空调零部件导流板的冲压工艺与模具设计说明书

空调零部件导流板的冲压工艺与模具设计说明书内容摘要：

方案二：少废料排样 因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。 方案三：无废料排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。 通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。 考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳。 计算条料 宽度 搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。 搭边过大，浪费材料。 搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。 搭边值通常由表 所列搭边值和侧搭边值确定。 根据零件形状，查表 ，并考虑到工件的切边，工件之间搭边值 a=1mm, 工件与侧边之间搭边值取 a1=, 条料是有板料裁剪下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值 — △ B0△ =（ Dmax＋ 2a1＋ 2b1） 0△ 式（ ） 式中 Dmax— 条料宽度方向冲裁件的最大尺寸； a1— 冲裁件之间的搭边值； b1— 工件与侧边之间搭边值。 △ — 板料剪裁下的偏差；（其值查表 ）可得 △ =。 B0△ =＋ 2 +2 1 = 故条料宽度为。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 12 页 表 搭边值和侧边值的数值 材料厚度t（ mm) 圆件及 类似圆形制件 矩形 或类似矩形制件 长 度≤ 50 矩形 或类似矩形制件 长 度＞ 50 工件间 a 侧边 a1 工件间 a 侧边 a1 工件 间 a 侧边 a1 ≤ ~ ~ ＞ ～ ~ ~ ＞ ～ ~ ~ ＞ 1～ ~ ~ ＞ ～ ~ ~ ＞ ～ ~ ~ 表 普通剪床用带料宽度偏差 △ （ mm） 条料厚度 t(mm) 条料宽度 b(mm) ≤50 ＞ 50～ 100 ＞ 100～ 200 ＞ 200 ≤ １ ＞１～ 2 ＞ 2～ 3 ＞ 3～ 5 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 13 页 表 侧刃冲切得料边定距宽度 b1（ mm） 条料厚度 t(mm) 条料宽度 b(mm) 金属材料 非金属材料 ≤ ＞ ～ ＞ ～ 确定步距 和排样方式 排样设计的原则 ①提高材料的利用率：冲裁件生产批量大，生产效率高，材料费用一般会占总成本的 60℅以上，所以材料利用率是衡量排样经济性的一项重要指标，应合理的设计零件外形及排样，提高材料利用率。 ②改善操作性：冲裁件排样应使工人操作方便、安全、劳动强度低。 一般来说，在冲裁生产时应尽量减少条料的翻动次数，在材料利用率相近的情况下，应选用条料宽度及进距小的排样方式。 ③使模具结构简单合理，使用寿命高。 ④保证冲裁件的质量。 冲 裁件在板料、条 料或带料上的布置法称为排样法， 称为排样。 排样是否合理，直接影响到材料的利用率，零件质量，生产率，模具结构与寿命等。 因此，在冲压工艺中和模具设计中，排样是一项极为重要的技术性很强的工作。 根据工件的形状，排样采用直排形式， 采用始用挡料销控制初始步距，采用活动挡料销控制冲压过程中的送料步距。 根据材料的厚度 查《模具实用技术设计综合手册》表 （附录 3） 最小工艺搭边值，工件间距 a1=1mm,边距 a=，送料方式采用手动送料。 由于工件本身形状的限制，故菜用了有废料的排样方式，这虽然在材料利用率方面没有少废 料排样和无废料排样高但能够消除条料宽度误差和条料导向误差 的影响，并可以感受模具的受力状态提高模具的寿命。 排样图如图。 送料步距 S：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零件。 进距与排样方式有关，是决定侧刃长度的依据。 条料宽度的确定与模具的结构有关。 进距确定的原则是，最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 14 页 大条料宽度能在冲裁时顺利的在导料板之间送进条料，并有一定的间隙。 级进模送料步距 S S=Dmax+a1 式（ ） Dmax 为 零件横向最大尺寸， a1为 搭边 值 S＝ ＋ 1 ＝ 排样图如图 所示。 1 拉深2 冲孔3 翻边4 落料 拉深冲孔翻边落料 拉深冲孔翻边落料 图 排样图 计算材料利用率 冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指标。 一个步距内的材料利用率 η ＝ A/BS 100% 式（ ） 式中 A— 一个步距内冲裁件的实际面积； B— 条料宽度； S— 步距； 由此可之，η值越大，材料的利用率就越高，废料越少。 废料分 为工艺废料和南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 15 页 结构废料，结构废料是由本身形状决定的，一般是固定不变的，工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小，也决定于排样的形式和冲压方式。 因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。 排样合理与否不但影响材料的经济和利用，还影响到制件的质量、模具的的结构和寿命、制件的生产率和模具的成本等指标。 因此，排样时应考虑如下原则： 1）、提高材料利用率（不影响制件使用性能的前提下，还可以适当改变制件的形状）。 2) 、排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全。 3) 、 模具结构简单、寿命高。 4) 、保证制件质 量和制件对板料纤维方向的要求。 一个步距内冲裁件的实际面积，根据 CAD工具 查询 面积得： A=721mm2 所以一个步距内的材料利用率 ： H=A／ BS 100% 式（ ） 代入数值得： H=721／ 100% =% 根据计算结果知道选用直排材料利用率可达 %，满足要 求。 