距。因为板料厚度t=0.35mm,属于较小厚度的板材,且制件尺寸不大,固采用侧面两个固定挡料销定位导向,在送料方向由于受凸模和凹模的影响,为了不至于削弱模具的强度,在送给方向采用一个弹簧挡料装置的活动挡料销4.2推件装置在倒装式复合模中，冲裁后工件嵌在上模部分的落料凹模内，需由刚性或弹性推件装置推出。刚性推件装置推件可靠，可以将工件稳当地推出凹模。但在冲裁时，刚性推件装置对工件不起压平作用，故工件平整度和尺寸精度比用弹性推件装置时要低些。由于刚性推件装置已能保证工件所有尺寸精度，又考虑到刚性推件装置结构紧凑，维护方便，故这套模具采用刚性结构。4.3卸料装置复合模冲裁时，条料将
11、卡在凸凹模外缘，因此需要在下模设置卸料装置。在下模的弹性卸料装置一般有两种形式：一种是将弹性零件（如橡胶），装设在卸料板与凸凹模固定板之间；另一种是将弹性零件装设在下模板下。由于该零件的条料卸料力不大，故采用前一种结构，并且使用橡胶作为弹性零件4.4导向方式的选择为了操作方便，方便安装调整，该复合模采用后侧导柱的导向方式。4.5冲裁力的计算计算冲裁力是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力F p一般可以按下式计算： Fp=KptL （3-4）式中 材料抗剪强度，见附表（MPa）；L冲裁周边总长（mm）；t材
12、料厚度（mm）;系数Kp是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动（数值的变化或分布不均），润滑情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的安全系数Kp，一般取1.3。总冲裁力、卸料力、顶件力、和总冲压力由于冲裁模具采用弹压卸料装置。总的冲裁力包括：F总冲压力。Fp总冲裁力。Fq卸料力Fz顶件力总冲裁力：Fp=F1+F2 （3-5)F1落料时的冲裁力。F2冲孔时的冲裁力.据常用金属冲压材料的力学性能查出08的抗剪强度为300(MPa)落料时的周边长度为：L1=2（50.7+12）=125.4（mm）根据公式 F1=KptL =1.30.35125.4300 =17.117(KN)冲孔时
13、的周边长度为：L2=2d=23.147=44（mm） F2= KptL =1.30.3544300 =6.006 (KN)总冲裁力：Fp=F1+F2=17.117+6.006=23.123(KN)卸料力Fq的计算 Fq=Kx Fp （3-6） K卸料力系数。查表得K0.05根据公式 Fq=K Fp 0.0523.123 1.156 (KN)顶件力Fz的计算 F=KdFp （3-7） Kd顶件力系数。 查表Kd取0.08根据公式Fz=KdFp =0.0823.123 =1.850（KN）根据模具结构总的冲压力为：F=Fp+Fq+Fz=23.123+1.156+1.850=26.129（KN）根据总的冲压力，初选压力机为开式双柱可倾压力机J2310。其基本参数如下：公称压力：100KN滑块行程：45mm最大闭合高度：180m
