冷冲模设计1.doc

材料Q235 板厚t=1.2 精度等级IT11 中批量一 冲裁件工艺分析：1. 冲裁件材料的性能。材料Q235的抗剪强度为303MPa372MPa、抗拉强度为375MPa460MPa、屈服强度为235MPa，具有良好的冲压性能，满足冲压工艺要求。2. 结构形状、尺寸大小。此压圈是一个轴对称的简单冲裁件，内孔为圆弧和直线，无尖锐的清角，无过长的悬臂和切口，板厚t=1.2，外圆直径为40，内孔圆弧直径为18，最小壁厚为9，满足最小壁厚要求。属小型零件。压圈尺寸设计合理，满足工艺要求。3. 尺寸精度、粗糙度、位置精度。零件图中未标注粗糙度和位置精度，设计时一般按IT14级选取公差值。尺寸精度为IT11，则在冲裁后无需通过整修或采用精密冲裁。查公差表可得零件外形尺寸为： 内形尺寸为： .结论：本制件可用冲压生产方法获得，零件外轮廓用落料工序进行加工，内孔用冲孔工序进行加工。二 冲裁工艺方案：方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲孔落料级进冲压。采用级进模生产。方案一的模具结构简单，但需两道工序、两副模具，成本高而且生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二（1）正装式复合模工作时，板料是在压紧的状况下分离的，冲出的冲件平直度较高。但由于弹顶器和弹压卸料装置的作用，分离后的冲裁件容易被嵌入边料中影响操作。 （2）倒装式复合模工作时，冲孔废料直接由冲孔凸模从凸凹模内孔推下，无顶件装置，结构简单，可以采用。（3）但这两幅复合模强度较差，制造难度大，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便，影响生产效率。方案三 也只需要一幅模具，生产效率也高，且容易自动化生产，此工件所有尺寸都未标准公差，属于自由公差，按IT11级计算，在模具上采用自动挡料杆以保证冲压件的形状精度和位置精度，模具结构也较简单，所以该制件可以采用自动挡料装置的级进模生产。通过对上述3种方案的分析对比，该工件的冲压生产采用方案三级进模具为佳。三 排样图：计算过程采用自动挡料装置的级进模板厚t=1.2查表 2-4 a=1.0 a1=0.8查表2-5 =0.5送料步距：A=D+ a1 A=40.8条料宽度：B=(D+2a B=(40+21.0 B= 板料利用率计算:1.选择板料的规格为1000500 2.裁剪板料 （1）纵裁 裁剪条料数P=11.9047 可以裁剪11条 条料上实际冲裁的零件数：n=24.5098 故零件数为24零件的实际面积s=993.8695（用CAD计算）条料利用率=100% =100% =56.79% 板料上实际冲裁的零件数:n1=2411=264板料利用率: =100% =100% =52.46%(2).横裁裁剪条料数P=23.80可以裁剪23条条料上实际冲裁的零件数：n=12.25故零件数为12条料利用率：=100% = 100% =56.79%板料上实际冲裁的零件数：n1=2312=276板料的利用率: =100% =100% =54.86%比较纵裁与横裁利用率结论为：横裁的利用率较高。 四 先分析后计算，在选择压力机 分析受力情况： F=F+F+F F= F+F F=nk( F+ F) 冲压力的计算： F= kLt =1.360.96511.2350 =30726.4104(N) =30.7264104(kN) F= kLt =1.3125.66371.2350 =68612.3802（N） =68.6123802(KN) F= kLt =1.325.13271.2350 =13722.4542(N) =13.7224542(KN) F=30.7264104+68.6123802+13.7224542 =113.061245(KN) 查表2-14 h=6 n= = =4.16 n取5 查表2-9 k=0.05 F=nk( F+ F) =50.05（30726.4104+68612.3802） =24834.69765（N） =24.83469765(KN) F= F+F =113.061245+24.83469765 =137.89594265 F1.3=179.264725445(KN) 查表1-5 故选压力机型号JH23-25，标称压力为250KN。