3138 落料沖孔彎曲級進(jìn)模設(shè)計,沖孔,彎曲,曲折,級進(jìn)模,設(shè)計
河南機電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 1 頁 共 35 頁 1落料沖孔彎曲級進(jìn)模設(shè)計緒論1.1現(xiàn)狀 改革開放以來,隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,市場對模具的需求量不斷增長。近年來,模具工業(yè)一直以 15%左右的增長速度快速發(fā)展,模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化,除了國有專業(yè)模具廠外,集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”;廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心;中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。隨著與國際接軌的腳步不斷加快,市場競爭的日益加劇,人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度,將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD,并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS 等國際通用軟件,個別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 軟件,并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計中。以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步,東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外,許多研究機構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM 技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步;在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。例如,吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS 軟件,華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進(jìn)模 CAD/CAE/CAM 軟件,上海交通大學(xué)模具 CAD 國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模 CAD 軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。河南機電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 2 頁 共 35 頁 2雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展,但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。例如,精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低;CAD/CAE/CAM 技術(shù)的普及率不高;許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等,致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進(jìn)口。1.2 未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項:(1)全面推廣CAD/CAM/CAE 技術(shù)模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進(jìn)步,普及 CAD/CAM/CAE 技術(shù)的條件已基本成熟,各企業(yè)將加大 CAD/CAM 技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度;進(jìn)一步擴(kuò)大 CAE 技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE 技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能,實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合,使虛擬制造成為可能。(2)高速銑削加工國外近年來發(fā)展的高速銑削加工,大幅度提高了加工效率,并可獲得極高的表面光潔度。