切邊沖孔復(fù)合模的設(shè)計(jì)
切邊沖孔復(fù)合模的設(shè)計(jì),切邊,沖孔,復(fù)合,設(shè)計(jì)
切邊沖孔復(fù)合模的設(shè)計(jì)與制造
第一章 零件的工藝分析
一、零件材料的分析
08F鋼強(qiáng)度、硬度很低,而塑性、韌性極高,具有良好的冷變形性和焊接性,正火后切削加工性尚可,退火后導(dǎo)磁率較高,剩磁較少,但淬透性、淬硬性極低。
二、零件的結(jié)構(gòu)分析
該零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,尺寸沒有公差要求,尺寸均為自由公差,外形對(duì)稱。
三、零件的工藝性分析
該零件是鋼料,該零件形狀的基本特征是一般的有凹圓的圓筒形件,為圓筒形件底部有一個(gè)Φ10孔,內(nèi)部圓周直徑為Φ28,尺寸均為自由公差,因一般情況下,拉深件的尺寸精度應(yīng)在IT13級(jí)以下,不宜高于IT11級(jí)。所以將內(nèi)部直徑改為Φ28 +00.3。高度10 +00.2為IT11-IT12級(jí)精度。主要成形方法是沖裁、拉深、切邊沖孔和彎曲。零件的dt/d、h/d都不太大,其拉深工藝性較好。該零件為大批量生產(chǎn),零件外形簡(jiǎn)單對(duì)稱。材料為08F鋼,采用沖壓加工經(jīng)濟(jì)性較好。
零件如圖:
t=1mm
其余R=0.4
圖1-1 零件圖
第二章 確定沖壓工藝方案
沖壓工藝方案的確定是制定沖壓工藝過程的主要內(nèi)容,需要綜合考慮各方面的因素,有的還需要進(jìn)行必要的工藝計(jì)算,因此,實(shí)際確定時(shí)通常先提出幾種可能的方案。再在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析、比較和擇優(yōu)。從零件的結(jié)構(gòu)和形狀可知,所需基本工序?yàn)槁淞?、拉深、沖孔、彎曲四種。但工序模具生產(chǎn)效率低難以滿足大批量生產(chǎn)的要求,為了提高生產(chǎn)效率主要采用復(fù)合沖裁或級(jí)進(jìn)沖裁兩種方式。若采用級(jí)進(jìn)模雖然生產(chǎn)效率很高,但模具的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,對(duì)制造精度要求較高,一般生產(chǎn)周期長(zhǎng),成本高維護(hù)也比較困難。采用復(fù)合沖裁時(shí),沖出的零件精度和平直度較好,生產(chǎn)效率也較高,模具結(jié)構(gòu)較級(jí)進(jìn)模簡(jiǎn)單生產(chǎn)成本也比級(jí)進(jìn)模的低。
第一節(jié) 零件毛坯的尺寸計(jì)算
(1)彎曲毛坯尺寸的確定
對(duì)于r<0.5t的彎曲件毛坯長(zhǎng)度的計(jì)算公式
Lz=5+4+5+0.6t=5+5+4+0.6×1=14.6
(2)拉深次數(shù)的確定及尺寸計(jì)算
因板料厚度t為1mm故按厚度中線尺寸計(jì)算,如圖所示。
2.1.1計(jì)算坯料尺寸
D=(d22+4d2H-1.72rd2-0.56r2)?
=(29*29+4*29*10.5-1.72*2.5*29-0.56*2.5*2.5)?=43.94mm
L1=Lz+2*2.5=19.6mm
L=L1+D=63.54mm
圖2-1
2.1.2 確定拉深次數(shù)
根據(jù)坯料的相對(duì)厚度t/D=1/43.94=2.28%
拉伸系數(shù)m=d/D=29/43.94=0.66大于極限拉深系數(shù)[m],所以一次拉深成形。
第二節(jié) 擬定沖壓工藝方案
根據(jù)以上的分析計(jì)算,該零件的沖壓加工需以下基本工序:落料、拉深、沖Φ10mm的孔、切邊、彎曲。
根據(jù)以上基本工序,擬定一下沖壓工藝方案。
方案一:落料與拉深復(fù)合→其余按基本工序。
方案二:落料與拉深復(fù)合→沖孔與切邊復(fù)合→彎曲。
方案一工序組合程度較低,生產(chǎn)率較低。不過各工序模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造費(fèi)用低,對(duì)中小批量生產(chǎn)是合適的。
方案二制作出的零件尺寸精度高,需要兩個(gè)復(fù)合模具,可獲得高的生產(chǎn)率,而且操作方便。模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制作周期長(zhǎng),生產(chǎn)成本高。因此,只在大批量生產(chǎn)中才較適宜。此次生產(chǎn)就是大批量生產(chǎn)故決定采用方案二的沖壓工藝方案。
沖壓工藝方案為:落料與拉深復(fù)合→沖孔與切邊復(fù)合→彎曲
第三章 模具總體結(jié)構(gòu)方案
在沖壓工藝方案確定以后,根據(jù)零件的形狀特點(diǎn)、生產(chǎn)批量、模具制造條件、操作與安全要求、以及利用現(xiàn)有設(shè)備的可能,確定每道工序所用模具的總體結(jié)構(gòu)方案。
模具總體結(jié)構(gòu)方案的確定包括以下內(nèi)容:
(1) 模具類型
模具類型主要是指單工序模、復(fù)合模、和級(jí)進(jìn)模三種,模具類型應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)批量、沖件形狀與尺寸等因素確定。及根據(jù)沖壓工藝方案確定采用復(fù)合模。
(2) 操作與定位方式
根據(jù)生產(chǎn)批量確定采用手工操作、半自動(dòng)操作或自動(dòng)化操作;根據(jù)坯料或工序件的形狀、沖件精度要求、材料厚度、模具類型、操作方式等確定采用坯料的送進(jìn)導(dǎo)向與送料定距方式或工序件的定位方式。雖然此零件的生產(chǎn)批量較大但合理的安排生產(chǎn)可用手工送料方式能夠達(dá)到批量要求,且能降低模具成本,因此采用手工送料。為了便于操作和保證零件的精度且零件不太小所以采用擋料銷、導(dǎo)料銷作為定位方式。
(3) 卸料與出件方式
根據(jù)材料的厚度、尺寸與質(zhì)量要求、沖壓工藝性質(zhì)以及模具類型等,確定卸料選用彈性卸料裝置,出件選用剛性頂件裝置。
(4) 模架類型及精度
