《挡板落料模设计》-第二章

任务2.1防尘罩工艺性分析及工艺方案确定一、零件工艺性分析结构：该制件为无特殊要求的一般圆形简单冲孔件。材料：08结构碳素钢，具有良好冲压性能，抗剪强度260～360MPa，取340MPa。尺寸精度：对于所冲小孔φ45mm，按表1-2查得，一般冲孔模对该种材料可以冲压的最小孔径为d≥t，t=2mm，因而φ5mm孔符合工艺要求。对于孔心距35mm±0.1mm，按表1-4查得，一般精度模具可达到的两孔中心距离公差为±0.1mm，因而符合尺寸精度工艺要求。下-页

返回任务2.1防尘罩工艺性分析及工艺方案确定由设计任务单中防尘罩设计图可知，最小孔边距为：b≥3mm，b1≥2mm。由零件上各孔的孔边距均大于最小孔边距。以上各项分析，均符合冲裁工艺要求，故可采用多孔冲裁模进行加工。由于尺寸未注公差，属于自由尺寸，按IT14级确定工件的公差。二、工艺方案的确定制定工艺方案，首先在工艺分析的基础上，确定冲压件的总体工艺方案，然后确定冲压加工工艺方案。它是制定冲压件工艺过程的核心。在进行方案分析比较时，应考虑制件精度、生产批量、工厂条件、模具加工水平及工人操作水平等诸方面因素，有时还需要进行一些必要的工艺计算。上-页

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返回任务2.1防尘罩工艺性分析及工艺方案确定冲裁工序的组合：(1)根据生产批量来确定。(2)根据冲裁件尺寸和精度等级来确定。(3)根据对冲裁件尺寸形状的适应性来确定。(4)根据模具制造、安装、调整的难易和成本的高低来确定。(5)根据操作是否方便与安全来确定。任务结论(1)工序性质：落料，拉深，冲孔。根据变形特点，对于带孔的拉深件，尤其是45mm孔到直壁的距离较近，一般应先拉深后冲孔。因此，本例所设计的模具为在落料和拉深之后使用的冲孔模。上-页

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返回任务2.1防尘罩工艺性分析及工艺方案确定(2)组合程度：①单序模：先落料，后拉深再冲孔。②复合模：落料一拉深复合冲压，最后冲孔。③级进模：落料一拉深级进模，最后冲孔。方案①模具结构简单，但需三道工序，三副模具，生产率太低。方案②只需两副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度容易保证，模具制造并不困难，因为该制件的几何形状简单。方案③也只需要两副模具，生产率也很高，但零件的冲压精度差，由于制件有孔心距的要求，故该模具较复合模复杂。通过对上述三种方案的比较，该件的生产采用第二种方案为佳，落料拉深复合模，多凸模冲孔单序模。上-页

返回任务2.2防尘罩模具结构及压力中心确定一、降低冲裁力的方法为了实现小设备冲裁大制件，或使冲裁过程平稳以减少压力机振动，降低冲裁力是必要的，目前常用下列方法来降低冲裁力。1．阶梯凸模冲裁在多凸模的冲压模具中，将凸模设计成不同高度，采用工作端面呈阶梯式布置如图2-1所示，这样，各凸模冲裁力的最大峰值不同时出现，以此降低总的冲裁力。在几个凸模直径相差较大、相距又很近的情况下，为能避免小直径凸模由于承受材料流动的侧压力而产生折断或倾斜现象，应该采用阶梯布置，即将小凸模做短一些。下-页

返回任务2.2防尘罩模具结构及压力中心确定2．斜刃冲裁采用平刃口模具冲裁，沿刃口整个周边同时冲切材料，所以冲裁力较大。若将凸模（或凹模）刃口做成斜刃，则冲裁时整个刃口不是与冲裁件周边同时切入，而是逐步地将材料切离，使剪切的断面面积减少，因而能显著降低冲裁力。各种斜刃的形式，如图2-2所示。斜刃配置的原则是：必须保证制件平整，只允许废料发生弯曲变形。因此，落料时凸模应为平刃，将凹模作成斜刃，如图2-2(a)、(b)所示。冲孔时则凹模应为平刃，凸模为斜刃，如图2-2(c)、(d)、(e)所示。上-页

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返回任务2.2防尘罩模具结构及压力中心确定2-2(a)～(e)所示。向一边斜的斜刃，只能用于切舌或切开，如图2-2(f)所示。斜刃模具用于大型制件冲裁时，一般把斜刃布置成多个波峰的形式。斜刃主要参数的设计：斜刃角φ值和斜刃高度H与板料厚度有关，一般可按表2-1选用，平刃部分的宽度取0.5～3mm，如图2-2所示。斜刃冲裁力可用下列简化公式计算：上-页

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返回任务2.2防尘罩模具结构及压力中心确定斜刃冲裁的优点是降低冲裁力，使冲裁过程平稳。其缺点是模具制造难度大，刃口易磨损，修磨也困难，冲件易翘曲，所以不适于冲裁外形复杂的冲件，因此在一般情况下尽量不用，只适用于大型冲压件或厚板料的冲裁。应当指出的是，斜刃冲裁或阶梯凸模冲裁，冲裁力虽然降低了，但所做的冲裁功并没减少，因为冲裁力降低的同时，冲裁行程却增长了。3．加热冲裁材料加热后，抗剪强度大大地降低了，从而使冲裁力降低了。冲裁力的计算和平刃冲裁力计算一样，但材料的抗剪强度r。应取冲裁温度时的数值，冲裁温度一般比加热温度低150℃～200℃。上-页

