限位板级进工序冲裁-工艺设计

2008-8成都航空职业技术学院机械系模具教研室1情景Ⅰ：冲裁模具设计与制造2成形工艺设计模具设计模具零件加工设计与实施模具装配与调试情景Ⅰ-2：级进工序冲裁模设计与制造3成形工艺设计工作任务：限位板冲裁工艺设计4单工序冲压的优缺点优点：模具结构简单，成本低，工件尺寸大小及厚度受限制较小缺点：机床及场地占用率高，生产效率低，工件精度低，操作安全性低适用范围：尺寸精度较低，批量不大的冲压件5级进工序冲压的优缺点优点：工件精度较高（IT10~13级），生产效率高，操作安全性好缺点：模具结构较复杂，成本较高，对条料的定位要求高适用范围：工件尺寸及厚度较小，尺寸精度较高的大批量冲压件6冲压工艺性分析材料：A3钢普通碳素钢，有一定的塑性和强度，韧性及铸造性均好，适于冲压和焊接。其力学性能可查相关材料手册，见下表。7冲压工艺性分析工件结构工件形状简单对称，无尖角、悬臂等异型形状。尺寸中等，经查（教材P75表2.7.2，如下表）（金属冷冲压件结构要素JB/T4378.1-1999），A3钢采用无导向凸模冲孔的最小尺寸为d≥1t，φ6远大于2mm，属于经济型冲孔范围。8冲压工艺性分析尺寸精度零件图上的所有尺寸均为自由公差，一般按IT14级确定工件的公差，普通冲裁均能满足其尺寸精度要求。经查标准公差表，各尺寸公差为：38±0.31，12-0.43，φ20-0.52，φ12+0.43，φ6+0.3，R6-0.3。生产纲领大批量生产适合冲压加工。结论可以冲裁。9冲压工艺方案的确定综上分析，该限位板形状简单、尺寸精度低，仅有冲孔、落料两种工序，若采用单工序冲压，虽然模具结构简单，但需两幅模具；若采用级进工序冲压，虽模具相对复杂些，但只需一幅模具，而且操作简单、安全，生产效率高，能满足该零件大批量生产的需要。结论：冲孔-落料级进工序冲压。10相关工艺设计计算——切料尺寸条料尺寸：查《冲压模具设计与制造》表2.5.2确定搭边值：工件边缘最小搭边：a=1.8mm，考虑到剪板误差，实际取a=2.0mm；工件间的最小搭边:a１=1.5mm，考虑到剪板误差，实际取a1=2.0mm；步距为:22±0.006mm；条料宽度：采用无侧压装置送料B=(D+2a１)－Δ=(50+2×2.0)－Δ=54－０．６排样图：先学习级进模的排样要点11相关工艺设计计算——限位板的排样排样分析：该零件只有冲孔、落料两种工序应先安排先冲孔后落料为了保证孔位间的尺寸精度、节约工步，将三个孔一次冲出为了保证凹模的强度，在冲孔与落料之间安排一个空工步该限位板的排样如图12相关工艺设计计算——步距的控制限位板排样分析：该零件只有冲孔、落料两种工序应先安排先冲孔后落料为了保证孔位间的尺寸精度、节约工步，将三个孔一次冲出为了保证凹模的强度，在冲孔与落料之间安排一个空工步该限位板的排样如图定距采用安装于凹模面上的导正销。13相关工艺设计计算——材料利用率材料利用率：一个步距内的材料利用率η为：=657.95÷(54×22)×100％=55.4％%100BSA14相关工艺设计计算——切料尺寸查板材标准（GB/T708-1988），宜选600mm×2000mm的热砸钢板，每张钢板可剪裁为37张条料（54mm×600mm），每张条料可冲27个工件，每张板料可冲999个工件，则η总为：=［（999×657.95）/600×2000］×100％=54.8％即每张板材的材料利用率为54.8％。%1001LBnA总15相关工艺设计计算——压力中心如图所示凹模型孔图，建立坐标系xoy，由于工件y方向对称,故压力中心的y在ox轴上。压力中心的x=(L2×x2)/(L1+L2)=［(2π×6+π×12)×44］/［π(2×6+12)+(12π+81.1)］≈17.08mm所以该压力中心的坐标为B（17.08，0）。考虑到工件尺寸不大（冲裁力不大），压力中心偏离两工序中点较小，为了便于模具的加工装配，模具中心仍选在两工序中点A（22，0）。若选用J23-63冲床，原压力中心仍在压力机模柄孔投影面积范围内。16相关工艺设计计算——冲压力的计算落料力F落=1.3L落tτ=1.3×118.78×2×372≈114.9(KN)其中τ按非退火A3钢（Q235）板查得。冲孔力F冲=F冲小+F冲大=1.3（L孔小+L孔大）tτ=1.3×（2π×6+12π）×2×372≈72.9(KN)初步确定模具采用弹性卸料下出件的级进模结构，故卸料力F卸=K卸（F落+F冲）=0.05×187.8=9.39(KN)推件力F推=nK推(F落+F冲)=3×0.55×187.8=309.87(KN)其中K卸、K推查表，n=3，是因每个孔中卡三个（6/2）零件，见表。17相关工艺设计计算——压力机的确定总冲压力因暂定采用弹性卸料下出件的级进模结构，那么总冲压力包括冲裁力、卸料力和推件力。故F总=F落+F冲+F卸+F推=114.9+72.9+9.39+309.87=507.06(KN)实验室的冲床J23-63，公称压力为630KN，能满足要求。18填写冲压工艺规程卡限位板冲压工艺规程卡的填写结束19材料厚度t圆形或圆角r＞2t的工件矩形件边长L＜50mm矩形件边长L≥50mm或圆角r≤2t工件间a1侧面a工件间a1侧面a工件间a1侧面a1.2～1.61.01.21.51.81.82.01.6～2.01.21.51.82.52.02.22.0～2.51.51.82.02.22.22.52.5～3.01.82.22.22.52.52.8表2.5.2最小搭边值20表2.6.1卸料力、推件力、顶件力系数材料厚度t（mm）KXKTKD钢≤0.10.065～0.0750.10.14＞0.1～0.50.045～0.0550.630.08＞0.5～2.50.04～0.050.550.06注：卸料力系数KX，在冲多孔、大搭边和轮廓复杂制件时取上限值。21表2.9.4冲裁凹模刃口型式及主要参数刃口型式序号简图特点及适用范围直筒形刃口2①刃口强度较高，修磨后刃口尺寸不变；②凹模内易积存废料或冲裁件，尤其间隙较小时，刃口直壁部分磨损较快；③用于冲裁形状复杂或精度要求较高的零件；3①特点同序号2，且刃口直壁下面的扩大部分可使凹模加工简单，但采用下漏料方式时刃口强度不如序号2的刃口强度高。②用于冲裁形状复杂或精度要求较高的中小型件，也可用于装有顶件装置的模具。主要参数材料厚度t(mm)α(｀)β(°)刃口高度h(mm)备注＜0.5152≥40.5～1≥51～2.5≥622公称厚度下列宽度的最小和最大长度600800100012501500200025000.5、0.61200150025003000————0.820001500————1.016002000————1.2———1.520006000200060002000600020006000——2.0——2.5——3.0——3.5——表热砸钢板和钢带的规格尺寸（mm）2324