根據(jù)沖壓件尺寸與精度,材料厚度、模具類型、送料與操作等因素確定,由于零件厚度薄,沖裁間隙較小且零件為對(duì)稱的回轉(zhuǎn)體拉深件,則沖裁時(shí)一般不會(huì)承受大的偏心載荷又是復(fù)合模,因此選用中間導(dǎo)柱圓形模架??紤]到零件的精度要求不高但沖裁間隙較小,所以采用錯(cuò)誤!未找到引用源。級(jí)模架精度。
第四章 主要工藝參數(shù)的計(jì)算
第一節(jié) 確定排樣與裁板方案
板料規(guī)格擬選用1×900×1800mm( 08F鋼板)因?yàn)榕髁祥L(zhǎng)L=63.54mm、寬b=43.94mm,不算太小考慮到操作方便采用條料單排,取搭邊值a=1.8mm a1=1.5mm,則
進(jìn) 距:S=b+a1=43.94+1.5=45.44mm
條料寬度:B=L+2a=63.54+2×1.8=67.14mm
4.1.1 采用縱裁
每板條料數(shù):n1=900÷67.14≈13條 余27.18mm
每條零件數(shù):n2=(1800-1.5)/45.44≈39件 余26.34mm
每板零件數(shù):n1×n2=13×39=507件
材料利用率:η=(507×1725.5456)/900×1800=54%
4.1.2 采用橫裁
每板條料數(shù):n1=1800÷67.14≈26條 余54.36mm
每條零件數(shù):n2=(900-1.5)/45.44≈19件 余42.10mm
每板零件數(shù):n1×n2=26×19=494件
材料利用率:η=(494×1725.5456)/900×1800=52%
由此可件,縱裁有較高的材料利用率,且該零件沒有纖維方向行的。故決定采用縱裁法。
圖 4-1 排樣圖
現(xiàn)對(duì)切邊沖孔復(fù)合模進(jìn)行設(shè)計(jì)與加工
第二節(jié) 計(jì)算該工序的沖壓力及選擇設(shè)備
毛坯如圖所示:
1、沖壓力計(jì)算
切邊力:F1=Ltσb=135.7×1×304×1.3=53628.64N
卸料力:Fx=KxF1=0.05×53628.64=2681.432N
推件力:FT=KT F1 =0.055×53628.64=2949.58N
沖孔力:F3= LtσB=10π×2×395=24806N
F1——沖裁力(N)
L——沖件周邊長(zhǎng)度(mm)
t ——材料厚度(mm)
σb——材料抗拉強(qiáng)度(MPa)
Kx——卸料力系數(shù),數(shù)值可查表
2、壓力機(jī)標(biāo)稱壓力的確定
標(biāo)稱壓力是指滑塊在工作行程內(nèi)允許承受的最大負(fù)荷,而滑塊必須在到達(dá)下止點(diǎn)前某一特定距離內(nèi)允許承受標(biāo)稱壓力。標(biāo)稱壓力是壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。對(duì)于沖裁工序,壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力應(yīng)大于或等于沖裁時(shí)總沖壓力的1.1~1.3倍,即Fg≥(1.1~1.3)×FΣ
沖壓工藝總力:FΣ= F1+ Fx + FT + F3=84065.652N
標(biāo)稱壓力Fg≥1.3×FΣ= 110KN
因?yàn)楸竟ば蚴乔羞厸_孔復(fù)合,因此壓力機(jī)標(biāo)稱壓力時(shí)應(yīng)考慮壓力機(jī)的許用壓力曲線,本工序可選用開式雙柱可傾式壓力機(jī)J23-16壓力機(jī)。
J23-16壓力機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格為:
公稱壓力:160 KN
滑塊行程:55 mm
滑塊行程次數(shù):120次/min
最大封閉高度:220 mm
封閉高度調(diào)節(jié)量:45 mm
墊塊尺寸:40 mm
模柄孔尺寸:直徑40 mm 深度60 mm
第四節(jié) 彈性卸料裝置的選用
彈性卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈性元件(彈簧和橡膠)組成。本設(shè)計(jì)選用彈性元件是橡膠。彈性卸料板的平面外形尺寸等于或稍大于凹模板的尺寸,厚度取凹模厚度的0.6~0.8倍。卸料板與凸模的雙邊間隙根據(jù)沖件料厚確定,一般取0.1~0.3 mm(料厚時(shí)取大值,料薄時(shí)取小值)。為了便于可靠卸料,在模具開啟狀態(tài)下卸料板工作表面應(yīng)高出凸模刃口端面0.3~0.5 mm。卸料螺釘一般采用標(biāo)準(zhǔn)的階梯形螺釘,取數(shù)量按卸料板形狀與大小確定。卸料螺釘?shù)闹睆礁鶕?jù)模具大小可選用8~12 mm,各卸料螺釘?shù)拈L(zhǎng)度應(yīng)一致,以保證裝配后卸料板水平和均勻卸料。
考慮到模具的結(jié)構(gòu),選用6個(gè)圓筒形的聚氨酯橡膠,則每個(gè)橡膠所承受的頂件力為Fy= Fx/n=2681.432/6≈447N
確定橡膠的橫截面積A:取hy =10%h0,查表的p=1.1MPa,則
A=Fy/p=447N/1.1N/ mm2 ≈406.4 mm2
確定橡膠的截面尺寸:選用直徑為10 mm的卸料螺釘,取橡膠上螺釘過孔直徑d=12 mm,則橡膠外徑D根據(jù)
π(D2 -d2)/4=A
求得 D= (d2 +4A/π)? =(122 +4×44)?≈18mm
為了保證足夠卸料力,可取D=20mm。
卸料板為圓形的常選用3-4個(gè),但由于卸料力比較大經(jīng)計(jì)算選用6個(gè)。卸料螺釘?shù)闹睆礁鶕?jù)模具選用10 mm。
第五節(jié) 出件裝置
出件裝置的作用是從把零件從模具內(nèi)卸出來。把裝在上模內(nèi)的出件裝置稱為推件裝置,裝在下模內(nèi)的稱為頂件裝置。因本設(shè)計(jì)的模具裝在下模內(nèi)所以稱之為頂件裝置。此模具選用的是剛性出件裝置利用推件板和推桿把零件從模內(nèi)推出。在頂件裝置中,推件板與凹??湛谂浜喜⒆飨鄬?duì)運(yùn)動(dòng),對(duì)它的要求是模具處于閉合狀態(tài)時(shí),其背后應(yīng)有一定的空間,以備修模和調(diào)整的需要.
