1、二、单工序冲裁模的设计与制造工作任务：垫圈冲裁工艺设计 （一）原始资料工作任务单名称：垫圈材料：08 钢料厚：t=10.15mm批量生产（二）冲压工艺性分析 任务：垫圈冲裁工艺设计 材料：08 钢 优质碳素结构钢，硬度较低（交货状态的硬度为 131HBS） （参见材料手册，如下表 2-6） ，具有较好的塑性（伸长率 =27% ） （参见教材 P27 表 1.3.6，如下表） ，具有良好的冲压成形性能。 工件结构：该零件形状简单对称，无异型形状，尺寸中等，经查（教材 P75 表2.7.2，如下表） （金属冷冲压件结构要素 JB4378-87） ， 08 钢采用无导向凸模冲孔的最小尺寸为 d1t，
2、10 远大于 1mm，属于经济型冲孔范围。 尺寸精度：零件图上的两个尺寸均为自由公差，一般按 IT14 级确定工件的公差，普通冲裁均能满足其尺寸精度要求。经查公差表，各尺寸公差为：21 -0.52，10 +0.36。 生产纲领：批量生产适合冲压加工。 结论：可以冲裁。（三）冲压工艺方案的确定该垫圈精度较低，这里采用“先落料，后冲孔”的冲压方案，采用单工序模生产，模具结构简单、成本低廉。（四）相关工艺设计计算 1、冲裁排样设计： 垫圈的生产过程： 板料（最普遍） 、 卷料（定做）剪板机冲床落料冲床原始板料排样：冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。不同的排样方式不仅影响材料利用率（直接影响零件成
3、本） ，而且还对工件质量、模具寿命等有直接影响。圆形零件的排样法：虽然多排材料利用率很高，但模具尺寸大，结构要复杂的多，考虑到初次学习，我们采用单排。垫圈落料的排样（如下图）：B料宽；待计算；S步距：条料每次送进的距离。待计算；a，a1 搭边：排样时冲裁件之间及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料。查表（教材 P65 表 2.5.2，如下表）得 a=1.0mm，a1=0.8mm表 2.5.2 最小搭边值圆形或圆角 r 2t 的工件矩形件边长 L50mm 矩形件边长 L50mm或圆角 r2t材料厚度 t工件间 a1 侧面 a 工件间 a1 侧面 a 工件间 a1 侧面 a0.25 以下 1.8 2
4、.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 1.8计算料宽 B ： 模具采用无侧压装置的送料方式 B- =（Dmax+2a+C） - 式中 条料宽度的单向偏差，见表（教材 P67 表 2.5.4）得0.1mmC导料板与条料之间的间隙，见表（ 教材 P67 表 2.5.5）得0.5mm B- =（Dmax+2a+C） - =（21+2+0.5） -0.4=23.5 -0.4 步距 S=21+0.8=21.8mm2.5.4 条料宽度
5、偏差 mm材料厚度 t条料宽度 B0.5 0.5 1 1220 0.05 0.08 0.102030 0.08 0.10 0.153050 0.10 0.15 0.20表 2.5.5 导料板与条料之间的最小间隙 Cmin mm无侧压装置 有侧压装置条料宽度 B 条料宽度 B材料厚度 t100 以下 100200 200300 100 以下 100 以上0.5 0.5 0.5 1 5 80.51 0.5 0.5 1 5 812 0.5 1 1 5 823 0.5 1 1 5 8计算一个步距的材料利用率 ：=（D 2/4）/BS）100%=（21 2/4）/23.5 21.8）100%=68.7%
6、画出落料排样图：选板料规格： 查表 GB/T708-1988，选用 1000*1500 的钢板 将 10001500 的钢板按如图裁剪： 可以裁剪 43 张 23.5mm1500mm 的条料 每张条料可以冲裁（1500/21.8=）68 个垫圈毛坯 3、冲压力的计算： 冲裁力：冲裁过程中凸模对板料施加的压力 F。用普通平刃口模具冲裁时，冲裁力 F 一般按下式计算：式中： F冲裁力；L冲裁周边长度；t材料厚度；材料抗剪强度；K系数。一般取 K1.3 垫圈毛坯落料的冲裁力 F：L=D=3.14 21=65.94mmt=1mm b=360MPa（ 查材料性能手册，见前表 1.3.6）F=1.365.
