卡圈零件沖壓工藝及模具設(shè)計
《卡圈零件沖壓工藝及模具設(shè)計》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《卡圈零件沖壓工藝及模具設(shè)計(21頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、1.引 言 模具是衡量一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要指標(biāo),模具工業(yè)在整個國民經(jīng)濟發(fā)展中的作用愈來愈顯著。據(jù)近年來的統(tǒng)計表明,美、日等國的模具工業(yè)年產(chǎn)值已經(jīng)超過機床的工業(yè)年產(chǎn)值的6%~12%;我國2003年模具工業(yè)總產(chǎn)值也已達450億左右,其中冷沖壓模具因其用用途廣、技術(shù)成熟而在模具中占比例較大。可以預(yù)見,高速發(fā)展的經(jīng)濟對模具提出更為迫切的需要和挑戰(zhàn)。研究和發(fā)展沖壓生產(chǎn)技術(shù),對發(fā)展國民經(jīng)濟和加速工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè),具有十分重要的意義。 模具設(shè)計是一種經(jīng)驗性較強的設(shè)計,設(shè)計人員在長期的工作中積累的經(jīng)驗和知識對模具設(shè)計起著十分重要的影響。盡管模具CAD技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛,但目前廣為使用的模具CAD技術(shù)大
2、都停留在計算機輔助繪圖層次,難以勝任對模具開發(fā)的高質(zhì)量、短周期、低成本要求。傳統(tǒng)的工藝信息及各類技術(shù)資料的管理方式已很難適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求,因此人們希望借助計算機的信息技術(shù)——數(shù)據(jù)庫將這些經(jīng)驗和知識有效地管理起來,在節(jié)省存儲空間和人力資源的同時,能夠在用戶需要時方便、快捷地調(diào)用所需的工藝圖文等技術(shù)資料。 本論文闡述的是卡圈落料沖孔復(fù)合模及彎曲模設(shè)計。復(fù)合模是在壓力機的一次行程中,且在模具的同一位置上完成兩道或兩道以上的工序.但模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。因此,應(yīng)設(shè)置上,下模的導(dǎo)向裝置。復(fù)合模的結(jié)構(gòu)緊湊,沖出來的精度高,適合大批量的生產(chǎn),特別是孔與制件的外形的同心度容易保證。 復(fù)合模的結(jié)構(gòu)特點是有一個
3、既作落料凹模又作沖孔凸模的凸凹模。復(fù)合模落料模安裝的位置不同分為正裝式和倒裝式兩種??ㄈβ淞蠜_孔復(fù)合模采用倒裝結(jié)構(gòu),落料凹模安裝在上模座上。倒裝復(fù)合模的優(yōu)點采用彈性頂件裝置,條料在被凸模,凹模和彈性器壓緊的情況下沖裁,沖出的工件比較完整,適合于沖裁件平直度要求較高的薄料。倒裝復(fù)合模采用剛性打料裝置進行打料出件,不必清出廢料,操作方便,生產(chǎn)效率較高,應(yīng)用廣泛。彎曲模與復(fù)合模的設(shè)計過程大致相似,不過復(fù)合模較彎曲模結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。設(shè)計上主要是對工作零件凸模、凹模和凸凹模的設(shè)計,其中主要是其工作部分的尺寸設(shè)計,以保證制件的精度和質(zhì)量要求。模具許多零件大多已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,如模架、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模座、卸料螺釘、固
4、定板、彈性元件、卸料板等。在設(shè)計中,只須根據(jù)設(shè)計需要和標(biāo)準(zhǔn)合理選定。 2.卡圈落料沖孔復(fù)合模設(shè)計 2.1卡圈沖裁工藝性分析 卡圈零件簡圖:如圖2-1所示 生產(chǎn)批量:大批量 材 料:Q235 材料厚度:2mm 制造精度:IT10級 圖 2-1 卡圈零件圖 沖裁件的工藝性,就是沖裁件對沖壓工藝的適應(yīng)性能,即沖裁件結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、工件精度等在沖裁時的難易程度。好的沖裁工藝性能能保證材料消耗少、工序數(shù)目少、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定且效率高、模具結(jié)構(gòu)
