沖壓件工藝性分析與計(jì)算(正式版)

1、一 沖壓件工藝性分析(1) 材料分析08F是優(yōu)質(zhì)沸騰鋼，強(qiáng)度低和硬度、塑性、韌性好，易于拉伸和沖裁成形。(2) 結(jié)構(gòu)分析沖壓件為外形為弧形和直邊組成近似矩形的結(jié)構(gòu)、有凸緣筒形淺拉深、沖三 個(gè)圓孔的結(jié)構(gòu)。零件上有3個(gè)孔，其中最小孔徑為5.5mm,大于沖裁最小孔徑 > 1.0t=1.2mm的要求。另外，孔壁與制件直壁之間的最小距離滿足L=3.475>R+0.5t=1.6.的要求。所以，該零件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁拉深的要求。(3) 精度分析零件上有4個(gè)尺寸標(biāo)注了公差要求，由公差表查得其公差要求都屬于 IT11IT13，所以，普通沖裁可以滿足零件的精度要求。由以上分析可知，該零件可以用普通沖裁和

2、拉深的加工方法制得。二.沖壓件工藝方案的確定(1) 沖壓方案完成此工件需要落料、拉深、沖孔三道工序。因此可以提出以下5種加工方案分：方案一：先落料，再?zèng)_孔，后拉深。采用三套單工序模生產(chǎn)。方案二：落料一拉深一沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔一拉深一落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案四：拉深一沖孔復(fù)合沖壓，然后落料，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案五：落料一拉深復(fù)合沖壓，然后沖孔。采用兩套模生產(chǎn)。(2) 各工藝方案的特點(diǎn)分析方案一和方案五需要多套工序模，模具制造簡單，維修方便，但生產(chǎn)成本 較低，工件精度低，不適合大批量生產(chǎn)；方案二只需一副模具，沖壓件的形狀位 置精度和尺寸精度易于保證，且生產(chǎn)效率高。

3、方案三和方案四的級(jí)進(jìn)模，生產(chǎn)效 率高，但模具制造復(fù)雜，調(diào)整維修麻煩，工件精度較低；(3) 工藝方案的確定比較三個(gè)方案，采用方案五生產(chǎn)更為合理。 盡管模具結(jié)構(gòu)較其他方案復(fù)雜， 但 由于零件的幾何形狀簡單對(duì)稱，模具制造并不困難。因此，在本設(shè)計(jì)中，將 采用落料、拉深復(fù)合模的設(shè)計(jì)方案。三沖壓工藝計(jì)算(1)凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算根據(jù)零件形狀特點(diǎn)，刃口尺寸計(jì)算采用分開制造法。落料件尺寸的計(jì)算，落料基本計(jì)算公式為Da =(Dmax -Xo'aDt = (Da - Zmin)仝丁 =(Dmax -X - Zmin)令尺寸44mm，經(jīng)查得該零件凸、凹模最小間隙Zmin=0.126mm,最大間隙Zmax=

4、0.180mm；凸模制造公差：T = 0.02mm，凹模制造公差.A = 0.03mm。將以 上各值代入、：t，A < Zmax -Zmin校驗(yàn)是否成立。經(jīng)校驗(yàn)，不等式成立，所以，可 代入上式計(jì)算工作零件刃口尺寸。DA1 (44 -0.5 0) mm = 44mmDT1 =(44 -0.126) mm = 43.874mm尺寸36.2mm，查得其Zmin、Zmax、 T、A數(shù)值同上一尺寸，所以同樣滿 足rA < Zmax -Zmin的要求，則DA2(36.2 -0.5 0) mm = 36.2mmDT2(36.2 -0.126) mm = 31.874mm尺寸R50m m，查得其Z

