衝壓件的工藝及模具設計
操作方法
（01）1衝壓工藝及方案託板製件,見圖1.1，材料為08F，厚度為2mm，大批量生產。圖1.1託板Figure 1.1 plate1.1託板零件衝壓工藝性分析。公差表得知，58mm的上偏差為0，下偏差為-0.74mm，可知其公差為+0.74mm，查《互換性與技術測量》得，該值公差等級為IT14級。30mm的上偏差為0，下偏差為-0.52mm，其公差為+0.52mm，查《互換性與技術測量》表知，該值公差等級為IT14級。38mm的上偏差為0，下偏差為-0.62mm，其公差為+0.62mm，查《互換性與技術測量》表知，該值公差等級為IT14級。16mm的上偏差為0，下偏差為-0.43mm，其公差為+0.43mm，查《互換性與技術測量》表知，該值公差等級為IT14級。3.5mm的上偏差為+0.30mm，下偏差為0，其公差為+0.30mm。孔距尺寸14±0.22 mm、17±0.22 mm。圖1.2公差數值表Fig 1.2 tolerance value table衝裁件的材料，不僅要滿足產品效能的技術要求，還要滿足衝裁工藝對材料的基本要求。通過以上的分析，得出結論：該材料適合衝裁【查課本表可以確定它的搭邊值。根據厚度兩工件間按矩形取其搭邊值a=2mm，而側邊則按圓形取其搭邊值b=1.5mm【7】。步距模具的步距S=D+a （3.1）式中S是步距；D是工件平行於送料的方向的尺寸；a是兩個工件之間的搭邊值。可得到條料的寬度B的計算公式=（3.2）式中B是條料的寬度；D是工件垂直於送料的方向的最大尺寸；b是側邊的搭邊值；是條料寬度的公差。得==由此，可以畫出排樣圖3.1【8】。圖3.1排樣Fig 3.1 layout3.2計算材料的利用率裁是模具設計中的一項很重要的工作，衝壓件大批量生產中成本很重要，毛坯材料費用大約佔百分之六十以上，排樣的意義就是在於合理的利用原材料。衡量排樣的經濟性和合理性的指標就是材料的利用率。對於簡單形狀的工件，可以用計算來選擇一個比較合理的排樣的方式，計算其利用率。步距S=30+a=30+2=32mm根據所確定的搭邊值和步距，選用板料規格為2mm900mm1800mm，採用縱裁，剪下條料尺寸為61mm900mm。一塊板可裁的條數：=1800/61=29條，餘31mm每條可衝零件的個數：=900/32=28個，餘4mm每板可衝零件的個數：n==812個託板面積A0=3.1488+64+=1366.5材料利用為η=100％ (3.3)=8121366.5/9001800100％=68.5％3.3壓力中心的確定3.4衝裁力的計算在衝裁過程，總的衝壓力是包括衝裁力、卸料力、推件力和頂件力的總和。計算衝裁力是為了合理的選擇壓力機和設計模具，要求壓力計的噸位必須大於所計算的衝裁力。衝裁力是衝裁時凸模與凹模的相對運動使得工件與板料分離所需的力，它與材料的厚度、工件的周邊的長度、及其材料的力學效能等引數有關。衝裁力是設計模具和選擇壓力機的引數。衝裁力的計算公式F=KLtτ（3.4）式子中L是衝裁件的周邊長度；t是材料的厚度；τ是材料的抗剪強度；K是係數，一般取1.3。所以F=1.3x2x300x162.26=126566N採用彈性卸料裝置和下出料的方式=F++（3.5）其中F是衝裁力；是推件力。卸料力計算=F（3.6）得知=0.04所以=0.04126566=5062.6N推件力計算=Fn（3.7）式中n是工件個數，是推件力系數。所以=30.055126566=20883N得出=126566+20883+5062=152511N3.5選擇壓力機根據所要完成的衝壓工藝過程、生產批量的大小、衝壓件的幾何尺寸和尺寸精度要求等來選定裝置及型別。根據壓力機公稱壓力P1.3F（3.8）式中P是壓力機的公稱壓力，F是總的衝裁力。得知，P1.3152511N，選擇J23-25開式雙柱可傾壓力機，壓力機的引數如下公稱壓力250KN滑塊行程65mm最大閉合高度270mm最大裝模高度220mm模柄孔尺寸4060mm連桿調節長度55mm墊板尺寸50200mm最大傾斜角度4衝裁模工作部分的設計4.1衝裁間隙衝裁間隙的確定我們取合理間隙，這個合理間隙有最大值和最小值。在設計和製造模具是通常會取最小的合理間隙。確定合理間隙的方法有兩種。理論計演算法和經驗確定的法【9】。衝裁間隙對模具的壽命有影響，模具的壽命是用模具失效前所衝得的合格衝裁件的數量來表示的，失效的形式有很多，常見的失效的形式有磨損變形和凹模漲裂。間隙的大小對模具的磨損和凹模。4.2.1落料時尺寸的計算落料時是以凹模為基準件來配作凸模的，在使用過程中凹模刃口尺寸有變大、變小和不變這三種情況。