设计要求:设计该零件的冲裁模
冲压件图如下图所示
冲压技术要求:
1.材料:H62
2.材料厚度:4mm
3.生产批量:中批量
4.未注公差:按IT14级确定.
2 .零件的工艺性分析.
2.1 零件的工艺性分析 该零件材料为H62(黄铜)结构简单,形状对称,凹模宽度B=12≥1.2t(t 为材料厚度) ,冲孔时有尺寸为
φ6.52
.00+ >φ5.2
15
.00
+ 根据课本 P86页知冲孔时,因受凸模强度的
限制,孔的尺寸不应太小.冲孔的最小尺寸取决于材料性能,凸模的强度和模具结构等.根据表3-3可查得圆形孔最小值得
d=0.9t=0.9X4=3.6mm<φ5.215
.00+所以满足工艺性要求.
冲裁件孔与孔之间:孔与边缘之间的距离受模具的强度和冲裁件质量的制约,其值不应过小,一般要求C ≥(1～1.5)t,C ′>(1.5～2)t 所以由冲件图可知
C 1=12-5.2/2-6.5/2=6.15>1X4=4, C 2=88.9-21-29.4-31.5-2-2.5=2.5<1X4=4, C ′=18/2-6=3<1.5X4=6.
由以上可知孔与孔之间距离C 1满足工艺性要求, C 2至少增加1.5才能满足工艺性要求,而孔到边缘的距离至少增加3才能满足工艺性要求,因此必须在总长88.9加上1.5,即总长为90.4才能满足工艺性要求,总宽18加上3X2,即总宽为24才能满足工艺性要求.
由以上分析可得,冲件的长改为90.4 ,宽改为24 才能满足工艺性要求,如图2—1所示,如果征得有关同意,我们才能继续做下一步的设计.
图2-1 工件图
2.2 冲裁件的精度与粗糙度
冲裁件的经济公差等级不高于IT14级,一般落料公差等级最好低于IT10级,冲孔件公差等级最好低于IT9级,由表3-5可得落料公差,冲孔公差分别为0.40,0.08.而冲件落料公差,最高精度冲孔公差分别为0.5,0.15由表3-6得孔中心距公差±0.15而冲件孔中心距最高精度公差为±0.25,因此可用于一般精度的冲裁,普通冲裁可以达到要求. 由于冲裁件没有断面粗糙度的要求,我们不必考虑.
2.3冲裁件的材料
由表1-3可得,H62(黄铜),抗剪强度τ=255Mpa,断后伸长率35%,此材
料具有良好的塑性级较高的弹性,冲裁性较好,可以冲裁加工.
2.4确定工艺方案.
该冲裁件包括落料和冲孔两个基本工序,可采用的冲裁方案有单工序冲裁,复合冲裁和级进冲裁三种.零件属于中批量生产,因此采用单工序须要模具数量较多,生产率低,所用费用也高,不合理;若采用复合冲,可以得出冲件的精度和平直度较好,生产率较高,但因零件的孔边距太小,模具强度不能保证;用用级进模冲裁时,生产率高,操作方便,通过合理设计可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题,根据以上分析,该零件采用级进冲裁工艺方案.
3.冲压模具总体结构设计
3.1模具类型
根据零件的冲裁工艺方案,采用级进冲裁模.
3.2 操作与定位方式
零件中批量生产,安排生产可采用手工送料方式能够达到批量生产,且能降低模具成本,因此采用手工送料方式.零件尺寸较大，厚度较高，保证孔的精度及较好的定位，宜采用导料板导向，导正销导正，为了提高材料利用率采用始用挡料销和固定挡料销。
3．3 卸料与出件方式
考虑零件尺寸较大，厚度较高，采用固定卸料方式，为了便于操作，提高生产率，冲件和废料采用凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。
3.4模架类型及精度
由于零件材料较厚，尺寸较大，冲裁间隙较小，又是级进模因此采用导向平稳的中间导柱模架，考虑零件精度要求不是很高，冲裁间隙较小，因此采用Ⅰ级模架精度。
4．冲压模具工艺与设计计算
4．1 排样设计与计算
该冲裁件材料厚度较厚，尺寸大，近似方形，因此可采用横排和直排比较合理,如图4-11，4-12所示。
图4-1（横排）
图4-2（直排）
对图4-12有：
查表3-18，表3-19，表3-20，取a=3.5X1.2=4.2mm, a1=3.2X1.2=3.84mm, △=1.0mm Z=0.5mm.
因此根据式3-13，条料的宽度为
B0
∆
-=（D max+2a+z）0
∆
-
=0
1
0.5)
2X4.2
(90.4
-
+
+=0
1
99.3
-
mm
进距为:s=24+a1=24+3.84=27.84mm
根据3-14，导板间距为：
B0=B+Z=D max+2a+2z=99.3+0.5=99.8mm
由零件图在CAD用计算机算得一个零件的面积为1807.58mm2
一个进距内的坯料面积:
B X S=99.3X27.84=2764.51mm2,
因此材料利用率为:
η=(A/BS)X100%
=(1807.58/2764.51)X100%
=65.39%
同理可算得图4-11的材料利用率为60%.
由利用率可知,图4-12的排样合理.
4.2 设计冲压力与压力中心,初选压力机.
(1).冲裁力根据零件图,用CAD可计算出冲一次零件内外周边之和L=355.96mm(首次冲裁除外),又因为τ=255Mpa,t=4mm,取K=1.3,则根
据式3-18,F=K Ltτ=1.3X355.96X4X255=471.99 KN
卸料力:查表3-22,取K x=0.06,则
Fx=K x F=0.06X471.99=28.32 KN
推件力:由表3-28,根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h≥8mm,为了修模时能保证模具仍具有足够的强度,所以直壁高度取h=8+6=14mm,故n=h/t=14/4=3.5,查表3-22,取K T=0.09则
F T=n K T F=3.5X0.09X471.99=148.68 KN
由于采用固定卸料和下出件方式,所以
F∑= F+F T=148.68+471.99=620.67 KN
