方形垫片冲孔模设计

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1、1.加工零件的工艺性分析工件名称：方形垫片（平直度较高）；工件简图：如图11所示；生产批量：大批量；材料：Q235A；材料厚度：1mm。1．1 材料由图11分析知：Q235A号钢，强度、硬度很高，塑性好，抗失稳起皱能力强，表面质量良好。冲压性能良好，综合分析适合冲裁加工。1．2 工艺性工件的公差等级不高，端面粗糙度没有特别要求，当冲裁厚度小于2mm的金属板料时粗糙度可达Ra12.5~3.2，工件结构相对简单、规则，没有过长的突出悬臂和过窄的凹槽，孔径大小为Φ5mm，孔心距和孔边距合适，为节约成本，采用手工送料的的方式，所以满足冲裁要求。1．3 尺寸精度由零件所标注的尺寸中可以看见，孔的尺

2、寸精度为IT12，其余全部是自由公差，可以看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。外型尺寸是分别是160mm 和130mm故是小型零件。图样中精度及断面质量均没有特别的要求。查《冲压与模具设计》标准公差表（36），各尺寸公差为：160+0.5 mm130+0.3mm断面质量按一般标准处理。根据生产实践可知其装配关系大致为一般的普通冲孔模形式的改进。综合上述分析得知：该工件适合冲裁加工。2冲裁工艺方案的确定2．1 冲载方案根据工件变形方式，考虑工序组合，可以有如下三种冲载方案：方案一：设计两个单工序模分两次冲裁加工；优点：模具结构简单，制造周期短，制造简单，模具寿命长，定位基

3、准统一且与设计基准重合，回弹小容易控制，尺寸精度高，操作方便。缺点：工序分散，模具、设备、操作人员需求多，劳动强度大，安全性不高。精度较低，冲件平整度一般。方案二：侧刃定距的级进模；优点：定位精度高，生产效率高，送料操作方便，比较安全。缺点：材料消耗增大，冲裁力增大，成本高，工件的平整度低，高质量的件需校平材料要求严格。方案三：固定档料销和导料销的正装式复合模；优点：适合于冲裁板料较薄的平直度要求较高的冲件，顶件力大小容易调节，效率高，凸凹模内不积存废料，涨力小，不易破裂，精度高，模具寿命长。缺点：不宜用高速自动压力机，且要有安全装置，模具制造周期长。通过对上述3 种方案的综合分析比较，

4、该工件的复合冲压生产采用方案三为佳。即采用固定档料销和导料销定位的正装式复合模。3 排样3．1 计算毛坯尺寸，合理排样并绘制排样图，计算出材料利用率。3.1.1 排样方式的选择方案一：有废料排样沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。方案二：少废料排样因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。方案三：无废料排样冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废

5、料排样的具体形式选择直排最佳。3．2 搭边值的确定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叫做搭边。搭边的作用有两个：一是补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件。二是可以增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。或影响送料工作。根据零件形状，查冲压模具设计手册得工件之间搭边值a=2.5mm工件与侧边之间搭边值a1=2.0mm 3．3 条料宽度的确定在排样方案和搭边值确定之后，就可以确定条料的宽度和导料板之间的距离，条料是有板料裁剪下料而得，本次

6、选用的是无侧压装置，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值—△，查冲压模具设计手册得：△=0.7Z=0.500条料宽度B-△=（Dmax＋2a+Z）-△（公式317）0=（160+2x2.5+0.5）-0.60=165.5-0.7式中Dmax条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；a冲裁件之间的搭边值；△板料剪裁下的偏差（其值查表）。3．4 材料利用率的计算其一个步距内的材料利用率η可由下式计算得出：η=A/BSx100%（315）2=（160x65—2xΠ2.5 ）x2/165.5x132x100%=94.85%2式中：A 一个步距内冲裁件的实际面积（mm ）；B条料宽度（mm）；S 步

7、距（mm）。4 压力机的选择4．1 冲裁力的计算用平刃冲裁时，其冲裁力Ｆ一般按下式计算：F=KLtτb(公式324)式中F—冲裁力（N）；L—冲裁周边长度(mm)；t—材料厚度(mm)；τb—材料抗剪强度（MPa）；K—系数，系数Ｋ是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取Ｋ=1.3。为计算方便，也可按下式计算：F≈Ltσb （325）σb材料抗拉强度（MPa）；