冲压工艺分析

冲压工艺分析材料的特性料为10#，用于制造汽车车身及受力不大的焊接件，具有较好的冲压性能。材料：10#材料厚度：t=2mm图1-1牌号力学性能牌号力学性能/MPa/MPabs/(%)/(%)HBS未经处理510#3352053155137零件构造零件简洁、对称，比较适合冲裁。尺寸精度分析IT14属的公差表，得尺寸的公差：500

，440.62，360.62，100.36R20.25〔40.30〕0.62

0 0 0 0冲裁方案确实定分析制件的工序方案一：先冲孔，后落料。承受单工序模生产。方案的比较件精度、质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需要。故而不选此方案。紧凑，不易布置其位置。该模具，制件的精度能到达要求，同时生产量也可满足要求。1.4.42mm，故承受固定卸料板。必要的尺寸设计排样的设计与计算废料的方法。确定搭边值依照《冲压工艺与模具设计》表2-13，查得：搭边a和a1

，t=2mma=1.2mm,a1

=1.5mm。确定条料的进距进距A：AB a制=50+1.2=51.2mm宽度B：B0 [D2(a)b]0 1 0=502(1.50.62)0.500.62=54.740 mm0.62材料利用率裁件的实际面积与毛坯面积的百分比表示:sA 1 100%〔2-1〕A.B式中S──一个进距内冲裁件的实际面积，单位mm2；1A──送料进距，单位mm；B──条料宽度，单位mm。因此材料的利用率为：(50)2

s1

100%=.R2A.B

100%= 2

100%70%画出排样图依照以上资料画出排样图，如图2-1所示：2-1冲裁总压力的计算计算冲裁力〔1〕小凸模：1 1 b=102335N21048.67N21.049kN〔2〕弧形孔：FL2

b=(22

3644)2335N25.258kNF 3.F2总 2

180 2=325.258kN=75.774kN〔3〕制件的外圆：F FF FF总 1 2总 3 T=502335N105.243kN计算推料力：设凹模洞口的直壁高度h=6mm，材料厚度t=2mm，故卡在凹模内的零件数为：n=h/t=6/2=3。〔1〕圆形孔：F n.K .F1T 推 1=30.05521.049kN3.473kN〔2〕弧形孔：F n.K .F2T 推 2

=30.05525.258kN4.168kNF2总T

n.K .F推 2总

=30.05575.774kN12.503kNF n.K .F3T 推 3=30.055105.243kN17.365kN那么总的推料力为：F FT

F F2总T 3T=3.473+12.503+17.365=34.035kN压力机公称压力的计算本设计承受刚性卸料，下出料的方式，故总的冲压力：F FF FF总 1 2总 3 T=〔21.049+75.774+105.473+34.035〕kN=240.31kN250kN。具体参数如2-1。kN〕发生公称压滑块行程行程次数最大封闭高封闭高度调kN〕发生公称压滑块行程行程次数最大封闭高封闭高度调力时滑块距下死点的距离〔mm〕〔mm〕〔次/min〕度〔mm〕固定台和可倾式节量〔mm〕68010025070250压力中心确实定250方法一：解析法，见如以下图图2-2所示的坐标系，计算数值见表2-2。弧线段的重心坐标弧线段长度〔mm〕X〔mm〕Y〔mm〕弧线段的重心坐标弧线段长度〔mm〕X〔mm〕Y〔mm〕l.x(mm2)i i备注l”16.912124.043.427857.364①X，Yll10求和150.79710l.x=7402.843i1i il”6.283121.4217.694762.8882l”5.655120.1052.804679.1943l” 15.708102.43.1831608.4094l” 11.31093.54215.3331052.9605l” 6.28398.24221.545617.2546l” 13.82391.58018.7411265.9107l” 6.28387.53711.606549.995839.27015.91515.915624.982939.270-15.91515.915624.982180.R.(sinsin

2-2) 180..