第五章 模具工作部分尺寸的計(jì)算
第一節(jié) 切邊沖孔凸、凹模計(jì)算
查表的Zmin=0.100,Zmax=0.140。因?yàn)闉樽杂沙叽缈砂碔T14級(jí)精度處理查得Δ=0.36 mm Zmax - Zmin =0.040 mm 系數(shù)x=0.5
5.1.1 切邊
δp=0.020δd =0.030
5.1.2 沖孔(Ф10 mm)
x=0.5 δp =0.02 δd =0.02
校核間隙:因?yàn)棣膒+δd=0.02+0.02=0.04 mm < Zmin-Zmax=0.114 mm
所以符合δp+δd ≤Zmin-Zmax
dp=(dmin+xΔ) -0δp = (10+0.5×0.84)-00.02=10.42 -00.02
dd=(dp+Zmin) +0δd =(10.42+0.246) +00.02=10.67 +00.02
dd、dp——落料凸、凹模刃口尺寸
x——磨損系數(shù),差表沖件精度為IT14時(shí),x=0.5
dmax——落料件的最小極限尺寸
Δ——沖件的制造公差(mm)
δp、δd——凸、凹模制造公差(mm)
Zmin——最小合理間隙(mm)
第三節(jié) 凹模輪廓尺寸的確定
凹模輪廓尺寸包括凹模板的平面尺寸及厚度尺寸。從凹模刃口至凹模外邊緣的最短距離為凹模的壁厚c。對(duì)于簡(jiǎn)單的對(duì)稱形狀刃口的凹模,壓力中心及為刃口對(duì)稱中心。由于該零件為圓形拉深件為對(duì)稱件,所以壓力中心即為刃口對(duì)稱中心,所以凹模的平面尺寸即可沿刃口型孔向四周擴(kuò)大一個(gè)凹模壁厚來確定。因落料凹模的刃口尺寸為Φ91.88,查表的凹模壁厚c=42~54 mm因落料為圓件,所以選凹模輪廓為圓形及
D=d+2c=91.88+2×(42~54)=Φ176~200mm,經(jīng)查表確定凹模輪廓D=200mm。
第四節(jié) 模架的選擇
模架包括上模座、下模座、導(dǎo)柱和導(dǎo)套。沖壓模具的全部零件都安裝在模架上。為了縮短模具制造周期,降低成本所以選用標(biāo)準(zhǔn)模架。
選擇模架結(jié)構(gòu)時(shí)要根據(jù)工件的受力變形特點(diǎn),坯件定位、出件方式、送料方向,導(dǎo)柱受力狀態(tài)操作是否方便等方面進(jìn)行綜合考慮。選擇模架尺寸時(shí)要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮,一般在長(zhǎng)度上及寬度上都應(yīng)比凹模大30-40mm。模架厚度一般等于凹模厚度的1-1.5倍。沖壓模具的閉合高度應(yīng)大于壓力機(jī)的最小裝模高度,小于壓力機(jī)的最大裝模高度。
模具的閉合高度是指模具在最低工作位置時(shí),上模座上表面與下模座下表面之間的距離。為使模具正常工作,模具閉合高度H必須與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng),使之介于壓力機(jī)最大裝模高度Hmax與最小裝模高度Hmin之間,一般可按下式確定:
(Hmax-T)-5mm≥H≥(Hmin-T)+10mm
根據(jù)所選壓力機(jī)可知Hmax=400mm, Hmin=320mm,T=80mm。
Hmax——壓力機(jī)最大封閉高度;
Hmin——壓力機(jī)最小封閉高度;
T——壓力機(jī)工作墊板厚度;
H——模具的閉合高度。
所以確定模具的閉合高度為H=235~330mm。所以符合要求。
查表得標(biāo)準(zhǔn)模架的尺寸為
表5-1 標(biāo)準(zhǔn)模架及各零件的尺寸
凹模周界
Φ200 mm
定模上的凸凹模長(zhǎng)度
動(dòng)模上的凸凹模長(zhǎng)度
60
85
配用模架閉合高度H
最大
330
最小
235
零件件號(hào)、名稱及標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)
1
墊板
GB2858.3-81
數(shù)量
2
規(guī)格
Φ200 mm×6
2
固定板
GB2858.2-81
1
Φ200 mm×20
3
凹模
GB2858.1-81
1
Φ200 mm×50
4
卸料板
GB2858.2-81
Φ200 mm×18
5
固定板
GB2858.2-81
1
Φ200 mm×20
6
上模座
GB/T2855.1-90
1
Φ200 mm×45
7
下模座
GB/T2855.2-90
1
Φ200 mm×50
9
卸料螺釘
GB 70-85
6
M12×45
10
導(dǎo)柱
GB 70-81
1
32×190
11
導(dǎo)柱
GB 70-81
1
35×190
12
導(dǎo)套
GB 119-86
1
32×105×43
13
導(dǎo)套
GB 119-86
1
35×105×43
第六章 模具零件的設(shè)計(jì)
中小型冷沖模制訂了GB/T2851.1~2861.16-1990、GB/T1861.17-1981等標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)模具類型、導(dǎo)向方式、凹模形狀等不同,規(guī)定了14中典型組合形式。每一種典型組合中,又規(guī)定了多種模架類型及相應(yīng)的凹模周界尺寸(長(zhǎng)×寬或直徑)、凹模厚度、凹模長(zhǎng)度、和固定板、卸料板、墊板、導(dǎo)料板等模板的具體尺寸,還規(guī)定了選用標(biāo)準(zhǔn)件的種類、規(guī)格、數(shù)量、布置方式、有關(guān)的尺寸及技術(shù)條件等。這樣,在模具設(shè)計(jì)時(shí),重點(diǎn)就只需放在工作零件的設(shè)計(jì)上。
第一節(jié) 工作零件
一、動(dòng)模上的凸凹模(落料凸模與拉深凹模)
尺寸如圖所示。