變大的尺寸有58 38 30 16 R8均未注公差，按IT14查公差表確定其餘公差，為保證R8與尺寸為16的輪廓線相切,R8的凹模尺寸取16的凹模尺寸的一半,公差也取一半。得到尺寸為、、、、落料時的計算=（4.1）式中；D是落料見得標稱尺寸；X是係數；凹模的製造公差。將資料代入公式得出==mm====mm==mm==mm凹模磨損後所有的尺寸都沒有變小所以沒有b沒尺寸的計算尺寸不變的是14和17，按IT14查公差表確定其公差，各尺寸為：14±0.22mm，17±0.22mm。凹模孔的中心距計算=（）（4.2）=（13.78+0.50.44）±0.50.44/4=14±0.055mm=（16.78+0.50.44）±0.50.44/4=17±0.055mm4.2.2衝孔時尺寸的計算衝孔時以凸模為基準來設計。其中Φ3.5沒有標註公差，按IT14查公差表確定公差，用基孔製表示Φ計算公式=（4.3）=（4.4）式中是衝孔凸模直徑；是凹模直徑；Z是最小間隙；其他符號同上。查表（《冷衝壓工藝及模具設計》）中得到：δp=0.02mm，δd=0.03mm，校核條件【10】：||+ |δd|=0.02+0.03=0.05mm(-Zmin)=0.36-0.25=0.11mm滿足條件||+ |δd|≤(-Zmin)將已知資料代入公式，得到==mm==mm5各主要零件尺寸的確定衝裁零件分為工藝零件和結構零件兩大類。工藝零件是直接參與完成工藝過程並且與板料或者衝裁件直接發生作用的零件，它包括了工作零件和定位零件。結構零件是將工藝零件連線起來構成一個完整的整體的零件，包括固定零件和導向零件【11】。5.1凹模輪廓尺寸的確定對於多孔型凹模，計算公式如下，此公式是經驗公式。凹模的厚度H的確定（≥15mm）（5.1）式中b——衝壓件最大外形尺寸，K——係數，考慮板材厚度的影響，其值可查下表得K=0.28H=0.2858=16.24mm可以取H=25mm圖5.1係數Fig 5.1 coefficient凹模的壁厚(≥30~40mm) （5.2）計算得C=24.36~32.48mm，這裡選取c為30mm凹模長度L的確定工件b=58mmL=b+2c=58+230=118mm凹模寬度B的確定B=l+2c (5.3)式中l是工件尺寸。帶入資料計算30+3090mm以上算得的凹模輪廓尺寸為125凹模的刃口形式有直筒式和錐形式兩種，選用時要根據衝件的形狀和尺寸精度具體來決定。直筒式強度較高，修磨後刃口尺寸不變或者變化很小。錐形的刃口強度小，修磨後刃口尺寸有所增加。此設計凹模的刃口採用直筒式。5.2凸模長度的確定凸模的長度根據模具的結構設計來確定，還要考慮凸模的修模量及其卸料板的距離等，因為本模具設計採用的是彈性卸料的方式，凸模採用的是固定板的固定方式，所以凸模計算公式可以如下L=+（5.4）式子中是凸模固定板的長度，是凹模的厚度。L=25+16=41mm，凸模設計成圓形凸模，採用凸緣固定凸模，長度和剛度都滿足要求凸模固定板和墊板的長度和寬度可以設計成和凹模外形尺寸相同。固定板要有足夠的厚度，這樣才能保證緊固並有良好的垂直度。可以按照經驗公式計算H=(1.0~1.5) （5.5）式子中D是凸模的直徑，所以凸模固定板的厚度選擇16mm當材料很厚或者外形很小時，衝壓中凸模上端面對模板作用有較大的單位壓力時，需要設定墊板。墊板選擇10mm，.固定板與凸模或凸凹模之間為H7/n6或者m6配合，滿足設計要求。5.5定位零件5.5.1擋料銷擋料銷的作用是限定條料送進的距離，擋住條料的搭邊或者是工件的輪廓。常見的擋料銷有四種形式：固定擋料銷、活動擋料銷、自動擋料銷和始用擋料銷。固定擋料銷分為圓形和鉤形兩種，固定6其他零件的選擇6.1模架的選擇模架是上模座下模座導柱和導套的組合體。模架的導向用導柱和導套間的配合性質，模架可以分為滑動導向和滾動導向模架兩種，根據受力情況，上模板厚度可以比下模板的厚度小5~10mm。對於大型非標準模座，還需根據實際需要，按鑄造工藝性要求和鑄件結構設計規範進行設計。模架的外形尺寸也有相應規定。上、下模座的導柱、導套安裝孔的位置尺寸必須一致，其孔間距公差要求在0.01mm以內。模座上、下面的平行度，以及導柱導套安裝孔與模座上、下面的垂直度等要求應符合下模的導向，在凸模與凹模開始作用前，或者壓料板接觸到製件前就應充分合上，以確保導向在衝壓工件時就已經發揮正常的作用。導柱的長度應保證沖模在最低位置時，導柱的上端面與上模座頂面距離不小於10~15mm.而下模座底端與導柱底面的距離不小於5mm。上模座為12512535mm下模座12512545mm導柱選用22130mm導套選用228533mm模具的閉合高度為上模座下模座凸凹模凹模凸模墊板等厚度的總和H=10+16+25+47+35+45+2=180mm張在金
