衬板冲压课程设计(编辑修改稿)

衬板冲压课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。 上述两大类按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形 (胀形、翻边、缩口和旋压 )四种基本工序，还有其他爆炸、电水、电磁、激光冲击和超塑性的成形方式。 生产中不能以一种工序独立作业，有时候要多工序组合加工，灵活运用。 冲压生产靠压力机和模具完成加工过程，与其他加工方法相比，在技术与经济方面具有下列 特点： （ 1）冷冲压是少、无切屑加工方法之一，所获得的冲压件一般无需再加工。 （ 2）普通压力机每分钟可生产几十件，高速压力机每分钟可生产千件以上，是一种高效率的加工方法。 （ 3）冲压件的尺寸精度由模具保证，所以质量稳定，互换性好。 （ 4）冷冲压可以加工壁薄、重量轻、刚性好、形状复杂的零件，为其他加工方法所不能替代。 另外，冷冲压加工不需加热、无氧化皮，表面质量好，操作方便，费用较低。 随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技 术，主要以以计算机辅助设计技术为主，像 CAD 和 PRO/E等绘图软件， CAE/CAM 的计算机辅助模拟软件与计算机辅助制造软件。 技术经验与软件模拟是未来模具发展的趋势。 随着科学技术的发展，模具制造技术越来越先进，模具设计制造向着现代化、标准化和专业化生产方向发展。 高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝线切割技术和磨削及抛光加工技术等等，必将成为模具制造技术的主流。 3 第二章 零件工艺性分析 如下图 11 所示，该零件为衬板，材料为 30 钢的板材，厚度为 2mm，大批量生产。 该冲压件的材料为 30 钢，优质碳素钢，塑性好，易成形，具有良好的可冲裁性能。 其抗剪强度 M P a480~360b  ，抗拉强度 M P a600~450b 。 该零件结构简单，只需冲孔和落料两个基本工序即可。 工件的结构简单，为一带圆角的长方形，长宽分别为 62 和 44；零件呈轴对称分布，零件中心为一直径为 17 的圆孔，在零件的四 角分布直径为 的圆孔；在长度方形上两圆孔的中心距为 50，宽度方向上的中心距为 32。 冲裁件的外形应尽量避免有尖锐的角，在各直线连接处，应由适当的圆角。 为提高模具寿命，所以将连接处用 R 为 6mm 的圆角过渡。 该工件只有冲孔个落料两个工序，材料 30 钢为软料钢，在冲孔是应有一定的凸凹模间隙。 工件的尺寸全部为自由公差 ,可看作 IT14 级，尺寸精度较低，普通冲裁就能满足要求，不需要采用精冲或修整等特殊冲裁方式。 图 11 衬板零件图 第三章 生产工艺方案制定 根据制件工艺性分析，其基本工序有落料、冲孔两种。 按其先后顺序组合，可得如下几种方案： （ 1）先冲孔，后落料，单工序冲压； （ 2）冲孔 —— 落料，单件复合冲压 （ 3）冲孔 —— 落料级进冲模。 采用级进模生产。 （ 1）单工序模：单工序模是指只有一个工位，只完成一道工序的冲模，它可分为冲裁模、弯曲模、拉伸模、翻孔模和整形模等。 由于采用单工序模，模具制造简单，维修方便。 但生产率低，工件精度低，不适合大批量生产。 （ 2） 级进模：级进模又叫连续模，压力机的一次行程中，在模具的不同位置完成两道或两道以上的工序。 级进模生产率高，便于实现机械化、自动化，但 模具制复杂，调整维修麻烦工作精度低。 （ 3） 复合模：压力机的一次行程中，在模具的相同位置完成两道或两道以上的工序。 采用复合模加工成形，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。 综上所诉：由于此工件有落料有冲孔，单工序不易于实现，而工件精度要求不高，在冲孔和落料之间有足够的距离，由于该工件较简单，复合模的制造不是很复杂，所以应该选择容易实现且符合工件工艺条件的复合模。 