凸凹模是復(fù)合膜中的主要工作零件,工作端的內(nèi)外緣都是刃口,一般內(nèi)緣與凹模刃口結(jié)構(gòu)形式相同,外緣與凸模刃口結(jié)構(gòu)形式相同。凸凹模采取整體式結(jié)構(gòu),臺(tái)肩固定方式。凸凹模與固定板按H7/m6配合。
圖 6-1 凸凹模
二、定模上的凸凹模(拉深凸模與沖孔凹模)
如圖所示的尺寸。此凸凹模采用整體式結(jié)構(gòu),與固定板的連接方式為鉚接固定。沖孔凹模采用筒狀凹模,為了使廢料順利了落下,廢料孔采用階梯擴(kuò)大。
圖 6-2 凸凹模
三、落料凹模
如圖6所示尺寸及形狀。高度為50 mm。采用緊固螺釘與固定板連接。要保證螺孔間、螺孔與凹模刃口間的距離不能太近,否則會(huì)影響模具的壽命。一般螺孔與凹模刃口間的距離去大于二倍孔徑值。
圖 6-3 落料凹模
四、沖孔凸模
凸模的長(zhǎng)度長(zhǎng)度尺寸應(yīng)根據(jù)模具的模具結(jié)構(gòu)確定,同時(shí)要考慮凸模的修摩量及固定板與卸料板之間的安全距離因素。本設(shè)計(jì)采用的彈性卸料及凸模計(jì)算公式為L(zhǎng)=h1+ h2+ ha
L——凸模長(zhǎng)度(mm)
h1——凸模固定板厚度(mm)
h2——卸料板的厚度(mm)
ha——卸料彈性元件的安裝高度,即卸料彈性元件被預(yù)壓后的高度(mm
本設(shè)計(jì)的凸模安裝在定模座上的凸凹模上,所以不需要加凸模固定板的尺寸。計(jì)算的沖孔凸模的長(zhǎng)度為40,比較長(zhǎng),但裝配時(shí)沖孔凸模與動(dòng)模上的凸凹模配合,因此不需要校核沖孔凸模的強(qiáng)度。
圖 6-4 凸模
圖6-5 定模上的凸凹模
圖6-6 動(dòng)模上的凸凹模
圖 6-7 落料凹模
第二節(jié) 工作零件的二維圖
二維平面試圖見附圖。
第三節(jié) 模架的零件
6.3.1 模柄
模柄的作用是把上模固定在壓力機(jī)滑塊上,同時(shí)使模具中心通過模塊的壓力中心。中小型模具一般都通過模柄與壓力機(jī)滑塊相連接。此模具選用的是壓入式模柄,它與上模座孔以H7/m6配合并加銷釘防轉(zhuǎn),模柄軸線與上模座的垂直度較好,使用于上模座較厚的各種中小型模具,生產(chǎn)中最常用。
圖 6-8 模柄
模柄的尺寸如表所示:
d(d11)
D(m6)
D1
H
h
h1
b
a
d1(H7)
基本尺寸
極
限
偏
差
基本尺寸
極
限
偏
差
基本尺寸
極
限
偏
差
50
-0.080
-0.240
52
+0.030
+0.011
61
85
45
8
2
0.5
8
+0.015
0
6.3.2 上模座和下模座
上模座的尺寸如表所示:
Ds
t
t1
DB
D2
S
R
R1
200
45
30
210
280
260
50
85
l2
D(H7)
D1(H7)
d2
t
S2
100
45
+00.025
50
+00.025
M14-6H
28
180
上模座
圖 6-9 上模座
上模座二維平面圖見附圖。
下模座的尺寸如表所示:
Ds
H
h
DB
D2
S
R
R1
200
50
40
210
280
260
50
85
l2
d(H7)
d1(H7)
d2
t
S2
100
32
+00.025
35
+00.025
M14-6H
28
180
下模座
圖 6-10 下模座
二維平面圖見附圖。
上、下模座的作用是直接或間接地安裝沖模的所用零件,并分別于壓力機(jī)的滑塊和工作臺(tái)連接,以傳遞壓力。設(shè)計(jì)沖模時(shí),模座的尺寸規(guī)格根據(jù)模架類型和凹模周界尺寸從標(biāo)準(zhǔn)中選取的。
第四節(jié) 導(dǎo)向零件
對(duì)于批量較大的沖件的沖件為保證模具具有較高的精度和壽命,一般都采用導(dǎo)向零件對(duì)上、下模進(jìn)行導(dǎo)向,以保證上模對(duì)下模的正確運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向零件由導(dǎo)柱、導(dǎo)套和導(dǎo)板,并已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,但生產(chǎn)中常用的是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。A型導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,與模座為過盈配合(H7/m6),拆裝比較麻煩。A型導(dǎo)套與模座也為過盈配合(H7/r6),與導(dǎo)柱配合的內(nèi)孔開有出游環(huán)槽,以便儲(chǔ)油潤(rùn)滑,擴(kuò)大的內(nèi)孔是為了避免導(dǎo)套與模座過盈配合時(shí)孔徑縮小而影響導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合。導(dǎo)柱、導(dǎo)套的尺寸規(guī)格根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架和模具的實(shí)際閉合高度確定,還應(yīng)保證有足夠的導(dǎo)向長(zhǎng)度。
6.4.1 A型導(dǎo)柱
(左Φ32)
規(guī)格為32×190 熱處理:硬度42-46HRC
技術(shù)條件:按GB70-81的規(guī)定。
圖 6-11 左導(dǎo)柱
(右Φ35)
L=190
圖 6-12 右導(dǎo)柱
6.4.2 A型導(dǎo)套
(左Φ45)
規(guī)格為32×105×43
圖 6-13 左導(dǎo)套
(右Φ50)
規(guī)格為35 ×105×43
圖 6-14 右導(dǎo)套
第五節(jié) 模具的其它零件
固定板、卸料板、墊板
