精沖與級進(jìn)模大作業(yè)

1、精沖與級進(jìn)模技術(shù)大作業(yè) 班    級 ：  K1233-1學(xué)    號 ： 20129330115姓      名 ：  黃 圍指導(dǎo)老師 ：  李 兵組 員：黃圍（組長）、薛安東、毛義深、 郭彭、鄧超、岑金星、謝一聰一、沖壓件工藝性分析 1、 制件圖分析： 板厚1.2mm ，材料為Q235 A號碳素結(jié)構(gòu)鋼，制造精度IT10  技

2、術(shù)要求：制造精度按IT13制造未標(biāo)注公差尺寸均有極限偏差±0.1mm          所有的表面粗糙度均不大于6.3um工件簡圖：如下圖所示2、沖壓材料分析：此件只有落料和沖孔兩個(gè)工序，沖壓件形狀簡單，尺寸也不大，需要大批量生產(chǎn)，尺寸精度要求適中。 該類啤酒起子作為常用工具需要物美價(jià)廉。采用材料為Q235A碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q235A韌性和塑性較好?？估瓘?qiáng)度 b (MPa)：370500屈服強(qiáng)度 s (MPa)：16時(shí):235;工件的自由公差全部為自由公差，可看作IT13級，普通沖裁能滿足

3、沖壓件要求。3、工件結(jié)構(gòu)工藝分析圖二幾何尺寸瓶起子是一個(gè)軸對稱的簡單落料沖孔件，工件內(nèi)、外多為圓或圓弧，無尖角。 最小圓角半徑工件材料為Q235A帶鋼，該工件落料工序最小圓角半徑R=7mm，連接角度<90°，要求R0.7t，70.7*4=3.2，符合要求；沖孔工序最小圓角半徑R2mm，連接角度90°,要求R0.45t，20.45*4=1.8，符合要求。 沖孔最小尺寸材料為硬鋼，要求其精密導(dǎo)向凸模沖孔R0.5t。該工件最小沖孔半徑R=2，符合要求。 最小孔間距、孔邊距沖孔邊緣與工件邊緣平行，其距離要求t,該工件（73）=4，符合要求。

4、60;無懸臂和窄槽。二、確定沖壓件工藝方案1、條料的排樣及優(yōu)化方案一：60°斜排；通過UG級進(jìn)模向?qū)Ь庉嫴骄?0mm，帶寬：95mm；搭邊值：2.5mm 材料使用率：40.16%方案一：直排：步距40mm，帶寬：102mm；搭邊值：2.5mm材料使用率：37.41%方案三：180°橫向?qū)ΨQ排列； 步距120mm，帶寬：58mm； 搭邊值：2.5mm材料使用率：43.86%方案四：直對稱排：步距44mm，帶寬：127mm；搭邊值：2.5mm材料使用率：54.62%四種排樣方法比較，選出合力經(jīng)濟(jì)的排樣方案通過UG級進(jìn)模毛坯布局，確定坯料的搭邊值相同，可以初步判斷方案四材料利用率

5、最高，可達(dá)54.62%。所以排樣方案初步定為方案四式直對稱排列。2、沖裁工藝方案根據(jù)該零件的形狀特征，需要進(jìn)行落料、沖孔、兩道工序。根據(jù)落料、沖孔各工序兩道基本工序，可以對它們作不同的組合，排出順序，即得出工藝方案，具體可排出以下兩種合理方案： 方案一：先落料，再沖孔，采用兩副單工序模生產(chǎn)。 方案二：沖孔、落料復(fù)合沖裁，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔、落料級進(jìn)沖裁，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。 方案一中，模具結(jié)構(gòu)較簡單，制造周期較短，但是生產(chǎn)效率低，不能滿足大批量生產(chǎn)的要求。 方案二中，工件的精度及生產(chǎn)率都較高，但模具比較復(fù)雜，制造難度大，而且操作不方便，

6、尤其對于料比較厚的工件，凸凹模的強(qiáng)度難以達(dá)到要求。 方案三中，采用級進(jìn)模，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。 根據(jù)零件的精度要求，結(jié)合現(xiàn)有條件和技術(shù)水平，產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)方面考慮，選擇方案三，使用級進(jìn)模。三、沖件最終排樣方案與計(jì)算3.1排樣方式的確定設(shè)計(jì)級進(jìn)模，首先要設(shè)計(jì)條料的排樣圖，啤酒瓶蓋起子的形狀具有一頭大一頭小的特點(diǎn)，直排樣時(shí)材料利用效率差，對于批量生產(chǎn)的零件，特別是零件價(jià)格較貴時(shí)，為了節(jié)省材料，提高材料的利用率，應(yīng)采取直對排樣，設(shè)計(jì)成隔位沖壓，可以顯著的減少廢料，隔位沖壓就是將第一遍沖壓的條料水平方向旋轉(zhuǎn)180度，在進(jìn)行第二次沖裁。由表可得，搭邊取2.5mm，

