冲压模课程设计

1、冲压模课程设计1 .冲压模具的工艺分析冲压件工艺分析该弯曲件尺寸如图所示，材料为10钢，板料厚度t=4mm, 成批生产。总工艺方案的确定该零件是莫汽车底盘上的支撑件，弯曲半径r=6mmi大于，故弯曲时不会产生裂纹。两个小孔的边距弯曲中心线为 12mm,大于2t=8mm,故可以采用先落料和冲孔，再弯曲成 型的工艺，这样孔在弯曲时不仅不会产生变形，而且还可以 利用两个14孔作为定位孔。两壁 35孔与芯轴配合，有公差 要求，表面粗糙度 Ra为。如果在弯曲前冲由两个 35孔，不 仅表面粗糙度难以达到要求，而且孔因孔边距弯曲中心线太 近，弯曲时孔会发生变形，故应在弯曲后通过机加工达到两 个孔的技术要求。

2、根据以上分析，较合理的工艺方案为：落 料、冲两个14孔复合工序；弯曲成形；机加工两个35孔。2 .冲裁模具的工艺分析冲裁件工艺分析于本零件形状为上下左右对称，选用的冲压材料为10钢，厚4mm进行大批量生产。工艺方案的确定该零件形状简单，对称，是圆弧和直线组成的。 表查得, 冲裁件内外所能达到的经济精度为IT14 ,孔中心与边缘距离公差为土，未注公差都按 IT14标注，则该零件的尺寸标注、 生产批量等情况，均符合冲裁的工艺要求，故采用冲孔落料 模进行加工。方案一 采用复合模进行加工，复合模虽然结构复杂，制造精度要求高，成本高。但复合模主要特点 是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，冲模

3、 的轮廓尺寸较小，用于生产批量大，精度要求高的冲裁件。方案二 采用级进模进行加工。级进模比单工序模生产 率高，减小了模具与设备的数量，工件精度较高，便于操作 和实现生产自动化，对于特别复杂和孔边距较小的冲裁件， 可用级进模进行加工。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂， 成本高，一般适用于大批量生产的小型冲压件。比较方案一与方案二，此零件更适合用复合模进行生产 加工。冲裁变形过程1）当凸凹模间隙正常时，其冲裁过程大致分为三个阶 段：弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段。2）对于普通冲裁零件的断面做进一步分析，我们可以 发现这样的规律：零件的断面与零件的表面并非完全垂直， 而是带有一定的锥度。除光

4、亮带以外，其余均粗糙，并带有 毛刺和塌角。而较高质量的冲裁件断面应该是：光亮带较宽, 约占整个断面的1/3以上，塌角、断裂带、毛刺和锥度都很小，整个冲裁件表面无折弯现象。冲裁断面质量随不同材料 的性能不同而变化。一般塑形较差的材料，断裂倾向严重。光亮带、塌角及毛刺均较小。且断面大部分是断裂带。塑形较好的材料与其相反，其 光亮带所占比例较大，塌角、毛刺均较小。对于同一种材料 而言，光亮带、断裂带、塌角及毛刺四部分在断面上所占比 例也不是固定的，与材料本身的厚度，冲裁间隙，模具结构, 冲裁速度及刃口锋利程度等因素有关，其中影响最大的是冲 裁间隙。冲裁间隙1）冲裁间隙是指冲裁的凸模与凹模刃口之间的距

5、离， 凸模与凹模每一侧的间隙称为单边间隙，两侧间隙之和称为 双边间隙。冲裁间隙的数值等于凹模刃口尺寸与凸模刃口尺 寸之差。2）当间隙适当时，在冲裁过程中板料的变形区在比较 纯的剪切作用下被分离，使落料件的尺寸等于凹模尺寸，冲 孔件尺寸等于凹模尺寸。当间隙过大时，板料在冲裁过程中除受剪切外还产生较 大的拉伸与弯曲变形，冲裁后制件会发生与拉伸弯曲方向相 反的弹性恢复。对于落料件，其尺寸会小于凹模尺寸。对于 冲孔件，其尺寸会大于凸模尺寸。当间隙过小时，板料在冲裁过程中除受到剪切外还会受 到较大的侧压作用，冲裁后板料发生与侧压方向相反的弹性恢复。对于落料件，其尺寸会大于凹模尺寸。对于冲孔件, 其尺寸会

6、小于凸模尺寸。止匕外，冲裁间隙会对冲裁件尺寸，冲压力，模具寿命都有影响。间隙选取原则除了冲裁间隙之外，在冲裁工程中，凸凹模的刃口尺寸 及制造公差直接影响冲裁件尺寸精度，并且合理的冲裁间隙 也要依靠凸凹模刃口尺寸来保证。在确定刃口尺寸及制造公差时应遵循一下原则：1）落料尺寸取决于凹模尺寸，冲孔尺寸取决于凸模尺 寸。2）根据磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取 制件尺寸公差范围内的最小值；设计冲孔模时，凸模基本尺 寸则应取制件尺寸公差范围内的最大值。3）不管是落料还是冲孔，在初始设计模具时，冲裁问隙一般采用最小合理间隙值。4 ）冲裁模刃口尺寸的制造偏差方向，原则上是入体原则，即凹模刃口尺寸制造

7、偏差取 正值，凸模刃口尺寸制造偏差去负值。5）根据加工方法不同，可分为单独加工和配合加工。3 .冲裁模具的设计计算排样冲裁件在条料上的布置方法称为排样，排样的设计工作 的主要内容包括选择排样方法，确定搭边数值，计算条料宽度及步距，画由排样图冲裁件的排样与材料的利用率有密切关系，对零件的成 本很大，因此应设法在有限的材料面积上冲由最多数量的制 件。冲裁排样有以下分类：1）从废料角度来分可分为有废料排样，少废料排样和 无废料排样。2）按制件在板料上的排样方式来分，可分为直排、斜 排、对排、混合排、多样排和冲裁搭边排。根据制件的形状特点，故采用直排的排样方案，如下图:搭边值的确定：排样中相邻两冲裁件

