支架零件冲压工艺及模具设计

支架零件冲压工艺及模具设计内容摘要：

3。 20 参考文献 21 致谢 22 3 第一章 冲裁件的工艺分析 本次设计冲压工件如下图： 由 上 图分析知：材料为 A3 铁，材料性能相当于 Q235A,Q235A 钢为优质碳素结构钢，具有良好的塑性性、焊 接性以及压力加工性，主要用于制作冲击件、紧固件，如垫片、垫圈等， 适合冲裁加工。 工件结构形状相对较为复杂，有 2个弯曲，中间有一个没有闭合方孔，孔与边缘之间的距离满足 要求，料厚为 满足许用壁厚要求（孔与孔之间、孔与边缘之间的壁厚），可以冲裁加工。 根据零件图得知此零件为未注公差 ，工件要求不高，尺寸精度要求较低，采用 IT14 级精度，普通冲裁完全可以满足要求。 根据以上分析：该零件冲裁工艺性较好，综合评比适宜冲裁加工。 第 2 章 冲裁工艺方案的确定 工艺方案的类型 方案一：单工序模生产 , 先落料，再弯曲开口部分，后弯曲另一部分。 方案二： 采用级进模生产，先冲孔，再弯曲开口部分，后弯曲另一部分。 方案三： 采用一套级进模和一套弯曲模生 产，级进模先冲孔，在弯曲 开口部分，后落料。 弯曲模完成最后一次弯曲。 4 方案四：复合模生产。 工艺方案的选择 方案一模具结构简单， 制造周期短 ，制造简单，但需要三 副模具，成本高而精度和 生产效率低，难以满足大批量生产的要求。 方案二只 需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，模具制造工作量和成本比较高 ，但材料利用率低。 方案三需 要两 副模具，制件精度和生产效率都较高， 冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高 ， 材料利用率高。 方案四只需一副模具，但是模具结构复杂，操作复杂，不适合大批量生产。 通过对上述四 种方案的分析比较，由于工 件有 2 次弯曲，较为复杂，所以该工件采取 2 套模具设计，先级进模：冲方孔，弯曲，落料。 然后采用单工序弯曲模进行弯曲。 第 3 章 级进模的总体设计 定距方式 级进模的定距方式有两种：挡料销定距和侧刃定距。 使用侧刃定距的级进模精度较高，生产效率高，送料操作方便。 侧刃是特殊功用的凸模，根距零件的形状，该级进模在送料的方向上需要切边，侧刃可以当凸模用，这样有利于简化模具结构，减少凸模数量，因此本级进模采用侧刃定距。 操作 方式 零件 大批量生产，为达到大的生产效率，须采用自动送料的送料方式，以满足生产的需 求，同时，随着生产效率的提高，经济效益也相对于手动操作有了提升。 卸料方式 卸料有弹性卸料和刚性卸料两种，刚性卸料的卸料力大，卸料可靠。 弹性卸料的卸料力小，但它既起卸料作用又起压料作用，所得冲裁件质量好，平直度高 ，适合冲裁薄板零件。 本零件壁厚较薄，且采用级进模，冲裁长度方向长，容易变形，因此采用弹性卸料方式。 5 出件方式 因采用连续模生产，故采用向下落料出件。 送料方式 因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度 B小于送料方向的凹模长度 L 故采用横向送料方式，即由右向左（或由 左向右）送料。 第 4 章 模具设计计算 排样、条料宽度、 导 料板 导料 宽度、步距、材料利用率的计算 排样方案的选择 方案一： 横排 ，由于有弯曲，弯曲前必须将其与前面的工件断开，这就需要两侧面留有载体，因此材料利用率低。 方案二：竖排 ，由于零件在送料方向不对称，因此受力不对称。 方案三：对排 ，竖排能够很好的解决不对称的问题，且相对单排来说效率提高了一倍，生产效率高，结构对称。 由以上分析可知，因选择方案三的排样方式：对排。 条料宽度的计算 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 — △ ，由表 235 [2]查得Δ =，根据工件尺寸， 因此选取对排两工件之间的尺寸为 d=4mm，则 0 a x0 )()22()2(   bDLbLB 式中 maxL — 条料宽度方向 两 冲裁件 外侧之间 的最大尺寸； 1b — 侧刃冲切得料边定距宽度 ，通常取 1b =— ,薄料取小值，厚料取大值 ，这里取 1b =2。 L — 条料宽度方向冲裁件的最大尺寸 6 故条料宽度为。 导料板导料宽度的计算 侧刃未切条料部分导料板之间的宽度： mmZBB 39。  侧刃切去条料部分导料板之间的宽度： mmyLB 39。 m a x  式中 Z 冲切前的条料宽度与导料板间的间隙。 y 冲切后的条料宽度与导料板间的间隙，通常取 mmy ~。 步距的确定 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。 根据图 310[1]可知，冲裁件形状应尽量避免有过长的凸出悬臂和过窄的凹槽，对于软钢、黄铜等材料其宽度 tb  ，高碳钢或合金钢等硬材料 tb 2。 悬臂和凹槽的长度最大为 5b。 对本零件所用材料 mmtb  ，但是其凹槽相对较深，综合考虑，取 mmb 4。 级进模送料步距 S mmaDS a x  Dmax零件横向最大尺寸， 排样图 如下图 所示。 7 材料利用率的计算 一个步距内的材料利用率 %100 BSA 式中 A— 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 27292)( mmA  所以一个步距内的材料利用率 %% 729%100  BSA 冲压力的计算 8 冲裁力和弯曲力的计算 冲裁 力是指冲裁是凸模所承受的最大压力，包括施加给板料的正压力和摩擦阻力。 平刃口冲裁模的 冲裁力 F 一般按下式计算： bKLtF  式中 F— 冲裁力 （ N） ； L— 冲裁周边长度 (mm)； t— 材料厚度 (mm)； τ b— 材料抗剪强度 (MPa)； Ｋ — 系数； mmL )(  系数 K 是考虑到实际生产中，模。