7、步距44mm，帶寬127mm，材料利用率54.62%。最終排樣圖工作說明：在1工位，2工位留出一個(gè)工件的材料。第一遍沖裁過程中按著上圖序號順序沖裁，先是沖孔工序，沖出圓孔和異形孔，然后完成工件的落料工序。等整條帶料沖裁完畢，側(cè)向翻轉(zhuǎn)180°進(jìn)行第二遍沖裁。充分利用條料，提高利用率。在沖壓過程中精度控制導(dǎo)正孔設(shè)置通過將導(dǎo)正銷是伸入材料孔中導(dǎo)正其在凹模內(nèi)位置的銷形零件。主要作用是在級進(jìn)模當(dāng)中起到精確定位的作用。設(shè)計(jì)方法： 采用自動送料的級進(jìn)模，在條料排樣的第一工位就要沖出工藝性的導(dǎo)正銷孔，在第二工位及以后每相隔24工位的相應(yīng)位置設(shè)置導(dǎo)正銷。本排樣設(shè)計(jì)利用工件本身的孔作為導(dǎo)正孔，應(yīng)注意控制

8、孔和導(dǎo)正銷之間的配合精度，以滿足定位的要求。3.2沖裁工藝力的計(jì)算最小搭邊值確定表 通過上表選取a1=a2=2.5mm 符合要求沖裁力與推件力系數(shù)表由查表可知K卸=0.045，K推=0.055。常見金屬材料力學(xué)性能表采用平刃沖裁的沖裁力F、卸料力F卸、推件力F推F=1.3LtF卸=K卸F 1F推=nK推FF為沖裁力；為材料的抗剪強(qiáng)度；L沖裁周邊總長；t為材料厚度。查得Q235鋼的力學(xué)性能是： 抗剪強(qiáng)度=抗拉強(qiáng)度*0.8 =360MPa由查表可知K卸=0.045，K推=0.055。如圖瓶起子第一部分沖裁力為F1、推件力F推1 L1=233.1304mm t=1.2mmF1=1.3×36

9、0×233.1304×1.2N=130926.033NF推1=104×0.055×130926.033N=18002.3295N瓶起子一號部分如圖，瓶起子第二部分沖裁力為F2、推件力F推2L2=81.4214mm3F2=1.3×360×81.4214×1.2N=45726.2583N F推2=104×0.055×45726.2583N=6287.36052N瓶起子二號部分如圖，起子第三部分沖裁力為F3、推件力L3=21.9911mmF3=1.3×360×21.9911×1.2

10、N=12350.2018NF推3=104×0.055×12350.2018N=1698.15275N瓶起子三號部分故總沖裁力： F總=F1+F2+F3=189002.493N總卸料力： F卸=K卸（F1+F2+F3）=0.045×（130926.033+45726.2583+12350.2018）N=8505.11N F推=F推1+F推2+F推3=25987.8428N3.3壓力機(jī)公稱壓力和沖裁功的計(jì)算沖裁時(shí)壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于各工藝力的總和F。本次設(shè)計(jì)采用下出件及剛性卸料裝置方式，則其公稱力為：F=F+F推+F卸即F= F+F推+F卸=223495.5

11、N平刃口沖裁所需功為：Wk=XFt1000W是平刃沖裁功；F是沖裁力；t是材料厚度；x是平均沖裁力與最大沖裁力的比值，由材料的種類及厚度決定，得x=0.48。即A=0.48×223495.5×1.2/1000=129.05J3.4沖模的壓力中心模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)是模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。則沖壓時(shí)滑塊就會受到偏心載荷，導(dǎo)致滑塊和模具導(dǎo)向部分的不正常磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響到制件的質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。在實(shí)際生產(chǎn)中，可能會出現(xiàn)因?yàn)闆_件的形狀特殊或者是派樣特殊，從模具的設(shè)計(jì)與制造考慮

