1、 设计题目 零件名称：连接板生产批量：大批量 材料及厚度：10，1mm 3 冲裁工艺分析 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。 3.1 几何形状 该冲裁件外形简单，形状规则，且成几何中心对称。3.2 最小孔距、孔边距 经计算零件的孔边距为 5.75mm 大于最小孔边距1.5
2、t=1.5x1=1.5mm、孔距为 40mm 明显足够，所以零件适合冲裁。 3.3 冲孔最小尺寸 查表 3-8（参考文献1 ）冲孔最小尺寸为 1.3t=1.3x1=1.3 小于8.5，即得此孔能够冲出。3.4 冲裁件的精度和断面粗糙度 由于零件内外形尺寸均未注公差，属自由尺寸，可按IT14 级确定工件尺寸公差，经查公差表得各尺寸公差分别为：3.5 材料 10 钢属于碳素钢，查附表 1（参考文献1 ）可知其屈强比较小，延伸率较高，具有良好的冲压性能。 结论：此零件适合冲裁4 确定冲压工艺方案 确定方案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
3、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。 4.1 方案种类 该零件包括冲孔，落料两个基本工序，可以采用以下三种方案：(1)先落料再冲孔 采用单工序模生产 (2)落料冲孔复合冲压 采用复合模生产 (3)冲孔落料连续冲压 采用级进模生产 4.2 方案的比较与分析方案(1)模具结构简单，但需要两道工序，两套模具才能完成零件的加工，且生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求，且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需要。故而不选此方案。由于零件结构简单对称，为提高生产效率，主要
4、可以应用以下两种方案即采用复合冲压或级进冲压，又由于级进冲压模具结构相对复合冲压模具结构较大，且较为复杂些，为了便于工艺加工及节省昂贵的模具材料，本模具采用复合冲裁方式进行生产，且结构紧凑，零件精度高。 4.3 方案的确定 由零件尺寸可知，查表 3-28（参考文献1）得最小壁厚 为2.75.75mm 即凸凹模壁厚大于允许的最小壁厚，所以为便于操作完全可以采用复合模结构。 复合模有两种结构形式，正装式复合模和倒装式复合模。考虑到工件成形后，如何脱模方便。正装式复合模成形后工件留在下模，需向上推出工件，取也不方便。倒装式复合模成形后工件留在上模，只须在上模装一推出装置，借助模具的合复力就可以轻松的
5、将工件给卸下来。考虑到工件成形后，如何脱模方便，故采用倒装式复合模，因该制件较薄，为保证制件平整，采用弹压卸料装置。它还可以对冲孔小凸模起导向作用和保护作用，和定位钉定位方式。 5 冲裁工艺计算 5.1 排样及裁板方式确定 在冲压生产中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量生产中，较好地确定冲件尺寸和合理排样是降低成本的有效措施之一。 5.1.1 排样 排样是指冲件在条料、带料或板料上布置的方法。冲件的合理布置（即材料的经济利用） ，与冲件的外形有很大关系。 根据不同几何形状的冲件，可得出与其相适应的排样类型，而根据排样的类型，又可分为少或无工艺余料的排样与有工艺余料的排样两种
6、。 零件外形近似矩形，轮廓尺寸为 60x20，根据工件的形状，确定采用无废料排样的方法是不可能做到；但能采用有废料和少废料的排样方法。考虑到操作方便并为了保证零件精度，排样方式采用直排有废料排样。 排样时，冲件之间以及冲件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。它的作用是补偿定位误差，保证冲出合格的冲件，以及保证条料有一定刚度，便于送料。搭边数值取决于以下因素： 件的尺寸和形状。 材料的硬度和厚度。 排样的形式（直排、斜排、对排等） 。 条料的送料方法（是否有侧压板） 。 挡料装置的形式（包括挡料销、导料销和定距侧刃等的形式） 。搭边值一般是由经验再经过简单计算确定的。查表 3-13（参考文献1）得搭
7、边参考值为：沿边 a=1.8 工件间 a1=1.5 由式 3-12（参考文献1）送料步距 S=20+ a1 即得 S=20+1.5=21.5mm 又因为本模具采用无侧压装置，查表 3-14（参考文献1）得条料宽度公式 B=（Dmax+2a+Z）0/-x 即得 B=（60+2x1.8+0.5）0 6.0?=64.206.0? 式中 Z导料与最宽条料之间的间隙，其值由表 3-16 查得（参考文献1） 条料宽度偏差，其值由表 3-15 查得（参考文献1） 条料排样图如下图所示 5.1.2 裁板方式与利用率的计算 当一次冲裁完成以后，为了能够顺利地进行下一次冲裁，必须适时的解决出件、卸料及排除废料等问