固定板的作用是將凸模、凸凹模固定在上模座和下模座的正確位置上。固定板為圓形板件,外形尺寸通常與凹模一致。固定板的厚度可取凹模厚度的60%~80%。固定板與凸?;蛲拱寄镠7/n6或H7/m6配合,壓裝后應(yīng)將凸?;蛲拱寄5亩嗣媾c固定板一起磨平。卸料版的作用是把廢料從模具工作零件(定模上的凸凹模)上卸掉。外形尺寸一般與凹模的相同。墊板的作用是承受并擴(kuò)散凸?;虬寄鬟f夫人壓力,以防止模座被擠壓損傷。墊板的外形尺寸與定模上的凸凹模固定板相同,厚度可取3~10mm。經(jīng)查標(biāo)準(zhǔn)模架得:凸、凹模固定板選用的厚度為H=20mm,墊板選用厚度H=8mm,卸料板選用厚度為 H=18mm。
第七章 模具裝配圖
第一節(jié) 三維裝配圖
7.1.1 定模座
圖7-1 定模座
7.1.1 定模座
圖7-2 動(dòng)模座
7.1.3 模具總裝圖
圖7-3 模具總裝圖
第二節(jié) 二維裝配圖
A3圖紙,圖附在末頁。
第三節(jié) 模具裝配順序
如上圖所示,沖壓模在使用時(shí),下模座部分被壓緊在壓力機(jī)工作臺(tái)上,是模具的固定部分。上模座部分通過模柄和壓力機(jī)的滑塊連在一起,是模具的活動(dòng)部分。模具工作時(shí)安裝在活動(dòng)部分和固定部分上的模具工作零件,必須保證正確的相對(duì)位置,才能使模具獲得正常的工作狀態(tài)。裝配有模架的模具時(shí),一般總先將模架裝配好,再進(jìn)行模具工作零件和其它零件的裝配。
其裝配順序如下:
7.3.1 模架的安裝
①將模柄用壓入法安裝在上模座上,配合為H7/m6。用角尺檢查模柄圓柱面與上模座平面的垂直度,其誤差不大于0.05mm。模柄垂直度經(jīng)檢查合格后再加工騎縫銷孔,裝入騎縫銷,然后將端面在平面磨床上磨平。
②導(dǎo)柱和導(dǎo)套的裝配
沖模的導(dǎo)柱、導(dǎo)套與上、下模座均采用壓入式連接。導(dǎo)套、導(dǎo)柱與模座的配合分別為H7/r6和R7/r6,壓入時(shí)要注意校正導(dǎo)柱對(duì)模座底面的垂直度。裝配好的導(dǎo)柱的固定端面與下模座底面的距離不小于1~2mm。將上模座反置套在導(dǎo)柱上,在套上導(dǎo)套,用千分表檢查導(dǎo)套配合部分內(nèi)外圓柱面的同軸度,使同軸度的最大偏差處在導(dǎo)柱中心連線的垂直方向。用帽形墊塊放在導(dǎo)套上,將導(dǎo)套的一部分壓入上模座,取走下模座,繼續(xù)將導(dǎo)套的配合部分全部壓入。
7.3.2 凸模、凹模和凸凹模的裝配
凹模板與拉深凸模固定板、墊板上模座通過螺釘連接。凸模與固定板的配合采用H7/n6,裝配時(shí)在壓力機(jī)上調(diào)整好凸模與固定板的垂直度將其鉚接到固定板上后,在平面磨床上將固定端磨平。
7.3.3 總裝
沖模在完成模架和凸、凹模裝配后可進(jìn)行總裝,該模具為復(fù)合模,故以下模上的凸凹模為基準(zhǔn)調(diào)整模具間隙,因此先裝下模,其裝配順序如下:
1)把組裝好的凹模的固定板安放在下模座上,按中心線找正固定板的位置,用平行夾頭夾緊,通過螺釘孔在下模座上鉆錐窩。拆去凸凹模固定板,在下模座上按錐窩鉆螺紋底孔并攻絲。再重新將凸凹模固定板置于下模座上找正,用螺釘緊固。鉆絞銷孔,打入銷釘定位。
2)配鉆鞋料螺釘孔。將卸料板套在已裝入固定板的凸凹模上,在固定板上鉆出錐窩,拆開后按錐窩鉆固定板上的螺釘過孔。
3)將已裝入固定板的凸凹模插入凹模的型孔中。在凹模與固定板之間墊入適當(dāng)高度的等高墊鐵,將墊板放在固定板上。再以套柱導(dǎo)套定位安裝上模座,用平行夾頭獎(jiǎng)上模座和固定板夾緊。通過凸凹模固定板孔在上模座上模座上鉆錐窩,拆開后按錐窩鉆孔,然后用螺釘將上模座、墊板、凸凹模固定板稍加緊固。
4)調(diào)整凸、凹模間隙。將裝好的上模部分套在導(dǎo)柱上,用手錘輕輕敲擊固定板的側(cè)面,使凸模插入凹模的型孔。觀察凸、凹模配合間隙,用手錘敲擊凸模固定板的側(cè)面進(jìn)行調(diào)整使配合間隙均勻。經(jīng)調(diào)整后,以紙作沖壓材料,用錘子敲擊模柄,進(jìn)行試沖。如果沖出的紙樣輪廓齊整,沒有毛刺或毛刺均勻,說明凸、凹模間隙是均勻的,如果只有局部毛刺,則說明間隙時(shí)不均勻的,應(yīng)重新進(jìn)行調(diào)整知道間隙均勻?yàn)橹埂?
5)調(diào)好間隙后,將凸凹模固定板的緊固螺釘擰緊。鉆絞定位銷孔,裝入定位銷釘將卸料板套在凸凹模上,裝上橡膠和卸料螺釘,檢查卸料板運(yùn)動(dòng)是否靈活。在橡膠作用下卸料板處于最低位置時(shí),凸凹模的下端面應(yīng)縮在卸料板的孔內(nèi)約0.5~1mm。
裝配好的模具經(jīng)試沖、檢驗(yàn)合格后即可使用。
參 考 文 獻(xiàn)
1.徐政坤 .沖壓模具與設(shè)備 .機(jī)械工藝出版社,2006.
2.史鐵梁 .冷沖模設(shè)計(jì)指導(dǎo) . 機(jī)械工藝出版社,2006.
3.趙孟棟 .冷沖模設(shè)計(jì) . 機(jī)械工藝出版社,1997.
4.王孝培 .沖壓手冊(cè) . 機(jī)械工藝出版社, 1990.
5.周大雋 .沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 機(jī)械工藝出版社,2006.
6.王芳 .冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) . 機(jī)械工藝出版社,2006.
7. 陳劍鶴主編.冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.
8.吳兆祥 .模具材料及表面熱處理 . 機(jī)械工藝出版社,2002.
9.陳于萍.高曉康主編.互換性與測(cè)量技術(shù). 北京高等教育出版社,2002.
10.郝濱海主編.沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京化學(xué)工業(yè)出版社,2004.
