1.冲压工艺性分析及冲压模方案确定
工件名称:端盖
生产批量:大批量
材料:F
08
材料厚度:2mm
零件图
1.1 冲压工艺性分析
(1)冲压件为F 08钢板,是优质碳素结构钢,具有良好的可冲压性能; (2)该工件没有厚度不变的要求,因此工件的形状满足拉深工艺要求。
各圆角尺寸R=1mm ,满足拉深对圆角半径的要求。
由φ24+00.23mm 查参考文献[1]中表7.14可知它的尺寸精度为IT13级,满足拉深工序对工件的公差等级的要求。
(3)该零件的外形是圆形,比较简单、规则。
工件中间有孔,且孔在平面上,。
这部分可以用冲裁工序完成.
(4)零件图上未标注尺寸偏差的,可按IT14级确定工件尺寸的公差。
经查参考文献[1]中表7.14,各尺寸为: 6.1-00. 36mm R10036.0-mm R7036.0-mm
3.005+φmm 48435.0±mm 。
1.2 工艺方案及模具结构的确定
根据工件的根据工件的工艺性分析,可知冷冲压要完成的基本工序有:拉深、落料、冲孔和整形。
由此制定两套工艺方案:
方案一:先落料,然后冲孔,再拉伸,三个简单模,此方案模具结构简单,使用寿命长,制造周期短,但是需要三道工序,三套模具才能完成零件的加工,生产率低,难以满足零件大批量生产的要求,而且工件尺寸的累积误差大,所需要的模具操作人员也比较多。
方案二:拉深、落料、冲孔复合模。
此方案模具结构紧凑,工序集中,对压力机工作台面的面积要求较小,且内外形相对位置及零件尺寸的一致性非常好,制件面平直,并且制造精度高。
缺点是结构复杂,安装、试和维修不方便,制造周期长。
由零件图可知,圆筒件部分的拉深尺寸不大,亦可一次拉成,可以考虑采用复合模;又由于产品批量较大,工序分散的单一工序生产不能满足生产需求,应考虑集中的工艺方法。
经综合分析论证,采用拉深、落料、冲孔复合模既能满足生产量的要求,又能保证产品质量和模具的合理性,故采用方案二。
2 模具的设计
2.1 落料模设计计算
2.1.1毛坯尺寸及排样 根据公式
D=rd dH dp 44.34)2(2-++δ
计算出展平后φ38mm 所变化成的直径大小。
D=20144.31.4204)638(⨯⨯-⨯⨯++
=46.85mm
所以中心距48mm 变为: L=46.85-38+48=56.85mm
冲裁件毛坯直径D=46.85mm 查参考文献[1]中表2.8得
最小搭边量mm a mm a 5.1,21==。
条料宽度:mm b 85.74227785.56=⨯+++=
进距:mm b 35.485.185.46=+=
一个进距材料利用率:%100⨯=
bh
nA
η %10035
.4885.742271.49661⨯⨯⨯=
%8.62=
排样图
2.1.2压力中心
此工件是对称形状的冲裁件,其压力中心位于轮廓图形的几何中心上。
2.1.3 冲裁工艺力
该模具采用弹性卸料和上出件方式。
(1)落料力
b Lt L F στ≈=t 3.1 其中,L=182.789mm t=2mm
查参考文献[1]中表2.12可取08钢 mpa 350b =σ
故 F=182.789×2×350 =127952.3 (2)卸料力 F K F ⋅=卸卸
查参考文献[1]中表2.10得05.0=卸K 则82.20705.0⨯=卸F KN 39.10= (3)顶件力
落顶顶F K F ⋅=
查参考文献[1]中表2.10得06.0=顶K 落F 则82.20706.0⨯=顶F KN 47.12= 2.1.4 落料模刃口尺寸
查参考文献[1]中表2.12得:mm Z mm Z 22.0,26.0min max ==
查参考文献[1]中表2.17得因数:5.0=x
对零件图中未注公差的尺寸,查参考文献[1]中表 2.14得R10036.0-mm R7036.0-mm 48435.0±mm 。
本例工件采用凸凹模配合加工的方法。
现以凹模作为基准件,根据凹模磨损后的尺寸变化情况,将零件图中各尺寸进行分类:
A 类尺寸:R10036.0-mm 028.038-φmm ;
B 类尺寸:R736
.00+mm ;
C 类尺寸:48435.0±mm ; 凹模刃口尺寸计算如下:
A d =(A-x ∆)4
/0∆
10d =(10-0.5⨯0.36)4/36.00+ =9.8209.00+mm
38 d =(38-0.5⨯0.28)4/28.00+ =37.8607.00+mm
B d =(B+x ∆)04/∆- 7d =(7+0.5⨯0.36)04/36.0- =7.18009.0-mm
C d =C 8
∆
±
48d =488
87
.0±
=48±0.10875mm
凸模的刃口尺寸按凹模的实际尺寸配制,并保证双面间隙0.22~0.26mm 。
根据公式H=Kb 1 取凹模厚度为H=22mm ,取凹模壁厚C=2H=44mm 。
落料凹模
2.15冲孔模设计计算
(1)计算冲压力
F 1=b Lt σ=π⨯5⨯2⨯350 =10990N F 2=π⨯18⨯2⨯350 = 39564N (2)刃口尺寸
查参考文献[1]中表2.12得:mm Z mm Z 22.0,26.0min max ==; 查参考文献[1]中表2.14得:mm mm d p 02.0,02.0==δδ; 校核:max Z -min Z =0.04mm ,p δ+d δ=0.04mm 。
满足min max Z Z d p -≤+δδ的条件,可采用凸凹模分开的加工方法。
查参考文献[1]中表2.17得磨损系数x :
3.005+φmm 孔,x=0.5 18φ2
.00
+mm 孔,x=0.5 凸模刃口尺寸的计算:
p d =(d+x ∆)0p δ-
φ5p =(5+0.5⨯0.3)002.0- =5.15002.0-mm
φ18p =(18+0.5⨯0.2)002.0- =18.1002.0-mm 凹模刃口尺寸的计算:
p d =(d d + min Z )d
δ+0
φ5d =(5.15+0.22)02
.00+ =5.3702
.00+mm
φ18d =(18.1+0.22)02
.00+ =18.3202
.00+mm
φ5孔冲孔凸模
φ18孔冲孔凸模
φ5孔冲孔凹模
18孔冲孔凹模。