墊圈沖裁工藝設(shè)計(jì)

墊圈單工序沖裁?！尚喂に囋O(shè)計(jì)一2008-81成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械系模具教研室墊圈沖裁工藝設(shè)計(jì)工作任務(wù)：墊圈沖裁工藝設(shè)計(jì)材料：08鋼料厚：t=1±0.15mm批量生產(chǎn)工作任務(wù)單2一、沖壓工藝性分析材料：08鋼——優(yōu)質(zhì)炭素結(jié)構(gòu)鋼（參見(jiàn)教材P27表1.3.6），硬度較低，具有較好的塑性（伸長(zhǎng)率δ=27%），具有良好的沖壓成形性能。工件結(jié)構(gòu)：該零件形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，無(wú)異型形狀，尺寸中等，經(jīng)查（教材P75表2.7.2）（金屬冷沖壓件結(jié)構(gòu)要素JB4378-87）08鋼采用無(wú)導(dǎo)向凸模沖孔的最小尺寸為d≥1t，φ10遠(yuǎn)大于1mm，屬于經(jīng)濟(jì)型沖孔范圍?？走吘酁?.5mm，遠(yuǎn)大于凸凹模允許的最小壁厚（教材P104表2.9.6），故可以考慮采用復(fù)合沖壓工序。尺寸精度：零件圖上的兩個(gè)尺寸均為自由公差，一般按級(jí)確定工件的公差，普通沖裁均能滿足其尺寸精度要求。經(jīng)查公差表，各尺寸公差為：φ21-0.52，φ10+0.36。生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批量生產(chǎn)適合沖壓加工。結(jié)論：可以沖裁。3二、沖壓工藝方案的確定方案一：先落料，后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料-沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔-落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造難度和成本都較低，不過(guò)需要兩幅模具，生產(chǎn)效率較低，機(jī)床占用率高。方案二、三均只需要一副模具，生產(chǎn)效率和工件尺寸精度均較高，但模具結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，制造難度和成本都較高。通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該墊圈精度較低，結(jié)合本情景的教學(xué)需要，比較適合采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的方案一。三種典型工序介紹4三、相關(guān)工藝設(shè)計(jì)計(jì)算1、沖裁間隙：查表2.3.3(教材P56)（GB/T16743-1997），初始雙面間隙Zmin=0.1mm，Zmax=0.14mm52、沖裁排樣設(shè)計(jì)：墊圈落料的單排排樣：B——料寬；待計(jì)算；S——步距：條料每次送進(jìn)的距離。待計(jì)算；a,a1——搭邊：排樣時(shí)沖裁件之間及沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料。查表（教材P65表2.5.2）得a=1.0mm,a1=0.8mm6模具采用無(wú)側(cè)壓裝置的送料方式B-Δ=（Dmax+2a+C）-ΔΔ——見(jiàn)表（教材P67表2.5.4）得0.1mmC——見(jiàn)表（教材P67表2.5.5）得0.5mmB-Δ=（Dmax+2a+C）-Δ=（21+2+0.5）-0.1=23.5-0.1步距S=21+0.8=21.8mm計(jì)算料寬B：7計(jì)算一個(gè)步距的材料利用率η：

η=（（πD2/4）/BS）×100%=（（π×212/4）/23.5×21.8）×100%=68.7%材料利用率82、沖裁排樣設(shè)計(jì)：畫(huà)出落料排樣圖：排樣圖9查表GB/T708-1988，選用1000*1500的鋼板選板料規(guī)格10將1000×1500的鋼板按如圖裁剪：可以裁剪43張23.5mm×1500mm的條料每張條料可以沖裁（1500/21.8=）68個(gè)墊圈毛坯鋼板的裁剪11墊圈毛坯落料的沖裁力F：3、沖壓力的計(jì)算L=πD=3.14×21=65.94mmt=1mmτb=360MPa（查材料性能手冊(cè)，見(jiàn)前表1.3.6）F=1.3×65.94×1×360=30859.92N12墊圈沖孔的沖裁力F：3、沖壓力的計(jì)算L=πD=3.14×10=31.4mmt=1mmτb=360MPa（查材料性能手冊(cè)，見(jiàn)前表1.3.6）F=1.3×31.4×1×360=14695.2N13

KX、KT、KD查表2.6.1，h查表2.9.4墊圈毛坯落料的卸料力：FX=KXFFX=0.04×30859.92=1234.3968N墊圈毛坯落料的推件力：FT=nKTFFT=6×0.55×30859.92=101837.736N（n=h/t=6/1=6）墊圈毛坯落料的頂件力：FD=KDFFD=0.06×30859.92=1851.5952N3、沖壓力的計(jì)算墊圈毛坯落料的其他沖壓力：14