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返回任务2.2防尘罩模具结构及压力中心确定采用加热冲裁编制工艺时，条料不宜太长，搭边应适当放大，特别要注意冲裁材料的氧化、脱碳以及冲件冷却时的变形等问题，制定合理的加热规范和冷却规范。设计模具时，凸、凹模等工作零件应选用热冲压模具材料，受热部分不能放置橡皮等，刃口尺寸应考虑冲裁件的冷缩，应适当减少冲裁间隙。加热冲裁一般只适用于厚板或表面质量及精度要求不高的零件。上-页

返回任务2.3防尘罩模具刃口尺寸计算及模具图绘制一、凸模结构形式与固定方法凸模的结构形式，主要根据冲裁件的形状和尺寸而定。并结合加工及装配工艺等生产实际确定。虽然生产中实际使用的凸模结构形式很多，但按其截面形状可分为圆形和非圆形；按其刃口形状可分为平刃凸模和斜刃凸模；根据其结构可分为整体式、镶拼式、阶梯式、直通式和带护套式等。凸模在上模板的正确固定应该是既要保证凸模生产时可靠和良好的稳定性，还要使凸模更换和维修方便。常用的固定方法有台肩固定、铆拉、螺钉和销钉固定、浇注固定法。下-页

返回任务2.3防尘罩模具刃口尺寸计算及模具图绘制1．圆形凸模根据国家标准规定，圆形凸模包括以下三种形式如图2-3所示：图2-3(a)为较大直径的凸模；图2-3(b)为较小直径的凸模，它们适用于冲裁力和卸料力大的场合；图2-3(c)为快换式的小凸模，维修更换方便。2．非圆形凸模非圆形凸模在实际生产中应用广泛，如图2-4所示。与凸模固定板配合的固定部分可做成圆形或矩形，如图2-5(a)、(b)所示。如图2-5(c)所示，是直通式凸模。3．大、中形凸模上-页

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返回任务2.3防尘罩模具刃口尺寸计算及模具图绘制如图2-5所示，大、中型冲裁凸模可分为整体式和镶拼式两种，图2-5(a)所示凸模属于大、中型整体式，直接采用螺钉、销钉固定；图2-5(b)所示凸模属于镶拼式，既可以节省模具材料的用量，又便于锻造、热处理和机加工，因此，大型凸模多采用这种结构形式。

4．冲小孔凸模小孔一般是指孔径d小于被冲板料厚度或直径d<1mm的圆孔和面积A<1mm2的异形孔。其结构工艺性要求远远超过了一般冲孔零件。冲小孔所用凸模一般强度、刚度差，易于弯曲和折断，为提高其使用寿命，就必须采取一定措施提高它的强度和刚度。其方法如图2-6所示。上-页

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返回任务2.3防尘罩模具刃口尺寸计算及模具图绘制冲小孔凸模及其导向结构形式有两种，即局部导向和全长导向。如图2-6(a)、(b)所示为局部导向结构，用于导板模和利用弹性卸料板对凸模进行导向的模具上，其导向效果不如全长导向结构。图2-6(c)、(d)所示实际上也是局部导向结构，它们是以一种简单的凸模护套保护凸模。图2-6(e)～(g)所示基本上是全长导向，其护套装在卸料板或导板上。在工作过程中始终不离上模导板、等分扇形块或上护套。5．凸模的长度对采用弹性卸料板的冲裁模，其凸模的长度应根据模具的具体结构确定。采用固定卸料板的冲裁模，基本结构如图2-7所示。凸模的长度按下式计算。上-页

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返回任务2.3防尘罩模具刃口尺寸计算及模具图绘制当采用固定卸料板和导料板时，其凸模长度按下式计算：当采用弹压卸料板时，其凸模长度按下式计算：二、凸模强度与刚度的校核在一般情况下，凸模的强度与刚度是足够的，所以不用进行强度与刚度计算。但是对于特别细长的凸模或板料厚度较大的情况下，应进行压应力和弯曲应力的校核，检查其危险断面尺寸和自由长度是否满足强度与刚度的要求。上-页

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返回任务2.3防尘罩模具刃口尺寸计算及模具图绘制1．应力的校核凸模承压能力按下式校核：对于圆形凸模，当推件力或顶件力为零时上-页

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返回任务2.3防尘罩模具刃口尺寸计算及模具图绘制设计时可按式(2-4)或式(2-5)校核，也可查表2-3。2．弯曲应力的校核根据凸模在冲裁过程中的受力情况，可以把凸模看作压杆，所以，凸模不发生失稳纵弯曲的最大冲裁力可以用欧拉极限力公式确定。根据欧拉公式并考虑安全系数，可得凸模允许的最大压力为：上-页

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返回任务2.3防尘罩模具刃口尺寸计算及模具图绘制凸模纵向实际总压力应小于允许的最大压力，即由式(2-6)和式(2-7)可得凸模不发生纵弯曲的最大长度为：一般截面形状的凸模不发生失稳弯曲的最大允许长度如下。有导向的凸模上-页

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返回任务2.3防尘罩模具刃口尺寸计算及模具图绘制

无导向的凸模把圆形凸模刃口直径的惯性矩代入式(2-9)和式(2-10)，可得圆形截面的凸模不发生失稳弯曲的极限长度为：有导向的凸模无导向的凸模上-页

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返回任务2.3防尘罩模具刃口尺寸计算及模具图绘制如果由于模具结构的需要，凸模的长度大于极限长度，或凸模工作部分直径小于允许的最小值，就应采用凸模加护套等办法加以保护。实际生产中考虑到模具制造、刃