冲压工艺分析.doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上1.冲压工艺分析1.1材料的特性设计要求，零件图如图1-1所示。 该制件的材料为10#，用于制造汽车车身及受力不大的焊接件，具有较好的冲压性能。 生产批量：大批量材 料：10#材料厚度：t=2mm 图1-1表1-1牌号力学性能硬度HBS未经处理10#33520531551371.2零件结构零件简单、对称，比较适合冲裁。1.3尺寸精度分析由于图1-1未标注公差，属自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差，经查金属的公差表，得尺寸的公差：，（）1.4冲裁方案的确定1.4.1 分析制件的工序该制件可分两个工序完成：冲中间的四个孔；还有落料。 方案一：先冲孔，后落料。采用单

2、工序模生产。方案二：采用落料冲孔同时进行的复合模生产。方案三：冲孔落料级进冲压。采用级进模生产。1.4.2方案的比较方案一 模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对较高，生产效率低，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。方案二 复合模具生产的制件精度高，效率也高，但是该制件的凸模和凹模布置起来紧凑，不易布置其位置。方案三 条料在级进模中，一次冲裁可完成两个乃至十几个冲压工序。它与复合模生产的不同之处在于，条料是在凹模的不同位置上完成不同的冲压工序，因而形成冲裁的连续生产。级进

3、模有初始挡料装置级进模和侧刃定距连续冲裁模之分。由于模具能完成多道工序形成连续生产，生产效率很高，而且适于自动送料，故应用相当广泛。若采用该模具，制件的精度能达到要求，并且生产量也可满足要求。1.4.4模具结构形式的确定根据制件的特点，要求先冲孔，后落料，故凸模的设计尤为重要。本设计为多凸模冲模，要求冲孔凸模设计为台阶式，以保证凸模的强度。该制件材料厚度为2mm，故采用固定卸料板。2.必要的尺寸设计2.1排样的设计与计算由于该制件为圆形，采用无废料的排样方法是不可能做到的；但能采用有废料和少废料的方法。2.1.1确定搭边值根据冲压工艺与模具设计表2-13，查得：搭边和数值（低碳钢），t=2mm

4、时，=1.2mm, =1.5mm。2.1.2确定条料的进距进距A： =50+1.2=51.2mm宽度B： = =mm2.1.3材料利用率材料利用率是冲压工艺中一个非常重要的经济技术指标。其计算可用一个进距内冲裁件的实际面积与毛坯面积的百分比表示: （2-1）式中 S1 一个进距内冲裁件的实际面积，单位mm2；A 送料进距，单位mm；B 条料宽度，单位mm。所以材料的利用率为： = =70%2.1.4画出排样图根据以上资料画出排样图，如图2-1所示：图2-12.2冲裁总压力的计算2.2.1 计算冲裁力（1）小凸模： =N21048.67N21.049kN（2）弧形孔： =25.258kN =32

5、5.258kN=75.774kN（3）制件的外圆： =N105.243kN2.2.2计算推料力：设凹模洞口的直壁高度h=6mm，材料厚度t=2mm，故卡在凹模内的零件数为： n=h/t=6/2=3。（1）圆形孔： =kN3.473kN（2）弧形孔： =kN 4.168kN =kN12.503kN（3）外圆: =kN17.365kN 则总的推料力为： =3.473+12.503+17.365=34.035kN2.2.3压力机公称压力的计算本设计采用刚性卸料，下出料的方式，故总的冲压力： =（21.049+75.774+105.473+34.035）kN=240.31kN 按照中国模具设计大典表1

6、8.4-22开式压力机初选压力机250kN。具体参数如表2-1。表2-1 压力机的参数公称压力（kN）发生公称压力时滑块距下死点的距离（mm）滑块行程（mm）行程次数（次/min）最大封闭高度（mm）固定台和可倾式封闭高度调节量（mm） 250 680 100 250 702.2压力中心的确定方法一：解析法，见如下图图2-2所示的坐标系，计算数值见表2-2。图2-2 建立坐标系表2-2 压力中心坐标值 弧线段长度（mm）弧线段的重心坐标 ()备注 X（mm） Y（mm）6.912124.043.427857.364 X，Y6.283 121.421 7.694 762.8885.655 120

