精冲与级进模大作业

1、精冲与级进模技术大作业 班    级 ：  K1233-1学    号 ： 20129330115姓      名 ：  黄 围指导老师 ：  李 兵组 员：黄围（组长）、薛安东、毛义深、 郭彭、邓超、岑金星、谢一聪一、冲压件工艺性分析 1、 制件图分析： 板厚1.2mm ，材料为Q235 A号碳素结构钢，制造精度IT10  技

2、术要求：制造精度按IT13制造未标注公差尺寸均有极限偏差±0.1mm          所有的表面粗糙度均不大于6.3um工件简图：如下图所示2、冲压材料分析：此件只有落料和冲孔两个工序，冲压件形状简单，尺寸也不大，需要大批量生产，尺寸精度要求适中。 该类啤酒起子作为常用工具需要物美价廉。采用材料为Q235A碳素结构钢，Q235A韧性和塑性较好。抗拉强度 b (MPa)：370500屈服强度 s (MPa)：16时:235;工件的自由公差全部为自由公差，可看作IT13级，普通冲裁能满足

3、冲压件要求。3、工件结构工艺分析图二几何尺寸瓶起子是一个轴对称的简单落料冲孔件，工件内、外多为圆或圆弧，无尖角。 最小圆角半径工件材料为Q235A带钢，该工件落料工序最小圆角半径R=7mm，连接角度<90°，要求R0.7t，70.7*4=3.2，符合要求；冲孔工序最小圆角半径R2mm，连接角度90°,要求R0.45t，20.45*4=1.8，符合要求。 冲孔最小尺寸材料为硬钢，要求其精密导向凸模冲孔R0.5t。该工件最小冲孔半径R=2，符合要求。 最小孔间距、孔边距冲孔边缘与工件边缘平行，其距离要求t,该工件（73）=4，符合要求。

4、60;无悬臂和窄槽。二、确定冲压件工艺方案1、条料的排样及优化方案一：60°斜排；通过UG级进模向导编辑步距40mm，带宽：95mm；搭边值：2.5mm 材料使用率：40.16%方案一：直排：步距40mm，带宽：102mm；搭边值：2.5mm材料使用率：37.41%方案三：180°横向对称排列； 步距120mm，带宽：58mm； 搭边值：2.5mm材料使用率：43.86%方案四：直对称排：步距44mm，带宽：127mm；搭边值：2.5mm材料使用率：54.62%四种排样方法比较，选出合力经济的排样方案通过UG级进模毛坯布局，确定坯料的搭边值相同，可以初步判断方案四材料利用率

5、最高，可达54.62%。所以排样方案初步定为方案四式直对称排列。2、冲裁工艺方案根据该零件的形状特征，需要进行落料、冲孔、两道工序。根据落料、冲孔各工序两道基本工序，可以对它们作不同的组合，排出顺序，即得出工艺方案，具体可排出以下两种合理方案： 方案一：先落料，再冲孔，采用两副单工序模生产。 方案二：冲孔、落料复合冲裁，采用复合模生产。 方案三：冲孔、落料级进冲裁，采用级进模生产。 方案一中，模具结构较简单，制造周期较短，但是生产效率低，不能满足大批量生产的要求。 方案二中，工件的精度及生产率都较高，但模具比较复杂，制造难度大，而且操作不方便，

6、尤其对于料比较厚的工件，凸凹模的强度难以达到要求。 方案三中，采用级进模，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。 根据零件的精度要求，结合现有条件和技术水平，产量及经济方面考虑，选择方案三，使用级进模。三、冲件最终排样方案与计算3.1排样方式的确定设计级进模，首先要设计条料的排样图，啤酒瓶盖起子的形状具有一头大一头小的特点，直排样时材料利用效率差，对于批量生产的零件，特别是零件价格较贵时，为了节省材料，提高材料的利用率，应采取直对排样，设计成隔位冲压，可以显著的减少废料，隔位冲压就是将第一遍冲压的条料水平方向旋转180度，在进行第二次冲裁。由表可得，搭边取2.5mm，

7、步距44mm，带宽127mm，材料利用率54.62%。最终排样图工作说明：在1工位，2工位留出一个工件的材料。第一遍冲裁过程中按着上图序号顺序冲裁，先是冲孔工序，冲出圆孔和异形孔，然后完成工件的落料工序。等整条带料冲裁完毕，侧向翻转180°进行第二遍冲裁。充分利用条料，提高利用率。在冲压过程中精度控制导正孔设置通过将导正销是伸入材料孔中导正其在凹模内位置的销形零件。主要作用是在级进模当中起到精确定位的作用。设计方法： 采用自动送料的级进模，在条料排样的第一工位就要冲出工艺性的导正销孔，在第二工位及以后每相隔24工位的相应位置设置导正销。本排样设计利用工件本身的孔作为导正孔，应注意控制

8、孔和导正销之间的配合精度，以满足定位的要求。3.2冲裁工艺力的计算最小搭边值确定表 通过上表选取a1=a2=2.5mm 符合要求冲裁力与推件力系数表由查表可知K卸=0.045，K推=0.055。常见金属材料力学性能表采用平刃冲裁的冲裁力F、卸料力F卸、推件力F推F=1.3LtF卸=K卸F 1F推=nK推FF为冲裁力；为材料的抗剪强度；L冲裁周边总长；t为材料厚度。查得Q235钢的力学性能是： 抗剪强度=抗拉强度*0.8 =360MPa由查表可知K卸=0.045，K推=0.055。如图瓶起子第一部分冲裁力为F1、推件力F推1 L1=233.1304mm t=1.2mmF1=1.3×36