-sin〕①Xx0

.(2

2)1

1 ，Yy0

.2

1其中x和y0 0

为圆弧的圆心坐标，R为圆弧半径， ，1 2

为圆弧的起始线与X轴正半轴的夹角，单位为度。计算公式：l.yl.y l.y...l .y

l.yl.y l.y...l.yY 1 1 2 2 3 3

10

1 1 2 2 3 3

n n〔2-2〕0 ll1 2

l...l3 10

0 ll1 2

l...l3 n那么压力中心的横坐标为：l.xl.xl.x

...l .xX 1 1 2 2 3

10 100 ll1 2

l...l3 10=7402.84349.091mm150.797考虑到排样图中，制件关于X轴对称，故重心应在X轴上那么：l.yl.y l.y...l .yY 1 1 2 2 3

10 10=00

ll1

l...l3 10(FF ).X F.XX” 1 2总 1 3 30 〔FF F1 2总 3(2104975774)〔2=

105243进距

49.067mm210497577105243经比较：取压力重心的坐标为〔49.1，0刃口尺寸的计算2-5，得Zx=0.5。

min

Z

max

=0.360mmIT14依照设计，应以凸模为基准件，然后配做凹模2-32-3〔1l1

442-10p

1d1

=0.030mm。1 +11 1

Z

max

Zmin故凸、凹模承受分别制造的方法，44=0.62mm按冲孔计算，那么凸模的尺寸及偏差为：d (dp 11

x.)01p1 (440.5 0.020

mm=44.310 mm0.020d dd p1

Zmin

d1mm044.310.2460.030mm=44.5560.030mm

0 0mm，R 22.2780.030mmp 0.020 d 01 1〔2〕l2

：考虑该尺寸在4的圆上，故先计算该圆弧的尺寸及公差。2-10，

0.020mm，

0.020mm，由于：22p d22 -p2 d2

Z

max

Zmin故凸凹模承受分别加工的方法制造，查《互换性与技术测量》得，该尺寸的制造公2

=0.30mm，按冲孔计算，那么凸模的尺寸及偏差为：d (dp 22

x.)02p2(40.50.0.30)00.020

mm=4.150 mm0.020d 2d p22

Zmin

2mmd0d4.150.2460.020mm=4.3960.020mm取R 2.0750p 2

0mm，Rd1

02.1980.020mm0〔3l3

362-10p3

=0.020mm，d3

=0.030mm p d

Z

max

Zmin3 3=0.62mm。按落料计算其尺寸及偏差，那么该圆弧的尺寸及偏差为：)D (Dx. )d3 3 30(360.50.62)0.030mm=35.690.030mm 0 0D Dp d3

Z 0minp3=35.690.24600.020

mm=35.4440 mm0.020取R 17.8450.030mm，R3d 0 p33

17.7220 mm0.020〔4〕l：该段圆弧加工尺寸及方法都和l一样，其尺寸为：4 2R 2.0750p 4

mm，Rd4

2.1890.020mm0中间圆孔尺寸的计算：应以凸模为基准10,公差为IT=0.36mm；查《冲压工艺与模具设计》，由表2-10得， p d5

=0.020mm，那么： +p d

Z

max

Zmin5 5故凸凹模刃口承受分别加工的方法制造，那么凸模的尺寸及偏差为:d (dp 45

x.)05p5(100.50.36)00.020

mm10.180 mm0.020凹模尺寸：)mmd (d Z )mm5d p min055(10.1800.246)0.020mm=10.4260.020mm0 0外圆尺寸的计算：应以凹模为基准50p6