5、簡單且壽命長等要求。 根據(jù)以上分析,該工件宜先沖孔落料,再彎曲達到圖紙要求。 1)材料 Q235是普通碳素鋼,有較好的沖壓性能 2) 結(jié)構(gòu)形狀 該零件外形簡單、規(guī)則,僅有落料、沖孔、彎曲、三道工序特征,適合沖壓加工。 3)尺寸精度 卡圈零件的加工精度要求為IT10,利用普通沖裁方式可以達到零件圖紙要求。 2.2確定工藝方案 工藝方案的內(nèi)容是確定沖裁件的工藝路線,主要包括確定工序數(shù)、工序的組合和工序順序的安排,應(yīng)在工藝分析的基礎(chǔ)上制定幾種可能的方案,在根據(jù)工件的批量、形狀、尺寸等方面的因素,全面考慮、綜合分析,選取一個較為合理的沖裁方案。 該零件沖裁工藝包括落料、沖孔兩個工序
6、,下表列有三種工藝方案選擇 序號 工藝方案 結(jié)構(gòu)特點 1 單工序模生產(chǎn) 模具結(jié)構(gòu)簡單,但需要兩道工序,兩套模具才能完成零件的加工,生產(chǎn)效率低,難以滿足零件大批量生產(chǎn)的要求。且兩道工序中的定位誤差,將導(dǎo)致孔中心距尺寸精度難以保證。 2 復(fù)合模生產(chǎn) 落料 -沖孔復(fù)合 同一副模具完成兩道不同的工序,大大減小了模具規(guī)模,提高生產(chǎn)效率,也能提高壓力機等設(shè)備的使用效率,操作簡單、方便,適合大批量的生產(chǎn),能可靠地保證孔中心距尺寸精度。 3 級進模生產(chǎn) 沖孔-落料連續(xù) 同一副模具不同工位完成兩道工序,生產(chǎn)效率高,模具成
7、本要高,兩工位之間的定位一要求非常高,否則無法保證孔中心距尺寸精度 經(jīng)過比較,復(fù)合模生產(chǎn)最為恰當(dāng),既能保證精度,成本又低,效率高。如果采用正裝結(jié)構(gòu),落料廢料均落在凹模表面,將導(dǎo)致清除困難而降低生產(chǎn)效率,增大勞動強度。因此復(fù)合模采用倒裝結(jié)構(gòu)。為保證制件較高的位置公差要求,上下模之間采用后側(cè)導(dǎo)柱,條料采用手動送料,進入模具內(nèi)依靠導(dǎo)料銷保證送進導(dǎo)向,定位銷保證定距精度。沖裁完成后,沖孔完成后,沖孔廢料由漏料孔從下模出,制件則由上模剛性頂件裝置頂出,落在下模表面;落料廢料則由安裝于下模彈性卸料裝置從凸凹模上剝落。 2.3 沖裁間隙的確定 沖裁間隙是指沖裁凸模和凹模刃口部分尺寸之差,其
8、值可正、可負(fù),在一般的普通沖裁中均為正值。凸凹模每側(cè)間隙稱為單邊間隙,兩側(cè)間隙之和稱為雙邊間隙。若無特殊說明,沖裁間隙指雙邊間隙 。單邊用間隙用C表示,雙邊用Z表示。 圓形沖裁模雙邊間隙為 Z=D凹-D凸 式中 D凹——沖裁模凹模直徑尺寸(mm) D凸 ——沖裁模凹模直徑尺寸(mm) 2.3.1 間隙的影響 沖裁間隙除了對沖裁件的質(zhì)量起著決定性的作用以外,對模具壽命也有較大的影響。間隙過小會使模具壽命降低,同時,小間隙還使模具制造的難度加大。因此,沖裁間隙是保證合理沖裁過程的最主要的工藝的工藝參數(shù)。 影響合理沖裁間隙值的主要因素是板料厚度和材料
9、性質(zhì)。 板料愈厚,間隙數(shù)值也愈打。反之板料愈薄,則間隙應(yīng)愈小。 材料塑性愈好,間隙數(shù)值也應(yīng)愈小。而塑性差的硬材料,間隙數(shù)值就應(yīng)大一些。 2.3.2 合理沖裁間隙值的確定 沖裁間隙對沖裁件質(zhì)量、模具壽命、沖裁力等都有很大的影響,但影響規(guī)律各不相同,不可能存在一個間隙值同時滿足各項要求。通常選擇一個合適的間隙范圍,在這個范圍內(nèi)能得到質(zhì)量令人滿意的沖裁件,并且滿足沖裁力較小、模具有較高的使用壽命的要求。我們稱這個合適的間隙范圍為合理間隙,它是一個范圍值,其上限為最大合理間隙Zmax,下限為最小合理間隙Zmin。 實際生產(chǎn)中,間隙值的選擇主要考慮沖裁斷面的質(zhì)量和模具壽命這兩個方面。根據(jù)工件和
10、生產(chǎn)上的具體要求可按如下原則選取間隙值。 1) 工件的斷面質(zhì)量無嚴(yán)格要求時,選取較大的間隙值。 2) 工件的斷面質(zhì)量及制造精度較高時,選取較小的間隙值。 3)在設(shè)計計算沖模刃口尺寸時,考慮模具在使用過程中的因磨損而導(dǎo)致隙值增大,應(yīng)當(dāng)按Zmin來計算。 確定間隙值的方法有理論計算法、經(jīng)驗確定法。因為計算法在使用中不方便,實際生產(chǎn)中常用經(jīng)驗表或經(jīng)驗公式確定,其中經(jīng)驗數(shù)表法應(yīng)用最廣。 沖裁間隙經(jīng)驗數(shù)據(jù)表很多,在一般的沖壓手冊和模具設(shè)計資料上都可以查閱,應(yīng)當(dāng)注意的是有的數(shù)值相差比較大,在選擇時應(yīng)結(jié)合實際需要綜合考慮。 計算間隙值的經(jīng)驗公式為 Z=
