薄垫片冲压复合模设计(编辑修改稿)

薄垫片冲压复合模设计(编辑修改稿)内容摘要：

根据制件在条料上的布置形式，排样有可以分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多重形式。 采用少、无废料排样法，材料利用率高，不但有利于一次冲程获得多个制件，而且可以简化模具结构，降低冲裁力，但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差的影响，所以模具冲裁件的公差等级较低。 同时，因模具单面受力（单边切断时），不但会加剧模具的磨损，降低模具的寿命，而且也直接影响到冲裁件的断面质量。 分析零件形状，应采用 有废料 单直排的排样方式，零件可能的排样方式有图 2 所示两种。 比 较方案（ a） 和方案（ b） ， 方案（ b） 所裁条料宽度过窄，剪板时容易造成条料的变形和卷曲，所以应采用 方案（ a）。 4 搭边和条料宽度的确定：查《冲压工艺与模具设计（第二版）》表 2. 5. 2,确定零件沿边 a1=、零件之间 a=，步距。 一个步距内材料利用率η为： η = ABS100% = 100% = % 冲裁力和压力中心的计算 冲裁力的计算 计算冲裁力是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力 F p 一般可以按下式计算： tLKF pp  公式（ ） 式中 τ—— 材料抗剪强度，见附表（ MPa）； L—— 冲裁周边总长（ mm）； t—— 材料厚度（ mm） ； 系数 Kp 是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动（数值的变化或分布不均），润滑情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的安全系数 Kp，一般取 1~3。 当查不到抗剪强度 r 时，可以用抗拉强度σ b 代替τ，而取 Kp=1 的近似计算法计算。 根据常用金属冲压材料的力学性能查出 普通不锈钢 的抗剪强度为 451～ 511(MPa)，取 τ=480(MPa)。 5 由于零件的冲裁力由冲孔力与落料力两部分组成，即 21 FFFp  式中 F1—— 落料时的冲裁力； F2—— 冲孔时的冲裁力； 落料时的周边长度为： L1=2（ +34） =（ mm） 根据公式（ ） F1=KptL1τ =480 =(KN) 冲孔时的周边长度为： L2=πd=6=（ mm） F2= KptL2τ =1480 =(KN) 总冲裁力： Fp=F1+F2=+=(KN) 卸料力的计算 卸料力： PQ KFF  （ ） K—— 卸料力系数，其值为 ～ （薄料取大值，厚料取小值）； 由于零件属于薄板类零件，所以取 K＝ ； 根据公式 （ ） FQ=KFP ＝ ＝ (KN) 推料力的计算 推料力： PQ FnKF 11  （ ） K1—— 推料力系数，其值为 （薄料取大值，厚料取小值）； 由于零件属于薄板类零件，所以取 K＝ ； n—— 梗塞在凹模内的制件或废料数量， n=h/t， h 为刃口部分的高， 取 6mm；t 为材料厚度，。 根据公式（ ） FQ1=nK1FP＝ 7＝ 29(KN) 模具总冲压力的计算： 根据模具结构，则总的冲压力为： F=FP+FQ+FQ1 即 F=FP+FQ+FQ1 =++29 6 =（ KN） 压力机公称压力的选取： 压力机公称压力的确定：对于冲裁工序，压力机的公称压力应大于或等于冲裁时总冲压力的 ～ 倍，即 P≥ ～ = ～ 150KN 因此初选压力机为： 开式双柱可倾式压力机 JG2316。 冲压模具压力中心的确定： 模具压力中心是指诸冲压合力的作用点位置，为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。 否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大磨损，模具导向零件加速磨损，降低了模具和压力机的使用寿命。 模具的压力中心，可按以下原则来确定： 对称零件的单个冲裁件，冲模的压力中心为冲裁件的几何中心。 工件形状相同且分布对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。 各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。 求出合力作用点的坐标位置 0， 0（ x=0,y=0） ，即为所求模具的压力中心。 Xo=L1X1+L2X2+…… LnXn/L1+L2+…… Ln Yo=L1Y1+L2Y2+…… LnYn/L1+L2+…… Ln 由于该零件是一个矩形图形，属于对称中心零件，所以该零件的压力中心在图形的几何中心 O 处。 如图 3 所 示： 图 3 压力中心 冲裁模具的间隙选择 设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲裁力小、模具寿命高，但分别从质量，冲裁力、模具寿命等方面的要求 7 确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。 考虑到制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙 Cmin，最大值称为最大合理间隙 Cmax。 考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值 Cmin。 冲裁间隙的大小对冲裁件的断面质量有极其重要的影响，此外，冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。 冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重，而降低了模具的寿命。 较大的间隙可使凸模侧面与材料间的摩擦减小，并减缓由于受到制造和装配精度限制而出现的间隙不均匀现象的不利影响，虽然提高了模具寿命，但冲裁出的工件光亮带变窄，断裂带、圆角带增宽，毛刺和斜度较大，拱弯翘曲现象显著，冲裁件质量下降，断面出现两个斜度，断面质量也不理想。 因此，冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一个非常重要的工艺参数。 根据 《 冷冲压 模具设计 指导书 》表 28查 得 最小双面间隙 Zmin=，最大双面间隙 Zmax=。 凸模与凹模刃口尺寸的计算 刃口尺寸计算的基本原则 冲裁件的尺寸精度主要取决与模具刃口的尺寸精度，模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。 正确确定模具刃口尺寸及制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。 从生产实践中可以发现： 由于凸、凹模之间存在间隙，使落下的料和冲出的孔都带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。 在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。 冲裁时，凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈大，结果使间隙越来越大。 由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需要考虑以下原则： 落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。 故设计落料模时，以凹模为基准，间隙去在凹模上；设计冲孔模时，以凸模尺寸为基准，间隙取在凹模上。 考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料凹模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凹模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。 这样在凸凹麽磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格的制件。 凸凹模间隙则取最小合理间隙值。 确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。 如果对刃口精度要求过高（即制造公差过小），会使模具制造困能，增加成本，延长生产周期；如果对刃口要求过低（即制造公差过大）则生产出来的制件可能不合格，会使模具的寿命降低。 若制件 8 没有标注公差，则。