实例讲解四 冲压工艺与模具设计实例（级进模）

实例讲解四

冲压工艺与模具设计实例（级进模）冲制图1所示接线片，材料Q235，材料厚度1.2mm，抗剪强度320MPa，所有尺寸公差取ST7级，生产批量为大批量，试完成其工艺和模具设计。图1接线片产品图说明：本例题中引用的公式和表来自推荐教材《冲压工艺与模具设计》（第2版），柯旭贵、张荣清主编，机械工业出版社，2016年12月

该冲压件结构相对简单，无突出的悬臂和凹进的凹槽，其结构适合冲裁。

材料为Q235钢，具有良好的冲压性能。最小孔径5mm，由表3-9可知，满足冲压工艺的要求，可以直接冲出。孔与孔之间的距离为95mm，孔与边缘之间的最小距离为5.5mm，均大于1.5t，均满足冲压工艺的要求，因此其所用的原材料和尺寸均适合冲裁。所有尺寸公差取ST7级，满足普通冲裁的经济精度要求，因此普通冲压既可保证其精度。综上所述，该冲压件的冲压工艺性良好，适合冲压加工。1．冲压件工艺性分析2．冲压工艺方案的确定生产该制件的冲压工序为：落料和冲孔。可以采用下述几种方案：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。方案一模具结构简单，但生产效率低，不能满足大量生产对效率的要求。方案二工件的精度很高，但模具比较复杂，操作不便，不易实现自动化。方案三生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。故选择方案三（5）导向方式：导柱、导套。（6）固定零件：选用对角导柱导套导向的滑动模架。（1）排样设计

1）料宽的确定根据工件的结构，选用有废料的单直排，由表3-3查得搭边值为2mm，侧搭边值为2.5mm，则条料宽度计算为：

B=95+16+8+1.5×2.5+1×1.5=124.25（mm）（侧刃定距时，条料宽度的计算公式为：）2）进距的确定：S=16+16+2=34（mm）3）排样图的绘制4．主要设计计算第1工位：侧刃冲料边进行定距。第2工位:冲孔。第3工位：空位。第4工位：落料。图2排样图第1工位：侧刃冲料边进行定距。第2工位:冲孔。第3工位：空位。第4工位：落料。送料方向1）冲压工艺力的计算需要的冲压工艺力有：冲裁力：冲一个φ5mm孔及一个φ20mm孔需要的冲孔力，侧刃冲料边需要的力，落外形需要的落料力。卸料力推件力由公式3-6得冲裁力：

F冲=KLtτ=1.3×320×1.2×347.4=173.4（KN）由公式3-7、3-8并查表3-8得卸料力和推件力：

F卸=K卸F=0.045×173.4=7.8（KN）

F推=nK推F=6×0.055×173.4=57.2（KN）（2）冲压工艺力的计算

由于选用的是弹性卸料和下出件方式，因此总的冲压力为：

F总=F冲+F推+F卸=173.4+7.8+57.2=238.4(KN)可选择公称压力为250KN的开式曲柄压力机J23-25，其主要技术参数为：

公称压力250KN；最大封闭高度230mm，封闭高度调节量50mm；工作台板尺寸700mm×400mm；工作台孔尺寸250mm×170mm；模柄孔直径40mm。2）设备吨位的选择图3压力中心计算1）按比例绘制出各凸模刃口形状，侧刃需要按照切去的料边绘制2）建立坐标系xoy3）分别求出每一形状的压力中心位置。对于侧刃冲去的料边（凸模1），可首先建立图3所示的x1o1y1坐标系，得到其压力中心的坐标为（0.72，0.03），再转换到xoy坐标系中为：（102.72，112.28)。（3）压力中心的确定图3压力中心计算对于两个圆，其重心坐标即在其圆心。对于外形，可首先分别建立x3o3y和xoy坐标系，求出R16和R8的重心坐标（0，10.19）和（0，5.09），再按照3.3.2节中介绍的单凸模冲裁复杂零件的压力中心的求解方法求出外形在xoy坐标系中的压力中心坐标（0，65.3）。4）按照求多凸模压力中心的求解方法得到模具的压力中心的位置（16.67，72.52）表1凸、凹模刃口尺寸（单位：mm）模具采用分别加工法。模具间隙选用表3-20中iii类间隙，即单边间隙c=（7~10）%t（t为料厚），则cmin=0.084mm，cmax=0.12mm。（4）工作零件刃口尺寸计算（1）凹模设计

凹模采用整体式结构。由排样图的尺寸可知，模具的有效工作范围约135mm×125mm，这里选用标准凹模板：250×200×25JB/T7643.1-2008。5．模具设计

模架：滑动导向模架对角导柱模架250×200×195-IGB/T23565.4-2009。上模座：对角导柱上模座250×200×40GB/T23566.2-2009。下模座：对角导柱下模座250×200×50GB/T23562.2-2009。导柱：滑动导向导柱A28×160GB/T2861.1-2008。滑动导向导柱A32×160GB/T2861.1-2008。导套：滑动导向导套A28×100×38GB/T2861.3-2008。滑动导向导套A32×100×38GB/T2861.3-2008。（2）其他零件设计凸模固定板：矩形固定板250×200×20JB/T7643.2-2008。

垫板：矩形垫板250×200×8JB/T7643.3-2008。

卸料板：查表3-39得卸料板的厚度是16mm，则卸料板尺寸：250×200×16。卸料螺钉：圆柱头内六角卸料螺钉M8×50JB/T7650.6-2008。侧刃：侧刃IA34.2×12×56JB/T7648.1-2008。侧刃挡块：A型侧刃挡块20×8JB/T7468.2-2008。导料板：导料板250×40×8JB/T7648.5-2008。内六角圆柱头螺钉：螺钉GB/T70.1-2008M8×45。内六角圆柱头螺钉：螺钉GB/T70.1-2008M8×50。内六角平圆头螺钉：螺钉GB/T70.2-2008M6×12。内六角平圆头螺钉：螺钉GB/T70.1-2008M4×10。销钉：销GB/T119.2-20008×45。销钉：销GB/T119.2-20008×50。销钉：销GB/T119.2-20006×12。销钉：销GB/T119.2-20004×15内六角圆柱头螺钉：螺钉GB/T70.1-2008M8×45。内六角圆柱头螺钉：螺钉GB/T70.1-2008M8×50。内六角平圆头螺钉：螺钉GB/T70.2-2008M6×12。