后 記
轉(zhuǎn)眼間三年的大學(xué)時(shí)光即將過完,剛來到大學(xué)的時(shí)候我們滿懷期待。而今美好的大學(xué)生活就要畫上句號(hào)了,而自己也要離開學(xué)院開始人生的又一起點(diǎn),亦是期待,更是不舍。緊張的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了,此時(shí)此刻感慨萬千,首先感謝指導(dǎo)教師李曉丹老師,在這為期數(shù)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)我的鼓勵(lì)和幫助,在您的關(guān)心和細(xì)心的指導(dǎo)下我才終于完成了這個(gè)設(shè)計(jì)。在整個(gè)寫作過程中,自始至終得到李老師的指導(dǎo)、鼓勵(lì)、幫助與督促,老師豐富的知識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度使我終生受益。李老師平易近人也讓我們感覺十分的親切,為我們營(yíng)造了一份緊湊卻不緊張的學(xué)習(xí)氛圍,使得我們可以更好的發(fā)揮設(shè)計(jì)能力。置身其間,使我們領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式,掌握了通用的研究方法,讓我們的設(shè)計(jì)能力更上一層樓。
感謝學(xué)院三年來給我的提升空間,讓我思考更多的問題,不僅是在學(xué)業(yè)上,還是在心智上,都要比以前更加成熟。同時(shí)也要感謝系里和學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我順利完成學(xué)業(yè)給予的方便和支持。感謝自己三年認(rèn)識(shí)的良師,我今天能夠取得如此優(yōu)異的成績(jī),都得易于老師的辛勤栽培,是您們?cè)趯W(xué)業(yè)上給予我知識(shí),傳道受業(yè),感謝自己三年來所認(rèn)識(shí)的朋友和同學(xué),是他們和我一起分享了三年的快樂時(shí)光,同學(xué)之間的團(tuán)結(jié)友愛所積累的感情讓我永遠(yuǎn)難忘。
工藝分析
一、零件材料的分析
35鋼為中碳鋼,須經(jīng)調(diào)質(zhì)后使用,具有良好的綜合力學(xué)性能,既有較好的強(qiáng)度又有較好的韌性和塑性,可切削性好,板材可進(jìn)行冷沖壓,鋼的淬透性低。
二、零件的結(jié)構(gòu)分析
工件結(jié)構(gòu)形狀相對(duì)簡(jiǎn)單,有四個(gè)圓孔,孔與邊緣之間的距離滿足要求,料厚為4mm滿足壁厚要求(孔與孔之間、孔與邊緣之間的壁厚),可以沖裁加工。
三、零件的工藝性分析
該零件是鋼料,該零件形狀的基本特征是簡(jiǎn)單、對(duì)稱。工件底部有兩個(gè)Φ14孔,精度要求不高,采用精度IT14級(jí),兩側(cè)有兩個(gè)Φ35 +00.1孔,外形轉(zhuǎn)角出為圓弧過渡,便于模具加工,孔邊距合適,孔與壁距離適當(dāng)。主要工藝為落料、沖孔、彎曲和車Φ35 +00.1孔。該零件為大批量生產(chǎn),零件外形簡(jiǎn)單對(duì)稱。材料為35鋼,采用沖壓加工經(jīng)濟(jì)性較好。
零件圖
工藝方案的確定
沖壓工藝方案的確定是制定沖壓工藝過程的主要內(nèi)容,需要綜合考慮各方面的因素,有的還需要進(jìn)行必要的工藝計(jì)算,因此,實(shí)際確定時(shí)通常先提出幾種可能的方案。再在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析、比較和擇優(yōu)。根據(jù)制件工藝性分析,其基本工序有落料、沖孔、彎曲和車Φ35 +00.1孔四種。按其先后順序組合,可得如下方案
方案一:沖孔—落料—彎曲—車Φ35 +00.1孔 級(jí)進(jìn)模完成沖孔落料,單工序模完成彎曲, 車Φ35 +00.1孔。
方案二:落料—沖孔—彎曲—車Φ35 +00.1孔 單工序模分別完成落料,沖孔,彎曲, 車Φ35 +00.1孔。
方案三:沖孔—落料—彎曲—車Φ35 +00.1孔 復(fù)合沖壓完成沖孔落料,單工序模完成彎曲, 車Φ35 +00.1孔。
表2-1 各類模具結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)比較
模具種類比較項(xiàng)目
單工序模
(無導(dǎo)向)(有導(dǎo)向)
級(jí)進(jìn)模
復(fù)合模
零件公差等級(jí)
低
一般
可達(dá)IT13~I(xiàn)T10級(jí)
可達(dá)IT10~I(xiàn)T8級(jí)
零件特點(diǎn)
尺寸不受限制厚度不受限制
中小型尺寸厚度較厚
小零件厚度0.2~6mm可加工復(fù)雜零件,如寬度極小的異形件
形狀與尺寸受模具結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度限制,尺寸可以較大,厚度可達(dá)3mm
零件平面度
低
一般
中小型件不平直,高質(zhì)量制件需較平
由于壓料沖件的同時(shí)得到了較平,制件平直度好且具有良好的剪切斷面
生產(chǎn)效率
低
較低
工序間自動(dòng)送料,可以自動(dòng)排除制件,生產(chǎn)效率高
沖件被頂?shù)侥>吖ぷ鞅砻嫔?,必須手?dòng)或機(jī)械排除,生產(chǎn)效率較低
安全性
不安全,需采取安全措施
比較安全
不安全,需采取安全措施
模具制造工作量和成本
低
比無導(dǎo)向的稍高
沖裁簡(jiǎn)單的零件時(shí),比復(fù)合模低
沖裁較復(fù)雜零件時(shí),比級(jí)進(jìn)模低
適用場(chǎng)合
料厚精度要求低的小批量沖件的生產(chǎn)
大批量小型沖壓件的生產(chǎn)
形狀復(fù)雜,精度要求較高,平直度要求高的中小型制件的大批量生產(chǎn)
根據(jù)分析結(jié)合表分析:
方案一只需一副模具,生產(chǎn)效率高,操作方便,精度也能滿足要求,模具制造工作量和成本在沖裁簡(jiǎn)單的零件時(shí)比復(fù)合模低。
方案二模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造周期短,制造簡(jiǎn)單,但需要兩副模具,成本高而生產(chǎn)效率低,難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。
方案三只需一副模具,制件精度和生產(chǎn)效率都較高,且工件最小壁厚大于凸凹模許用最小壁厚模具強(qiáng)度也能滿足要求。沖裁件的內(nèi)孔與邊緣的相對(duì)位置精度較高,板料的定位精度比方案三低,模具輪廓尺寸較小。
通過對(duì)上述三種方案的分析比較,該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案一為佳。
操作方式
零件的生產(chǎn)批量為大批量,但合理安排生產(chǎn)可用手動(dòng)送料方式,既能滿足生產(chǎn)要求,又可以降低生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。
卸料、出件方式
卸料方式
剛性卸料與彈性卸料的比較:
剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。當(dāng)卸料板只起卸料作用時(shí)與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大,單邊間隙?。?.2~0.5)t。當(dāng)固定卸料板還要起到對(duì)凸模的導(dǎo)向作用時(shí)卸料板與 凸模的配合間隙應(yīng)該小于沖裁間隙。此時(shí)要求凸模卸料時(shí)不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大、材料厚度大于2mm且模具結(jié)構(gòu)為倒裝的場(chǎng)合。
。
工件平直度較高,料厚為4mm相對(duì)較厚,卸料力大,故選用剛性卸料裝置。
4.3.2 出件方式
采用向下落料出件。
4.4 確定送料方式
因選用的沖壓設(shè)備為開式壓力機(jī)且垂直于送料方向的凹模寬度B小于送料方向的凹模長(zhǎng)度L故采用橫向送料方式,即由右向左(或由左向右)送料。
4.5 確定導(dǎo)向方式
方案一:采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱的對(duì)角線上,所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)?;蚩v向送料的落料模、復(fù)合模。