另外,還可加工高硬度模塊,還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展,對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 (3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪P退璧闹T多功能,大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng),可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上,實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的 CAD 數(shù)據(jù),用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用,相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。(4)電火花銑削加工 電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù),這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極河南機電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 3 頁 共 35 頁 3加工型腔的新技術(shù),它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣),因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極,這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計這一技術(shù)將得到發(fā)展。 (5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高,估計目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為 80%左右。(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC 等)、等離子噴涂等技術(shù)。(7)模具研磨拋光將自動化、智能化模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響,研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作,以提高模具表面質(zhì)量重要的發(fā)展趨勢。(8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機床合理組合;配有隨行定位夾具或定位盤;有完整的機具、刀具數(shù)控庫;有完整的數(shù)控柔性同步統(tǒng);有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。對于現(xiàn)在裝配過程中(1)配合的約束關(guān)系自動生成和識別裝配模型中的配合約束關(guān)系從總體上體現(xiàn)了產(chǎn)品的功能,雖然通過三維幾何建??梢灾苯拥?、方便地在圖形上生成組裝體,但是其零件間并未建立配合的約束關(guān)系,因而不能支持設(shè)計后的約束驅(qū)動修改。如采用人機交線來一一對應(yīng)地建立各零件間的配合關(guān)系,以供計算機算出轉(zhuǎn)移矩陣,則又極為費事。因此如何能根據(jù)約束特征來自動生成配合的約束關(guān)系是發(fā)展虛擬裝配技術(shù)的一個重要內(nèi)容。尤其對于一些復(fù)雜的配合如存在多種約束形式或過定價時更為關(guān)鍵,需發(fā)展一些適用的軟件。(2)發(fā)展適用的人機型裝配規(guī)劃技術(shù)構(gòu)建裝配規(guī)劃過程的可視化和人的智能融入化,例如應(yīng)用基于進(jìn)程面向?qū)ο蟮?Petrl 網(wǎng)方法,實現(xiàn)在虛擬環(huán)境下進(jìn)行裝配規(guī)劃的生成。河南機電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 4 頁 共 35 頁 4(3)裝配干涉檢查和配合力分析的智能化如應(yīng)用多媒體技術(shù)使干涉部位變色、閃爍、聲響,示出干涉區(qū)范圍和干涉量。對配合時受力狀態(tài)和配合公差的分析結(jié)果提供可視化的直觀形象,以利于優(yōu)化裝配工藝。(4)裝配擬實技術(shù)與產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫 PDM 結(jié)合 當(dāng)對機器進(jìn)行故障診斷或修理更換某一零件時,利用 PDM 中數(shù)據(jù)在虛擬環(huán)境中形象地示出它的相關(guān)特征和配合情況,有利于提供更準(zhǔn)確的維護(hù)信息。對于現(xiàn)在裝配過程中(1)配合的約束關(guān)系自動生成和識別裝配模型中的配合約束關(guān)系從總體上體現(xiàn)了產(chǎn)品的功能,雖然通過三維幾何建??