多孔垫圈冲裁设计.docx

课程名称：金属塑性成形工艺与模具（课后作业） 学院：年级: 专业班级：学生姓名：学号：1：冲压部分：名称：多孔垫圈材料：45#钢件数：100w。要求：确定冲裁工艺方案选择模具结构形式进行必要的工艺计算（包含冲裁间隙选择、冲裁模刃口尺寸计算、冲压力及压力中心计算、排样方案选择等）选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸校核模具闭合高度及压力机参数绘制模具总装图及零件图一、零件工艺性分析：从图中可以看出，该零件的轮廓外形是近似正方形的矩形，矩形板料内部有3个孔，其中有2个孔尺寸大小完全相同。零件沿竖直中心线左右对称，且零件的厚度为3mm，属于薄板类工件。由题可知此零件为多孔垫片，生产批量为100万件，工业大规模生产中多采用冲压工艺。通过公差带查表可得冲孔件的尺寸精度要求为IT9级；落料件的尺寸精度在IT14级以下。该零件的坯料采用3 mm厚的45#钢板料，属于中厚板，零件的尺寸小，且生产批量大，而且产品的形位精度要求高（两孔之间距离）。由于落料的精度要求不高，而且下料可以达到方片的尺寸精度，这样可以节省材料，同时将落料与冲孔复合起来，提高生产效率，且模具的制造维修方便，降低模具制造的成本。二、确定冲裁工艺方案：通过查阅《金属塑性成形工艺及模具设计》等资料得到，可能的工艺方案有三种：方案一：单工序模，先落料得到67X66的矩形板料，后冲孔得到完整零件。方案二：复合模，冲孔落料在压力机的一个冲程中完成。方案三：级进模，将冲孔、落料组合在一副模具中，先冲孔再落料。单工序模的优点是单个模具简单，但需要设计两套模具，两台压力机，成本显然最高。生产过程中，半成品零件需从一个模具转移到另一个模具，加工工时最长，生产效率最低。复合模和级进模都只需要一台压力机，级进模相当于两个模具的串联，所占体积较复合模大。级进模的废料、成品都可以从下模的孔洞中掉出，省去了顶出机构，结构大卫简化。但级进模的模具是非对称的，压力中心不在几何中心处，对设计和调试不利。复合模是轴对称的，降低了设计调试的难度。其成形部分由凸模、凹模和凸凹模组成，另废料和成品分别从上下两个方向脱出，必须设置顶出机构，故复合模的结构是三者中最复杂的，但考虑到目标零件本身并不复杂，凸凹模结构相对简单，复合模的优势最大。综合考虑几种方案，我选用复合模工艺方案。三、选择模具结构形式：综合以上各方面因素的考虑，模具采用轴对称式的正装式复合模结构。凸凹模装置上模，落料凹模和冲孔凸模装在下模，在冲裁时，上模部分由压力机横杆通过推件系统推出的是冲孔废料，而冲裁件则是由安装在下模座下的顶料装置由下而上顶出。模具的导向方式采用导柱导套导向，零件的定位采用定位销定位，用挡料销挡料，进料方式采用手工进料。卸料方式为固定卸料板和橡胶垫卸料，模架用滑动后侧导向模架，模具采用螺钉安装。四、进行必要的工艺计算： 1、冲裁间隙选择： 经查落料、冲孔模初始双面间隙Z表得：当料厚t=3mm时，凸凹模间隙的最小值=0.62，最大值=0.68。2、排样方案： 排样方案有多种，因生产批量较大，为了简化冲裁模的结构，便于定位，采用单排排样方案，如下图所示：条料的宽度：模具结构无侧压装置和侧刃，则条料的宽度为：B=[Dmax+2a]=66+2×2.2=70.4mm，取整得到71mm（a为搭边距离，下面查表所得）条料的长度：手工送料，条料长度不宜超过1～1.5 m，可选条料的长度尺寸为690 mm。具体排样图如下：3、计算材料利用率：查表得，t=3mm时两工件间的搭边值a1=1.8mm；工件与条料边缘搭边值a=2.2mm. 一个进距的材料的利用率：n={S/A*B}*100%={（66*67）/（67.8*71.4）}*100%=91.35%4、计算冲压力：（1）落料力：K=1.3 L=66*2+67*2=266mmT=3mmε=370MPaF=KLtε=1.3x266x3x370=384KN （2）卸料力：=0.035x384=13.44KN （3）顶件力：=0.05x384=19.2KN（4）冲孔力： F=KLtε=2×1.3×62.83×3×370+1.3×37.68×3×370 =235.70 KN（5）推料力：F推= nK推F冲=3×0.045×236KN=31.82 KN（6）冲压力：F总= F落+ F卸+ F推=384+13.44+31.82=429.26KN5、压力中心的计算：图1图2由上图可以看出，该零件左右对称，以图中竖直中心线和底面线为坐标轴，底面线为X轴，竖直中心线为Y轴，则压力中心点必在Y轴上，即X0=0，如上图2。a=66mm Ya=67mmb=2x67=134mm Yb=33mmc=66mm