硅钢片模具全解

2.2设计任务书

图示冲裁件，材料为硅钢板，厚度为0.5mm，生产批量为80万/年。试制定工件冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺编制。

图1 产品零件图

零件名称：铁心片

生产批量：80万/年

材料：硅钢板

材料厚度：t=0.5mm

3．冲压工艺与模具设计

3.1 冲压件工艺分析

①材料：该冲裁件的材料硅钢板，具有较好的可冲压性能。

②零件结构：该冲裁件结构简单，只有两个直径为7的孔，比较适合冲裁。

③尺寸精度：零件图上所有未注公差的尺寸，属自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。查公差表可得各尺寸公差为：

零件外形：750

74

.0

-mm 52.50

74

.0-

mm 22.50

52

.0

-

mm 150

43

.0-

mm d= 0

43

.0-

12+mm 11.25043.0-mm

结论：适合冲裁。

3.2 工艺方案及模具结构类型

该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案：

①落料—冲孔，采用单工序模生产。

②冲孔－落料复合冲压，采用复合模生产。

③冲孔－落料连续冲压，采用连续模生产。

方案①模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。

方案②只需要一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度容易保证，生产效率也高尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何状态简单对称模具制造并不困难。

方案③也只需要一副模具，生产效率也很高但零件的冲压精度较差。欲保证冲压件的形位精度，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造、安装较复合模复杂。

最后确定用复合冲裁方式。

工件尺寸可知，材料为硅钢板，材料厚度为0.5mm，厚度比较薄，平直度要求高，孔边距较小，但工件结构简单，为便于操作，所以复合模结构采用正装复合模及弹性卸料和定位钉进行定位方式。

3.3 排样设计及计算

1.材料利用率力求在相同的材料面积上得到最多的工件，以提高材料的利用率。

一个进距的材料利用率k的计算式：

k＝ nA／bh×100%

式中：k——材料利用率

n——个进距内冲裁件数目

b——条料宽度（mm）

h——进距(mm)

2.生产批量

排样时必须考虑生产批量的大小采用直排。

根据材料厚度t=0.5mm，工件间搭边值a1=2mm。

（1）计算冲压件毛坯面积：

A＝30×15×3＋75×22.5－2×π×62＝2811.42mm2

（2）条料宽度：b＝75＋2×2＝79mm

（3）进距： h＝52.5＋2＝54.5mm

（4）一个进距的材料利用率：

K ＝n×A／（b×h）×100%＝2811.42／(79×54.5)×100%＝65.3%

图2 排样图

4工艺设计与计算

4.1冲压力的计算 冲裁力计

算：b KLt F τ=

式中：F ——冲裁力 t ——材料厚度

K ——系数，一般取值为1.3 L ——冲裁周边长度

b τ——材料抗剪强度

该工件材料是硅钢片，它的抗剪强度错误!未找到引用源。b=549Mpa ，经计算，该工件冲裁周边长度：

%1001

⨯=

LB

nA 总η

L1＝52.5×2＋15×5＋75＋30×4=375mm L2=2π×6=37.68mm

133.819KN

549×0.5×375×1.3==落F

KN

892.26 5490.5×75.36×1.3=⨯=冲F

160.648KN

829.62819.331 =+=+=冲

落F F F

卸料力计算、顶件力计算

F k F x x =

F k F D D n =

式中

为卸料力，

D F 为顶件力，F 为冲裁力，D k k x 和分别为卸料力和顶件力的系数

查表可有：x K =0.055，D K =0.063

KN

84.8 648.160055.0=⨯==F K F X x

D F =KN F K D 1.10648.160063.0n =⨯=

总冲压力KN

F F F F D

X 6.179 10.18.84160.648 =++=++=总

那么压力机的理论公称压力KN

48.233 6.179.31 3.1=⨯==总

F F z

查表可得;压力机的公称压力值为250KN

4.2确定压力中心

由于工件x 方向对称, 根据CAD 软件作图计算，图形如下:

可有结论为：压力中心X: 22.1081 Y: 37.5000

由以上计算可知冲压件压力中心的坐标为（22.1081，37.5000）。

4.3 凸凹模刃口尺寸计算

刃口尺寸计算列于表1中。其中:

落料部分以凹模为基准计算,落料凸模按间隙值配制；冲孔部分以凸模为基准计算,冲孔凹模按间隙值配制。

孔边距11.250

43

.0-

mm近似按孔心距计算。

A．磨损后变大的尺寸：

750

74

.0

-mm 52.50

74

.0-

mm 150

43

.0-

mm 17.0

17

.0

45+

-

mm 0

43

.0-

12+mm

B.磨损后变小的尺寸：

22.50

52

.0

-mm 150

43

.0-

mm 11.250

43

.0-

mm

C.磨损后不变的尺寸：

30±0.1mm 300

43

.0-

mm

表1 刃口尺寸计算