梢灾苯拥亍⒎奖愕卦趫D形上生成組裝體,但是其零件間并未建立配合的約束關(guān)系,因而不能支持設(shè)計后的約束驅(qū)動修改。如采用人機交線來一一對應(yīng)地建立各零件間的配合關(guān)系,以供計算機算出轉(zhuǎn)移矩陣,則又極為費事。因此如何能根據(jù)約束特征來自動生成配合的約束關(guān)系是發(fā)展虛擬裝配技術(shù)的一個重要內(nèi)容。尤其對于一些復(fù)雜的配合如存在多種約束形式或過定價時更為關(guān)鍵,需發(fā)展一些適用的軟件。(2)發(fā)展適用的人機型裝配規(guī)劃技術(shù)構(gòu)建裝配規(guī)劃過程的可視化和人的智能融入化,例如應(yīng)用基于進(jìn)程面向?qū)ο蟮?Petrl 網(wǎng)方法,實現(xiàn)在虛擬環(huán)境下進(jìn)行裝配規(guī)劃的生成。(3)裝配干涉檢查和配合力分析的智能化如應(yīng)用多媒體技術(shù)使干涉部位變色、閃爍、聲響,示出干涉區(qū)范圍和干涉量。對配合時受力狀態(tài)和配合公差的分析結(jié)果提供可視化的直觀形象,以利于優(yōu)化裝配工藝。(4)裝配擬實技術(shù)與產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫 PDM 結(jié)合 當(dāng)對機器進(jìn)行故障診斷或修理更換某一零件時,利用 PDM 中數(shù)據(jù)在虛擬環(huán)境中形象地示出它的相關(guān)特征和配合情況,有利于提供更準(zhǔn)確的維護(hù)信息。河南機電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 5 頁 共 35 頁 51 零件的沖壓工藝性分析工件名稱:石英表墊片 1生產(chǎn)批量:大批量材 料:H62 軟黃銅厚 度:0.5mm工件簡圖: 石 英 表 墊 片 1材 料 : 軟 黃 銅料 厚 : 0.5圖 1 制件圖示零件材料為 0.5mm 厚 H62 軟黃銅板,能夠進(jìn)行一般的沖壓加工,市場上也容易得到這種材料,價格適中。外形落料的工藝性:石英表墊片屬于小尺寸零件,料厚 0.5mm,外形復(fù)雜程度一般,尺寸精度要求一般,因此可采用落料工藝獲得。彎曲的工藝性:U 彎曲 R1.4 mm,高度 4 mm,要求一般可以用彎曲工藝來獲得沖孔的工藝性:φ2.6mm 的孔,尺寸精度要求較高,可采用沖孔。河南機電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 6 頁 共 35 頁 6此工件只有外形落料、彎曲和沖孔三個工序。圖示零件尺寸除 φ2.6mm 的孔均為未注公差的一般尺寸,按慣例取 IT14 級,符合一般級進(jìn)沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求,模具精度取 IT9 級即可。由以上分析可知,圖示零件具有比較好的沖壓彎曲工藝性,適合沖壓彎曲生產(chǎn)。2 工藝方案的確定及工藝計算2.1 工藝方案的確定石英表墊片零件所需的基本沖壓工序為彎曲、落料和沖孔,可擬訂出以下三種工藝方案。方案一:用簡單模分三次加工,即落料——沖孔——彎曲。方案二:沖孔落料彎曲復(fù)合模。方案三:沖孔落料彎曲級進(jìn)模。方案一,生產(chǎn)率低,工件的累計誤差大,占用三套模具生產(chǎn)設(shè)備成本比較高,操作不方便,由于該工件為大批量生產(chǎn),相比較方案二和方案三更具有優(yōu)越性。方案二:沖孔落料、和彎曲三個工序都在同一個工位上完成,生產(chǎn)率較方案一和方案三都高,生產(chǎn)出的制品的精度也較高,占用設(shè)備數(shù)量少,但是其模具比較復(fù)雜,生產(chǎn)強度較高時模具損耗較大,模具壽命較低,制造成本較方案一和方案二都高。方案三:沖孔個工序為一個工位,落料和彎曲在一個工位。其生產(chǎn)效率較方案一高較方案二低,其模具制造難度較方案二小,成本也低:模具壽命較方案二高,石英表墊片零件為大批量生產(chǎn),且其沖 2.6 的孔有公差要求其余落料和彎?曲的精度要求不太高,且為大批量生產(chǎn),使用方案三角方案一和方案二更適合河南機電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 7 頁 共 35 頁 7零件的生產(chǎn)要求。故選方案三,即采用沖孔、落料和彎曲級進(jìn)模。2.2 排樣設(shè)計 2.2.1 毛坯的尺寸計算 該制件彎曲端展開后的長度 L 和寬度 B 計算:L=10+ =13.25mm 25.6U 形件的計算毛坯展開長度的公式查表 5—12[3]得:L= )(21txrl???查表 5—8[3] 中性層位移系數(shù) x=0.52L=(4-1.165)+(4-1.165)+3.14×(1..6-0.5+0.5×0.53)=9.6mm該毛坯的攻堅展開圖如圖 2 所示:圖 2 毛坯的攻堅展開圖一個工件平展后的面積:S 76.32mm2?2.2.2 確定零件的排樣方案設(shè)計模具時,條料的排樣很重要。石英表墊片零件具有一頭大一頭小的特河南機電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 8 頁 共 35 頁 8點,有兩種排列方案;對排調(diào)頭沖和單向排列。