垫片制件工艺分析与模具设计_课程设计说明书(编辑修改稿)

垫片制件工艺分析与模具设计_课程设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

......................................................... 21 冲裁力校核 ................................................................................................... 21 总结 ......................................................................................................................... 22 参考文献 ................................................................................................................. 22 第 1 章 冲压工艺分析 零件工艺 分析 产品结构形状及材料分析 由零件图可知，该零件为菱形片落料圆形冲孔，外形简单对称，整个外形光滑、圆整，无狭槽、尖角；孔与孔之间 、孔与零件边缘之间最小距离 c 满足c 要求（其中料厚 t 为 , 可得出 c=／ 2=, =）。 对于冲压件材料一般要求的力学性能是强度低，塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。 本设计的产品材料是 10 号钢，其力学性能是强度、硬度和塑性指标适中，用冲裁的加工方法是完全可以成形的。 另外产品对于表面质量等没有严格要求，所以尽量采用 国家标准板材，其冲裁出的产品的表面质量等就可以保证。 经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。 沈阳航空航天大学课程设计说明书 6 产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析 1) 尺寸精度 根据零件图上所注尺寸，工件要求不高，采用 IT14 级精度，普通冲裁可满足要求。 2) 粗糙度、断面质量 查《冲压手册》表 212得，一般冲裁件冲材料厚度 t≤ 金属板料时，其断面粗糙度为 m；本产品在断面粗糙度和尺寸精度上均要求不高，所以断面质量可以保证，用冲裁的加工方法是完全可以成形的。 冲压工艺方案的确定 完成此工件需要冲孔、落料两道工 序。 其加工的工艺方案分为以下三种： 第一种方案 采用单工序逐步加工 1) 冲孔落料单工序模，工序简图见图 1211。 2) 落料冲孔单工序模，工序简图见图 1212。 特点：由于单工序模，模具制造简单，维修方便。 但生产率低，工件精度低，不适合大中批件的生产。 沈阳航空航天大学课程设计说明书 7 图 1211 冲孔落料单工序模简图 图 1212 落料冲孔单工序模简图 第二种方案 采用复合模加工成形，工序简图见 122。 特点：生产率较高，工件精度高。 但 模具制造较复杂，调整维修较麻烦，使用寿命低。 图 122 冲孔落料复合模 沈阳航空航天大学课程设计说明书 8 第三种方案 采用级进模加工成形，工序简图见图 123。 特点：生产率高，便于实现机械化、自动化，适合加工复杂的小型冲裁件，但模具制造复杂，调整维修麻烦，工件精度较低。 图 123 冲孔落料级进模 根据本零件的设计要求以及各方案的特点，决定采用第三种方案 级进模加工成形 比较合理。 第 2 章 冲压工艺计算 排样 采用直排有废料排样，虽然此零件斜排能够提高材料利用率，但是设计计算复杂。 排样图见 211。 沈阳航空航天大学课程设计说明书 9 图 211 排样图 搭边 查《冲压手册》表 217得，当 t= 时，确定侧搭边值 a=2mm,工件间搭边值 a1=。 条料宽度和导尺间距离 采用单边侧刃。 条料宽度： B=L+2a’+nb=L++nb (a’=) 式（ 21） 导尺间距离： A=B+Z0=L++nb+ Z0 式（ 22） A 1=L++Y 式（ 23） 式中 L—— 冲裁件垂直于送料方向的尺寸 ,L=。 n—— 侧刃数 ,n=1； b—— 侧刃切去的条料宽度 ,查《冷冲压模具设计难点与技巧》表 17得 b=； Y—— 冲切后条料宽度与导料板的间隙，查《冷冲压模具设计难点与技巧》表 17 得 Y=； Z0—— 条料与导料板之间的间隙，查《冷冲压模具设计难点与技巧》表 16 得 Z0=； ∴ B=+ 2+1 =67mm A=67+= 沈阳航空航天大学课程设计说明书 10 A 1=+ 2+= 送料步距 级进模送料步距 S=D+a1=40+= 式（ 24） 式中 D—— 冲裁件横向最大尺寸 ,D=40mm。 材料利用率 一个步距内材料利用率η =A/BS 100％ 式（ 25） 式中 A—— 一个步距内冲裁件的实际面积 B— — 条料宽度 S—— 步距 图 214 面积计算参照图图 214 α =arccos(208)/23=176。 β =90176。 α =176。 A=π 8178。 4α /360+π 20178。 4β /360+2（ 8+20）（ 23178。 12178。 ） 1/2 2π 178。 2π 11178。 =178。 ∴η =(67 ) 100%=% 沈阳航空航天大学课程设计说明书 11 计算冲压力 冲裁力计算 采用平刃口模具冲裁时，其冲裁力 F可按下式计算： F=KLtτ 式（ 26） 式中 F—— 冲裁力 L—— 冲裁件周边长度 t—— 材料厚度， t= τ —— 材料抗剪强度，查《手册》 10 钢，τ =255~333，取τ =300 K—— 修正系数，一般取 k= 冲裁力公式为 P=P 孔 ＋ P 落 式（ 27） ①冲孔冲裁力 P 孔 其中 L 孔 =22π +2π = mm P 孔 = 300=47048N 取 P 孔 =47KN ②落料冲裁力 P 落 其中 L 落 =40π 4 +16π 4 +4（ 23178。 12178。 ） 1/2 = P 落 = 300=60489N 取 P 落 =。