连接板冲压工艺模板.doc

2 连接板冲压工艺
2.1 工件工艺性分析
图2.1所表示为零件三视图，图2.2所表示为零件三维图。

图2.1零件三视图

图2.2零件三维图
材料为310不锈钢（奥氏体耐热不锈钢），该不锈钢属于一般退火冷轧钢，含有良好冲裁性能，生产批量为大批量生产。
从零件图可知，该连接板零件结构简单，呈中心对称，结构工艺性良好，适合冲裁。
零件尺寸要求：
长度： 宽度： 厚度：
2.2工艺方案确实定
该零件所需基础冲压工序为落料、冲孔、弯曲，可采取以下三种工艺方案：
方案一：落料 → 冲孔→ 弯曲 （单工序模）
方案二：落料 → 冲孔 + 弯曲 （复合模）
方案三：落料 + 冲孔 →弯曲 （复合模）
单工序模和复合模特点比较：
单工序模：（1）冲裁精度低；（2）冲压生产率低，压力机一次行程只能完成一道工序；（3）实现机械化、自动化可能性较易，尤其适合在多工位压力机上实现自动化；（4）生产通用性好，适合中小批量生产；（5）结构简单，制造周期短，价格低。
复合模：（1）冲压精度较高；（2）冲压生产率高，压力机一次行程中能够完成两道或两道以上工序；（3）实现机械化、自动化可能性难，制品和废料排除较复杂，可实现部分机械化；（4）生产通用性差，适合于大批量生产；（5）模具结构复杂、价格较高。
方案一：
采取单工序模生产方法，先落料再冲孔，最终弯曲。该方案模具结构简单，但需要三道工序，三副模具，生产效率低，因为零件较小，操作也不方便。同时，孔边距尺寸精度不易确保。
方案二：
先落料，然后冲孔和弯曲复合，这么即使只需两副模具，但这种复合模具制造较难、成本较高，且孔边距精度不易确保。
方案三：
落料和冲孔复合，然后再弯曲。精度较高，模具结构也较方案二简单。

总而言之，为了提升生产率和确保零件尺寸精度，决定采取方案三复合模生产。
2.3 排样图设计
2.3.1排样图意义
冲裁件在条料、带料或板料上部署方法叫排样。合理排样是降低成本和确保制件质量及模具寿命有效方法。排样标准：（1）提升材料利用率；（2）操作方便、安全，降低操作者劳动强度；（3）模具简单、寿命较高；（4）确保制件质量和制件对板料纤维方向要求。大批量生产时，材料费用通常占冲裁件成本60%以上。所以，材料经济利用是一个关键问题，尤其对珍贵有色金属。排样合理是否将影响到材料经济利用、冲裁质量、生产效率、模具结构和寿命、生产操作方便和安全等。
排样意义就在于确保用最小材料消耗和最高劳动生产率得到合格零件。
2.3.2 排样方法选择
方案一: 有废料排样——制件和制件之间和制件和条料侧边之间全部有工艺余料（称搭边）存在。即冲件周围全部留有搭边。有废料排样材料利用率较低，但制件质量和冲模寿命较高，常见于制件形状复杂、尺寸精度要求较高排样。
方案二：少废料排样——只在制件之间或制件和条料侧边之间留有搭边。因受剪切条料和定位误差影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率较高，常见于一些尺寸要求不高制件排样。
方案三：无废料排样——制件和制件之间和制件和条料侧边之间均无搭边存在。冲件质量和模具寿命更低部分，但材料利用率最高。

经过上述三种方案分析比较，综合考虑模具寿命和工件质量，该冲件排样方法选择方案一很好。考虑模具结构和制造成本，有废料排样具体形式选择直排最好。
2.3.3 搭边值和条料宽度
搭边能够起到赔偿定位误差作用，保持条料有一定刚度，以确保工件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料；搭边过小，冲裁时轻易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还会拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命，影响送料工作。
搭边值通常由经验值确定，查表2-1最小搭边值。

表2-1
料厚
圆形
非圆形
往复送料
~1
1.5
1.5
2
1.5
3
2
1~2
2
1.5
2.5
2
3.5
2.5
2~3
2.5
2
3
2.5
4
3.5

表2-2
条料宽度B
材料厚度t
~1
1~2
2~3
3~5
~50
0.4
0.5
0.7
0.9
50~100
0.5
0.6
0.8
1.0
100~150
0.6
0.7
0.9
1.1

依据零件厚度t=1.5mm，查表2-1和2-2，确定搭边值a=2.5mm，b=2，=0.5挡料销定位（采取无侧压装置），条料宽度B
横向进料：= (D+2b+)
B=（35+2×2+0.5）-△0
=mm
纵向进料：= (D+2b+)
=（46.8+2×2+0.5）-△0
=mm

2.3.4 确定步距
送料步距A：条料在模具上每次送进距离称为送料步距，每个步距能够冲出一个或多个制件。步距和排样方法相关，是决定挡料销位置依据。
步距确定标准是：最小条料宽度确保冲裁时工件周围有足够搭边值；最大条料宽度能在冲裁时顺利在导料板之间送进条料，并有一定间隙。
送料步距数值应为条料上两个对应制件对应点之间距离。每次只冲一个制件送料步距A计算公式为
横向进料：A= D+a
=46.8+2.5=49.3mm
纵向进料：A= D+a
=35+2.5=37.5mm
式中，D是平行于送料方向制件宽度；a是制件之间搭边值。

2.3.5 材料利用率
排样是否合理，经济性是否好，可用材料利用率来衡量。材料利用率是指冲裁件实际面积和所用材料面积百分比，一个步距内材料利用率
η=×100%
式中η是材料利用率；—冲裁件面积（包含冲出小孔在内）（mm²）；