方案一:對排調(diào)頭沖的送料方式,即隔位沖,條料完成一個方向的沖壓后,將條料水平方向旋轉(zhuǎn) 1800,再沖第二遍,在第一次沖裁的間隔中沖裁出第二部分工 圖 3 排樣圖方案二:采用單向排列的送料方式,如圖 4 所示: 圖 4 排樣圖2、方案比較:條料寬度、導(dǎo)尺間寬度和材料利用率的計算查表 2.5.2[1]取得工件間和側(cè)面的搭邊值為 1.8mm 和 2.0mm。方案一:步距 B=4.8+4.8+5.9=15.5mm方案二:步距 B=4.8+1.8+4.8=11.4mm河南機電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 9 頁 共 35 頁 9條料寬度的計算:擬采用無側(cè)壓裝置的送料方式,由 b-Δ =〔D+2a +c1〕 - ΔD—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸a—側(cè)搭邊值c1—導(dǎo)料板與最寬條料之間的最小間隙。查表 2.5.5[1]取 Cmin=0.5mm代入數(shù)據(jù)計算,方案一:取得條料寬度為 b=13.25+2+2+4.5+0.5=22.25mm導(dǎo)尺間距離的計算:s=D+2(a+C min),代入數(shù)據(jù)計算得導(dǎo)尺間距離為23.25mm。方案二:取得條料寬度為 b=13.25+2×2+0.5=17.75mm。導(dǎo)尺間距離的計算:由 s=D+2(a+Cmin),代入數(shù)據(jù)計算得導(dǎo)尺間距離為 18.75 mm。材料利用率的計算:一個步距內(nèi)的材料利用率 ?= %10?BsA式中 A—一個沖裁件的面積,mm 2;B—條料寬度,mm; s—步距, mm得 方案一 : = =44.26%?%105.2.376?方案二: = =38.81%41所以,選用方案一,即采用對排調(diào)頭沖的排樣方式。河南機電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 10 頁 共 35 頁 103 工藝計算(1)正倒裝結(jié)構(gòu):根據(jù)上述分析,本零件的沖壓包括沖孔和落料和彎曲三個工序,為方便小孔廢料和成形工件的落下,采用正裝結(jié)構(gòu):即沖孔凹模、落料凹模和都安排在下模。彎曲工序采用倒裝結(jié)構(gòu):即彎曲凸模在下模。2)送料方式:采用手工送料方式。3)定位裝置:本工件在級進(jìn)模中尺寸是較小的,又是大批量生產(chǎn),順沖時第一個工位采用始用擋料裝置定位,第二個工位采用固定擋料銷定位。調(diào)頭沖時第一個工位設(shè)置一個始用擋料裝置定位(和順沖時的始用擋料銷定位不在同一個位置) ,第二工位靠固定擋料銷定位。送料時廢料孔與固定擋料銷作為粗定距,在大凸模上安裝一個導(dǎo)正銷,利用條料上 φ2.6m 的孔做導(dǎo)正銷孔進(jìn)行導(dǎo)正,依此作為條料送進(jìn)的精確定距。3)導(dǎo)向方式:為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性,選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于已經(jīng)采用了手工送料方式,為了提高開敞性和導(dǎo)向均勻性,采用對角導(dǎo)柱模架。4)卸料方式:本模具采用正裝結(jié)構(gòu),沖孔廢料留在凹??锥粗?,為了簡化模具結(jié)構(gòu),可以在下模座中開有通槽,使廢料從孔洞中落下;彎曲后工件留在上摸的彎曲凹模型腔中,為了簡化模具結(jié)構(gòu),可以在上摸中開有打料孔用打料桿將工件頂出。工件厚度為 0.5mm,為了保證工件有比較好的平整度,采用彈性卸料裝置。3.1 沖裁工序總力的計算由工件結(jié)構(gòu)和前面所定的沖壓方案可知,本工件的沖裁力包括以下部分。沖一個 φ2.6mm 孔的力 P1、 ,落外型料的力 P2,向下推出 φ2.6mm 沖孔廢料的力 P3,向下推出外形坯件的力 P4,彈性卸料板卸板料的力是由壓力機提供的,其沖裁 φ2.6mm 和外形坯件后卸條料的力分別為 P5 和 P6??紤]到模具刃部被河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 11 頁 共 35 頁 11磨損、凸凹模間隙不均勻和波動、材料力學(xué)性能及材料厚度偏差等因素的影響,實際計算沖裁力時按下面公式:P=KLtτ式中 P—沖裁力(kN)L—沖裁件剪切周邊長度(mm)t—沖裁件材料厚度(mm)τ—被沖材料的抗剪強度 (MPa)K—系數(shù),一般取 1.3上式中抗剪強度 τ與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關(guān),可在手冊中查詢。為方便計算,可取材料的 τ=0.8σ b,故沖裁力表達(dá)式又可表示為: P=1.3Ltτ≈Ltσ b式中 σ b—被沖材料抗拉強度(MPa)。