7、.105 2.804 679.19415.708102.4 3.183 1608.40911.310 93.542 15.333 1052.9606.283 98.242 21.545 617.25413.823 91.580 18.741 1265.9106.283 87.537 11.606 549.99539.27015.91515.915 624.982 39.270-15.91515.915 624.982求和150.797 =7402.843，其中和为圆弧的圆心坐标，R为圆弧半径，为圆弧的起始线与X轴正半轴的夹角，单位为度。计算公式： ， （2-2） 则压力中心的横坐标为： =49

8、.091mm考虑到排样图中，制件关于X轴对称，故重心应在X轴上则：=0方法二： =49.067mm经比较：取压力重心的坐标为（49.1，0）。2.3刃口尺寸的计算查冲压工艺与模具设计表2-5，得=0.246mm，=0.360mm又查得IT14级的，x=0.5。2.3.1 根据设计原则，应以凸模为基准件，然后配做凹模 图2-3图2-3为圆弧凸模的尺寸标注，将其分为四段分别计算：（1）：考虑其在上，查冲压模具设计大典表2-10，得：=0.020mm，= 0.030mm。+=0.0500.114=0.0360-0.246=-故凸、凹模采用分别制造的方法，的制造公差为：=0.62mm按冲孔计算，则凸模

9、的尺寸及偏差为： = =取：，（2）：考虑该尺寸在的圆上，故先计算该圆弧的尺寸及公差。 根据冲压模具设计大典表2-10，由于：=0.0400.114=0.360-0.246=- 故凸凹模采用分别加工的方法制造，查互换性与技术测量得，该尺寸的制造公差为：=0.30mm，按冲孔计算，则凸模的尺寸及偏差为： = = 取，（3）：考虑该尺寸在的圆上，故先计算该尺寸及偏差，查冲压工艺与模具设计，表2-10得：=0.020mm，=0.030mm=0.0500.114=0.360-0.246=- 故凸凹模采用分别制造的方法，该尺寸的公差为：=0.62mm。按落料计算其尺寸及偏差，则该圆弧的尺寸及偏差为： =

10、 =取，mm（4）：该段圆弧加工尺寸及方法都和相同，其尺寸为：， 2.3.2中间圆孔尺寸的计算：应以凸模为基准 基本尺寸：,公差为IT=0.36mm；查冲压工艺与模具设计，由表2-10得，=0.020mm，=0.020mm，则：+=0.0400.114=0.360-0.246= 故凸凹模刃口采用分别加工的方法制造，则凸模的尺寸及偏差为: 凹模尺寸： = 2.3.3外圆尺寸的计算：应以凹模为基准 基本尺寸：，公差为IT=0.62mm，由冲压工艺与模具设计查得：=0.020mm，=0.030mm，满足：=0.050 故该圆弧形凸模的承压能力满足要求。5.确定模具高度并绘制模具图5.1模具高度的校核

11、模具实际闭合高度一般为： (5-1)式中 -上模板厚度； -凸模垫板的厚度； -凸模的长度； -凹模厚度；-下模板的厚度；-凸模进入凹模的深度，该值为10mm。 由式（5-1）得：模具闭合高度为： =40+8+54+28+10+50-10=180mm 故所选压力机的闭合高度=250mm，=（250-70）mm=180mm。 应满足： （5-2） 经分析，模具闭合高度不在 式（5-2）的范围，需要在下模板下面垫一块厚度为10mm的平板。 附表 附表 附录 冲模主要材料的许用应力(MPa)钢号(冲模材料)许 用 应 力拉 伸压 缩弯 曲剪 切Q215、Q235、251081471181571271

12、5798137Q275、40、50127157137167167177118147铸钢ZG310570、ZG34064010814711814788118铸铁HT200、HT2508813734442534T7A硬度5458HRC539785353490T8A，T10ACr12MoV,GCr15硬度5260HRC2459811569294275Q235硬度5260HRC29439219627520(表面渗碳)硬度6064HRC24529465Mn硬度4348HRC490785压的值取决于材料、热处理和冲裁模的结构，如T8A、Tl0A、Crl2MoV、Grl5等工具钢淬火硬度HRC5862时，取10001600Mpa；当有特殊导向时，可取20003000MPa。专心-专注-专业