安装板冲裁成形工艺与模具设计

项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计项目目标1、了解冲压成形工艺的基本特点和应用。2、了解冲压件常用原材料与冲压设备。3、了解冲压成形的基本工序。4、能分析并划分简单冲裁件的工艺与工序。5、能确定合理的常用冲压材料的冲裁间隙、刃口搭边值等参数。6、能计算冲裁模的凸、凹模刃口尺寸与冲裁力、压力中心等参数。7、能设计简单冲压件的单工序冲裁模与复合冲裁模具结构。8、能设计简单的侧向冲裁的冲压模具结构。项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计安装板零件的材料为热轧冷成形用钢板SPHC，材料厚度为t=2mm。零件有比较规则的外形轮廓，有两个mm，中心距52±0.3mm的孔。一、常用冲压材料冲压材料是影响其产品质量模具寿命的重要因素，冲压件通常是由板材加工而成，在选择冲压件材料时，要科学合理地评估材料的冲压性能，正确掌握板材冲压性能与冲压成形工艺的关系，要求既能发挥冲压材料的特性，又能降低材料成本同时保证冲压模具生产的稳定性。1、热轧钢板热轧钢是一种优质碳素结构钢，含碳量约0.10％～0.15％，属于低碳。常用于横梁、纵梁、底盘结构件、支撑件与制造成形性要求较高的零部件。2、冷轧钢板项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计3、不锈钢不锈钢是指含铬量达到11%以上的高合金钢，其主要的特征是耐腐蚀性及耐热性，具有不锈性与表面光辉性。在冲压成形中应用的不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢以及马氏体不锈钢。4、涂镀层钢板为防止各种酸或碱性的空气、湿气、水、油等物质对冲压件的腐蚀，新的镀层钢板因此而被开发。二、冲压设备JA31—160A曲柄压力机型号的意义是：J—第一类机械压力机；A—参数与基本型号不同的第一种变型；3—第三列；1—第一组；160—公称吨位为160t；A—结构和性能对原型做了第一次改进。1、剪板机项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计2、曲柄压力机项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计开式双柱可倾式压力机的规格型号与技术参数型号公称压力/KN滑块行程/mm行程次数/(次/min)最大闭合高度/mm连杆调节长度/mm工作台尺寸(前后×左右)/(mm×mm)电动机功率/KW模柄孔尺寸/mmJ23-10AJ23-1610016060551451201802203545240×360300×4501.11.5φ30×50J23-25JD23-25J23-40JC23-25J23-63JB23-63JC23-632502504004006306306306510～100809013010012055/1055545/90655040/805027027033021036040036055506550808080370×560370×560460×700380×630480×710570×860480×7102.22.25.545.57.55.5φ50×70J23-80JB23-80J23-100J23-100AJA23-100JB23-100J23-1258008001000100010001000125013011513016～140150150130454538456060383804174804004304304809080100100120120110540×800480×720710×1080600×900710×1080710×1080710×10807.57107.5101010φ60×75J23-160160020040570120900×136015φ70×80项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计3、摩擦压力机4、油压机三、冲压基本工序冲压工序是指一个或一组人，在一个工作地点对同一个或同时对几个冲压件所连续完成的那一部分冲压工艺过程。一个冲压件往往需要经过多道冲压工序才能完成，由于冲压件的形状、尺寸、精度、生产批量、原材料等的不同，其冲压工序也是多样的，但大致可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序是指在冲压过程中，使冲压工序与板料沿一定的轮廓线相互分离的工序。例如切缺、切断、落料、冲孔等。成形工序（也称塑性成形）是指材料在不破裂的条件下产生塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和精度要求的零件的工序。例如弯曲、拉深、成形、冷挤压等。项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计分离工序工序名称工序简图特点与应用落料将材料沿封闭轮廓分离，被分离下来的部分大多是平板形的零件或工序件冲孔将废料沿封闭轮廓从材料或工序件上分离下来，从而在材料或工序件上获得需要的孔切断将材料沿敞开轮廓分离，被分离的材料成为零件或工序件冲缺将材料从工件外围周边上分离出废料，获得工件需要的槽或缺口形状切舌将材料沿敞开轮廓局部而不是完全分离，并使被局部分离的部分达到工件所要求的一定位置，不再位于分离前所处的平面上切边利用冲模修切成形工序件的边缘，使之具有一定直径，一定高度或一定形状剖切用剖切模将成形工序件一分为几，主要用于不对称零件的成双或成组冲压成形之后的分离项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计四、冲裁成形工艺冲裁是利用冲压模具使一部分材料与另一部分材料实现分离的冲压工艺方法，是冲压加工方法中的基础工序。应用广泛，该工序既可以直接冲压出所需的零件，又可以为其他冲压工序制备毛坯。冲裁分为普通冲裁和精密冲裁，普通冲裁是常见的冲裁工艺，材料在分离时由于受到冲裁力的作用，在凸、凹模刃口之间的材料，除了受剪切变形之外，还存在着拉、弯、横向挤压等变形，材料最终是以撕裂形式实现分离的。项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计冲裁过程大致可以分为三个阶段：弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段。1、冲裁过程分析项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计对普通冲裁零件的断面作进一步的分析，可以发现这样的规律，零件的断面与零件平面并非完全垂直，而是带有一定的锥度；除光亮带以外，其余均粗糙无光泽，并有毛刺和塌角。冲裁断面上各区域分别为：塌角带(又称塌角)、光亮带(又称光面)、断裂带(又称毛面)、毛刺。项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计2、冲裁间隙ATZDdZZ表示双面间隙如无特殊说明，冲裁间隙就是指双面间隙。值可为正，也可为负，但在普通冲裁中均为正值。