垫圈冲裁工艺设计-电子教案

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1、二、单工序冲裁模的设计与制造工作任务：垫圈冲裁工艺设计（一）原始资料工作任务单名称：垫圈材料：08钢料厚：t=1±0.15mm批量生产（二）冲压工艺性分析p任务：垫圈冲裁工艺设计p材料：08钢——优质碳素结构钢，硬度较低（交货状态的硬度为131HBS）（参见材料手册，如下表2-6），具有较好的塑性（伸长率δ=27%）（参见教材P27表1.3.6，如下表），具有良好的冲压成形性能。p工件结构：该零件形状简单对称，无异型形状，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JB4378-87），08钢采用无导向凸模冲孔的最小尺寸为d≥1t，φ10远大于

2、1mm，属于经济型冲孔范围。p尺寸精度：零件图上的两个尺寸均为自由公差，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。经查公差表，各尺寸公差为：φ21-0.52，φ10+0.36。p生产纲领：批量生产适合冲压加工。p结论：可以冲裁。（三）冲压工艺方案的确定该垫圈精度较低，这里采用“先落料，后冲孔”的冲压方案，采用单工序模生产，模具结构简单、成本低廉。（四）相关工艺设计计算p1、冲裁排样设计：垫圈的生产过程：板料（最普遍）、卷料（定做）剪板机冲床落料冲床原始板料n排样：冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。不同的排样方式不仅影响材料利用率（直接影响零件成

3、本），而且还对工件质量、模具寿命等有直接影响。n圆形零件的排样法：虽然多排材料利用率很高，但模具尺寸大，结构要复杂的多，考虑到初次学习，我们采用单排。n垫圈落料的排样（如下图）：nB——料宽；待计算；nS——步距：条料每次送进的距离。待计算；na，a1——搭边：排样时冲裁件之间及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料。查表（教材P65表2.5.2，如下表）得a=1.0mm，a1=0.8mm表2.5.2最小搭边值材料厚度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a0.25以下1.82.02

4、.22.52.83.00.25～0.51.21.51.82.02.22.50.5～0.81.01.21.51.81.82.00.8～1.20.81.01.21.51.51.8n计算料宽B：u模具采用无侧压装置的送料方式uB-Δ=（Dmax+2a+C）-Δu式中Δ——条料宽度的单向偏差，见表（教材P67表2.5.4）得0.1mmC——导料板与条料之间的间隙，见表（教材P67表2.5.5）得0.5mmuB-Δ=（Dmax+2a+C）-Δ=（21+2+0.5）-0.4=23.5-0.4u步距S=21+0.8=21.8mm2.5.4条料宽度偏差Δmm条料宽度B材料厚度t～0.5

5、＞0.5～1＞1～2～200.050.080.10＞20～300.080.100.15＞30～500.100.150.20表2.5.5导料板与条料之间的最小间隙Cminmm材料厚度t无侧压装置有侧压装置条料宽度B条料宽度B100以下100～200200～300100以下100以上～0.50.50.51580.5～10.50.51581～20.511582～30.51158n计算一个步距的材料利用率η：η=（（πD2/4）/BS）×100%=（（π×212/4）/23.5×21.8）×100%=68.7%n画出落料排样图：n选板料规格：u查表GB/T708-1988，选用

6、1000*1500的钢板u将1000×1500的钢板按如图裁剪：u可以裁剪43张23.5mm×1500mm的条料u每张条料可以冲裁（1500/21.8=）68个垫圈毛坯p3、冲压力的计算：n冲裁力：冲裁过程中凸模对板料施加的压力F。用普通平刃口模具冲裁时，冲裁力F一般按下式计算：式中：F——冲裁力；L——冲裁周边长度；t——材料厚度；τ——材料抗剪强度；K——系数。一般取K＝1.3垫圈毛坯落料的冲裁力F：L=πD=3.14×21=65.94mmt=1mmτb=360MPa（查材料性能手册，见前表1.3.6）F=1.3×65.94×1×360=30859.92Nn卸料力F

7、X：从凸模上卸下箍着的料所需要的力。n推件力FT：将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力。n顶件力FD：逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力。FX=KXFFT=nKTFFD=KDF式中：KX、KT、KD——卸料力、推件力、顶件力系数，见下表2.6.1（教材P70）；n——同时卡在凹模内的冲裁件(或废料)数。n=h/t式中h——凹模洞口的直刃壁高度，见下表2.9.4（教材P103）；t——板料厚度。垫圈毛坯落料的卸料力：FX=KXF=0.04×30859.92=1234.3968N垫圈毛坯落料的推件力：FT=nKTF=6×0.55×30