利用复合模能够在模具的同一部位上同时完成制建的落料和冲孔工序，从而保证冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度和平整性、成产效 率高，且适合于大批量成产。 5 第四章 模具结构的选择 复合模又可分为正装式和倒装式。 正装式特点。 工件和冲孔废料都落在凹模孔，必须加以清除后才能进行下一次冲裁，因此操作不方便，也不安全，对多孔工件不宜采用，但冲出的工件表面比较平直。 倒装式特点。 冲料由冲孔凸模冲入凹模洞口中，积累到一定数量，由下模漏料孔排出，不必清除废料，操作方便，应用很广，但工件表面平直度较差，凹凸模承受的张力较大，因此凹凸模的壁厚应严格控制，以免强度不足。 经分析，此工件有两个孔，若采用正装式复合模，操作很不方便，另外 ，此工件无较高的平直度要求，工件精度要求也低，所以从操作方便、模具制造简单等方便考虑，决定采用倒装式复合模。 送料装置有手动送料和自动送料两种；自动送料装置是独立完整的控制机构，在一定时间内不需要人工进行操作而自动完成冲压工作适合零件的大批量生产。 因为条料的厚度不是很厚，可采用弹性卸料装置；由于固定卸料方式结构简单但调整不太方便，废料切刀装置适合尺寸大、厚度大的条料，而弹性卸料装置既能起卸料作用又能起压料作用，所得工件质量较好，平直度较高；故综合考虑选择弹性卸料装置比 较合适，采用弹性卸料版。 该模具采用倒装式复合模，其推件装置一般是刚性的，由打杆、推板、连接杆和推件块组成；由于刚性推件装置的推件力大，工作可靠，适合条料较厚的条料。 该推件装置是安装在上模座上，把工件向下从凹模内推出，故为下出件方式。 定位方式分为横向和纵向两种，横向定位只能保证条料有正确的送进方向，而纵向定位能控制条料一次送进的步距，可保证纵向搭边值，故选择纵向定位方式为宜，选择弹顶式挡料销纵向定位，安装在复合模的弹压卸料板上，工作是可随凹模下行而压入孔内，工作很方便。 导 向装置有许多，分为导板式导向装置、导柱导套式导向装置和滚珠式导向装置；如用导板导向，则在模具上安装不方便，而且阻挡操作者视线，所以不采用；若用滚珠式导柱导套进行导向，则虽然导向精度高，寿命长，但结构比较复杂，所以也不采用；针对这次加工的产品精度要求不高，采用滑动式导柱导套进行导向即可。 而且零件在压力机上的安装比较简单，操作又方便，还可降低成本。 第五章 排样设计 排样方法很多，有直排、斜排、直对排、混合排、多排和冲裁搭边。 对于简单几何形状，如矩形的冲件宜采用直排排样形式。 直排可采取无搭边 和有搭边的两种方式。 无搭边排样方式 无搭边排样其产生的废料极少，此种排样方法是沿直线或曲线切断条料而获得冲件，无任何搭边。 冲件的质量和模具的寿命更差一些，但材料的利用率最高。 如下图 51 所示： 有搭边排样方式 此种排样方式是沿冲件全部外形冲裁，在冲裁周边都留有搭边，因此材料的利用率低，但冲件的尺寸完全有冲模来保证，因此精度高，模具寿命也高，生产中绝大多数冲裁件都是采用这种有废料排样。 查《冲压工艺及模具设计》表 210，确定搭边值 a， a1。 当 t=2mm 时 ， a=2,a1=2。 表 210 最小工艺搭边值 材料厚度 t 圆件 r2t 的圆角 矩形件边长 l≤50 矩形件边长 l≤50或 r≤2t a a1 a a1 a a1 ~。 采用无测压装置。 所以 B=D+2a+Z （ 51） 式中 D— 条料的宽度， Z— 导尺与最宽条料之间的最小间隙，查《冷冲压工艺及模具设计》表 2－ 13 得 Z=。 所以 B=（ 62+22+） =（ mm） 表 213 最小双面导料间隙 Z 条料宽度 B 板料厚度 t ≤1 1~2 2~3 3~4 ≤100 图 51 无搭边排样 7 100~200 200~300 ，如下图 52； 导尺间距离 A A=B+Z=D+2a+2Z=62+22+2=（ mm） （ 52） 步距 S 对于无搭边排样 S=44mm， 对于有搭边排样 S1=(44+2)mm=46mm。 材料利用率   = AF1Ln 100% （ 53） 式中 n— 板料上实际冲裁的零件数量； F1— 一个冲裁件的实际面积， 2mm。 L— 条料长度， mm ； A— 条料宽度， mm。 若取工件数 n=10 件，则料长为 L=10D1+9b。