项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计3、冲裁间隙值的确定项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计（1）理论确定法主要是根据凸、凹模刃口产生的裂纹相互重合的原则进行计算。002()tan2(1/)tanZththt（2）经验公式确定法实际生产中常应用以下经验公式来确定合理间隙值：Zmt项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计（3）查表法查表法是企业中设计模具时普遍采用的方法之一Z材料双边间隙（t%）Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类低碳钢08F、10F、10、20、Q235-A6～1414～2020～25中碳钢45、不锈钢1Cr18Ni9Ti、4Cr13膨胀合金4J297～1616～2222～30高碳钢T8A、T10A、65Mn16～2424～3030～36纯铝1060、1050A、1035、1200铝合金(软)3A21、黄铜(软)H62、纯铜(软)T1、T2、T34～89～1213～18黄铜(硬)H62、纯黄铜Hbp59-1、纯铜(硬)T1、T2、T36～1011～1617～22铝合金(硬)2A12、锡磷青铜QSn4-4-2.5、铝青铜QA17、铍青铜QBe27～1214～2022～26镁合金MB1、MB83～5电工硅钢D21、D31、D415～1010～18项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计4、冲裁件的排样与搭边根据材料经济利用程度，排样方法可分为有废料、少废料和无废料排样三种。根据制件在条料上的布置形式，排样又可分为直排、斜排、直对排、混合排、多排等多种形式。排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料称为搭边。搭边的作用如下：①补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件。②增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率。③可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉入模具间隙，从而提高断面质量和模具寿命。搭边值对冲裁过程及冲裁件质量有很大的影响，因此一定要合理确定。搭边值过大，材料利用率低；搭边值过小，搭边的强度和刚度不够，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲裁件毛刺，有时甚至单边拉入模具间隙，造成冲裁力不均，损坏模具刃口。搭边值的大小主要取决于如下几个方面。①材料的力学性能：硬材料的搭边值可小一些，软材料、脆材料的搭边值要大一些。②材料厚度：材料越厚，搭边值也越大。③冲裁件的形状与尺寸：零件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值越需取大些。④送料及挡料方式：用手工送料，有侧压装置的搭边值可以小一些；用侧刃定距比用挡料销定距的搭边值要小一些。⑤卸料方式：弹性卸料比刚性卸料的搭边值小一些。项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计5、冲裁模凸、凹模刃口尺寸计算在冲裁过程中，凸、凹模的刃口尺寸及制造公差直接影响冲裁件的尺寸精度。合理的冲裁间隙也要依靠凸、凹模刃口尺寸的准确性来保证。因此，正确地确定冲裁模刃口尺寸及制造公差，是冲裁模设计过程中的一项关键性的工作。项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计（1）凸模与凹模分别加工时凸、凹模刃口尺寸的计算分别加工是指凸模和凹模分别按图纸要求加工至尺寸。这种加工主要适用于圆形或简单形状的工件，故此类工件冲裁的凸、凹模制造相对简单，精度容易保证。设计时需要在图纸上分别标注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。为了保证冲裁间隙在合理范围内，需满足下列关系式：maxminpdZ≤Z设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上，冲裁问隙通过减小凸模刃口的尺寸来取得；设计冲孔模时以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口的尺寸来取得。①落料max0ddDDx②冲孔0minppddx③孔心距min0.50.125dLL（2）凸模与凹模配合加工时凸、凹模刃口尺寸的计算项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计配合加工方法是先按照工件尺寸计算出基准件凸模（或凹模）的公称尺寸及公差尺寸，然后配制另一个相配件凹模（或凸模），这样很容易保证冲裁间隙，而且可以放大基准件的公差，也无需校核，同时还能简化模具设计的绘图工作。设计时，只要把基准件的刃口尺寸及制造公差详细注明，而另外一个相配件只需在图纸上注明：凸（凹）模刃口尺寸按凹（凸）模的实际尺寸配制，保证双面间隙Z即可。①落料模刃口尺寸计算如图所示的落料件。项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计工件和落料凸、凹模尺寸图(a)工件尺寸(b)落料凹模尺寸(c)冲孔凸模尺寸项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计a、凹模磨损后刃口尺寸变大，按落料凹模尺寸公式计算，即：max0ddAAxb、凹模磨损后刃口尺寸变小，按冲孔凸模尺寸公式计算。即：0minddBBxC、凹模磨损后刃口尺寸大小不变化，计算时按凹模孔距公式进行。即：0.125dCC平均项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计6、冲压力冲压力是冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总称。（1）冲裁力PKLt（2）卸料力PKP卸卸（3）推件力PnKP推推（4）顶件力PKP顶顶五、冲裁模主要零部件结构设计1、凸模结构设计凸模的结构形式主要根据冲裁件的、形状、尺寸以及加工工艺等条件决定的，其凸模刃口截面轮廓形状通常分为规则的和不规则的，其结构形式有整体式、镶拼式、台肩式、直通式、和护套式等；常用的固定方法有台阶固定、铆接固定、螺钉直接固定、销钉固定等。项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计（1）台肩式凸模如下图所示：项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计（2）直通式凸模如下图所示：1—直通式凸模2—固定板3—垫板（3）凸模长度的确定项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计采用固定卸料板和导料板时，凸模长度按下式计算：123Lhhhh采用弹性卸料板时，凸模长度按下式计算：12Lhhth项目一安装板冲裁成形工艺与模具设计2、凹模结构设计（1）凹模刃口形式常用凹模刃口形式如图所示