11、mt (2-1) 式中, t—材料厚度 m—系數(shù),與材料厚度、性質(zhì)有關(guān),不同的行業(yè)也有差異 查表2-1選得間隙值為Zmin=0.246、Zmax=0.360(mm)。 表2-1 沖裁模刃口始用間隙 材料名稱 08F、10、35、09Mn、Q235 16Mn 40、50 65Mn 厚度t 初始間隙Z Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax <0.5 間隙很小或無間隙 1.0 0.100 0.140 0
12、.100 0.140 0.100 0.140 0.100 0.140 1.5 0.132 0.240 0.170 0.240 0.170 0.230 2.0 0.246 0.360 0.260 0.380 0.260 0.380 2.5 0.360 0.500 0.380 0.280 0.380 0.540 為了使模具能在較長時間內(nèi)沖制出合格的零件,提高模具的利用率,一般設(shè)計模具時取Zmin作為初始間隙。 2.4工件排樣 在沖壓生產(chǎn)中,節(jié)約和減小廢料具有非常重要的意義。據(jù)統(tǒng)計,零件的材料費用占制
13、造成本的60%和80%,沖裁件在板料、條料或布料上的布置方式,稱為沖裁件的排樣法,簡稱排樣。 在模具的設(shè)計中,排樣的設(shè)計是一項極為重要的、技術(shù)性很強的設(shè)計工作。排樣合理與否,直接影響到材料利用率、制件質(zhì)量、生產(chǎn)率與成本以及模具使用壽命等,所以排樣工作的好壞是左右沖裁經(jīng)濟效益的重要因素之一。 2.4.1材料的利用率 排樣的目的是為了合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟性、合理性的指標(biāo)是材料的利用率。所謂材料利用率是指沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比。材料利用率的計算公式如下: 一個進距的材料利用率η的計算如下: η=(nA(yù)/Bh) 100% (2-2)
14、 式中 A ——沖裁件面積(包括內(nèi)形結(jié)構(gòu)廢料),(mm2); n ——一個進距內(nèi)沖裁件數(shù)目; b ——條料寬度,(mm); h ——進距,(mm) 一張板料上總的材料利用率η總的計算如下: η總=(NA/LB)100% (2-3) 式中 N ——沖裁件總數(shù)目; A ——板料寬度 L ——板料長,(mm); B ——條料寬度 由公式可知,η總,η值越大,材料廢料越少,材料利用率就越高。 沖裁件所產(chǎn)生的廢料分兩種,一是工件的各種內(nèi)孔產(chǎn)生的廢料,它取決于工件的
15、形狀,一般不能改變,稱設(shè)計廢料;二是由于工件之間的搭邊及工件與條料側(cè)面的搭邊、板料的料頭、料尾而長產(chǎn)生的廢料,它取決于沖壓方式與排樣方式,稱為工藝廢料。 提高材料利用率最主要的途徑是合理排樣使工藝廢料盡量減少小,另外在滿足工件使用要求的前提下,適當(dāng)改善工件的結(jié)構(gòu)形狀也可以提高材料的利用率。 2.4.2排樣方法 常用的沖裁件排樣方法分為三類。 (1) 有廢料排樣 (2) 少廢料排樣 (3) 無廢料排樣 少、無廢料排樣的缺點是工件質(zhì)量較差,模具壽命不高。但這兩類排樣可以節(jié)省材料,還具有簡化模具結(jié)構(gòu)、降低沖裁里和提高生產(chǎn)率等優(yōu)點。并且,工件必須具備一定的形狀特征才能采用少、無廢料排樣。
16、 對于形狀復(fù)雜的工件,經(jīng)常采用試排法。 上述采用的三類排樣方法,按工件的外形特征有可分為直排、斜排、直對排、混合排、多行排及裁搭邊等多種形式。 為滿足尺寸精度的要求,設(shè)計的卡圈零件采用直排法。 2.4.3 搭邊 排樣中相鄰兩制件之間的余料或制件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。其作用是補償定位誤差和保持有一定的強度和剛度,防止由于條料的寬度誤差、送進步距誤差、送料歪斜等原因而沖裁出殘缺的廢品,保證沖出合格的工件,便于送料。 搭邊值要合理確定。搭邊值過大,材料利用率低。搭邊值小,材料利用率雖高。但過小的時就不能發(fā)揮搭邊的作用,在沖裁過程中會被拉斷,造成拉斷,造成送料困難