12、不宜使壓力中心與模具中心線相重合，這是應(yīng)該注意壓力中心線的偏離不超過所選用壓力機(jī)的范圍。計(jì)算單段圓弧壓力中心根據(jù)單段圓弧公式X0=R180°sin式中R是圓弧半徑；是圓弧角度。計(jì)算總體壓力中心根據(jù)任意形狀沖裁件壓力中心計(jì)算公式x0=L1x1+L2x2+LnxnL1+L2+Ln因該沖裁件上下對稱，所以壓力中心位于對稱軸上，只需計(jì)算軸向位置。計(jì)算結(jié)果如下所示：x0=L1x1+L2x2+LnxnL1+L2+Ln=（233.13*44+81.42*22+21.99*22）=37.18 同理可算 y0=49.0435由上面的計(jì)算就可以知道，此制件的壓力中心為X0=37.2mm，Y0=49.0m

13、m四、模具總體設(shè)計(jì)1模具結(jié)構(gòu)形式的選擇由沖裁工藝分析及工件要求可知，采用級進(jìn)模。2定位方式的選擇因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)正銷，自動送料，按有側(cè)壓裝置計(jì)算?？刂茥l料的進(jìn)給步距由送料機(jī)直接控制。3卸料、出件方式的選擇因?yàn)楣ぜ虾駷?mm65Mn鋼板，材料非常硬，卸料力也很大，故可采用剛性卸料。采用正裝級進(jìn)模，所以采用下出件。4導(dǎo)向方式的選擇為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該級進(jìn)模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。（5）送進(jìn)方式的選擇根據(jù)工件厚度、排樣方法，著眼于模具的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、實(shí)用性、可靠性，結(jié)合沖裁工藝方案，該級進(jìn)模采用自動式直送發(fā)送進(jìn)。（6）空位的選擇為了提高模具強(qiáng)度、

14、避免干擾、保證模具的壽命和產(chǎn)品質(zhì)量，便于在模具中設(shè)計(jì)導(dǎo)正裝置，該級進(jìn)模設(shè)置一個(gè)空位。（7）工序順序的選擇由于工件孔間距足夠，所有孔的形狀和位置均不受后續(xù)工序的影響，因此，該級進(jìn)模采用先沖孔、后落料的工作順序，以便于定位和簡化沖孔工序的模具結(jié)構(gòu)。模具凸凹模工作部分簡單繪制凸模三維效果圖沖孔凸模效果圖落料工位凸模效果圖凹模三維效果圖凹模正面：沖孔凹模與沖裁凹模凹模具反面：廢料落料結(jié)構(gòu)模具材料的選擇工件精度要求雖然不高，但是板料厚、強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，要求大批量生產(chǎn)。為了簡化模具結(jié)構(gòu)，保證模具使用壽命，本次設(shè)計(jì)使用整體式直筒型刃口，刃口高度h為8mm，安排凹模在模架上的位置時(shí)，將凹模壓力中心與模柄

15、中心重合。由于板料厚度是1.2mm3mm；且大批量生產(chǎn)，所以材料選用CrWMn。CrWMn鋼可用于制作板料較薄的沖裁模具復(fù)雜形狀的凸模、凹模、鑲塊,以及股拉深模的凸凹模.制作凸模時(shí)建議硬度58 62HRC,制作凹模時(shí)建議硬度60 64HRC。總結(jié)在本次課程大作業(yè)中，我主要負(fù)責(zé)各種數(shù)據(jù)的計(jì)算，其中主要的是材料的有效利用率、沖裁力、推件力和卸料力的計(jì)算。在這些計(jì)算過程中，我認(rèn)為要注意以下幾個(gè)問題：1.沖裁件的沖裁周長，因?yàn)槲覀冊O(shè)計(jì)的是瓶蓋起子，它內(nèi)部有兩個(gè)空洞，所以在計(jì)算沖裁周長時(shí)應(yīng)該把內(nèi)部兩個(gè)空洞的變長也要算入在內(nèi)，不能漏掉。2.公稱力的計(jì)算，公稱力=沖裁力+卸料力+推件力+壓邊力等力之和，在這次課設(shè)里，我們沒有用到壓邊力，所以就沒有記這一項(xiàng)。3.壓力中心的計(jì)算，壓力中心的計(jì)算要和排樣方式相匹配，相當(dāng)是計(jì)算相鄰兩個(gè)工件的對稱中心，因?yàn)閿?shù)據(jù)較多計(jì)算時(shí)要仔細(xì)，不能漏算.整個(gè)計(jì)算過程中，也遇到一些小麻煩，比如在計(jì)算公式里的好多系數(shù)，再查表時(shí)，對應(yīng)不同情況或者是不同種類的材料，就有不同的標(biāo)準(zhǔn)表格。在考慮這些系數(shù)的取舍時(shí)要綜合考慮，注意各方面因素，最后計(jì)算出來的結(jié)果和查到的資料相對比，尋找差異，從而發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，進(jìn)而改正。雖然我主要的是進(jìn)行計(jì)算方面的任務(wù)，