硅钢片的冲裁模工艺分析与设计

[摘 要]该毕业设计是落料冲孔复合模的设计，冲压模具主要是将板料分离或成形而得到制件的加工方法。因为模具的生产主要是大批量的生产，而且模具可以保证冲压产品的尺寸精度和产品质量，模具的设计与制造主要考虑到模具的设计能否满足工件的工艺性设计，能否加工出合格的零件，以及后来的维修和存放是否合理等。在本次设计中，不仅要考虑要使做出的零件能满足工作要求，还要保证它的使用寿命。

[关键词]落料；工艺性；凸凹模；复合模；

一、引言

近年来，冲压成形工艺有很多新的进展，特别是精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异，冲压件的精度日趋精确，生产率也有极大提高，正在把冲压加工提高到高品质的、新的发展水平。前几年的精密冲压主要市是指对平板零件进行精密冲裁，而现在，除了精密冲裁外还可兼有精密弯曲、压延、压印等，可以进行复杂零件的立体精密成形。过去的精密冲裁只能对厚度为5～8mm以下的中板或薄板进行加工，而现在可以对厚度达25mm 的厚板实现精密冲裁，并可对σb >900MPa的高强度合金材料进行精冲。

二、冲压工艺分析与设计

1.工艺分析

在一般情况下，影响冲压件工艺性的因素有几何形状、尺寸、精度、表面粗糙度及毛刺。冲压件工艺性对冲压件质量、材料利用率、生产率、模具制造难易、模具寿命、操作方式及设备选用等都用很大的影响。良好的冲压件工艺性可显著降低冲压件的制造成本，节省材料，减少成形工序，提高产品寿命和产品质量。

工件如图1所示，材料为硅钢片，厚度0.5mm。

对课题应解决的主要问题，该零件形状简单、对称，是由圆和直线组成的。由表查出.冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT12-IT13。将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用冲孔落料复合冲裁模进行加工。选择复合模的原因： 从总体来看，由于大批量生产，零件的要求比较高， 冲压工件尺寸精度较高，工件平整，对称度及位置度误差小，在一次行程内可完成两个以上工序，大大提高了生产率，但对模具制造精度要求较高，由于复合模要在一副模具中完成几道冲压工序，结构一般要比单工序模复杂，同时模具的强度、刚度、可靠性也将随之下降。而且各零部件在动作时要求相互不干涉，准确可靠。因此模具的制造成本也就提高了，制造周期相对延长，维修也不如单工序模简便。外形有直线和圆弧组成，用冲裁方法速度快，质量好，比其它加工方法（如铣削，切削）成本要低，效率要高，排样也较为方便。由于大批量生产，在保证质量的情况下，可以采用冲裁，对冲裁的凸，凹模要求就要提高，特别是凸模，要进行热处理，渗碳，淬火加回火等来提高强度和耐磨性，当凸模磨损产生误差时，要及时更換，来保证工件精度要求.对于冲压过程中产品的开裂、起皱等问题，利用理论知识计算分析。模具材料在保证质量的情况下，采用性能低的材料来节约成本。模具自动化程度高，操作方便，劳动强度低。对凸模的安裝和拆卸要方便，直接关系到凸模的更换。模具结构要设计合理，防止冲压时小孔的开裂。

2.排样设计与计算

（1）排样方法与原则。

由于产量大，材料利用率是一项很重要的经济指标，要提高材料利用率就必须减小废料面积，条料在冲裁过程中翻动要少，使工人操作方便、安全，减轻劳动强度，排样应保证冲裁件的质量，无论是采用有废料或少、无废料的排样，根据冲裁件在条料上的不同布置方法，排样方法有直排、斜排、对排、多排等多种形式的排列方式，可以根据不同的冲裁件形状加以选出用。现工件外形为圆形，采用有废料的直排法，比较方便、合理。

二、确定搭边值

搭边起补偿条料的剪裁误差，送料步距误差以及补偿于条料与导料板之间有间隙所造成的送料歪斜误差的作用。使凸，凹模刃口双边受力，受力平衡，合理间隙一易破坏，模具寿命与工件断面质量都能提高。对于利用搭边自动送料模具，搭边使条料有一定的刚度，以保证条料的连续送进。搭边的合理数值主要决定于材料厚度、材料种类、冲裁件的大小以及冲裁件的轮廓形状等。一般板料愈厚，材料愈软以及冲裁件尺寸愈大，形状愈复杂，则搭边值也应愈大。由查表得工件间搭边值a1=1.5mm、侧面a=2mm。

送料步距与条料宽度的计算

用cad测量工具测量冲压件的毛坯面积：A=1773.8628mm2

送料步距A：送料步距的大小应为条料上冲裁件的对应点之间的距离，每次冲二个零件的步距按式：A=D+a1，A=40+1.5=41.5mm

条料宽度B：B=（60+2×2）mm=64mm

材料利用率的计算

通常是以一个步距内零件的实际面积与所用毛坯面积的百分率來表示，如下式：

计算冲裁力的目的是为了选用合理的压力机，设计模具以及检验模具的强度。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁工艺的需求。一般可按下公式计算：

压力机的选择

由于复合模的特点，为防止设备超载，可按公称压力

选择压力机。参照设计手册选取公称压力为的压力机，压力机型号为J23-16。

参考文献：

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[4]韩洪涛.机械制造技术.北京：化学工业出版社 2003.7.

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[6]李铭杰.冲模设计应用实例. 北京：机械工业出版社 2003.8.

[7]王立刚.冲模设计手册 . 北京：机械工业出版社 2002.5.

作者简介：王琦晗（1994-10），男，汉族，籍贯浙江，温州科技职业学院，低压电器制造及应用，大专，研究方向：机电一体化。