17、,使工件產(chǎn)生毛刺,有時還會被拉入凸模和凹模間隙,損壞模具刃口,降低模具壽命。搭邊值過小,會使作用在凸模側(cè)面上的法向應(yīng)力沿著落料毛坯周長的分布不均勻,引起模具刃口的損失。為避免這一現(xiàn)象,搭邊的最小寬度約為毛坯的厚度,使之大于塑變區(qū)的寬度。 搭邊值的大小與下列因數(shù)有關(guān): 1) 材料的力學(xué)性能。硬材料可小,軟材料、脆性材料的搭邊值要大一些 2) 工件的形狀與尺寸。尺寸大或有突尖的復(fù)雜形狀時,搭邊值要取得大一些。 3) 材料厚度。厚材料的搭邊值應(yīng)取得大一些。 4)送料方式及擋料方式。用手工送料、有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可以小一些。 搭邊值一般由經(jīng)驗確定 由卡圈零件圖和排樣圖2-2可得知:
18、因為經(jīng)過卡圈毛坯經(jīng)落料沖孔后,還須進行彎曲工序才能得到最后支承板零件,故在進行復(fù)合模的排樣時,必須先進行彎曲展開計算。 卡圈彎曲展開長度為: L=392+180л( 30+0.52)/180= 174 mm 沖裁件面積:A=174130mm2 =22620mm2 條料寬度:b =174+32 mm=180 mm 進距:h=130 +2.5 mm=132.5 mm 一個進距的材料利用率: η=( nA / bh)100%=226201 mm2/(132.5mm180 mm)100%=94.8% 圖2-2 排樣圖 2.5沖壓工藝力計算 沖裁力是設(shè)計模具、選擇壓力機的
19、重要參數(shù)。計算沖壓力的目的是為了合理地選擇沖壓設(shè)備和設(shè)計模具。選用沖壓設(shè)備的標(biāo)稱壓力必須大于所計算的沖裁力,所設(shè)計的模具必須能傳遞和承受所計算的沖裁力,以適應(yīng)沖裁的要求。沖裁力包括沖裁力、卸料力、推件力、頂件力的計算。 2.5.1沖裁力計算 使板料發(fā)生分離的力。直接影響沖裁的主要因數(shù)有抗剪強度、材料厚度和沖裁輪廓周長。同時,沖裁間隙、沖裁速度、潤滑情況等都對沖裁力有影響。 沖裁力的大小主要與材料性質(zhì)、厚度、沖裁件周長、模具間隙大小及刃口鋒利程度有關(guān)。 一般對于普通平刃口的沖裁,其沖裁力F可按下式計算: F=KLtτ (2-4)
20、 式中 F —— 沖裁力, N; K —— 系數(shù)??紤]到模具刃口的磨損,模具間隙的波動,材料力學(xué)性能的變化及材料厚度偏差因素,一般取K=1.3 L —— 沖裁件的沖裁長度, mm; t —— 板料厚度,mm; τ—— 材料的抗剪強度, Mpa; 有時也可用材料的抗拉強度進行計算: F=Ltσb (2-5) 式中 σb—— 為材料的抗拉強度,Mpa 在落料沖孔復(fù)合模中,沖裁力包含落料力和沖孔力。由卡圈零件圖可得: 落料力: L = 2(130+80+30л)mm=608mm
21、 t = 2 mm σb = 450MPa F落= Ltσb =60810-3210-3450106 =547.2 KN 沖孔力: L1=4л11=138.2mm σb—— 為材料的抗拉強度,Mpa t =2 mm F孔 = Ltσb =138.210-3210-3450106 N =124.4KN 1) 降低沖裁力的計方法 在沖裁高強度材料或厚度大、周邊長的工件時,所需的沖裁力往往超過現(xiàn)有沖床的噸位,為了充分利用設(shè)備,研究如何降低沖裁立是一個很重要的問題。由上面的計算公式,應(yīng)
22、該從減少工件同時受力的周邊長度和降低材料機械性能等方面考慮,一般采用如下幾種降低沖裁力的方法。 (1)斜刃口沖裁法 平刃口沖裁時,整個刃口平面同時接觸板料,而斜刃口模具沖裁時,由于刃口是傾斜的,沖裁時刃口不是同時切入,而是逐步?jīng)_切材料,這樣就減小了沖切斷面積,從而降低沖裁力。 (2) 加熱沖裁法 材料在加熱狀態(tài)下剪切強度大大降低,從上面計算公式可知能夠減低沖裁力。但材料加熱后會產(chǎn)生氧化皮,還會產(chǎn)生變形,故此法只適用于厚板或工件表面質(zhì)量及精度要求不高的工件。 (3)階梯布置凸模沖裁法 在多凸模的沖裁中,將凸模做成不同高度,呈階梯布置。這樣可使各個凸模沖裁力的峰值不同時出現(xiàn),從而減低了
23、總的沖裁力,凸模間的高度差按材料厚度確定。 采用階梯布置凸模時,應(yīng)盡可能對稱布置,同時應(yīng)把小凸模做得短一些,大凸模做得長一些,這樣可以避免小凸模由于材料流動的側(cè)壓力而產(chǎn)生傾斜或折斷的現(xiàn)象。 2.5.2卸料力、推件力和頂件力的計算力 沖裁后,沖下的工件(或廢料)因彈性恢復(fù)而擴張,會梗在凹模洞口內(nèi)或沖 出的孔會因彈性收縮會緊箍在凸模上。而沖裁下來的工件徑向會擴張,并因要力圖恢復(fù)彈性,所以會卡在凹??變?nèi),為了使沖裁過程連續(xù),操作方便,就需把套在凸模上的材料卸下,把卡在凹??變?nèi)的沖件或廢料推出。 卸料力:從凸模上卸下緊箍著的材料所需的力 推件力:把落料件從凹模洞口順著沖裁方向推出去的力