5、min、Zmax、 T、數(shù)值同上一尺寸，所以同樣滿 足< Zmax - Zmin 的要求，則DA3 = (50 -0.5 0) mm = 50mmDT3 (50 -0.126/2) mm = 49.937mm沖孔尺寸計(jì)算，沖孔基本公式為dT =(dmin - X©：.tdA =(dmin - Xb Zmin )0 A 尺寸© 13.500.18mm，查得凸模制造公差6 0.02 mm，凹模制造公差A(yù) = 0.02mm。經(jīng)驗(yàn)算滿足f < Zmax - Zmin，所以dT1 = (13.32 + 0.0.18)°0.02m = 13.4100.02mmdA

6、1 =(13.320.5 0.18 0.126)0002 mm =13.3313400.02mm尺寸© 5.5°0.18mm，查得其Zmin、Zmax、r A數(shù)值同上一尺寸，所以同 樣滿足，A < Zmax -Zmin的要求，則dT2 =(5.5 + 0.50.18)00.02mm =5.59,02mmdA2 =(5.5 0.5 0.180.126)00.02mm =5.7160°02mm拉深尺寸計(jì)算，拉深基本公式為Dd = D°dDp =(D-Z)°p尺寸 300.33mm， p =0.03 d =0.05，雙邊間隙 Z=2.2t=2.

7、64,貝U。廠 D°d =3O0.05Dp =(D Z)0p = (3O 2.64)0.o3 = 27.360.05中心距尺寸計(jì)算：零件上兩孔中心距為L= 17.59 mm mm(2)拉深凸、凹模圓角半徑的計(jì)算凹模圓角半徑的計(jì)算：拉深凹模圓角半徑的計(jì)算為“=0.80 D二d t此零件落料沖孔的周長L為94mm,材料厚度t為1.2mm, 08F鋼的抗拉強(qiáng) 度6取390MPa,則零件所需拉深力為2=0.80、D - d t =0.80. 36.2-27.61.2 = 2.35mm凸模圓角半徑的計(jì)算：拉深凸模圓角半徑的計(jì)算為w= 0.8rd1根據(jù)凹模圓角半徑，計(jì)算凸模半徑為rp1=0.8r

8、d1 = 0.8汽 2.35 = 1.88四沖壓力的計(jì)算及初選壓力機(jī)(1) 落料工序沖壓力的計(jì)算沖裁力基本計(jì)算公式為F = KLT 此零件落料的周長L1為153mm材料厚度t為1.2mm 08F鋼的抗剪強(qiáng)度壬取 310MPa則沖裁該零件所需沖裁力為F落-1.3 153 1.2 310N =73990.8N 74kN模具采用彈性卸料裝置和推件結(jié)構(gòu)，所需卸料力Fx1和推件力Ft1為FX1 =KXF =0.05 74N =3.7kNFT1 =NKTF =1 0.055 74N ： 4.07kN所以落料工序沖總壓力為：F總 1 = F落 FX1 - FT1 = (74 3.7 4.07)kN 二 81

9、.77kN(2) 拉深工序沖壓力的計(jì)算拉深力基本計(jì)算公式為 F拉深二Ltck1此零件落料沖孔的周長L為94mm,材料厚度t為1.2mm, 08F鋼的抗拉強(qiáng) 度況取390MPa,則零件所需拉深力為F拉深=Lt<1=94X1.2 890Xl=43.99kN壓邊力的基本計(jì)算公式Q二Aq此零件在壓邊圈下毛坯的投影面積 A為322,單位壓邊力q取3,則該零件所需壓邊力為Q 二 Aq=322 3 =0.966kN模具采用彈性卸料裝置和推件結(jié)構(gòu)，所需卸料力Fx2和推件力Ft2為Fx2 =KX（F 拉深 Q） = 0.05 44.956N =2.25kNFT2 =NKt（F拉深 Q）= 0.055 44