表 8—9[2]得 H62 軟黃銅的 σ b=294MPaP1=2.6π×0.5×294=1200.2NL2=9.6+4×2+(4.8-3.4)×2+ =46.1mm?)25.6(302??P2=46.1×0.5×294=6776.7N推件力 Pt=nKtPKt—推件力系數(shù),查表 3—22[3]得 Kt=0.06n—同時卡在凹模的工件(或廢料)數(shù),其中n=h/th—凹模刃部直壁洞口高度(mm) ,t—料厚( mm)表 3—63[3]可得和 h=4mm,故 n=8P3=8×0.06×1200.2=576.1NP4=8×0.06×6776.7=3252.9N頂件力: Pd =KdP——頂件力系數(shù),查表 3—22[3]得 Kd =0.06P5=0.06×1200.2=72.1N河南機電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 12 頁 共 35 頁 12P6=0.06×6776.7=406.7N工序總力 P 總 =P1+P2+P3+P4+P5+P6=1200.2+6776.7+576.1+3252.9+72.1+406.7=12284.7N≈12.3KN3.2、彎曲力的計算根據(jù)制件的設(shè)計要求,為了提高彎曲件的精度,減小彎曲回彈,擬采用校正彎曲,校正力比彎曲力大的多,而且兩個力先后作用,因此采用校正彎曲時,一般只計算校正力:F 校 =ApF 校 ——校正時的彎曲力A——校正部分的垂直投映面積p——單位面積上的校正力,查表 5—4[3]得 p=80~10MPa,取p=90MPa =90N/mm2A=4×(1.6-0.5) ×2=8.8mmF 校 =8.8×90=792NP 總 〉F 校此模具先沖裁后彎曲,所以選用壓力機應(yīng)以沖裁力為基準(zhǔn)。3.3、彈性橡膠板的計算本模具中橡膠板的工作行程由以下幾個部分組成:凸模修模量 5mm;凸模凹進(jìn)卸料板 1mm;公件厚度 0.5mm;凸模沖裁后進(jìn)入凹模 1mm;以上四項長度之和就是橡膠板的工作行程 S 工作 ;即S 工作 =(5+1+1+0.5)mm=7.5mm取壓縮量為自由高度的 0.3 則橡膠的自由高度為:H 自由 = = =30mm3.0工 作 75由上面計算可知:P 卸 = P5+ P6=72.1+406.7=478.8N預(yù)壓縮量取 15%,由圖 1-17 可查出 P=0.5MPa,此時橡膠板應(yīng)具有足夠的河南機電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 13 頁 共 35 頁 13卸料力,其卸料力的大小用式 1-2 計算橡膠板所需的面積。則A= = =957.6 =9.576 ≈10PF5.08472m2c2m結(jié)合模具的實際結(jié)構(gòu),將橡膠板分成若干塊安裝。橡膠高度 H 自由 與直徑D 之比需要滿下式:0.5 橡膠板的自由高度為 30mm,厚度不可低于要求的尺寸,5.1H?自 由超出這個厚度時應(yīng)考慮到每加厚 1mm,就將增加相應(yīng)的工作載荷。橡膠板的總面積為 10 ,分為 2 塊,每個用螺釘安裝在一塊, ,中間鉆孔。兩塊橡膠板的cm厚度無比一致,不然會造成受力不均勻,運動產(chǎn)生歪斜,影響模具的正常工作,卸料板采用 45 鋼制造,淬火硬度為 40---45HRC。4 壓力機的選擇4.1 初選壓力機查文獻(xiàn)[4]開式可傾壓力機參數(shù)初選壓力機型號為 J23-3.15。模柄尺寸mm型號公稱壓力 /kN滑塊行程/mm最大封閉高度/mm工作臺尺寸 /mm最大裝模高度/mm可傾斜角/·連桿調(diào)節(jié)長度 /mm 直徑深度J23-3.1531.5 25 120250×16095 452525454.2 壓力中心的計算模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點。為了保證壓力機和模具的正常工作,應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機的中心滑塊中心線重合。否則,沖壓時滑塊就會承受偏心載荷,導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌與模具的導(dǎo)向部分不正常的磨損,還會使合理的間隙得不著保證,從而影響制件的質(zhì)量和降低模具的壽命,甚至損壞模具。河南機電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 14 頁 共 35 頁 14此為多凸模模具的壓力中心,首先計算大凸模的壓力中心圖 5(a )壓力中心圖計算其壓力中心的步驟 如下:①、按比例畫出凸模的工作部分剖面圖(見圖)②、在任意距離處作 x-x 軸 y-y 軸③、 分別計算出各線段和圓弧的重心到 x-x 軸的距離 y1, y2, y3, y4 和到 y-y 軸的距離 x1, x2, x3, x4, ④、大凸模的壓力中心到坐標(biāo)軸的距離下式確定:到 y-y 軸的距離x0= 987654321lllll xlxxxl ???= 7.15.4.0.8.4 15.98468..4? ???????=4.94mm到 x-x 軸的距離y0= 987654321lllll ylyyyl ???=河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 15 頁 共 35 頁 1587.15.48.60.48.4 0.)92(9275)3(7).