导电片毕业设计论文

第五章 工艺计算

第五章 工艺计算

5.1 毛坯工艺计算

5.1.1 排样及搭边值的计算

在条料上冲裁时，工件之间以及工件和条料侧边之间的余料称为搭边。搭边的作用是：补偿送料误差，以保证冲出合格产品；保持条料刚度利于送料，避免废料丝进入模具间隙损坏模具。搭边值要合理确定，从节省材料出发，搭边值越小越好，但搭边值小于一定数值后，对模具寿命和剪切表面质量不利。综合考虑工件质量及成本，根据零件形状尺寸，材料厚度，材料的力学性能以及送料及挡料方式，我们来选择合理的搭边值。

表5-1 工件的搭边值

卸料板形式

刚性卸料板

条料厚度t/mm

≤0.25 ＞0.25～0.5 ＞0.5～1.0 ＞1.0～1.5 ＞1.5～2.0 ＞2.0～2.5

弹性卸料板

≤0.25 ＞0.25～0.5 ＞0.5～1.0 ＞1.0～1.5

搭边值/mm

料宽≤50 2.2 2.0 1.5 1.8 2.0 2.5 1.5 1 1.4 1.5

料宽＞50 2.2～3.2 2.0～3.0 1.5～2.5 1.8～2.8 2.0～3.0 2.2～3.2 1.8～2.6 1.5～2.5 1.8～2.6 2.2～3.2

此次设计采用的是刚性卸料装置，根据表5-1确定工件的侧搭边值为2mm。 5.1.2 步距的计算

步距是指冲压过程中压力机每冲压一次条料向前送进的距离，其值为排样沿送进方向两相邻毛坯之间的最小距离值。

步距可定义为：

S=L+b

式中：S—冲裁步距；

L—沿条料送进方向，毛坯外形轮廓的最大宽度值； b—沿送进方向的搭边值。

本设计沿条料送进方向，毛坯外形轮廓的最大宽度值L=6mm, 沿送进方向的搭边值b=1mm所以步距：

S=L+b

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=6+1 =7mm

5.1.3 条料宽度的确定

条料宽度指根据排样结果确定的毛坯所需条料宽度方向的最小尺寸。理论上条料宽度可按下式计算：

0B?(D?2a)??

式中： B—条料宽度的基本尺寸；

D—工件在宽度方向的尺寸； a—侧搭边最小值；

△—条料宽度偏差（查表得本设计△=0.5）。

由于模具加工误差，条料的裁剪误差及送料时的误差。实际的条料宽度应有一定的裕度，具体尺寸可根据不同的送料侧定位方式计算。

本设计条料宽度可用下式计算：

0B?(21?2?1) ?0.5

=230?0.5mm

由于需要侧刃定距，两边各留1mm，所以板料宽度为25mm。

5.1.4 材料利用率的计算

材料利用率定义为：

η=A/BS×100%

式中：η—材料利用率；

A—产品毛坯外形所包容的面积，CAD测量得：74.4mm2； B—条料宽度； S—冲裁步距。

η=A/BS×100%

=74.4/25×7×100% =42.5%

η越大，废料多占面积越小。因此，一般将η作为衡量毛坯排样方案友优劣的指标。材料利用率的计算有时也可以整个条料为基础计算。

即 在冲压生产中，材料利用率为42.5%。

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第五章 工艺计算

图5-1 零件排样图

5.2 冲压力的计算

计算冲裁力是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力Fp一般可以按下式计算：

Fp=KptLτ

式中：τ—材料抗剪强度； L—冲裁周边总长(mm)； t—材料厚度(mm)。

系数Kp是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动（数值的变化或分布不均）润滑情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的安全系数Kp，一般取1～3。当查不到抗剪强度τ时，可以用抗拉强度σb代替τ，而取Kp=1.3的近似计算法计算。

τ的数值取决于材料的种类和坯料的原始状态，可在设计资料及有关手册中查找，本设计τ取值的通过查下表确定，材料为T2，厚度t=0.3mm，取τ=240MPa。 5.2.1 总冲裁力的计算

由于冲裁模具采用弹性卸料装置和自然落料方式。

F冲= F1+F2

式中：F冲—总冲裁力； F1—落料时的冲裁力； F2—冲孔时的冲裁力。 冲裁周边的总长(mm)，落料周长为：

L1≈67.5(mm)

冲孔周长为：

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L2=9.65+22.5 =32.15(mm) 落料冲裁力为：

F1=KptL1τ

=1.3×0.3×67.5×240 =6318(N) 冲孔冲裁力为：

F2=KptL2τ =1.3×0.3×32.15×240 =3009(N)

F总=6318+3009=9327（N）

5.2.2 卸料力、推件力的计算

当上模完成一次冲裁后，冲入凹模内的制件或废料因弹性扩张而梗塞在凹模内，模面上的材料因弹性收缩而会紧箍在凸模上。为了使冲裁工作连续，操作方便，必须将套在凸模上的材料刮下，将梗塞在凹模内的制件或废料向下推出或向上顶出。从凸模上刮下材料所需的力，称为卸料力；从凹模内向下推出制件或废料所需的力，称为推料力。

模具采用弹性卸料装置和推件结构，凹模型口直壁高度h=3mm，所需卸料力F卸和推件力F推分别为：

推件力、卸料力计算公式如下：

F推=nK推F冲 F卸= K卸 F落

式中：F推—推件力； F卸—卸料力； F冲—冲裁力； K卸—卸料力系数； K推—推件力系数；

n—卡在凹模里的工件个数，n=h/t。

表5-2 卸料力、推件力和顶件力系数

料厚/mm 钢 ≤0.1 ＞0.1~0.5 ＞0.5~2.5 ＞2.5~6.5 ＞6.5 续表5.2

K卸 0.065~0.075 0.045~0.055 0.04~0.05 0.03~0.04 0.02~0.02 K推 0.1 0.063 0.055 0.045 0.025 K顶 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 14