方案二:采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制,送料和操作比較方便。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè),工作時(shí),偏心距會(huì)造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損,嚴(yán)重影響模具使用壽命,且不能使用浮動(dòng)模柄。
方案三:四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件,以及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。
方案四:中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上,導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。但只能一個(gè)方向送料。
根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式,為提高模具壽命和工件質(zhì)量,該級(jí)進(jìn)模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式,即方案一最佳。
工藝設(shè)計(jì)
1) 計(jì)算毛坯尺寸
相對(duì)彎曲半徑為
r/t=6/4=1.5>0.5
式中 r——彎曲半徑(mm)
t——料厚(mm)
圓角半徑較大(r>0.5t)的彎曲件毛坯長(zhǎng)度計(jì)算公式
L=l1+l2+πα/180*(r+xt)
式中 L——毛坯展開總長(zhǎng)度
α——彎曲中心角(°)
x——中心層位移系數(shù),見表4-7
由圖1可知
對(duì)于r>0.5t的彎曲件毛坯長(zhǎng)度的計(jì)算公式
Lz/2=49+19+11.68=79.68mm
Lz=159.36mm
圖1
2)畫排樣圖
排樣方式的選擇
方案一:有廢料排樣 沿沖件外形沖裁,在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來保證,因此沖件精度高,模具壽命高,但材料利用率低。
方案二:少?gòu)U料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響,沖件質(zhì)量差,模具壽命較方案一低,但材料利用率稍高,沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
方案三:無廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些,但材料利用率最高。
通過上述三種方案的分析比較,綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量,該沖件的排樣方式選擇方案一為佳??紤]模具結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳。
排樣圖
計(jì)算條料寬度和倒料板間距離
搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差,保持條料有一定的剛度,以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過大,浪費(fèi)材料。搭邊過小,沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷,不僅會(huì)增大沖件毛刺,有時(shí)還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口,降低模具壽命。
搭邊值通常由表4所列搭邊值和側(cè)搭邊值確定。
根據(jù)零件形狀,查表工件之間搭邊值a=3.5mm, 工件與側(cè)邊之間搭邊值a1=3.2mm, 條料是有板料裁剪下料而得,為保證送料順利,規(guī)定其上偏差為零,下偏差為負(fù)值—△
條料寬度B0 -△=(Dmax+2*a1+Z)0 -△
倒料板間距A=B+Z
式中 Dmax—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸;
a1---沖裁件之間的搭邊值;
Z---倒料板與最寬條之間的間隙,其最小值可查表得Z=8
△—板料剪裁下的偏差;其值查表可得△=1.2mm。
B0 △=160+2×3.2+8
=174.40 -1.2mm
A=174.4+8=182.4mm
確定步距
送料步距S:條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距,每個(gè)步距可沖一個(gè)或多個(gè)零件。進(jìn)距與排樣方式有關(guān),是決定側(cè)刃長(zhǎng)度的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的結(jié)構(gòu)有關(guān)。
進(jìn)距確定的原則是,最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠的搭邊值;最大條料寬度能在沖裁時(shí)順利的在導(dǎo)料板之間送進(jìn)條料,并有一定的間隙。
級(jí)進(jìn)模送料步距S
S=Dmax+a1
Dmax零件橫向最大尺寸,a1搭邊
S=90+3.2
=93.2mm
計(jì)算材料利用率
沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率,它是衡量合理利用材料的重要指標(biāo)。
一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率
η=A/BS×100%
式中 A—一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積;
B—條料寬度;
S—步距;
由此可之,η值越大,材料的利用率就越高,廢料越少。廢料分為工藝廢料和結(jié)構(gòu)廢料,結(jié)構(gòu)廢料是由本身形狀決定的,一般是固定不變的,工藝廢料的多少?zèng)Q定于搭邊和余量的大小,也決定于排樣的形式和沖壓方式。因此,要提高材料利用率,就要合理排樣,減少工藝廢料。
排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟(jì)和利用,還影響到制件的質(zhì)量、模具的的結(jié)構(gòu)和壽命、制件的生產(chǎn)率和模具的成本等指標(biāo)。因此,排樣時(shí)應(yīng)考慮如下原則:
1)、提高材料利用率(不影響制件使用性能的前提下,還可以適當(dāng)改變制件的形狀)。
2) 、排樣方法使應(yīng)操作方便,勞動(dòng)強(qiáng)度小且安全。
3) 、 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命高。
4) 、保證制件質(zhì)量和制件對(duì)板料纖維方向的要求。
一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積
A=mm2
所以一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率
η=A/BS×100%
=10065.82/93.2×174.4×100%
=61.93%
考慮料頭 、尾料和邊角余料消耗,一張板材上的總利用率η總為
η總= nA1/LB×100%
式中 n—一張板料上沖裁件的總數(shù)目;A1—一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積;
L—板料長(zhǎng)度;B—板料寬度。
查板材標(biāo)準(zhǔn),宜選用710mm×2000mm的鋼板,每張鋼板可剪裁為4張條料(174.4mm×2000mm),每張條料可以沖21個(gè)工件,所以每張鋼板的材料利用率
η總 = nA1/LB×100%
=4×21×10065.82/710×2000×100%
=59.54%
根據(jù)計(jì)算結(jié)果知道選用直排材料利用率可達(dá)59.54%,滿足要求。
1、沖壓力計(jì)算
5.2.1 沖裁力的計(jì)算
在沖裁過程中,沖裁力是隨凸模進(jìn)入凹模材料的深度而變化的。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值,它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具重要依據(jù)之一。
用平刃沖裁時(shí),其沖裁力F一般按下式計(jì)算:
F=KLtτb
式中 F—沖裁力;
L—沖裁周邊長(zhǎng)度;
t—材料厚度;
τb—材料抗剪強(qiáng)度;
K—系數(shù);
L=467.75mm