10、.956N : 2.45kN所以拉深工序沖總壓力為：F總2 二 F拉深 Q Fx2 Ft2 = 43.99 0.966 2.25 2.45 ： 49.66kN沖孔工序沖壓力的計(jì)算沖裁力基本計(jì)算公式為F = KLT 此零件沖孔的周長L2為77mm材料厚度t為1.2mm 08F鋼的抗剪強(qiáng)度取 310MPa則沖裁該零件所需沖裁力為F沖=1.3 77 1.2 310N =37237N 37kN模具采用彈性卸料裝置和推件結(jié)構(gòu)，所需卸料力FX3和推件力FT3為FX3 =KXF =0.05 37N=1.85kNFT3 二 NKTF = 3 0.055 37 N : 6.11kN所以落料沖孔工序沖總壓力為：F

11、總3 = F落 Fx3 Ft3 =（37 1.85 6.11）kN = 44.96kN（4）壓力機(jī)的選擇計(jì)算的落料、拉深工序壓力壓力：F1 二 F總 1 F總2 =81.77 49.66 = 131.43kN計(jì)算的沖孔工序壓力壓力：F1 = F 總 3 = 44.96kN因此，落料、拉深復(fù)合模初選設(shè)備為開式壓力機(jī)J2316;沖孔模初選設(shè)備為開式壓力機(jī)J236.3（4）壓力中心的計(jì)算由于改沖裁件為對(duì)稱圖形，所以它的壓力中心位于沖件輪廓圖形的幾何中 心上。即拉深圓的圓心位置。五排樣（1）豎排（如圖1）a. 搭邊查表 3-7，選取 ai =1mm,a = 1.8 mm。b. 送料步距和條料寬度平行于

12、送料方向的沖件寬度 D=36.2,因此，送料步距為：S = D ai = 36.2 1 = 37.2mm模具無側(cè)壓裝置，導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙 Z=0.5 （表3-9），條料寬 度單向公差 =0.20 （表3-11），沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸 D max = 44， 條料寬度為：B0.,二（D max 2a Z）, = （44 2 1.8 0.5）, = 48.1O0.2Omm導(dǎo)料板間的距離為：B。= D max 2a 2Z = 44 2 1.8 2 0.5 = 48.6mmc. 板料利用率選用1.2mnrK 1500mrK 1000mn的板料。落料件面積為1698.232mm2采用

13、橫裁可裁條料數(shù)為：1500+48.1=31 （條），余8.9mm每條板料可沖制 件數(shù)（1000 -1）“ 37.2 =26 （件）,因此每張板料可沖制件數(shù)26 31 =806 （件）。材 料的利用率為：1698.22 806“（1500 1000） 100% ： 91.3%采用豎裁可裁條料數(shù)為：100048.1 = 20 （條），余38mm每條板料可沖制 件數(shù)（1500 -1）“ 37.2 =40 （件），因此每張板料可沖制件數(shù) 20 40 = 800 （件）。 材料的利用率為：1698.22 80' （1500 1000） 100% ： 90.6%（2）橫排（如圖2）a. 搭邊查表

14、3-7，選取 ai = 1.5mm,a = 1.2 mm。b. 送料步距和條料寬度平行于送料方向的沖件寬度 D=44,因此，送料步距為：S = D ai = 44 1.5 二 45.5mm模具無側(cè)壓裝置，導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙 Z=0.5 （表3-9），條料寬 度單向公差丄=0.20 （表3-11），沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸 D max = 36.2， 條料寬度為：B0廣（Dmax 2a Z）廣（36.22 1.20.5）：廣彳加寫。mm導(dǎo)料板間的距離為：Bo 二 D max 2a 2Z 二 36.2 2 1.2 2 0.5 二 39.6mmc. 板料利用率選用1.2mnrK 1500mrK 1000mn的板料。落料件面積為1698.232mm2采用橫裁可裁條料數(shù)為：1500亠39.1 =38 （條），余14.2mm每條板料可沖制 件數(shù)（1000 -1.5）亠45.5 =21 （件）,因此每張板料可沖制件數(shù)38 21 = 798 （件）。 材料的利用率為：1698.22 798（150