冲裁设计1、冲裁件工艺分析工件外形及尺寸如图1所示，材料为Q235，厚度t=1mm图1.工件外形示意图根据工件外形分析可知，此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为Q235钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，工件有两个凸出部分，其中尺寸B1、B2均满足大于2.3t（t为工件厚度，数据均查表得到）的要求；有一个Φ10mm的孔及半径R15的圆弧，最小壁厚为10mm，最小孔边距b=1.3t+0.1L计算可知b=4.3＜10，故最小孔边距满足要求；工件上没有尖锐的角，均满足R≥0.25t的要求；工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。图2冲压工艺性分析示意图冲压工艺方案确定该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料后冲孔，采用单工序模生产。方案二：落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔-落料级进冲压，采用级进模生产。方案一属于单工序冲压。模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，成本相对较高，生产率低，一般不宜采用。方案二、方案三均采用一副模具，操作简单，生产效率高，考虑到一定的精度要求，并且分析可知凸凹模允许的最小壁厚大于3.5mm，模具的强度可以得到保证，故采用方案二所述的复合冲裁方式。主要设计计算排样方式的确定及其计算根据工件外形分析，采用图三所示单排样法，其中根据工件厚度t及材料种类，取工件间a1=1.2mm，沿边a=1.5mm。图3排样示意图根据工件尺寸及图三所示的搭边尺寸计算，得到冲裁面积A=1178.25mm2，条料宽度B=50+1.5X2=53mm，步距S=30+1.2mm=31.2mm一个步距材料利用率冲裁力与卸料力的计算初步采用平刃凸模和凹模进行冲裁，则冲裁力为其中为工件的轮廓长度，t为工件厚度，为材料抗剪强度。则计算可得:冲裁力脱料力顶料力冲压力K—是考虑到冲裁模刃口的磨损、凸模与凹模间隙的波动、润滑情况、材料力学性能与厚度公差的变化等因素而设置的安全系数，一般取1.3；K1—卸料力系数，其值为0.02～0.06，薄料取大值，厚料取小值，取0.05；K2—顶件力系数，其值为0.04～0.08，薄料取大值，厚料取小值，取0.06。压力中心的确定及相关计算模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模压力中心与压力机滑块的中心重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。解析法计算依据：各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出合力的坐标位置，即为所求模具的压力中心。图4压力中心计算示意图将坐标点设在圆孔中心，则落料冲孔复合模的压力中心坐标为：考虑到工件冲裁力不是很大，以及简化模具的设计，将模具中心设在距离圆孔左边15mm处。冲裁模刃口尺寸计算在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算。冲孔根据冲孔凸模为设计基准，首先确定凸模刃口尺寸，使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大尺寸，再增大凹模尺寸以保证最小合理间隙Zmin。工件制作精度为IT13，凸模和凹模均采用IT7级加工制造，工件的公差尺寸图如图6所示：图6工件公差尺寸根据工件的材料及厚度，查表得到凸凹模合理间隙0.16-0.22mm，考虑到防止冲孔时废料跳出，取冲孔的间隙值为上值得2/3，根据工件制造精度，查表取摩擦系数X=0.5，1）根据凸凹模间隙计算得，凸凹模制造偏差：落料：冲孔：计算各刃口尺寸尺寸为第一类落料尺寸计算得：尺寸为第一类落料尺寸计算得：R15为第一落料半边尺寸，为保证R15与尺寸30的轮廓线相切，则凸凹模与凹模尺寸取相应刃口尺寸的一半。计算得到：尺寸为第一类落料尺寸计算得：尺寸为第一类落料尺寸计算得：为第一类落料尺寸计算得到：d凸=(d+XΔ)=（10+0.5×0.36）mm=10.18mmd凸凹=(d凸+XΔ+Zmin)=（10.18+0.5x0.36+0.1）mm=10.46mm对于R2，取双向公差为±0.125则凸模尺寸取R2-0.016，R凸凹=（R凹+0.5*Zmin）+0.01=2.08+0.016尺寸属于第一类落料尺寸，方便计算，将其改为计算得到：L凹尺寸由调整凹模与凸模固定板的相对位置保证。四主要零部件设计凸凹