1、学校：xxxxx学院：机电工程学院班级：xx组别：xx学号：xxxx姓名：xx指导老师：xxxF 形钢板冲压工艺及夹具设计F 形钢板冲压工艺及夹具设计如图 1 所示零件：F 形钢板 生产批量：中小批量材料：08F 料厚 t=1.2mm公差按 IT14 级制造本零件为落料冲孔模设计该零件的冲压工艺与模具 。图 1 钢板设计该零件的冲压工艺与模具（一） 冲压工艺分析设计冲裁件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量设计是否合理。一般的讲，在满足工件使用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将工件冲制出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的工艺性就差。当然工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的冲压技术水平
2、和设备条件等因素的影响。以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等对冲裁件工艺的实应性的主要因素。根据这一要求对该零件进行工艺分析。零件尺寸部分公差已经给出，其余未标注公差，属自由尺寸，可按IT14 级确定工件尺寸的公差，经查公差表，各尺寸公差为：50 0-0.62、24.7 0-0.52、7 0-0.36、6.5 0-0.36、100.18、15 0+0.43 以根据图纸要求进行设计并画图，利用普通冲裁方式可达到图样要求。材料为 08F 钢板是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能。材料的厚度为 1.2mm。由于该件外形简单，形状规则，适于落料冲孔加工。（二） 确定工艺方案及模具结构形式确定方案
3、就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数，工序的组合和顺序等。确定合理的冲裁工艺方案应在不同的工艺分析进行全面的分析与研究，比较其综合的经济技术效果，选择一个合理的冲压工艺方案。经分析，该零件属于中小批量生产，工艺性较好，冲压件尺寸精度不高，形状简单。根据现有冲模制造条件与冲压设备，采用冲裁冲孔复合模，模具制造周期短，价格低廉，工人操作安全，方便可靠。（三） 模具设计计算1.排样 因为矩形边长L=50mm 查表1可知两工件间按矩形取搭边值a=1.8，工件与边缘搭边值a 1=1.5. 条料宽度按相应的公式计算：B=(D+2a+)- 查表 2 =0.5 C=0.2B=（50+22+0.5） 0
4、-0.5B=54.50-0.5 mm表 1 搭边值和侧边值的数值圆件及 r2t 圆角 矩形边长 l 50 矩形边长 l50 或圆角 r 2材料厚度t（mm) 工件间 a1 侧边 a 工件间 a 侧边 a1 工件间 a1 侧边 a0.25 以下 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.00.250.5 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.50.50.8 1.0 1.2 1.5 1.8 1.8 2.00.81.2 0.8 1.0 1.2 1.5 1.5 1.81.21.5 1.0 1.2 1.5 1.8 1.9 2.01.62.0 1.2 1.5 2.0 2.2 2.0 2.2表 2
5、剪裁下的下偏差（mm）条料宽度 b(mm)条料厚度 t(mm)50 50100 100200 200 0.5 0.5 0.7 1.0 0.5 1.0 1.0 1.03 1.0 1.0 1.0 1.5 1.0 1.0 1.0 2.0根据上述数据可知图形搭边值和条料宽度，如图2可示：图2 排样图2计算冲裁力若采用平刃冲裁模，其冲裁力Pp 按下式计算：P冲裁力；L冲裁周边长度；t材料厚度；材料抗剪强度；系数；系数是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取=1.3。L=50+50+104+24.72=189.4 mm查=210-40
6、0 取=300Pp= KLt =1.3（50+50+104+24.72）1.2300=88639.2N3 计算总冲压力：卸料力、顶件力、推料力的计算在冲裁结束时，由于材料的弹性回复（包括径向回复和弹性翘曲回复）及摩擦的存在，将使冲落的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。为使冲裁工作继续进行，必须将紧箍在凸模上的料卸下，将梗塞在凹模内的材料推出。从凸模上卸下箍着的料称卸料力；逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称为顶件力；从凹模内向下推出制件或废料所需的力，称为推料力。一般按以下公式计算：卸料力 P X=KXpP 顶件力 PD=KDPP推料力 PQ=nK1Pp式中，FP冲裁力，N；