7、941360=30859.92N 卸料力 FX：从凸模上卸下箍着的料所需要的力。 推件力 FT：将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力。 顶件力 FD：逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力。 FX= KX FFT= nKT FFD= KD F式中：K X、K T 、K D 卸料力、推件力、顶件力系数，见下表 2.6.1（教材 P70） ；n同时卡在凹模内的冲裁件(或废料)数。n=h/t式中 h凹模洞口的直刃壁高度，见下表2.9.4（教材 P103） ；t板料厚度。垫圈毛坯落料的卸料力：F X= KX F=0.0430859.92=1234.3968N垫圈毛坯落料的推件力：F T= nKT
8、F=60.5530859.92=101837.736N（n=h/t=6/1=6）垫圈毛坯落料的顶件力：F D= KD F=0.0630859.92=1851.5952NbKLt表 2.6.1 卸料力、推件力、顶件力系数材料厚度 t（mm） KX KT KD0.1 0.0650.075 0.1 0.140.10.5 0.0450.055 0.63 0.08钢0.52.5 0.040.05 0.55 0.06注：卸料力系数 KX，在冲多孔、大搭边和轮廓复杂制件时取上限值。表 2.9.4 冲裁凹模刃口型式及主要参数刃口型式序号 简图 特点及适用范围2刃口强度较高，修磨后刃口尺寸不变；凹模内易积存废料
9、或冲裁件，尤其间隙较小时，刃口直壁部分磨损较快；用于冲裁形状复杂或精度要求较高的零件；直 筒 形 刃 口 3特点同序号 2，且刃口直壁下面的扩大部分可使凹模加工简单，但采用下漏料方式时刃口强度不如序号 2 的刃口强度高。用于冲裁形状复杂或精度要求较高的中小型件，也可用于装有顶件装置的模具。材料厚度 t(mm) () () 刃口高度 h(mm) 备注0.5 40.51 5主要参数12.515 26 4、压力机公称压力的计算： 压力机公称压力：压力机滑块下滑到距下死点某一特定距离时，所产生的冲击力。公称压力的大小表示压力机本身能够承受冲击的大小。 冲压总力 FZ：各种冲压工艺力的总和。 压力机的公
10、称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和 Fz。 冲压总力 FZ 的大小与模具结构有关。 采用弹性卸料装置和下出料方式时：如（a）图所示FZ=F+FX+FT 采用弹性卸料装置和上出料方式时：如（b）图所示FZ=F+FX+FD（a） （b） 采用刚性卸料装置和下出料方式时（动画）： FZ=F+FT垫圈落料模初定采用刚性卸料、下出件的模具结构，所以冲压总力FZ=F+FT =30859.92+101837.736=132697.656N133KN因此，所选压力机的公称压力必须大于 133KN，查表 GB/T14347-93“开式压力机型式与基本参数” ，可选开式双柱可倾式压力机 J23-25（公称压力 250KN） 。但结合本试验室的条件，选用开式双柱可倾式压力机 J23-63（公称压力 630KN） 。 5、模具压力中心的确定： 模具压力中心：冲压力合力的作用点。 确定模具压力中心的意义：为了保证压力机和模具的正常工作，不受偏载，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合/偏移不大。 即：若不能重合，那至少要保证模具的压力中心在模柄在凹模面上的投影面积内。 垫圈落料时的压力中心即为零件圆心。（五）冲压工艺卡片的填写垫圈冲压工 艺卡片