冲压力的计算 冲裁力和弯曲力的计算 在冲裁过程中，冲裁力是 随凸模进入凹模材料的深度而变化的。 通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具重要依据之一。 用平刃冲裁时，其冲裁力Ｆ一般按下式计算： F=KLtτ b 式（ ） 式中 F— 冲裁力； L— 冲裁周边长度； t— 材料厚度； τ b— 材料抗剪强度； Ｋ — 系数； 工件周长 L计算为： 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 16 页 L= π + 2+ = 取 L=110mm。 系数Ｋ是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取Ｋ =。 τ b的值查表为 303～ 372Mpa,取 τ b=370Mpa 所以 F=KLtτ b = 110 1 370 =52910N 根据计算，模具冲裁力约为 53KN。 翻边力计算： 查《冷冲模设计》，第 216页，翻边力公式为 F 翻 = (Dd)tσ s 其中 F 翻 — 翻边力 (N) D— 翻边后中经 (mm) d— 翻边直径 (mm) t— 材料厚度 (mm) σ s — 材料的屈服点 (MPa) 这里 D=， d=, t=1mm, σ s=500MPa 于是 F翻 =2 () 1 500 =(N) 卸料力的计算 在冲裁结束时，由于材料的弹性回复（包括径向回复和弹性翘曲回复）及摩擦的存在，将使冲落的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。 为使冲裁工作继续进行，必须将紧箍在凸模上的料卸下，将梗塞在凹模内的材料推出。 从凸模上卸下箍着的料称卸料力；一般按以下公式计算： 卸料力 Fx=KxF 式（ ） 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 17 页 Fx=KxF = 53KN= （ Kx 、 KD为 卸料力系数，其值查表 可得） 所以总冲压力 Fz=F+Fx+FD 式（ ） =53KN++ = 压力机公称压力应大于或等于冲压力，根据冲压力计算结果拟选压力机为 J23— 10。 J23— 10压力机技术参数表 标称压力 Fg/10KN 标称压力行程 Sg/mm 滑块 固定行程 S/mm 50 滑块 调节行程 S/mm 50/6 标称压力行程次数 n/次 mmˉ 1 160 快速型 标称压力行程 Sg/mm 1 快速型 滑块行程 S/mm 20 快速型 标称行程 —— —— 快速型 次数 (不小于 ) n/次 mmˉ 1 350 最大封闭高度 固定和可损 H/mm 170 最大封闭高度 活动台最低 H2/mm — — 最大封闭高度 活动台最高 H1/mm —— 封闭高度调节量 △ H/mm 40 标准型 滑块中心到机身距离 C/mm 110 标准型 工作台尺寸左右 L/mm 315 标准型 工作台尺寸前后 B/mm 200 标准型 工作台孔尺寸左右 L1/mm 150 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 18 页 标准型 工作台孔尺寸前后 B1/mm 70 工作台孔尺寸直径 D1/mm 110 磨柄孔尺寸（直径 *高度） 磨柄孔尺寸（直径 *高度） Ф 30 50 表 卸料力、推件力和顶件力系数 料厚 t/mm KX KT KD 钢 ≤ ＞ ~ ＞ ~ ＞ ~ ＞ ~ ~ ~ ~ ~ 铝、铝合金 纯铜，黄铜 ~ ~ ~ ~ 压力中心的确定 模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。 为了确保压力机和模具正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心相重合，否则，会使冲模和力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的摩擦，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。 冲模的压力中心，可以按下述原则来确定： 1） .对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。 2） .工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零 件的对称中心相重合。 3） .形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可以用解析计算法求出冲模压力中心。 X0=（ L1x1＋ L2x2＋„ Lnxn） /(L1＋ L2＋„ Ln) 式（ ） Y0=（ L1y1＋ L2y2＋ „ „ Lnyn ） /（ L1＋ L2＋„＋ Ln）公式（ ） 由于该工件在 Y方向上高度对称，所以代入数据计算得： 压力中心为（ ， 19）。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 19 页 模具刃口尺寸的计算 冲裁间隙分析 根据 JB/Z271—— 86 规定，冲裁间隙是指凸，凹模刃口间隙的距离，用符号 C表示，其值可为 正也可为负，在普通冲裁模中均为正值。 它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。 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。 1）、间隙对冲裁件尺寸精度的影响 冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，则精度越高，这个差值包括两方面的偏差，一是冲裁件相对于凸模或凹模的偏差，二是模具本身的制造偏差。 2）、间隙对模具寿命的影响 模具寿命受各种因素的综合影响，间隙是也许模具寿命诸因数中最主要的因数之一，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，。