24、頂件力:逆著沖裁方向?qū)⒐ぜ陌寄?nèi)頂出來的力 影響這些力的因素很多,主要是材料的力學(xué)性能和厚度、模具間隙、凸凹表面粗糙度、工件形狀和尺寸及潤滑條件等。并且這些因素的影響規(guī)律也很復(fù)雜,要精確計算這些力是很困難的,所以實際應(yīng)用中都采用下列經(jīng)驗公式。 卸料力:F卸=K卸F 落 推件力:F推=nK推F孔 頂件力:F頂=K頂 F 落 (2-6) 式中: K卸 —— 為卸料力系數(shù),其值見表2-2; K推 —— 為推件力系數(shù) K頂 —— 頂件力系數(shù) n —— 同時卡在凹模內(nèi)的零件數(shù)(對圓柱形洞口,n=H/t,且H為洞口高,t 為板料厚度。對圓錐
25、形孔口,不會有工件卡在其中,所以不計算推件力) 表2- 2 推件力、頂件力、卸料力系數(shù) 料厚/(mm) K卸 K推 K卸 鋼 ≤0.1 >0.1~0.5 >0.5~2.5 >2.5~6.5 0.065~0.075 0.045~0.055 0.04~0.05 0.03~0.04 0.1 0.063 0.055 0.045 0.14 0.08 0.06 0.05 2.5.3總沖壓力的計算 沖壓工藝力是選擇壓力機噸位的主要依據(jù)。選擇壓力機時,以上的力是否都考慮進去,要根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)形式具體形式。 采用剛性卸料
26、和自然漏料方式: F總 = F 落+F孔+F推 采用剛性打件、彈性卸料的倒裝結(jié)構(gòu)方式: F總 = F 落+F孔+F卸 采用彈性卸料和彈性頂件方式: F總 = F 落+F孔+F卸+ F頂 采用彈性卸料和自然漏料方式: F總 = F 落+F孔+F卸+F推 卡圈復(fù)合模結(jié)構(gòu)采用彈性卸料和自然漏料方式: 卸料力:F卸=K卸F 落=(0.04547.
27、2)KN=21.9KN 推件力:F推=nK推F孔=(40.055124.4)=27.4KN (n=h/t=8mm/2 mm = 4個) F總 = F 落+F孔+F卸+F推 =(547.2+124.2+21.9+27.4)KN=720.7KN 選擇壓力機時,壓力機的公稱壓力必須大于F總 2.6模具壓力中心計算 沖模對工件施加的沖壓力合力的中心稱為模具的沖壓壓力中心。要使沖壓模具正常工作,模具的壓力中心必須通過模柄曲線和壓力機的滑塊中心線重合。否則在沖壓時將產(chǎn)生彎矩,使沖壓設(shè)備的滑塊和模具發(fā)生歪斜,引起凸、凹模間隙不均勻,刃口迅速變鈍,并使沖壓設(shè)備和模具的導(dǎo)向機構(gòu)產(chǎn)生不
28、均勻磨損。所以在設(shè)計模具時,要使模具的壓力中心通過模柄的軸線,從而保證模具的壓力中心和沖床滑快中心重合。 沖裁件的壓力中心與沖裁件的中心不同,壓力中心是沖裁合力的中心,與沖裁力大小和作用位置有關(guān)。而重心則取決于工件形狀和質(zhì)量分布,只有當(dāng)工件具有中心對稱形狀時,壓力中心才和中心重合。 對稱形狀的工件,其壓力中心O位于輪廓圖形的幾何中心。 圖2-3為卡圈沖壓工件圖,很明顯壓力中心與工件的幾何中心O重合 圖2-3 卡圈沖壓工件圖 2.7凸、凹模刃口尺寸計算 在沖裁工作中,凸模、凹模刃口部分尺寸及制造公差將直接影響沖裁件的尺寸精度,同時合理的間隙值也是靠凸模,凹模刃口尺寸來實現(xiàn)和保證的
29、,因此,正確確定沖裁模刃口部分尺寸及制造公差是模具設(shè)計中的一項關(guān)鍵性工作。 2.7.1.凸、凹模刃口尺寸公差計算的原則 實踐證明,落料件的尺寸接近于其凹模刃口尺寸,而沖孔尺寸接近于其凸模刃口尺寸。所以,落料時取凹模作為設(shè)計的基準(zhǔn)件;沖孔時取凸模作為設(shè)計的基準(zhǔn)件。計算凸模和凹模尺寸時應(yīng)遵循的原則如下: 1)落料模先確定凹模刃口尺寸,其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近于或等于制件的最小極限尺寸,以保證凹模磨損到一定的尺寸范圍直內(nèi),也能沖出合格制件,凸模刃口的標(biāo)稱尺寸比凹模小一個最小合理間隙。 2)沖孔模時先確定凸模刃口尺寸。凸模刃口的基本尺寸取接近或等于孔的最大極限尺寸,以保證凸模磨損在一定范圍內(nèi)也可使