(28. ??? ???????=0mm⑤、由于另一個沖孔凸模為規(guī)則的凸模 ,則總的壓力中心為圖 6(b)總壓力中心示意圖到 y-y 軸的距離x0= 21l?= =5.7mm43.6.89?到 x-x 軸的距離y0= = =1.55m21l?.1.05?河南機電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 16 頁 共 35 頁 165 工作零部件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化5.1 工作零部件的計算由于制件結(jié)構(gòu)簡單,精度要求不高,所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸凹模。這時需要分別計算和標(biāo)注凸模和凹模的尺寸和公差。 沖孔時,間隙取在凹模上,則:凸模尺寸dap=(d+x△) -δp 0凹模尺寸dd=(d+x△+Z min)0+δ式中 Dd Dp——落料凹模和凸模的刃口尺寸,mmdp dd——沖孔凹模和凸模的刃口尺寸,mmx——磨損系數(shù),查表 2-30[2]得:沖孔 時 x=1。15.062??Zmin——雙面間隙,mm△——工件公差,mmδ——凸模和凹模的制造公差,mm①、沖裁 孔凸模、凹模刃口尺寸的計算15.062??凸模尺寸 查表 2-29[2]查得 δ 凸 =-0.004,δ 凹 =+0.006dap=(d+x△) -δp 0 =(2.6+1×0.15)0-0.004 =2.750-0.004凹模尺寸由表 2-23[2]得 Zmin=0.025dd=(d+x△+Z min)0+δ =(2.6+1×0.15+0.025)0+0.006 =2.7750+0.006②、外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計算因此落料件為復(fù)雜的制件,所以利用凸凹模配合法,這種方法有利于獲得最小的合理間隙,放寬對模具的加工設(shè)備的精度要求。采用配作法,計算凹模的刃口尺寸,首先是根據(jù)凹模磨損后輪廓變化情況河南機電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 17 頁 共 35 頁 17正確判斷出模具刃口各個尺寸在磨損過程中是變大還是變小,還是不變這三種情況,然后分別按不同的計算公式計算。a、凹模磨損后會增大的尺寸------- 第一類尺寸 A第一類尺寸:A j=(Amax-x△) 0+0.25△ b、凹模磨損后會減小的尺寸------- 第二類尺寸 B第二類尺寸:B j=(Bmax+x△) 0-0.25△c、凹模磨損后會保持不變的尺寸 第三類尺寸 C第三類尺寸:C j=(Cmin+0.5△)? 0.125△其落料凹模的基本尺寸計算如下:圖 7(a )凹模河南機電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 18 頁 共 35 頁 18第一類尺寸:磨損后增大的尺寸:查表 2—34[2]得 x△=0.180 △=0.360 A1=(Amax-x△) 0+0.25△ =(10-0.180) 0+0.25×0.360=9.8200+0.090A2=(Amax-x△) 0+0.25△ =(9.6-0.180) 0+0.25×0.360=9..4200+0.090查表 2—34[2]得 x△=0.150 △=0.300A3=(Amax-x△) 0+0.25△ =(4-0.150) 0+0.25×0.300=3.85 0+0.075查表 2—34[2]得 x△=0.150 △=0.300A4=(Amax-x△) 0+0.25△ =(3.25-0.150) 0+0.25×0.300=3.100+0.075查表 2—34[2]得 x△=0.250 △=0.130 δ=+0.06A5=(Amax-x△) 0+0.25△ =(2-0.250) 0+δ =1.750+0.06落料凸模的基本尺寸與凹模相同,分別是9.82mm、9.42mm、3.85mm、3.10mm、1.75mm 不必標(biāo)注公差,但要在技術(shù)條件中注明:凸模實際刃口尺寸與落料凹模配制,保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.025mm。圖 7(b)落料凸模③. 彎曲凸模、凹模刃口尺寸的計算a.凸模圓角半徑當(dāng)工件的相對彎曲半徑 r/t 較小時,凸模圓角半徑 rT 取等于工件物彎曲半徑,但河南機電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 19 頁 共 35 頁 19不應(yīng)小于最小彎曲半徑 0.175,所以凸模半徑等于 r=1.6b.凹模圓角半徑凹模圓角半徑不能過小,以免擦傷工件表面,影響沖模壽命。凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)一致,否則在彎曲時坯料會發(fā)生偏侈。r A 值通常根據(jù)材料厚度取為:t=0.5 rA=(3~6)t, 取 rA =4t=2mm c.凹模深度凹模深度 l0 過小,則坯料兩端未受壓部分太多,工件回彈大于且不平直,影響工件質(zhì)量。