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1、1 前言 钣金成形技术的发展形势，谈谈对课程设计的认识及意义。2 零件图的分析2.1 零件的功用与经济性分析 该零件属于一种接触片，起导电作用，外形尺寸要求不高，形状简单，容易成形该零件材料为08钢，厚度1.5mm，年产量属于中批量，故经济性良好。2.2 零件的冲压工艺性分析2.2.1 结构形状与尺寸该零件外形较简单、对称，无悬臂和窄槽，转角半径最小为R2。制品上有两个08.5+02 -0.1的孔，符合最小孔径要求。最小孔间距为13.5mm，最小孔边距2.75mm，均符合要求。该零件有弯曲，形状为Z字形弯曲件，其相对弯曲半径为r /1 = 4/1.5 = 2.67 r ./1， min符合最小
2、弯曲半径要求。折弯孔边距为8.75mm，符合要求。2.2.2 精度与表面粗糙度（精度可根据指导书P52页换算）根据制品尺寸可知，其中22 土 0.2、0 8.5+0.2这两 -0.1个尺寸精度较高，均为IT13至IT14级之间。均符合冲裁件（IT11）和弯曲件（IT13） 的经济精度等级要求。该零件外形无粗糙度要求，可取冲裁件一般粗糙度精度等级，为12.53.2“ m。2.2.3 材料该零件材料使用 08 钢，属于普通碳素结构钢，其塑性和力学性能均良好，适合于 冲裁和弯曲成形。结论：该零件的形状、尺寸、精度、材料均符合冲裁和弯曲工艺性要求，故可以采 用钣金冲压方法加工。3 钣金成形工艺设计3.
3、1 成形工艺方案的确定3.1.1 成形工序性质与数量的确定 根据零件形状和结构可知，成形该零件有以下工序：2 个冲孔，落料，2 处弯曲 其中冲孔、落料属于冲裁工序，折弯属于成形工序。3.1.2 成形工艺方案的分析与确定 根据以上基本工序，可拟定出以下三种冲压工艺方案： 方案一：先落料，再冲孔，最后弯曲，用单工序成形； 方案二：采用多工位级进成形； 方案三：先冲孔、落料复合，再弯曲。冲压工艺方案比较表项目方案一方案二方案三模具结构最简单复杂复合模较复杂模具数量3套模具1套2套生产效率最低最咼居中通过上述分析可知，方案一模具结构简单，但效率最低，方案二效率最高，但模具 结构复杂，成本高，方案三模具
4、结构复杂程度适中，效率适中，符合制品中批量生产 要求，而且零件精度要求不高，故最终选择方案三。3.2 成形工艺参数的计算3.2.1 成形尺寸的计算（主要计算弯曲件和拉深件的展开尺寸，纯冲裁这步不需要）该零件属于弯曲件，需要计算其展开尺寸，如上图所示：L 二 L + L + L + L + L ,由图形可知，L = 18.5mm, L 二 4.5mm, L = 20mm。总 12345135兀a”,L = L =(r + xt)，已知r/1 = 4/1.5 = 2.67，查表有x = 0.39，再已知a = 90, r = 4 ,24 180兀a兀90代入公式有：L = L =(r + xt)
5、=(4 + 0.39 x 1.5) = 7.202mm。2 4 180180故 L 二 L + L + L + L + L 二 18.5 + 7.202 + 4.5 + 7.202 + 20 二 57.404mm总123453.2.2 排样设计与下料方式的确定1、排样板料规格拟选用1.5mmX 750mmX1500mm(08钢板)。坯料长度为57.404 mm不算太小，考虑到零件的形状，为了提高材料利用率，采用条料对排。条料定位方式采用导料销导向，挡料销定距，取搭边值a二2.5mm , a = 2.298mm(查表)则1进距 s = 36 +16 + 2a = 57 mm条料宽度 B o =(
6、L + 2a 1 =(57.404mm + 2 x 2.298mm = 62o mm-Amax1 -A-0.6一 0.6i-L 目 打 2.裁板方案1) 板料纵裁利用率条料数量n = B / b = 750/62 = 12条 1每条零件数n =(L-a )/s =(1500-2.5)/28.5 = 52个2 1 1每张板料可冲零件数n = n x n = 12 x 52 = 624个12材料利用率nAn = x 100% =LxB624 x 1289.6171500 x 750x100% =71.53%2) 板料横裁利用率条料数量n = L / b = 1500/62 = 24条1每条零件数n
7、 =（B - a ）/ s =（750 - 2.5）/28.5 = 26个2 1 1每张板料可冲零件数n = n x n = 24 x 26 = 624个12材料利用率耳=71.53%由此可见，纵裁和横裁材料利用率一样，考虑操作的方便性，最终决定采用横裁 法。3.2.3 各工序冲压力的计算与冲压设备的选择1冲孔落料复合工序落料力F = Ltb = 156.533x 1.5x400N = 93919N式中q = 400N （指导书 P81,1 b b表 4-27 ）。卸料力F = K F = 0.045x93919N = 4226N 式中 K = 0.045，由表（书 P73 页）X X 1 X
8、查得。冲孔力F = Ltq =2x26.704x1.5x400N=32045N2b推件力F =nK F =4x0.055x32045N=7048N 式中 K =0.055，由课件（第三章） 推 T 2 T查得。凹模刃口高度取6mm，故n =沁4个。0.5mm为凸模进入凹模深度。1.5故成形总力为：F = F + F + F + F = 93919N + 32045N + 4226N + 7048N = 137238N 137kN工 12 X 推根据工厂现有设备选择合适的压力机。本工序可以选用 J23-16 压力机。 （指导书 P86 表 4-37）列出压力机相关参数。2弯曲工序（校正弯曲）F