其规格为：压力机型号JH23-25标称压力/KN250滑块行程/mm75最大封闭高度/mm260垫板厚度50模柄直径电动机功率/KW2.2备注需压缩空气 五 压力中心的计算: 1 建立工件坐标系 2 分元素，找各元素的几何中心，求几何中心的坐标 由于18圆弧缺口所对应的角度为故所对应的角度为334对应的圆弧长为18 故弧长为52.4318圆心到的距离为X=R =9S=cos9 =8.65元素长度几何中心坐标=40（0，0）=52.515（40.09,0）=2.54（50.52,2）=2（51.8,0）2.54（50.52，-2）=3.68（63.6,0） 3 套公式求解 = = 14.29 = = =0 压力中心坐标为（14.29,0）六 模架选择查表2-15 K=0.4 H=Kl =0.4117 =46.8圆整 47 凹模壁厚：C=(1.52)H C=1.547=70.5 B=b+2C =40+270.5 =181 L=a+2C =113.4+270.5 =254.4圆整 L=315 C=100.8 B=200 C=80凹模的周界尺寸:315200190230 IGB/T2855.2模架的选择： 选用模架为后侧导柱模架，其参数为：上模座：GB/T2855.1-90 31520045。下模座：GB/T2855.2 31520055，闭合高度（参数）H：最小：190，最大：230 。导柱GB/T2861.1-90 规格40200，导套GB/T2861.6-90 规格 40125487凸模和凹模刃口尺寸计算1轴类尺寸： 孔类尺寸： 2分别加工法 查表2-10 =0.126 =0.18 冲孔 =(+x) 查表2-12 x=0.75 =0.11 =(18+0.750.11) 凸模按IT6查表 =0.011 =18.08 =(+x +) 凹模按IT7查表=0.018 =18.08+0.126 =18.20 校核 0.011+0.0180.18-0.126=0.054(满足落料公差间隙要求) 冲孔 =(+x)查表2-12 X=1 =0.13 =(20+10.13) 凸模按IT6查表 =0.013 =20.13 =(+x +) 凹模按IT7查表=0.021=(20.13+0.126) =20.25校核 0.021+0.0130.180-0.126=0.054(满足落料公差间隙要求) 冲孔 =(+x)查表2-12 X=1 =0.075 =(4+10.075) 凸模按IT6查表 =0.008 =4.07 =(+x +) 凹模按IT7查表=0.012 =(4.075+0.126) =4.20校核 0.012+0.0080.180-0.126=0.054(满足落料公差间隙要求) 落料 =（-X） 查表2-12 X=0.75 =0.16 =（40-0.750.16） 凹模按IT7查表 =0.025 =39.88 =( -X-) 凸模按IT6查表 =0.016 =（39.88-0.126） =39.75 校核 0.025+0.0160.18-0.126=0.054(满足落料公差间隙要求)两凸模之间的安装尺寸，其制造公差按照IT7级计算 8 零部件选择与计算 压入式模柄 外型尺寸 d h=4060冷冲模设计指导查表3-20 模柄与压力机的间隙配合，模柄与模座过盈配合。 垫板 冲压模具标准件选用与设计指南查表7-4 高度H=10 热处理硬度4348HRC，其他技术要求按机标JB/T7653-94规定。垫板上下表面应磨平，表面粗糙度为Ra，以保证平行度要求。标记为“垫板 3152001045钢 JB/T7643.3”。 凸模固定板冲压模具标准件选用与设计指南查表7-2 高度H=16mm,固定板材料采用Q235，无需热处理淬硬，技术条件按机标JB/T7653-94规定，固定板的上、下表平面应磨平，并与凸模安装孔的轴线垂直。固定板基准面的表面粗糙度为Ra，另一非基准面可适当降低要求。冷冲模设计指导查表3-20，固定板与凸模的过度配合。标记为“31520016-Q235 JB/T7643.2” 刚性卸料板 材料选用45钢，对热处理无特殊要求。冲压模具标准件选用与设计指南查表7-5 高度H=15，查表7-7卸料板孔与凸模的单边间隙C=0.3，卸料板孔与凸模的配合为。 导料板：材料为45钢，淬硬4348HRC 冲压模具标准件选用与设计指南查表7-6厚度：外形尺寸为 31579.18， 螺钉 销钉：材料为45钢 凸模的长度计算及其强度核：本制件采用固定卸料板 L为凸模长度；为凸模固定板厚度；为卸料板厚度；h为增加长度，一般取1520mm；导料；9压力机及相关参数校核冲裁模总体结构尺寸必须与所用的压力机相适应，即模具的总体平面尺寸应该与压力机工作台或垫板尺寸和滑块下平面尺寸相适应；模具的封闭（闭合）高度应