若過大,則浪費模具鋼材,且需沖床有較大的工作行程。U 形彎曲模:由于彎邊高度不大于 U 形件,則凹模深度應(yīng)大于零 件的高度,h0=3 凹模深度 l0 查表 得 l0=15mm。]1[d.彎曲凸凹模橫向尺寸及公差。決定 U 形件彎曲凸凹模橫向尺寸及公差的原則是:工件標(biāo)注內(nèi)形尺寸時應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件,間隙取在凹模上。而凸凹模的尺寸和公差則應(yīng)根據(jù)工件的尺寸,公差,回彈情況以及模具磨損規(guī)律而定。尺寸標(biāo)注在內(nèi)形上的彎曲件。凸模尺寸為 L =(L +0.75△)Tmin0T??凹模尺寸為 L =(L +Z)AA??0L .L ----凸,凹模橫向尺寸;TAL ----彎曲件橫向的最小極限尺寸;min△---彎曲件橫向的尺寸公差,對稱偏差△=2△ 1---凸模的制造公差,可采用 IT7~I(xiàn)T9 級精度,一般取凸模的精度比凹AT?模精度高一級。L =(2.9+0.75×0.6) =3.35T0T??02.?L =(3.35+1.05) =4.4AA??02.`(2)工作零部件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化(用一個整體的凸模固定板)沖小圓孔的凸模,為了增加凸模的強度與剛度,凸模非工作部分直徑應(yīng)作河南機電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 20 頁 共 35 頁 20成逐漸增大的多級臺階形式如圖 5 所示:圖 8 標(biāo)準(zhǔn)凸模示意圖凸模長度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的,其凸模長度用下列公式計算:L=h1+h2+h3- h4式中 L—凸模長度, mmh1—凸模固定板高度,mmh2—卸料板高度,mmh3—橡膠板的厚度 ,mmh4—凹進(jìn)卸料板內(nèi) 1mm河南機電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 21 頁 共 35 頁 21圖 9 沖孔凹模內(nèi)行示意圖 整體式凹模如圖 6 裝于下模座上,由于下模座孔口較大因而使工作時承受彎曲力矩,若凹模高度 H 及模壁厚度 C 不足時,會使凹模產(chǎn)生較大變形,甚至破壞。但由于凹模受力復(fù)雜,凹模高度可按經(jīng)驗公式計算,即凹模高度 H=KB凹模壁厚 C=(1.5~2)H式中 B----凹模孔的最大寬度,mm 但 B 不小于 15mmC-----凹模壁厚,mm 指刃口至凹模外形邊緣的距離;K=系數(shù),查表 8—1[3]得 K=0.30凹模高度 H=KB=0.30×15=4.5mm 按表取標(biāo)準(zhǔn)值 15mm凹模壁厚 C=1.5H = 1.5×15=22.5mm 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般取(1.7~2.0)d, 河南機電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 22 頁 共 35 頁 22圖 10 螺孔與凹模邊界示意圖d 為螺孔的距離,由于凹模厚度為 10mm,所以根據(jù)表 2.46﹝2﹞查得螺孔選用4×M8 的螺釘固定在下模座。故選用如圖7: 螺孔到凹模外緣的最小距離 a2=1.5d=1.5×8=12mm螺孔到凹模內(nèi)緣的最小距離 d=8mma3=1.13d≈9mm凹模上螺孔間距由表 2.47 查得最小間距為 40mm,最大間距為 90mm。 圖7 螺孔到銷孔的距離一般取 b>2d,所以 b 應(yīng)大于16。根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板 100×80×15①沖孔小凸模、凹模各尺寸及其組件確定和標(biāo)準(zhǔn)化(包括外形尺寸和厚度)沖孔小凸模長度 L=15+30+11-1=55mm由小凸模刃口 d=2.75.mm 查手冊﹝2﹞ 表 2.54 可知 h=3mm, D1=9mm, D=6mm, L=52小凸模強度校核 要使凸模正常工作,必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過凸模材料的許用壓應(yīng)力,即對于圓形凸模 dmin≥ ][4??t式中 dmin—圓形凸模最小截面直徑,mm河南機電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計第 23 頁 共 35 頁 23t—沖裁材料厚度,mm—沖裁材料的抗剪強度,MPa?—凸模材料許用強度,取(1.0~1.6)×103MPa???dmin≥ = =0.52mm 所以承壓能力足夠。][4?t310.265?抗縱向彎曲力校核 對于圓形凸模(有導(dǎo)向裝置) Lmax≤270d 2/ F式中 Lmax ——允許的凸模最大自由長度,mmF — —沖模力,Nd——凸模最小截面的直徑,mmLmax≤270d2/ =270×2.752/ =58.9mm 所以長度適宜。.10凸模固定端面的壓力q =
收藏