30、用。而凹模的基本尺寸則按凸模刃口的基本尺寸加上一個最小間隙值。 3)選擇模具刃口制造公差時,要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系,既要保證工件的精度要求,又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高2~3級。工件尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差。所謂“入體”原則是指標(biāo)注工件尺寸公差時應(yīng)向材料實體方向單向標(biāo)注,即:落料件正公差為零,只標(biāo)注負(fù)公差,只標(biāo)注負(fù)公差;沖孔件負(fù)公差為零,只標(biāo)注正公差。 2.7.2.凸、凹模刃口尺寸計算的方法 因工件形狀比較簡單,而且是大批量生產(chǎn),宜采用凸模與凹模分開加工 根據(jù)材料厚度,如表2-1,查手冊可得: Zmax =0.36mm Zmin
31、 =0.246mm Zmax - Zmin =0.116mm ——凸模、凹模制造公差 ——工件公差 圖2-4 沖孔、落料時各部分尺寸公差的分配位置 1)對沖孔尺寸φ的凸、凹模偏差查手冊,如表2-2,得: 表2-3 規(guī)則形狀沖裁時凸模、凹模的制造公差 基本尺寸 凸模公差δ凸 凹模公差δ凹 ≤18 0.020 0.020 >18~30 0.020 0.025 >30~80 0.020 0.030 δ凸=-0.020mm δ凹=+0.020mm ∣δ凸∣+ ∣δ凹∣=0.04<
32、 Zmax – Zmin 表2-4 因數(shù)x 材料厚度 t/mm 非圓形x值 圓形x值 1 0.75 0.5 0.75 0.5 工件公差Δ/ mm 1 <0.16 0.17~0.35 ≥0.36 <0.16 ≥0.16 1~2 <0.20 0.21~0.41 ≥0.42 <0.20 ≥0.20 2~4 <0.24 0.25~0.49 ≥0.50 <0.24 ≥0.24 >4 <0.30 0.21~0.59 ≥0.60 <0.30 ≥0.30 查表2-3得
33、,磨損系數(shù) X=1 根據(jù)公式: d凸=(d+xΔ) 式中d凸——沖孔凸模的刃口尺寸,[d凸]為mm; d——沖孔件孔徑的最小極限尺寸,[d]為mm; x——模具磨損系數(shù); Δ——零件公差,[Δ]為mm; δ凸——凸模制造公差,[δ凸]為mm。 凸模尺寸為 d凸=(d+xΔ)=(11+10.07) =11.07 根據(jù)公式: d凹=(d+xΔ+ Zmin) 式中 d凹——沖孔凹模的刃口尺寸,[d凹]為mm; d——沖孔件孔徑的最小極限尺寸,[d]為mm; x——模具磨損系數(shù); Δ——零件公差
34、,[Δ]為mm; Zmin——最小初始雙邊間隙,Zmin為mm δ凹——凹模制造公差,[δ凹]為mm。 凹模尺寸為 d凹=(d+xΔ+ Zmin) =(11+10.07+0.246) =11.316 修整為 d凹=11.3 ∣δ凸∣+ ∣δ凹∣=0.04< Zmax - Zmin 合格 (2)凹模上孔中心距Ld Ld=( Lmin+0.5Δ)Δ/8 Lmin —— 孔距最小極限尺寸 Δ ——零件公差,[Δ]為mm; 對孔中心距L1=900.07 Ld1=(89.93+0
35、.50.14)0.14/8 =900.0175 修整為 Ld1=900.018 對孔中心距L1=1440.08 Ld2=(144.92+0.50.16)0.14/8 =1440.0175 修整為 Ld1=1440.018 (3)對落料尺寸174的凸、凹模偏差查手冊,如表2-3,得: δ凸=-0.030mm δ凹=+0.040mm ∣δ凸∣+ ∣δ凹∣=0.07< Zmax – Zmin 查表2-4得,磨損系數(shù) X=1 根據(jù)公式: D凸=(D-xΔ- Zmin) 式中 D凸——落料凸模的刃口尺寸,[D凸]為mm;
36、 D——落料件邊的最大極限尺寸,[D]為mm; x——模具磨損系數(shù); Δ——零件公差,[Δ]為mm; Zmin——最小初始雙邊間隙,Zmin為mm; δ凸——凸模制造公差,[δ凸]為mm。 凸模尺寸為 D凸=(D-xΔ- Zmin) =(174-10.16-0.246)=173.594 修整為 D凸=173.6 根據(jù)公式: D凹=(D-xΔ) 式中 D凹——落料凹模的刃口尺寸,[D凹]為mm; D——落料件邊的最大極限尺寸,[D]為mm; x——模具磨損系數(shù); Δ—
37、—零件公差,[Δ]為mm; δ凹——凹模制造公差,[δ凹]為mm。 凹模尺寸為 D凹=(D-xΔ)0+δ凹=(174-10.14)=173.86 修整為 D凹=173.9 ∣δ凸∣+ ∣δ凹∣=0.07< Zmax – Zmin 合格 (4)對落料尺寸130的凸、凹模偏差查手冊,如表2-3,得: δ凸=-0.030mm δ凹=+0.040mm ∣δ凸∣+ ∣δ凹∣=0.07< Zmax – Zmin 查表2-4得,磨損系數(shù) X=1 根據(jù)