—冲裁时所需要材料面积；分析公式可知：η值越大，说明废料越少，材料利用率就越高。

板料尺寸选择是1600mm×mm
横向进料：

纵向进料：

经过计算，确定横向进料，材料利用率比较高，可冲压出1600个制件。
一个制件面积a=36.8×35+5×25×2+=1616.5 所以，材料利用率
η=×100%=1616.5×1600/1600×=80.83%

排样图图2.3所表示

2.3 排样图

2.4 冲压力计算，压力机选择
工件材料为310不锈钢，材料厚度为1.5mm。
制件周长L=3.14×5×4+155=217.8mm。
查表2-3得，卸料力、推件力和顶料力系数值分别为：
=0.04 =0.055 =0.06
表2-3
材料种类及其厚度t/mm

钢
0.1
0.065~0.075
0.1
0.14
>0.1~0.5
0.045~0.055
0.063
0.08
>0.5~2.5
0.04~0.05
0.055
0.06
>2.5~6.5
0.03~0.04
0.045
0.05
>6.5
0.02~0.03
0.025
0.03

冲裁力P= Lt=(3.14×5×4+155)×1.5×50KN
卸料力P卸=K卸P=0.04×170=6.8KN
推料力P推=nK推P=4×0.055×170=37.4KN
顶料力P顶=K顶P=0.06×170=10.2KN
总冲压力：采取弹性卸料和上出料方法
F总=P+P卸+P推=170+6.8+37.4 =214.2KN
已算出总冲压力，F总=214.2KN 查《冲压工艺及模具设计》选择开式压力机JH23-25能满足要求。
开式压力机JH23-25技术参数以下：
标称压力/kN：250
滑块行程/mm：75
滑块行程次数/(次/min): 80
最大闭合高度/mm：260
闭合高度调整量/mm：55
工作台尺寸（前后×左右）：370mm×560mm
垫板尺寸/mm（厚度）：50mm，（孔径）：φ260
模柄孔尺寸/mm（直径X深度）：φ40mm×60mm
2.5 压力中心确实定
由图2.4得悉，此制件结构呈中心对称，所以压力中心就在此零件几何中心。

2.4 零件图
2.6 凸、凹模刃口尺寸计算
1）冲孔：

表2-4 冲裁间隙
材料厚度t
T8,45
1Cr18Ni9Ti
Q315,Q235
D11,锡青铜
08F，10,15，H62
T1，T2，T3
1060,1050A，
1035,1200

0.35
0.03
0.05
0.12
0.05
0.01
0.03
—
—
0.5
0.04
0.08
0.03
0.07
0.02
0.04
0.02
0.03
0.8
0.09
0.12
0.06
0.10
0.04
0.07
0.025
0.045
1.0
0.11
0.15
0.08
0.12
0.05
0.08
0.04
0.06
1.2
0.14
0.18
0.10
0.14
0.07
0.10
0.05
0.07
1.5
0.19
0.23
0.13
0.17
0.08
0.12
0.06
0.10

表2-5 制造偏差
公称尺寸
凸模偏差
凹模偏差
18
-0.020
+0.020
>18~30
+0.025
>30~80
+0.030
>80~120
-0.025
+0.035

表2-6磨损系数
材料厚度t/mm
非圆形
圆形
1
0.75
0.5
0.75
0.5
零件制造公差/mm
~1
0.16
0.17~0.35
0.36
<0.16
0.16
>1~2
0.20
0.21~0.41
0.42
<0.20
0.20
>2~4
0.24
0.25~0.49
0.50
<0.24
0.24
>4
0.30
0.31~0.59
0.60
<0.30
0.30

查表2-4，取Zmax=0.23，Zmin=0.19
查表2-5，取=-0.02，=+0.02
查表2-6，取=0.75
因为+=0.23-0.19，即0.04=0.04，满足+Zmax- Zmin条件。
=（5+0.750.1）mm =5.08mm
=(5.075+0.19) mm =5.27mm
2）落料：

查表，取Zmax=0.23mm， Zmin=0.19mm， =-0.02，=+0.02
取=0.75
因为+=0.23-0.19，即0.04=0.04，满足+Zmax- Zmin条件。
=（5-0.750.15）mm =4.89mm
=(4.8875-0.19) mm =4.70
3）落料：

查表，取Zmax=0.23mm， Zmin=0.19mm， =-0.02，=+0.02
取=1
因为+=0.23-0.19，即0.04=0.04，满足+Zmax- Zmin条件。
=（37-10.2）mm =36.8mm
=(36.8-0.19) mm =36.61mm
4）落料

查表，取Zmax=0.23mm， Zmin=0.19mm， =-0.02，=+0.02
取=1
因为+=0.23-0.19，即0.04=0.04，满足+Zmax- Zmin条件。
=（25-10.15）mm =24.85mm
=(24.85-0.19) mm =24.66mm
冲裁性质
工作尺寸
冲裁间隙
计算公式
凹模尺寸注法
凸模尺寸注法
冲孔凸模

Zmax=0.23mm
Zmin=0.19mm
Zmax-Zmin=0.04mm

落料凹模

填写工艺过程卡片
依据上述分析和计算，将所需工序、工步填入冲压工艺卡片。见附录表。
2.7本章小结
本章经过对连接板工艺性分析，确定了其工艺方案。然后对工件排样方法、材料利用率进行了分析计算。然后经过计算冲压力，选择了适宜压力机，最终对凸、凹模刃口尺寸进行了计算并将所需工序填入工艺卡片。