第一章 工艺方案的确定

1.1 产品零件的展开尺寸计算

产品零件展开尺寸计算的依据是假设应变中性层在变形前后长度不变或变形区在变形前后体积不变原则。精确计算弯曲件毛坯长度很困难，一般是有条件的粗略估算。该零件依据假设应变中性层在变形前后长度不变原则计算。

1、当变形程度叫小（r/t较大时），可以认为应变中性层与弯曲毛坯断面中心的轨迹相重合。则中性层的曲率半径：

ρ＝r＋t/2

2、当变形程度较大（r/t较小时），应变中性层的位置随r/t的减小向内侧移动，应变中性层按体积不变原则计算。在实际生产中常采用经验公式确定： ρ＝r＋kt

综合，当r/t＞0.5时

（1）σb＜400Mpa，r/t＞8， 则 ρ＝r＋t/2 r/t＜8， 则 ρ＝r＋kt （2）σb＞400Mpa，r/t＞15，则 ρ＝r＋t/2 r/t＜15，则 ρ＝r＋kt 1.1.2展开尺寸计算公式

1、有圆角半径的弯曲

L＝∑LE＋∑LW＝∑LE＋παρ/180。 2、无圆角半径的弯曲

L＝∑LE＋knt（k取0.2～0.5）

1.1.3零件展开尺寸计算

根据该冲压件的结构形状要求，利用有圆角半径的弯曲公式即可。零件四个圆角半径弯曲处长度均相等。

1.1.1弯曲件中性层位置的确定

r/t＝1/1＝1，由参考文献1表3.5查得，k＝0.35

LW＝παρ/180。＝πα(r＋kt)/180。＝π90。×(1＋0.35×1)/ 180。 ＝2.12 零件弯曲前的形状为：

1处为防止弯曲时变薄，取R25mm的圆角连接 2处以防止弯曲时变厚，不采用圆角连接

ΣLE1＝（18－1）＋（227.8―2―1×2）＋(18―1―1) ＝256.8mm L1＝ΣLE1＋ΣLW＝256.8＋2.12×2＝261mm L2＝L1＋10＝261＋10＝271mm

ΣLE3＝（18－1）＋（95―2―1×2）＋(18―1―1) ＝124mm L3＝ΣLE3＋ΣLW＝124＋2.12×2＝128.2mm L4＝L3＋10＝128.2＋2＝130.2mm

根据计算,得出弯曲前零件各尺寸如下图:

1.2 冲裁件的工艺性分析

冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适用性，即冲裁件结构形状、尺寸大小、工件精度等在冲裁时的难易程度。良好的冲裁工艺性是指在满足冲裁件的使用要求的前提下，能以最简单、最经济的冲裁方式加工出来。因此，在编制冲压工艺规程和设计模具之前，应从工艺角度分析冲压件设计得是否合理，是否符合冲压的工艺要求。

一、材料的分析

冲压所用的材料要满足冲压工艺的要求和冲压后的产品要求。本设计中的零件为板料，厚度1mm，属薄件，通过先冲裁后弯曲加工而成，故该冲压材料不仅要满足冲裁的要求，还要满足弯曲的要求，这就要求所用的材料必须要有较好的强度、硬度以及良好的塑性。本设计中采用了30钢，30钢为优质碳素钢，它的强度和硬度均较高，且有较好的塑性，适合冲压生产。

二、结构形状的分析

冲压生产的零件一般不宜太复杂，而该零件展开后，结构基本对称，形状也比较简单，符合冲压生产的要求。

三、尺寸精度的分析

该零件的精度为一般精度，按IT14级制造即可获得，查得各尺寸公差分别为φ400

＋0.62

20－0.25 30－0.25 14.80－0.43 250－0.52 150－0.43 910－0.87 18.10－0.52

19.10－0.52 72.10－0.74 66.10－0.74 128.20－1.0 222.80－1.15 2610－1.3 2710－1.3 。

由于该零件的精度不高， 用一般精度的模具即可满足冲压件的精度要求。

结论：工艺性较好，可以冲压。

1.3 冲压件工艺方案的确定

对于一个冲压件，其冲压工艺方案可能有几个，应从质量、效率、成本和安全等方面进行分析和比较，然后确定一个最适合于所给生产条件的最佳方案。有三种冲压工艺方案分析如下：

1、单工序模

单工序模在一副模具上只能完成一个工序，该零件属于大批量生产，若采用单工序模，生产效率太低，不便于操作，且不能够精确地保证内孔与外形的位置精度，故不宜采用单工序模。

2、连续模

连续模是一种多工序冲模，根据冲压件的实际需要，按一定顺序安排了多个冲压工序进行连续冲压。在压力机的一次行程中，在模具的几个不同位置上同时完成多道冲压工序，工件的成形是在连续冲压过程中逐步完成的。

连续模生产效率高，易于实现生产自动化，但内孔与外缘的位置精度难以保证，根据该零件的外形尺寸，采用连续模，其轮廓尺寸过大，故不宜采用。

2、复合模

复合模是在滑块的一次行程中，在模具的同一工位同时完成两种以上冲压工序的加工。其生产效率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，且冲模的轮廓尺寸较小，适合该零件进行冲压生产。

复合模根据落料凹模安装位置的不同分为正装式复合模和倒装式复合模。 正装式复合模冲出的工件的平直度较高，但工件和冲孔废料都落在凹模上，必须加以清理才能进行下一次的冲压，所以操作不安全，并且由于弹顶器和弹压卸料装置的作用，分离后的工件容易被嵌入边料中影响操作，从而影响了生产效率。

倒装式复合模结构简单， 由于该工件的中心靠近孔的一侧，若采用打杆，可能会影响到凸模，且如果中心未找准，可能会导致工件卡在凹模内。故可以直接利用弹簧进行推件，弹性卸料板卸料，方便可靠，且便于操作，并为机械化出件提供了有利条件。

综合考虑，采用倒装式复合模，弹性卸料，自然漏料，且为降低成本，采用手工送料方式。

1.4 排样

排样是指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。 1.4.1排样方式的确定

在批量生产中，材料费用约占冲裁件成本的60%以上，排样方案对材料的经济利用