KX、KT、KD查表2.6.1，h查表2.9.4墊圈毛坯落料的卸料力：FX=KXFFX=0.04×14695.2=587.8N墊圈毛坯落料的推件力：FT=nKTFFT=6×0.55×14695.2=48494.16N（n=h/t=6/1=6）墊圈毛坯落料的頂件力：FD=KDFFD=0.06×14695.2=881.7N3、沖壓力的計(jì)算墊圈沖孔的其他沖壓力：15墊圈毛坯落料模采用剛性卸料、下出件的結(jié)構(gòu)：沖壓總力FZ=F+FT=30859.92+101837.736=132697.656N≈133KN因此，所選壓力機(jī)的公稱壓力必須大于133KN，查表GB/T14347-93“開(kāi)式壓力機(jī)型式與基本參數(shù)”，可選開(kāi)式雙柱可傾式壓力機(jī)J23-25（公稱壓力250KN）。但結(jié)合本試驗(yàn)室的條件，選用開(kāi)式雙柱可傾式壓力機(jī)J23-63（公稱壓力630KN）。壓力機(jī)公稱壓力的選擇16墊圈毛坯沖孔模采用彈性卸料、下出件的結(jié)構(gòu)：沖壓總力FZ=F+FT+FX=14695.2+48494.16+587.8=63777.16N≈64KN因此，所選壓力機(jī)的公稱壓力必須大于64KN，查表GB/T14347-93“開(kāi)式壓力機(jī)型式與基本參數(shù)”，可選開(kāi)式雙柱可傾式壓力機(jī)J23-25（公稱壓力250KN）。但結(jié)合本試驗(yàn)室的條件，選用開(kāi)式雙柱可傾式壓力機(jī)J23-63（公稱壓力630KN）。壓力機(jī)公稱壓力的選擇17墊圈落料模具壓力中心的確定：由于該墊圈是軸對(duì)稱零件，故，壓力中心就在零件的對(duì)稱中心，即零件圓心

。模具壓力中心的確定18墊圈沖孔模具壓力中心的確定：由于該墊圈是軸對(duì)稱零件，故，壓力中心就在零件的對(duì)稱中心，即零件圓心

。模具壓力中心的確定19墊圈沖壓工藝卡片沖壓工藝卡片的填寫(xiě)結(jié)束20212223表2.5.2最小搭邊值材料厚度t圓形或圓角r＞2t的工件矩形件邊長(zhǎng)L＜50mm矩形件邊長(zhǎng)L≥50mm或圓角r≤2t工件間a1側(cè)面a工件間a1側(cè)面a工件間a1側(cè)面a0.25以下1.82.02.22.52.83.00.25～0.51.21.51.82.02.22.50.5～0.81.01.21.51.81.82.00.8～1.20.81.01.21.51.51.824表2.5.4條料寬度偏差Δ條料寬度B材料厚度t～0.5＞0.5～1＞1～2～200.050.080.10＞20～300.080.100.15＞30～500.100.150.2025表2.5.5導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙Cmin材料厚度t無(wú)側(cè)壓裝置有側(cè)壓裝置條料寬度B條料寬度B100以下100～200200～300100以下100以上～0.50.50.51580.5～10.50.51581～20.511582～30.5115826表2.6.1卸料力、推件力、頂件力系數(shù)材料厚度t（mm）KXKTKD鋼≤0.10.065～0.0750.10.14＞0.1～0.50.045～0.0550.630.08＞0.5～2.50.04～0.050.550.06注：卸料力系數(shù)KX，在沖多孔、大搭邊和輪廓復(fù)雜制件時(shí)取上限值。27表2.9.4沖裁凹模刃口型式及主要參數(shù)刃口型式序號(hào)簡(jiǎn)圖特點(diǎn)及適用范圍直

筒

形

刃

口2①刃口強(qiáng)度較高，修磨后刃口尺寸不變；②凹模內(nèi)易積存廢料或沖裁件，尤其間隙較小時(shí)，刃口直壁部分磨損較快；③用于沖裁形狀復(fù)雜或精度要求較高的零件；3①特點(diǎn)同序號(hào)2，且刃口直壁下面的擴(kuò)大部分可使凹模加工簡(jiǎn)單，但采用下漏料方式時(shí)刃口強(qiáng)度不如序號(hào)2的刃口強(qiáng)度高。②用于沖裁形狀復(fù)雜或精度要求較高的中小型件，也可用于裝有頂件裝置的模具。主要參數(shù)材料厚度t(mm)α(｀)β(°)刃口高度h(mm)備注＜0.5152≥40.5～1≥51～2.5≥628附表1開(kāi)式壓力機(jī)技術(shù)規(guī)格公稱壓力/kN4063100160發(fā)生公稱壓力時(shí)滑塊距下止點(diǎn)距離/mm33.545滑塊行程/mm40506070行程次數(shù)/次·min-1200160135115最大封閉封閉高度/mm固定臺(tái)和可傾式160170180220活動(dòng)臺(tái)位

置最低300最高160公稱壓力/kN4063100160閉合高度調(diào)節(jié)量/mm35405060滑塊中心到床身距離/mm100110130160工作臺(tái)尺寸/mm

左右2