38、公式: D凸=(D-xΔ- Zmin) 式中 D凸——落料凸模的刃口尺寸,[D凸]為mm; D——落料件邊的最大極限尺寸,[D]為mm; x——模具磨損系數(shù); Δ——零件公差,[Δ]為mm; Zmin——最小初始雙邊間隙,Zmin為mm δ凸——凸模制造公差,[δ凸]為mm。 凸模尺寸為 D凸=(D-xΔ-2cmin)=(129.84-10.16-0.246) =129.434 修整為 D凸=129.43 根據(jù)公式: D凹=(D-xΔ) 式中D凹——落料凹模的刃口尺寸,[D凹]為mm;
39、 D——落料件邊的最大極限尺寸,[D]為mm; x——模具磨損系數(shù); Δ——零件公差,[Δ]為mm; δ凹——凹模制造公差,[δ凹]為mm。 凹模尺寸為 D凹=(D-xΔ) =(130-10.16) =129.84 修整為 D凹=129.8 ∣δ凸∣+ ∣δ凹∣=0.07< Zmax – Zmin 合格 2.8復(fù)合??傮w設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)零件選用 沖壓模具零件的分類可按在模具中的作用,分為工藝性零件和結(jié)構(gòu)性零件兩大類。
40、工藝性零件包括成型零件(凸模、凹模、凸凹模)、定位零件(定位釘、定位板、擋料銷、導(dǎo)正銷、側(cè)刃等)和壓料、卸料零件(卸料板、壓邊圈、頂件板和推件板等)。沖壓模具已經(jīng)制定了國家標(biāo)準(zhǔn),包括模架、典型組合、零部件技術(shù)條件等,在設(shè)計時可參考標(biāo)準(zhǔn)選用標(biāo)準(zhǔn)零部件。結(jié)構(gòu)性零件包括導(dǎo)向零件(導(dǎo)板、導(dǎo)柱和導(dǎo)套等)、固定零件(模座、模柄、凸、凹模固定板和墊板等)及其他緊固零件。 2.8.1.凹模設(shè)計 1) 凹模的類型 按凹模的刃口孔形可分為圓柱形孔口凹模、錐形孔口凹模;按凹模的結(jié)構(gòu)可分為整體式凹模和鑲拼式凹模。 2) 凹模刃口形式 錐形刃口:如圖2-6a)所示。沖裁件或廢料容易通過,凹模磨損后的修磨量較小
41、。但刃口強度較低,刃口尺寸在修磨后略有增大。適用于形狀簡單,精度要求不高,材料厚度較薄工件的沖裁。當(dāng)t﹤2.5mm時,α=15′;當(dāng)t=2.5~6mm時,α=30′;當(dāng)采用電火花加工凹模時,α=4~20′。 a) b) 圖2-5 凹模刃口形式 柱形刃口:如圖2-5b)所示。刃口強度較高,修磨后刃口尺寸不變。但孔口容易積存工件或廢料,推件力大且磨損大。適用于形狀復(fù)雜或精度要求較高工件的沖裁。當(dāng)t<0.5mm時,h=3~5mm;當(dāng)t=0.5~5mm 時,h=5~10 mm ; 當(dāng)t=5~10mm時,h=10~15mm。 3) 凹模外形尺寸的確定 落料凹模采用矩形板狀結(jié)構(gòu)
42、和直接通過螺釘、銷釘與下模座固定的固定方式。因沖件的批量較大,考慮凹模的磨損和保證沖件的質(zhì)量,凹模刃口采用直刃壁結(jié)構(gòu),刃壁高度取4mm,漏料部分沿刃口輪廓適當(dāng)擴大。為便于加工,落料凹模漏料孔可設(shè)計成近似于刃口輪廓的簡化形狀。凹模輪廓尺寸計算如下: 凹模厚度的確定件式(2-7)。 H=Kb (2-7) 凹模壁厚(指凹模刃口與外邊緣的距離)的確定式見 c=(1.5~2)H (2-8) 式中 b——凹模的最大外形尺寸,mm;
43、 K——因數(shù),見表2-5; H——凹模厚度, C——凹模壁厚。 表2-5 因數(shù)K的數(shù)值 材料厚度t/ mm b/ mm 0.5 1 2 <50 0.3 0.35 0.42 50~100 0.2 0.22 0.28 100~200 0.15 0.18 0.2 >200 0.1 0.12 0.15 H=Kb=0.2174 mm=34.8 mm 考慮在同一模上還需同時沖裁四個孔,取凹模厚度H=40 mm C =1.5H=1.540mm = 60 mm 沿送料方向的凹模長度為 B=l
44、+2c=174+260=294mm 垂直于送料方向的凹模寬度為 L=b+2c=130+260=250mm 按上式計算的非標(biāo)準(zhǔn)凹模外形尺寸,可以保證凹模有足夠的強度和剛度,一般可不再進行強度校核 根據(jù)算得的凹模輪廓尺寸,選取與計算值相接近的標(biāo)準(zhǔn)凹模板輪廓尺寸為L*B*H=315mm250mm40mm。其他尺寸根據(jù)凸凹模及固定要求而定。 材料可以選用T10A,工作部分熱處理淬硬58~62HRC。 2.8.2.凸凹模設(shè)計 1)凸凹模 復(fù)合模最關(guān)鍵的一個零件是凸凹模。凸凹模內(nèi),外緣均為刃口,內(nèi),外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸,它不像凹模那樣可以將外緣輪廓尺寸擴大,所以從模具強