=0.020mm， =0.030mm，满足：d6 6 6

d

Zmax

Zmin故凸凹模承受分别加工的方法。)d6D (Dx. )d6d6 6 60=(500.50.62)0.030mm=49.690.030mmD (Dp d6

0 0Z )0minp6(49.690.246)00.020

mm49.4440 mm0.020冲模要紧零件的设计凸凹模的固定形式3-1H7协作，上面留有台阶，弧形凸m62mm3-1H7协作。m6触，完成弧形凸模的固定。3-13-2确定要紧零件的尺寸〔1〕凹模外形和尺寸确实定轮廓尺寸依照制品选取凹模板，依照《模22.4-2LB200mm125mm，取凹模板厚28mm。〔2〕凹模构造确实定图3-3。H＝Kb〔3-1〕小凹模c＝(1.5~2)H大凹模c＝(2~3)H〔3-2〕式中b──凹模孔的最大宽度，单位mm，如图3-3所示；图3-3凹模的外形K──系数，见表3-1；15~20mm；26~40mm。表3-1系数K确实定强度校核。螺钉和销钉M124~6个，要按具体布置而定。本设计螺钉上下均为M10，55mm，底部长度设计为80；6pdx2.26-1。3.3.1挡料销挡料销的作用是保证条料送进时有准确的送料进距。本设计选用固定挡料销定位，其构造如以下图钩形挡料销，该构造的优点是其固定局部的位置可离凹模的刃口更远一0.5mm,用GB4357中的C级钢丝，其参数从附表Ⅱ中查得：弹簧中径为6mm,自由高度为22mm。3-43-5导正销《中国模具设计大典》第三卷表，其构造是和落料凸模连成一个整体，其外形装配图。直臂为圆柱型，直径为10mm，单面间隙为0.6mm，高度为2mm；其头部直径也为10mm。导尺照《中国模具设计大典》第三卷表，其尺寸为200*36*6JB/T7648.5，共两块。模架的选择LB为200mm125mm，200mm125mm40mm；下模座的参数为200mm125mm50mm。导向零件导柱的参数为：B25h6*180导套的参数为：B25H7*95*38其它零部件的设计模柄的选取依照上模座的厚度H=40mm选择模柄。依据《中国模具设计大典》第三卷表22.5-24A40*110JB/T7646.1凸模固定板尺寸确实定由《模具设计大典》第三卷表 22.5-16，依照凹模轮廓选取尺寸，选 LB，200mm125mm，取H=22mm。卸料板尺寸确实定本设计承受刚性卸料，所选规格参照《模具设计大典》第三卷表20.1-33，从表中12mmH7

=16mmLB200mm125mm，卸

h6。导料板尺寸确实定22.5-45，LB200mm36mm，H导

=6mm。凸模长度确实定及其强度的校核凸模长度的计算的。故凸模长度(4-1)：h1

--固定板的厚度；

Lhh1 2

ha(4-1)3h--卸料板的厚度，本设计为刚性卸料板的厚度；2h--导料板的厚度；3a--附加长度，它包括凸模的修模量，凸模进入凹模的深度级凸模固定板与卸料板的安全距离等，可取10~20mm。本设计取10mm。L=〔22+16+6+10〕mm=54mm凸模长度的校核关于圆形凸模应满足下式(4-2)：Lmax

d2F85F

(4-2)关于非圆凸模应满足下式(4-3)：Lmax

380

(4-3)IF式中：L —凸模同意的最大自由长度IFmaxd--该凸模的最小直径〔mmF--该凸模的冲压力〔N，FFF ；1 1TI--凸模最小断面惯性矩〔mm4小圆孔:d=10mmF FF1Z 1 1T=21.049kN+3.473kN=24.522kN=24522N那么小凸模最长依照式〔4-2〕得：85

L1max102

=85d2F1Z1d2F1Z124522外圆的校核外圆：d=50mmF FF3Z 3 3T=105.243kN+17.365kN=120.608kNdd2F3Z3L3max

=85122608=85122608

502 mm606.876mm圆弧段凸模长度的校核凸模的截面极惯性矩为：n n 式中：

I= .I360

〔D4d〔4-4〕360 32I --为该凸模的截面极惯性矩；p环36圆环大径〔mmD44mm；36mm。那么依照式〔4-4〕得：n I . .D4d3603236 44436mm420307.255mm4360 32F FF2Z 2 2T=25.258kN+4.168kN=29.426kNL2max

380.IF2ZIF2Z380

29426mm315.675mm综上所述，小圆型凸模、圆弧型凸模、外圆凸模最长应为L ，1max即为54.280mm；所选凸模长度为54mm，故满足抗弯强度要求。凸模承压力量的校核非圆形凸模应满足下式：圆形凸模应满足下式：

Amin

F

〔4-5〕dmin

4.t.〔4-6〕

min

--凸模的最小截面积〔mm2dmin

--凸模的最小直径〔mmF--冲压力〔Nt--材料的厚度〔mmMPa

b；1.3MPa

T10A，1200MP。a圆形凸模的承压力量的校核

335制件为10#，故其抗剪强度为：凸模最小直径为：

=b= MP1.3 1.3 a

=257.692MPadmin

4.t.=42257.692mm1.718mm120010mm，50mm，均大于所求的最小的直径值，故强度满足要求。圆弧型凸模承压力量的校核凸模的最小截面积：F FAmin

=225258=1200

mm221.048mm2圆弧型凸模的最小截面积为：n.〔R2r〕A =圆形 36044 36 36

2

22= mm502.658mm>A360故该圆弧形凸模的承压力量满足要求。

min确定模具高度并绘制模具图5.1模具实际闭合高度一般为：H H模

H

+L +H冲头

H

h (5