8、题。选取的冲裁方式不同时，出件、卸料及排除废料的形式也就不同。因此冲裁方式将直接决定冲裁模的结构形式，并影响冲裁件的质量。根据不产品的结构和工艺性能，本副模具顶板式顺出件结构。由于本模具采用顺出件式模具冲裁，省去校平工序，既可满足工件对平面度的要求，有能保证安全生产。 查附表 3 （参考文献1）选用的板料规格为 600x1200x1mm (1)横裁： 根据板料的规格及零件的尺寸，剪切条料尺寸为 64.2x600,一板料可裁条料为 18条，每条可冲零件的个数为 26 个，即一块板料可冲裁总的零件个数为 18x26=468 个 根据式 3-10（参考文献1）一块板料的利用率为： 式中 A0一个制件
9、的有效面积 A 一块板料的面积 n 一块板料秘冲制件的总个数 (2)纵裁： 剪切条料尺寸为 64.2x1200,一块板料可裁条料共 9 条，每条可冲零件的个数为 54个，即一块板料可冲裁总的零件个数为 54x9=486 个。 根据式 3-10（参考文献1）一块板料的利用率为： 式中 A0一个制件的有效面积A 一块板料的面积 n 一块板料秘冲制件的总个数 经计算得到的横裁与纵裁的材料利用率，相比较确定裁板方式为纵裁 5.2 冲压力计算 5.2.1.力的计算 计算冲裁力的目的是为了确定压力机的额定压力，因此要计算最大冲裁力。则冲裁力可按下式计算： F=A 式 3-1（参考文献1） 式中，A 为剪切
10、断面面积， 为板料的抗剪强度。 考虑到刃口的磨损、间隙的波动、材料力学性能的变化、板料厚度的偏差等因素的影响，可取安全系数为 1.3，并取抗剪强度 为抗拉强度 b 的 0.8 倍，于是在生产中冲裁力便可按下式计算： F=LTb 式3-2（参考文献1） 式中 L冲裁轮廓的总长度(mm); t板料厚度(mm); b 板料的抗拉强度(MPa)。 经查的取 b=300（参考文献1） 5.2.2 计算工序冲压力 由于影响卸料力、推加力和顶件力的因素很多，根本无法准确计算。在生产中均采用下列经验公式计算： 查附表 1（参考文献1）取材料的抗拉强度 =270Mpa 式中 L冲裁时材料发生剪切变形处的周长 K
11、安全系数，K=1.3 K x、Kt分别为卸料力、推件力系数，查表 3-18（参考文献1） n同时卡在凹模内的废料个数，n=th（h 为凹模洞口深度，t 为料厚）n=16=6 查表 3-27（参考文献1）在此取 h=6 5.3 初步预选压力机 根据以上所计算得到的总冲压力，查附表5（参考文献1）初选型号为 JB23-25 的压力机。 5.4 确定压力中心 因为此图形为对称图形,固它的压力中心即重心就是此图形的 对称中心 5.5 弹性元件选择计算 根据已知冲裁板厚 t=1mm，冲裁力卸料力 F=2.3KN 1).初选弹簧数目为 6 个，每个弹簧应提供预压力即为：2).初选弹簧规格为：25mmX4.
12、5mmX50mm 查表 10-1（参考文献2）其具体参数如下： D2=25mm,d=4.5mmt=7.85mm,F2=786N, H0 =16.5mm,H0=50mm,n=5.5 3).计算弹簧预压缩量H0 由于 16.515，即H2H 式 3-38（参考文献1） 所以所选弹簧合适。 式中 F0弹簧的预压力 Fx卸料力 n弹簧根数 H2弹簧最大许可压缩量 H弹簧实际总压缩量 H0弹簧预压缩量 H卸料板的工作行程，一般取H=t+1,t 为料厚，这里取H=2 H“凸模刃磨余量，可取 510mm 5.6 工作零件刃口尺寸计算 刃口工艺分析：结合模具及工件的形状特点，此模具制造宜采用配作法，落料时，选凹模为设计基准件，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按要求配作；冲孔时，则只需计算凸模的刃口尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模实际尺寸按要求配作；只是需要在配作时保证最小双面合理间隙值查表3-33 Zmin=0.100mm(参考文献1)凸凹模刃口尺寸由凸模配作尺寸和凹模配作尺寸结合完成。 相应凹模尺寸按凸模刃口尺寸配作，保证 Zmin=0.100mm 式中 x系数，在 0.51 之间，查表 3-5 得 x=0.5（参考文献1）冲裁零件制造公差 T凸模的制造公差，在此取Zmin最小初始双面间隙，查表 3-3，取 Zmin=0.100mm 2).落料凹模
