塑性工艺学作业20121009-非模块.doc

塑性成型工艺及模具工程学 （非模块班课后作业） 学 院：材 料 科 学 与 工 程 年 级: 2 0 1 0 级 专业班级：材料成型及控制工程1班 学生姓名： 龚 飞 学 号： 2 0 1 0 3 7 4 8 1：冲压部分： 名称：多孔垫圈 材料：45#钢 件数：100w。 要求： 确定冲裁工艺方案 选择模具结构形式 进行必要的工艺计算（包含冲裁间隙选择、冲裁模刃口尺寸计算、冲压力及压力中心计算、排样方案选择等） 选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸 校核模具闭合高度及压力机参数 一、零件工艺性分析： 从图中可以看出，矩形板料内部有3个孔，其中有2个孔尺寸大小完全相同。零件沿竖直中心线左右对称，且零件的厚度为3mm，属于薄板类工件。由题可知此零件为多孔垫片，生产批量为100万件，工业大规模生产中多采用冲压工艺。 通过公差带查表可得冲孔件的尺寸精度要求为IT9级；落料件的尺寸精度在IT14级以下。 该零件的坯料采用3 mm厚的45#钢板料，属于中厚板，零件的尺寸小，且生产批量大，而且产品的形位精度要求高（两孔之间距离）。由于落料的精度要求不高，而且下料可以达到方片的尺寸精度，这样可以节省材料，同时将落料与冲孔复合起来，提高生产效率，且模具的制造维修方便，降低模具制造的成本。 二、确定冲裁工艺方案： 通过查阅《金属塑性成形工艺及模具设计》等资料得到，复合模是轴对称的，降低了设计调试的难度。其成形部分由凸模、凹模和凸凹模组成，另废料和成品分别从上下两个方向脱出，必须设置顶出机构，但考虑到目标零件本身并不复杂，凸凹模结构相对简单，复合模的优势最大。 综合考虑几种方案，我选用复合模工艺方案。 三、选择模具结构形式： 综合以上各方面因素的考虑，模具采用轴对称式的正装式复合模结构。凸凹模装置上模，落料凹模和冲孔凸模装在下模，在冲裁时，上模部分由压力机横杆通过推件系统推出的是冲孔废料，而冲裁件则是由安装在下模座下的顶料装置由下而上顶出。模具的导向方式采用导柱导套导向，零件的定位采用定位销定位，用挡料销挡料，进料方式采用手工进料。卸料方式为固定卸料板和橡胶垫卸料，模架用滑动后侧导向模架，模具采用螺钉安装。 四、进行必要的工艺计算： 1、冲裁间隙选择： 经查落料、冲孔模初始双面间隙Z表得：当料厚t=3mm时，凸凹模间隙的最小值=0.62，最大值=0.68。 2、排样方案： 排样方案有多种，因生产批量较大，为了简化冲裁模的结构，便于定位，采用单排排样方案，如下图所示： 条料的宽度：模具结构无侧压装置和侧刃，则条料的宽度为： B=(Dmax+2a1)=67+2*3.5=74mm （a为搭边距离，下面查表所得） 条料的长度：手工送料，条料长度不宜超过1～1.5 m，可选条料的长度尺寸为690 mm。 3、计算材料利用率： 查表得，t=3mm时两工件间的搭边值a1=3mm；工件与条料边缘搭边值a=3.5mm. 一个进距的材料的利用率：n={S/A*B}*100%={（66*67）/（69*74）}*100%=86.60% 4、计算冲压力： （1）落料力：K=1.3 L=66*2+67*2=266mm T=3mm ε=370MPa F=KLtε=1.3x266x3x370=384KN （2）卸料力：=0.035x384=13.44KN （3）顶件力：=0.05x384=19.2KN （4）冲孔力： F=KLtε=2×1.3×62.83×3×370+1.3×37.68×3×370 =235.70 KN （5）推料力：F推= nK推F冲=3×0.045×236KN=31.82 KN （6）冲压力：F总 = F落+ F卸+ F推=384+13.44+31.82=429.26KN 5、压力中心的计算： 图1 图2 由上图可以看出，该零件左右对称，以图中竖直中心线和底面线为坐标轴，底面线为X轴，竖直中心线为Y轴，则压力中心点必在Y轴上，即X0=0，如上图2。 a=66mm Ya=67mm b=2x67=134mm Yb=33mm c=66mm Yc=0mm d=12π Yd=67-14=53mm e=2x20π=40π Ye=67-46.5=20.5mm 6、冲裁模刃口尺寸计算： 互换加工主要适用于规则形状的工件加工，因此冲裁模具相对简单，采用分别加工，设计