45、度考慮,凸凹模有最小壁厚限制。凸凹模的最小壁厚受沖模結(jié)構(gòu)影響:對正裝復(fù)合模,凸凹模裝在上模,內(nèi)腔不會積存工件或廢料,內(nèi)脹力小,最小壁后值可小些。 凸凹模的最小壁厚值m一般可按經(jīng)驗數(shù)據(jù)決定。不積聚廢料的凸凹模最小壁厚值見式(2-9),(2-10)。 沖裁硬材料時 m=1.5t (2-9) 沖裁軟材料時 m ≈ t (2-10) t為材料厚度 對于倒裝復(fù)合模,因為孔內(nèi)會積聚廢料,所以最小壁厚要大些。其他外形尺寸按零件沖裁要求及固定配合要求而定(見凸凹模零件圖)。 材料可以選用T10A,工作部分熱處理淬硬58
46、~62HRC 2.8.3.凸模設(shè)計 1) 凸模的類型 按工作性質(zhì),沖裁凸??煞譃槁淞贤鼓!_孔凸模等;按工作斷面形狀,沖裁凸模有圓形、方形、矩形等;按其結(jié)構(gòu),沖裁凸模分為鑲拼凸模和整體凸模;按固定方式,沖裁凸模又背臺式、疊裝式、壓塊式、護套式、組合式等。 2) 凸模結(jié)構(gòu)形式 凸模的結(jié)構(gòu)形式分為無固定臺階式和有固定臺階式兩種。無固定臺階式的凸模,其工作部分和固定部分為等斷面形式,故非常適合凸模刃口用線切割或成型磨削成型。有固定臺階的凸模,其中間臺階和凸模固定板以過渡配合相配,而凸模頂端的最大臺階是用其臺肩擋住凸模,在卸料時不至于從凸模固定板中拉出。工作部分可采用車削、磨削
47、或采用仿形刨加工,最后用鉗工進行精修。 3)凸模長度 凸模長度一般是根據(jù)模具裝配圖結(jié)構(gòu)上的需要確定的,本設(shè)計中凸模的長度等于凸模固定板的高度和凹模的高度之和。 4)凸模材料 模具刃口要有高的耐磨性,并能承受沖裁時的沖擊力。因此應(yīng)有高的硬度與適當(dāng)?shù)捻g性。形狀簡單的凸模常選用T8A、T10A等制造。形狀復(fù)雜、淬火變形大,特別是用線加工方法加工時,應(yīng)選用合金工具鋼,如Cr12、9Mn2V、CrWMn等制造,熱處理硬度取58~62HRC。本設(shè)計選用T10A,熱處理硬度56~60HRC。 本設(shè)計來自:我要畢業(yè)設(shè)計網(wǎng) 在畢業(yè)設(shè)計網(wǎng)注冊后聯(lián)系客服均可獲贈您要求的畢業(yè)設(shè)計資料 客服Q
48、Q:8191040 說明:本軟件/論文系有償閱讀、使用,完整CAD圖紙或源代碼請聯(lián)系客服購買 ****************************************************************** 全國最全畢業(yè)設(shè)計,詳細(xì)目錄請加QQ8191040索取 模具畢業(yè)設(shè)計(注塑模,沖壓模),計算機畢業(yè)設(shè)計 (ASP, ASP.NET, C#, Delphi, JAVA, JSP, PB, VC,VB,VFP等) 機械畢業(yè)設(shè)計,電子信息類畢業(yè)設(shè)計,土木路橋畢業(yè)設(shè)計等等 7萬余篇本科碩士論文,工商管理畢業(yè)論文 漢語言文學(xué)畢業(yè)論文 國際貿(mào)易學(xué)畢業(yè)論文 經(jīng)濟管理畢業(yè)論文 會計學(xué)論文 教育類畢業(yè)論文等 21
- 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)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對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, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025年防凍教育安全教育班會全文PPT
- 2025年寒假安全教育班會全文PPT
- 初中2025年冬季防溺水安全教育全文PPT
- 初中臘八節(jié)2024年專題PPT
- 主播直播培訓(xùn)提升人氣的方法正確的直播方式如何留住游客
- XX地區(qū)機關(guān)工委2024年度年終黨建工作總結(jié)述職匯報
- 心肺復(fù)蘇培訓(xùn)(心臟驟停的臨床表現(xiàn)與診斷)
- 我的大學(xué)生活介紹
- XX單位2024年終專題組織生活會理論學(xué)習(xí)理論學(xué)習(xí)強黨性凝心聚力建新功
- 2024年XX單位個人述職述廉報告
- 一文解讀2025中央經(jīng)濟工作會議精神(使社會信心有效提振經(jīng)濟明顯回升)
- 2025職業(yè)生涯規(guī)劃報告自我評估職業(yè)探索目標(biāo)設(shè)定發(fā)展策略
- 2024年度XX縣縣委書記個人述職報告及2025年工作計劃
- 寒假計劃中學(xué)生寒假計劃安排表(規(guī)劃好寒假的每個階段)
- 中央經(jīng)濟工作會議九大看點學(xué)思想強黨性重實踐建新功