垫圈冲裁工艺设计-电子教案_图文

1、 二、单工序冲裁模的设计与制造工作任务:垫圈冲裁工艺设计(一原始资料 工作任务单名称:垫圈材料:08钢料厚:t=1±0.15mm批量生产(二冲压工艺性分析任务:垫圈冲裁工艺设计材料:08钢优质碳素结构钢,硬度较低(交货状态的硬度为131HBS(参见材料手册,如下表2-6,具有较好的塑性(伸长率=27%(参见教材P27表1.3.6,如下表,具有良好的冲压成形性能。 工件结构:该零件形状简单对称,无异型形状,尺寸中等,经查(教材P75表2.7.2,如下表(金属冷冲压件结构要素JB4378-87,08钢采用无导向凸模冲孔的最小尺寸为d 1t,10远大于1mm,属于经济型冲孔范围。尺寸精度:

2、零件图上的两个尺寸均为自由公差,一般按IT14级确定工件的公差,普通冲裁均能满足其尺寸精度要求。经查公差表,各尺寸公差为:21-0.52,10+0.36。生产纲领:批量生产适合冲压加工。结论:可以冲裁。(三冲压工艺方案的确定该垫圈精度较低,这里采用“先落料,后冲孔”的冲压方案,采用单工序模生产,模具结构简单、成本低廉。(四相关工艺设计计算1 、冲裁排样设计:垫圈的生产过程:板料(最普遍、卷料(定做剪板机冲床落料冲床原始板料排样:冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。 不同的排样方式不仅影响材料利用率(直接影响零件成本,而且还对工件质量、模具寿命等有直接影响。圆形零件的排样法: 虽然多排材料利用

3、率很高,但模具尺寸大,结构要复杂的多,考虑到初次学习,我们采用单排。垫圈落料的排样(如下图: B料宽;待计算;S步距:条料每次送进的距离。待计算;a,a1搭边:排样时冲裁件之间及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料。查表(教材P65表2.5.2,如下表得a=1.0mm,a1=0.8mm表2.5.2 最小搭边值工件间a1 侧面a 工件间a1 侧面a 工件间a1 侧面a1.82.0 2.2 2.5 2.83.01.2 1.5 1.82.0 2.2 2.51.0 1.2 1.5 1.8 1.82.00.8 1.0 1.2 1.5 1.5 1.8计算料宽B :模具采用无侧压装置的送料方式B-=(Dmax

4、+2a+C-式中条料宽度的单向偏差,见表(教材P67表2.5.4得0.1mmC导料板与条料之间的间隙,见表(教材P67表2.5.5得0.5mmB-=(Dmax+2a+C-=(21+2+0.5-0.4=23.5 -0.4步距S=21+0.8=21.8mm2.5.4 条料宽度偏差mm条料宽度B 材料厚度t0.5>0.51>12200.05 0.08 0.10>20300.08 0.10 0.15>30500.10 0.15 0.20表2.5.5 导料板与条料之间的最小间隙C min mm无侧压装置有侧压装置条料宽度B 条料宽度B 100以下100200 200300 100

5、以下100以上 计算一个步距的材料利用率:=(D2/4/BS×100%=(×212/4/23.5 ×21.8×100%=68.7% 画出落料排样图:选板料规格:查表GB/T708-1988,选用1000*1500的钢板 将1000×1500的钢板按如图裁剪: u 可以裁剪 43 张 23.5mm×1500mm 的条料 u 每张条料可以冲裁（1500/21.8=）68 个垫圈毛坯 p 3、冲压力的计算： n 冲裁力：冲裁过程中凸模对板料施加的压力 F。 用普通平刃口模具冲裁时，冲裁力 F 一般按下式计算： F = KLt t b 式中：

6、 F冲裁力； L冲裁周边长度； t材料厚度； 材料抗剪强度； K系数。一般取 K1.3 垫圈毛坯落料的冲裁力 F： L= D=3.14×21=65.94mm t=1mm b=360MPa（查材料性能手册，见 前表 1.3.6） F=1.3×65.94×1×360=30859.92N n 卸料力 FX：从凸模上卸下箍着的料所需要的力。 n 推件力 FT：将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力。 n 顶件力 FD：逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力。 FX= KX F FT= nKT F FD= KD F 式中：KX、KT 、KD 卸料力、推件力、 顶

7、件力系数，见下表 2.6.1（教材 P70） ； n同时卡在凹模内的冲裁件(或废 料数。 n=h/t 式中 h凹模洞口的直刃壁高度，见下表 2.9.4（教材 P103） ； t板料厚度。 垫圈毛坯落料的卸料力：FX= KX F=0.04×30859.92=1234.3968N 垫圈毛坯落料的推件力：FT= nKT F=6×0.55×30859.92=101837.736N （n=h/t=6/1=6） 垫圈毛坯落料的顶件力：FD= KD F=0.06×30859.92=1851.5952N 表 2.6.1 卸料力、推件力、顶件力系数 材料厚度 t（mm）

8、0.1 钢 0.10.5 0.52.5 KX 0.0650.075 0.0450.055 0.040.05 KT 0.1 0.63 0.55 KD 0.14 0.08 0.06 注：卸料力系数 KX，在冲多孔、大搭边和轮廓复杂制件时取上限值。 表 2.9.4 冲裁凹模刃口型式及主要参数 刃口 型式 序号 简图 特点及适用范围 刃口强度较高，修磨后刃口尺寸不变； 凹模内易积存废料或冲裁件，尤其间隙较小时， 刃口直壁部分磨损较快； 用于冲裁形状复杂或精度要求较高的零件； 特点同序号 2，且刃口直壁下面的扩大部分可使 凹模加工简单，但采用下漏料方式时刃口强度不如 序号 2 的刃口强度高。 用于冲裁形

9、状复杂或精度要求较高的中小型件， 也可用于装有顶件装置的模具。 材料厚度 t(mm 主要参数 0.5 0.51 12.5 15 2 ( (° 刃口高度 h(mm 4 5 6 备注 2 直 筒 形 刃 口 3 p 4、压力机公称压力的计算： n 压力机公称压力： 压力机滑块下滑到距下死点某一特定距离时， 所产生的冲击 力。公称压力的大小表示压力机本身能够承受冲击的大小。 n 冲压总力 FZ：各种冲压工艺力的总和。 n 压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和 Fz。 n 冲压总力 FZ 的大小与模具结构有关。 u 采用弹性卸料装置和下出料方式时： 如（a）图所示 FZ=F+F

10、X+FT u 采用弹性卸料装置和上出料方式时： 如（b）图所示 FZ=F+FX+FD u （a） 采用刚性卸料装置和下出料方式时（动画） ： FZ=F+FT （b） 垫圈落料模初定采用刚性卸料、下出件的模具结构，所以冲压总力 FZ=F+FT =30859.92+101837.736=132697.656N133KN 因此，所选压力机的公称压力必须大于 133KN，查表 GB/T14347-93“开式压力机型 式与基本参数” ，可选开式双柱可倾式压力机 J23-25（公称压力 250KN） 。但结合本试验室 的条件，选用开式双柱可倾式压力机 J23-63（公称压力 630KN） 。 p 5、模具压力中心的确定： n 模具压力中心