工具钳工技师论文-厚板料冲裁工艺分析及模具设计

1、简述厚板料冲裁工艺分析及模具设计摘要通过对5mm厚板料的零件在冲裁中的工艺分析，采用平直刃口与斜刃口相结合的凹模形式，采用合理的凸凹模间隙降低冲裁力。对于类似的厚板料冲裁模具有一定的参考改进价值。关键词：厚板料工艺分析凹模形式模具设计间隙1引言下图是发动机前悬置横梁零件，材料为Q235A、厚6mm的钢板。该零件原是采用直刃口普通冲裁模在300吨机床上进行冲压加工，结果是冲压不足百余件模具就损坏。并且机床震动太大，对设备的精度和生产环境造成很大影响。后采用500吨机床压制零件，震动虽小了但资源浪费随之而来。电能气源人力效力等。为此我对该零件的冲压加工进行认真的工艺分析并结合模具设计要求，同时也根

2、据现有压力机（300t）和该零件所需的冲裁力，采用了平直刃口与斜刃口相结合的凹模形式来达到降低冲裁力作用，减少资源浪费使冲压后的零件达到满意效果。160名郝发新/悬置筱碧谏0f：28011437K5楙：Q235,t二5ro周长：1327.4mm图1发动机前悬置横梁托架料片图2工艺分析如用平刃口冲裁时该零件根据厚板料冲裁力公式：F=Lt=Lt（Tb式中F一冲裁力（KN）L冲压件轮廓周长（mm；t材料厚度（mm；r材料剪切强度（Mpa）从黑色金属材料的力学性能表中可查得Q235的剪切强度r=310380Mpa（Tb=375460MpaL=1327.4mm,t=5mm所以,F=Ltr=1327.4*

3、5*360=2389.32（KN）而实际冲裁力应用下列公式计算：F冲=1.3F=1.3Ltx忠Ltab式中建一材料抗拉强度（Mpa）F冲=1.3F=1.3x2389.32=3106.12（KN）从式中得知零件所需的冲裁力为3106.12kN。显然，公司现有压力机（西德300t）的公称压力小于零件所需的冲裁力。针对这一问题，我对零件进行了认真的工艺分析，认为降低零件所需的冲裁力，可选用本公司现有压力机（西德300t）进行加工，根据目前有关资料介绍，降低冲裁力的方法有3种：斜刃冲裁法，红冲冲裁法，阶梯凸模冲裁法。而第3种阶梯凸模冲裁法，主要用于多型面的冲裁，不适用于该零件。而且这3种方法介绍都是相

4、对于圆型面而言，对曲线型面未作介绍。同时，斜刃冲裁法在冲裁时都会引起冲压件的弯曲、皱褶，冲裁刃口也极容易损坏。红冲冲裁法在冲压时会产生氧化皮，冲压件精度、表面质量和粗糙度值均不理想，且工艺复杂，劳动强度大，增加冲压件成本，因为平口冲裁模进行冲裁时，其剪切作用是沿着整个零件的外形轮廓同时发生剪切作用，因而所需的冲裁力较大。为此，根据该零件特点，把整个零件的外形轮廓周长分为3等分。采用了平直刃口与斜刃口相结合的外斜凹模形式，如图2所示。这种形式的凹模，在冲裁时，材料沿着轮廓长度在不同行程高度逐渐分离，其所需的冲裁力按平直刃口与斜刃口计算公式得知：表1斜刃凸模和凹模的主要参数材料厚度t/mm斜刃高度

5、h/mm斜刃倾角小平均冲裁力为平刃的百分比32t5o30-403-10t8o60-65F=(1.21.3)LtrZ3+0.65(1.21.3)Ltr/3=(1.21.3)X1327.4*5*360Z3+0.65X(1.21.3)x1327.4*5*360/3=3106.12/3+0.65X3106.12/3=1708.4(KN)通过以上计算可以看出，显然，采用这种凹模形式后，其冲裁力下降1/3,现有的压力机（300t）完全满足其要求图2凹模结构图3模具结构模具结构如下图所示1下模座2凹模3刮料板4导套5导柱6上模座7固定板8凸模4间隙调整在冲裁模的设计中，凸凹模的间隙的合理选取，是保证模具正常

6、工作提高冲裁零件质量延长模具寿命的一个关建因素。理想的间隙应该是板料冲裁断裂寸，凸凹模刃口边所产生裂敏:在一条直线上，否则冲裁边缘将出现不允许的毛剌，使得刀口粘接严重，凸凹模磨损加快，进而影响模具的寿命。所以，如何选职合理的凸凹模间隙，是模具设计时不容忽视的问题。通常情况下，模具设计中间隙一般都按设计手册推荐的间隙值选取。例如，我厂设计核模具间隙的标准一般为5%,这种标准对薄材料还行，但对厚板料冲裁就显得标准值小，间隙偏小，会使得凸模与被冲的孔之间、凹模与落料之间的摩擦严重，造成凸模和凹模侧壁产生粘结，卸料力增大，影响冲片断面的质量，刃口容易变钝，冲片易出毛刺，且毛刺增长过快，甚至发生凹模胀裂

7、现象，致使模具寿命下降。且取小间隙时，由于弹性回跳作用，落料件尺寸大于凹模，冲出的孔径小于凸模，从而造成冲片的尺寸精度出现误差。为提高冲片质量，延长模具寿命，根据国内外资料信息，在实践中对模具间隙做了试验摸索，证明放大间隙是非常有效的。经过多次对厚钢片冲裁的试验，发现间隙值在材料厚度的8%左右范围内，最为合适。采用这个间隙，可以获得如下效果：(1)提高了冲片质量。刃口锋利时毛刺小，冲裁过程中毛刺增长缓慢。(2)冲片表面平整度大大改善，特别是相邻孔之间。(3)凸凹模侧壁无粘结，减小了卸料力。(4)延长了模具寿命。刃磨一次可以保证较多的冲次，从而减少刃磨次数，提高了生产效率。放大间隙还可降低模具制造的费用5结束语目前，这种平直刃口与斜刃口的曲线型面的凹模形式，还没有有关这方面资料的介绍，该