8、之间的余料或冲裁件与条料边缘 间的余料称为搭边。答辩的作用是补偿定位误差和保持条料 有一定的强度和刚度，防止于条料的宽度误差，送进步距误 差，送料歪斜等原因而冲裁由残缺的废品，保证送料的顺利 进行，从而保证制件质量。搭边值的大小要合适，过大会造成材料利用率低，过小则不能发挥搭边的作用，在冲裁 过程中会被拉断，造成送料困难，使冲裁产生毛刺，有时还 会被拉入凸凹模之间的间隙，损坏模具的刃口，降低模具的 寿命。一般来说，搭边值是经验值确定的，影响搭边值的因 素有材料的力学性能，材料的厚度，工件的形状和尺寸，排 样的形式及送料、挡料的方式。以下为搭边数值表：板料厚度料 自动送手送料圆形 非圆形往复送料

9、 a <1 12 23 34 45 56 68 >8 2 3 4 5 6 7 al a al a 22 2 3 3 4 3 4 5 45 6 5 6 7 6 7 8 al 34 5 6 7 82 4 5 6 7 8a 3 4 5 6 7 8 al2 2 3 3 4 5 6 7根据零件形状取搭边值，a= a1=3，则进距h=+3=条料宽度的确定条料是板料剪裁下料而得，为保证送料顺利，规定条料 宽度B的上极限偏差为0,下极限偏差为负值。条料在模具 上送进时常用导尺导向，使用导尺导向又分为侧压导向和无 侧压导向两种情况。两种情况下条料宽度计算不同，但目的 是一致的，要求既能保证条料顺利送

10、进，又能保证冲裁件与 条料侧边之间有不低于规定的搭边值。表查得条料宽的公差 =2mm 则B=99mm则，最终的排样如下图所示：材料利用率的计算一个步距内制件的实际面积，如图，一个步距内含一个 制件，软件测得其面积为A1 =一个步距的材料利用率为 n =A1/Bh x 100%2则刀=X100% = %9954A1 一个步距内制件的实际面积h 送料步距B条料宽度冲压力计算冲裁力冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入板料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的 最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力F 一般按下式计算：F=KLt 式中F

11、一冲裁力L冲裁周边长度t 一板料厚度r 材料抗剪强度K一系数，考虑冲击载荷等因素，通常取于材料的抗拉强度 a - r.为计算方便，也可按照下式 估算冲裁力F-Lt a查表可得10刚抗拉强度（y=300Mpa,根据工件尺寸可得t=4mm, 落料力零件外轮廓线长度L=,则F1= Lt(y=X 300N=冲孑L内孔轮廓线长度L=,则F2=Lt ° =X 4X 300N=冲裁力5冲=51+52=冲裁时的卸料力、推件力、顶件力卸料力、推件力和顶件力是压力机和模具卸料装置或顶 件装置传递的，所以在选择设备的公称压力或设计冲模时， 应分别予以考虑。影响这些力的因素较多，主要有材料的力 学性能、材料

12、的厚度、模具间隙、凹模洞口的结构、搭边 大小、润滑情况、制件的形状和尺寸等。所以，要准确的计 算这些力是困难的，生产中常用下列经验公式进行计算： F 卸=K卸x FF推=nK推x F FM=K>x F式中F卸、F推、F顶一卸料力、推件力、顶件力K卸、K推、K顶一卸料力、推件力、顶料力系数，见 下表F一冲裁力n 一同时卡在凹模内的冲裁件数h凹模洞口的刃壁高度材料厚度/mm w 钢铝、铝合金紫铜、黄铜落料时的卸料力K卸K推K顶查表得K卸=,则F卸=K卸x F=x =推件力取凹模刃口直壁高度 h=8mm , n=2,表查得推件力系数 K 推二则 F推=nK推F=2X X =选择冲床时的总压力为

13、F总=F冲+F卸+F推=确定模具压力中心按比例画由零件形状，选定坐标系，如下图所示。该零件上下对称，左右对称，故压力中心为 ：x=0 , Y=0冲模刃口尺寸及公差冲孔部分查表可得双面间隙 Zmin=,Zmax=冲孔部分形状简单，采用凸凹模分开加工方法，下表可 查得凸凹模制造偏差分别为E p=-, E d=+基本尺寸 Ep E d基本尺寸 < 18 - 180 260 18 30 - 260360 30 80 - 360500 80 120 - >500120180 -E p E dpd 满足 pZmaxZmindZmaxZmin的条件查上表可得磨损系数 X=dp(dminX)0pp

14、dd(dpZmin)0落料部分外廓的落料，于形状较复杂，采用配合加工方法。图中未注尺寸公差，按国家标准，GB/级选取，则A1900A2 A325 A4以凹模为基准件时，凹模磨损后，刃口部分尺寸都增大，因此外轮廓均属 A类尺寸。000根据上表，当 82 3 4 5 6 7 al a al a 22 2 3 3 4 3 4 5 45 6 5 6 7 6 7 8al 34 5 6 7 82 4 5 6 7 8a 3 4 5 6 7 8al2 2 3 3 4 5 6 7根据零件形状取搭边值，a= a1=3，则进距h=+3=条料宽度的确定条料是板料剪裁下料而得，为保证送料顺利，规定条料宽度B的上极限偏差为0,下极