7、KX卸料力系数，可查表；KD顶件力系数，可查表；K1推料力系数，可查表；n梗塞在凹模内的制件或废料数量，n=h/t h为凹模直刃高度，t为板厚；KX=0.04 KD=0.06 K1=0.05卸料力计算：P X=KXPP=0.0488639.2=3545.6N顶件力计算：P D=KDPP=0.0688639.2=5318.4N推料力计算：PQ=nK1Pp=30.0588639.2=13295.9N 如表3.1材料种类 板料厚度/mm Kx K1 KD钢0.10.10.50.52.52.56.56.50.060.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0
8、650.0500.0450.0250.140.080.060.050.03黄铜、紫铜 0.020.06 0.030.09铝、铝合金 0.0250.08 0.030.07所以总冲压力： P总= P X+ PD+ PQ=3545.6N+5318.4N+13295.9N=22159.9N4 确定压力中心：（1） 冲孔压力中心：X01=25Y01=（L 1y1L 2y2L nyn ）/（L 1L 2Ln）=11.49mm(2)落料压力中心：X02=25Y02=（L 1y1L 2y2L nyn ）/（L 1L 2Ln）=12.35mm（3）总压力中心： X0=25 mm Y0=11.64 mm5模具刃口
9、尺寸的计算：（1） 凹模结构设计考虑本成品零件的结构形状,本凹模采用矩形局凹模 ,其材料和凸模一样为10TA，热处理硬度为58-62HRC内形尺寸即半成品的外形 . 凹模厚度 H=Kb（=15mm）凹模壁厚 C=(1.52)H(=3040mm)式中，b 为冲裁件的最大外型尺寸;K 是考虑板厚度的影响系数。查表可知K=0.35凹模厚度 H=Kb=0.3554=18.9 mm凹模壁厚 C=(1.52)H=2H=37.8 mm凹模长度 L 的确定 W1=2C=75.6；工件 b=37.8L=b+2W1=37.8+ W1=113.4mm=115 mm凹模宽度 B 的确定B= 2C+工件宽=75.6+2
10、4.7=100.3 mm=100 mmLBH=11510018.9 mm冲孔凹模设计冲孔孔径D=3.2 mm(2) 凸模长度 L1 的确定落料凸模长度计算为：L1=h1+h2+t+Y其中 导料板厚 h1=25；卸料板厚 h2=20；板料厚度 t=1.2; 凸模修磨量Y=20 则L1=h1+h2+t+Y=25+20+1.2+20=66.2 mm镶块式凸模冲孔杆长度计算为L2= L1+h3+t其中 L1 为落料凸模长度，h 3 为凸模杆凸出长度， t 为板厚。L2= L1+h3+t=66.2+3+1.2=70.4 mm6 计算凸、凹模的工作部分的尺寸在冲模刃尺寸计算时需要注意：在计算工件外形落料时
11、，应以凹模为基准，凸模尺寸按相应的凹模实际尺寸配制。保证双面间隙为 0.0960.120 mm。A 类: Aj=(Amax-X) 0 B 类: Bj=(Bmin+X) 0- 式中，Aj、Bj基准件尺寸，单位均为 mm。Amax、Bmin相应的工件极限尺寸，单位均为 mm。工件公差，单位均为 mm。基准件制造偏差，单位均为 mm。当刃口尺寸公差标注形式为+ (-)时， =/4，当标注形式为+- 时， =/8.第一类尺寸 A1、A2、A3 、A4.由表 1 查表得：X1、 X2=0.5 X3、X4=0.75A1=（50-0.50.62） 00.62/4 =49.69 0+0.155mmA2=(24
12、.7-0.50.52)00.52/4=24.4400.13 mmA3=(7-0.750.36)00.36/4=6.7300.09 mmA4=(6.5-0.750.36)00.36/4=6.2300.09 mm第二类尺寸 B。查表 1 得，X=0.5 有公式得：B=（ 15+0.50.43） -0.43/40=15.215-0.1080 mm第三类尺寸 C。查表 1 得，X=0.5 有公式得：C=(9.82+0.50.36) 0.36/8=100.045 mm冲孔时应以凸模为基准件来配作凹模。此工件的尺寸公差有查表可知：3.2 +0.080 mm有冲压工艺学教材表：Zmax=0.120 mm,
13、Zmin=0.096 mmZmax- Zmin=0.024 mm冲孔部分： p=0.020 mm, d=0.020 mm X=0.5dp=（d+X） - 0=(3.2+0.50.08) 0.020=3.24 0.020 mmdd=（dp+ Zmin） 0+d =(3.24+0.096) 0+0.02 mm=3.3360+0.02 mm表 10 系数 X非圆形 圆形1 0.75 0.5 0.75 0.5料厚 t(mm)工件公差 /mm112244 0.16 0.20 0.24 0.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.30（四）冲裁工艺方案的确定 1. 冲裁工序的组合（1）生产批量：中批和大批量生产采用复合冲裁（2）工件尺寸公差等级：复合冲裁所得到的工件尺寸公差等级高，因为它避免了多次冲压的定位误差，并且在冲裁过程中可以进行压料，工件较平整。（3）对工件尺寸、形状的适应性：工件的尺寸较小时，考虑到单工序上料不方便和生产效率低，常采用复合冲裁。（4）模具制造、安装调整和成本：对复杂形状的工件，采用复合冲裁较为适合，因模具制造、安装调整较易，成本较低。