9、二 AP 二 372.234 x 45N 二 16751N 17kNP 查表（课件第四章）得：P=45MPa,校A=372.234mm2 （计算机查询）。F比较小，对于校正弯曲可以忽略不计，故选择设备时只要满足F （1.1 1.3） F y压校即可，但考虑到安装空间需要和工厂现有设备，故选择（只考虑力的要求，也可选择 J23-4）J23-16 压力机。列出压力机相关参数。3.3 钣金成形工艺规程的编制 参考工艺规程表。4 钣金成形模具设计（只设计冲孔落料复合模）4.1 模具类型和结构形式的确定（参考实例）4.1.1 模具结构类型的确定 由冲压工艺分析可知，采用复合成形，考虑操作的方便性，所以模
10、具类型为冲孔- 落料倒装式复合模。4.1.2 工件的定位方式的确定 零件的生产批量属于中批。合理安排生产可采用手工送料方式能够达到要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式。考虑零件尺寸、料厚适中，为了便于操作 保证质量，采用导料销导向、挡料销定距的定位方式。4.1.3 卸料与出件方式的确定 为了保证工件质量，采用上出件方式，由模具上方推件块将工件从落料凹模中推出。冲压后卡在凸凹模上的条料废料采用弹性卸料装置卸料，而最终留在凸凹模内的 废料可由冲孔凸模依次从下模废料孔中推出。故该模具上模有一套刚性的推件装置，下模有一套弹性的卸料装置。4.1.4 模架类型及模具组合形式的确定 冲孔落料复合模：
11、该零件精度要求不高，为了操作方便，便于安装调整，采用后侧导柱模架。考虑零件精度要求不高，因此采用II级模架精度。4.2 模具零件的设计与选用4.2.1 工作零件的设计（1）凸、凹模间隙的确定（课本 P5859） 该制品精度不高，所以凸凹模间隙根据经验法查表3-4得： Z=（1015）t%，Z =0.15mm ， Z =0.225mm 。min max（2）凸、凹模工作尺寸的计算（参考课本第三章第四节） 该零件外形尺寸较多，形状比较复杂，采用配作法。1）落料落料时，以凹模为基准，只要计算凹模刃口尺寸，凸模配作，不用计算。a）磨损后变大的尺寸：16+i, R7+i0 0A =（A- xA4A ma
12、x0b）磨损后变小的尺寸：4土0.3 , R2 + 0.5BAC）磨损后不变的尺寸：22 土 0.2 , 42.404 土 0.31CA U + 5A) A 8凸模刃口尺寸按凹模实际刃口尺寸配作，保证双面间隙 ZminZmax。2）冲孔冲孔时，以凸模为基准，只要计算凸模刃口尺寸，凹模配作，不用计算。a）磨损后变小的尺寸:Q8.5+0.2-0.1b =（b + xA ITmin-A 4凹模刃口尺寸按凸模实际刃口尺寸配作，保证双面间隙ZminZmax。（3）模具压力中心的确定根据制品形状，利用 CAXA2007 软件计算得出其模具压力中心位置为下图所示可知零件左右对称，上下不对称，故压力中心坐标为
13、 x=0,y=-27.07mm（4）凸模结构型式及尺寸的确定 凸模形状为圆形，可设计成阶梯形结构，通过台肩固定。凸模尺寸根据工作要求 及其工作尺寸要求确定。凸模的材料采用T10A （指导书P58）,工作部分热处理淬硬5862HRC。如下图所 示（5）凹模结构型式及尺寸的确定 凹模采用方形板状结构通过螺钉、销钉与固定板固定。冲件批量适中，考虑凹模 的磨损和保证冲件的质量，凹模刃口采用直刃壁结构，刃壁高度取6mm,漏料部分考 虑要装推件块沿刃口轮廓单边扩大3.5mm。凹模轮廓尺寸计算如下：凹模长和宽为B = b + 2c = 36 mm + 2 x 35 mm = 106 mmL = 2（27.0
14、7 + 8 + c） = 140.14mm （计算要保证压力中心在板的中心位置）式中 c 为凹模壁厚，查手册表（参考图形）选取。 凹模厚度为H 二 K K 3 0.1F 二 1x1.37 x 3 0.1x 93919mm u 30mm12（H = kB = 0.25 x 62mm u 15.5mm）式中K为凹模材料修正系数，合金工具钢取K = 1。11K 为凹模刃口周边长度修正系数，参考表（参考冲压课本）选取。2根据算得的凹模轮廓尺寸， 选取与计算值相接近的标准凹模轮廓尺寸为Lx Bx H = 125mm x 100mm x 30mm。（查指导书 P137）凹模材料选用CrWMn （同凸模），
15、工作部分热处理淬硬6064HRC。（ 6）凸凹模结构型式及尺寸的确定 凸凹模中外形为落料凸模，内形为冲孔凹模，刃口形状都较简单，可设计成阶梯 形结构，通过台肩与固定板固定。凸凹模的刃口尺寸可根据落料凸模和冲孔凹模工作 尺寸配作，其余尺寸根据卸料装置和安装固定要求确定。凸凹模的材料也选用 CrWMn ，工作部分热处理淬硬 5862HRC。4.2.2 定位零件的设计与选用 根据前述可知采用导料销和挡料销定位。导料销（画图表示）采用直径为D =8mm , d4mm，高度 h = 3mm，总高为 H = 10mm。挡料销采用直径为D = 8mm , d 6mm，因为根据排样图可知，其送料步距较 大，挡料销位置已经超出卸料板，故挡料销安装在模座上，高度要根据卸料板、固定 板垫板及弹簧的高 度综合确定，标记