9、0×233.1304×1.2N=130926.033NF推1=104×0.055×130926.033N=18002.3295N瓶起子一号部分如图，瓶起子第二部分冲裁力为F2、推件力F推2L2=81.4214mm3F2=1.3×360×81.4214×1.2N=45726.2583N F推2=104×0.055×45726.2583N=6287.36052N瓶起子二号部分如图，起子第三部分冲裁力为F3、推件力L3=21.9911mmF3=1.3×360×21.9911×1.2

10、N=12350.2018NF推3=104×0.055×12350.2018N=1698.15275N瓶起子三号部分故总冲裁力： F总=F1+F2+F3=189002.493N总卸料力： F卸=K卸（F1+F2+F3）=0.045×（130926.033+45726.2583+12350.2018）N=8505.11N F推=F推1+F推2+F推3=25987.8428N3.3压力机公称压力和冲裁功的计算冲裁时压力机的公称压力必须大于或等于各工艺力的总和F。本次设计采用下出件及刚性卸料装置方式，则其公称力为：F=F+F推+F卸即F= F+F推+F卸=223495.5

11、N平刃口冲裁所需功为：Wk=XFt1000W是平刃冲裁功；F是冲裁力；t是材料厚度；x是平均冲裁力与最大冲裁力的比值，由材料的种类及厚度决定，得x=0.48。即A=0.48×223495.5×1.2/1000=129.05J3.4冲模的压力中心模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。为了保证压力机和模具的正常工作，应是模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。则冲压时滑块就会受到偏心载荷，导致滑块和模具导向部分的不正常磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响到制件的质量和降低模具寿命甚至损坏模具。在实际生产中，可能会出现因为冲件的形状特殊或者是派样特殊，从模具的设计与制造考虑

12、不宜使压力中心与模具中心线相重合，这是应该注意压力中心线的偏离不超过所选用压力机的范围。计算单段圆弧压力中心根据单段圆弧公式X0=R180°sin式中R是圆弧半径；是圆弧角度。计算总体压力中心根据任意形状冲裁件压力中心计算公式x0=L1x1+L2x2+LnxnL1+L2+Ln因该冲裁件上下对称，所以压力中心位于对称轴上，只需计算轴向位置。计算结果如下所示：x0=L1x1+L2x2+LnxnL1+L2+Ln=（233.13*44+81.42*22+21.99*22）=37.18 同理可算 y0=49.0435由上面的计算就可以知道，此制件的压力中心为X0=37.2mm，Y0=49.0m

13、m四、模具总体设计1模具结构形式的选择由冲裁工艺分析及工件要求可知，采用级进模。2定位方式的选择因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导正销，自动送料，按有侧压装置计算。控制条料的进给步距由送料机直接控制。3卸料、出件方式的选择因为工件料厚为4mm65Mn钢板，材料非常硬，卸料力也很大，故可采用刚性卸料。采用正装级进模，所以采用下出件。4导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。（5）送进方式的选择根据工件厚度、排样方法，着眼于模具的经济价值、实用性、可靠性，结合冲裁工艺方案，该级进模采用自动式直送发送进。（6）空位的选择为了提高模具强度、

14、避免干扰、保证模具的寿命和产品质量，便于在模具中设计导正装置，该级进模设置一个空位。（7）工序顺序的选择由于工件孔间距足够，所有孔的形状和位置均不受后续工序的影响，因此，该级进模采用先冲孔、后落料的工作顺序，以便于定位和简化冲孔工序的模具结构。模具凸凹模工作部分简单绘制凸模三维效果图冲孔凸模效果图落料工位凸模效果图凹模三维效果图凹模正面：冲孔凹模与冲裁凹模凹模具反面：废料落料结构模具材料的选择工件精度要求虽然不高，但是板料厚、强度高，结构较为复杂，要求大批量生产。为了简化模具结构，保证模具使用寿命，本次设计使用整体式直筒型刃口，刃口高度h为8mm，安排凹模在模架上的位置时，将凹模压力中心与模柄

15、中心重合。由于板料厚度是1.2mm3mm；且大批量生产，所以材料选用CrWMn。CrWMn钢可用于制作板料较薄的冲裁模具复杂形状的凸模、凹模、镶块,以及股拉深模的凸凹模.制作凸模时建议硬度58 62HRC,制作凹模时建议硬度60 64HRC。总结在本次课程大作业中，我主要负责各种数据的计算，其中主要的是材料的有效利用率、冲裁力、推件力和卸料力的计算。在这些计算过程中，我认为要注意以下几个问题：1.冲裁件的冲裁周长，因为我们设计的是瓶盖起子，它内部有两个空洞，所以在计算冲裁周长时应该把内部两个空洞的变长也要算入在内，不能漏掉。2.公称力的计算，公称力=冲裁力+卸料力+推件力+压边力等力之和，在这次课设里，我们没有用到压边力，所以就没有记这一项。3.压力中心的计算，压力中心的计算要和排样方式相匹配，相当是计算相邻两个工件的对称中心，因为数据较多计算时要仔细，不能漏算.整个计算过程中，也遇到一些小麻烦，比如在计算公式里的好多系数，再查表时，对应不同情况或者是不同种类的材料，就有不同的标准表格。在考虑这些系数的取舍时要综合考虑，注意各方面因素，最后计算出来的结果和查到的资料相对比，寻找差异，从而发现错误，进而改正。虽然我主要的是进行计算方面的任务，