系數(shù)K是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中,模具間隙值的波動(dòng)和不均勻,刃口磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等原因的影響而給出修正系數(shù),一般?。?1.3。
τb的值查表為392~511Mpa,取τb=400Mpa
所以
F=KLtτb
=1.3×467.75×4×400
=972920N
5.2.2 卸料力、頂件力的計(jì)算
在沖裁結(jié)束時(shí),由于材料的彈性回復(fù)(包括徑向回復(fù)和彈性翹曲回復(fù))及摩擦的存在,將使沖落的材料梗塞在凹模內(nèi),而沖裁剩下的材料則緊箍在凸模上。為使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行,必須將緊箍在凸模上的料卸下,將梗塞在凹模內(nèi)的材料推出。從凸模上卸下箍著的料稱卸料力;逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需要的力稱為頂件力。一般按以下公式計(jì)算:
卸料力
F x =K xF
推件力
F T=nK TF
頂件力
F D=K DF
(K x、K T、K D為卸料力、推件力、頂件力系數(shù),其值查表可得)
F x=K xF =0.04×972920N=38916.8N
F T=nK TF=1×0.45×972920N=437814N
F D=K DF =0.05×972920N=48646N
所以總沖壓力
F Z=F+ F T
= 972920N+437814N
=1410734N
表5-4 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)
料厚t/mm
KX
KT
KD
鋼
≤0.1
>0.1~0.5
>0.5~2.5
>2.5~6.5
>6.5
0.06~0.075
0.045~0.055
0.04~0.05
0.03~0.04
0.02~0.03
0.1
0.063
0.050
0.045
0.025
0.14
0.08
0.06
0.05
0.03
鋁、鋁合金
純銅,黃銅
0.025~0.08
0.02~0.06
0.03~0.07
0.03~0.09
壓力機(jī)公稱壓力應(yīng)大于或等于沖壓力,根據(jù)沖壓力計(jì)算結(jié)果擬選壓力機(jī)為JA31-160B。
JA31-160B壓力機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格為:
公稱壓力:1600KN
滑塊行程:160 mm
滑塊行程次數(shù):32次/min
最大封閉高度:375mm
封閉高度調(diào)節(jié)量:1200mm
導(dǎo)軌距離 :590mm
壓力中心的確定
模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作,應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合,否則,會(huì)使沖模和力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷,使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過大的摩擦,模具導(dǎo)向零件加速磨損,降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。沖模的壓力中心,可以按下述原則來確定:
1).對(duì)稱形狀的單個(gè)沖裁件,沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。
2).工件形狀相同且分布位置對(duì)稱時(shí),沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。
3).形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、級(jí)進(jìn)模的壓力中心可以用解析計(jì)算法求出沖模壓力中心。
X 0=(L1x1+L2x2+…Lnxn)/(L1+L2+…Ln)
Y 0=(L1y1+L2y2+……Lnyn )/(L1+L2+…+Ln)
用解析法計(jì)算壓力中心時(shí),先畫出凹模形口圖,如圖所示。在圖中將XOY坐標(biāo)系建立在建立在圖示對(duì)稱中心線上。求得:
X 0=0
Y 0=0
5.4 模具刃口尺寸的計(jì)算
5.4.1 沖裁間隙分析
沖裁間隙是指凸,凹模刃口間隙的距離,其值可為正也可為負(fù),在普通沖裁模中均為正值。它對(duì)沖裁件的斷面質(zhì)量有極其重要的影響,此外,沖裁間隙還影響模具壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件的尺寸精度。因此,沖裁間隙是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)。
1)、間隙對(duì)沖裁件尺寸精度的影響
沖裁件的尺寸精度是指沖裁件的實(shí)際尺寸與基本尺寸的差值,差值越小,則精度越高,這個(gè)差值包括兩方面的偏差,一是沖裁件相對(duì)于凸?;虬寄5钠?,二是模具本身的制造偏差。
2)、間隙對(duì)模具壽命的影響
模具壽命受各種因素的綜合影響,間隙是也許模具壽命諸因數(shù)中最主要的因數(shù)之一,沖裁過程中,凸模與被沖的孔之間,凹模與落料件之間均有摩擦,而且間隙越小,模具作用的壓應(yīng)力越大,摩擦也越嚴(yán)重,所以過小的間隙對(duì)模具壽命極為不利。而較大的間隙可使凸模側(cè)面及材料間的摩擦減小,并延緩間隙由于受到制造和裝配精度的限制,出現(xiàn)間隙不均勻的不利影響,從而提高模具壽命。
3)、間隙對(duì)沖裁工藝力的影響
隨著間隙的增大,材料所受的拉應(yīng)力增大,材料容易斷裂分離,因此沖裁力減小。通常沖裁力的降低并不顯著,當(dāng)單邊間隙在材料厚度的5~20%左右時(shí),沖裁力的降低不超過5~10%。間隙對(duì)卸料力推料力的影響比較顯著。間隙增大后,從凸模里卸料和從凹模里推料都省力當(dāng)當(dāng)單邊間隙達(dá)到材料厚度的15~25%左右時(shí)的卸料力幾乎為零。但間隙繼續(xù)增大,因?yàn)槊淘龃螅謱⒁鹦读狭?、頂件力迅速增大?
4)、間隙值的確定
由以上分析可見,凸、凹模間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖裁工藝力、模具壽命都有很大的影響。因此,設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇合理的間隙,以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求,所需沖裁力小、模具壽命高,但分別從質(zhì)量,沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個(gè)數(shù)值,只是彼此接近。考慮到模具制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙,只要間隙在這個(gè)范圍內(nèi),就可以沖出良好的制件,這個(gè)范圍的最小值稱為最小合理間隙,最大值稱為最大合理間隙。考慮到模具在使用過程中的磨損使間隙增大,故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)要采用最小合理間隙值。
確定合理間隙的方法有經(jīng)驗(yàn)法、理論確定法和查表法。
根據(jù)近年的研究與使用的經(jīng)驗(yàn),在確定間隙值時(shí)要按要求分類選用。對(duì)于尺寸精度,斷面垂直度要求高的制件應(yīng)選用較小的間隙值,對(duì)于垂直度與尺寸精度要求不高的制件,應(yīng)以降沖裁力、提高模具壽命為主,可采用較大的間隙值。
查表3-4得間隙值
Z max=0.880mm
Z min=0.640mm
由于工件形狀較簡(jiǎn)單,所以可分別加工凹、凸模。
5)計(jì)算凸、凹模尺寸:
由于零件沖裁是由沖孔、落料兩道工序完成的,所以落料以凹模為基準(zhǔn)尺寸,沖孔以凸模為基準(zhǔn)尺寸,計(jì)算如下:
收藏
編號(hào):2568859
類型:共享資源
大小:1.02MB
格式:ZIP
上傳時(shí)間:2019-11-27
15
積分
- 關(guān) 鍵 詞:
-
切邊
沖孔
復(fù)合
設(shè)計(jì)
- 資源描述:
-
切邊沖孔復(fù)合模的設(shè)計(jì),切邊,沖孔,復(fù)合,設(shè)計(jì)
展開閱讀全文
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學(xué)習(xí)交流,未經(jīng)上傳用戶書面授權(quán),請(qǐng)勿作他用。