冲压模具毕业设计-弯板支架冲孔落料弯曲级进模毕业设计

冲压模具毕业设计-弯板支架冲孔落料弯曲级进模毕业设计 冲压模具毕业设计-弯板支架冲孔落料弯曲级进模毕业 设计 弯板支架冲孔弯曲模设计 摘 要 本文介绍的是弯板支架冲孔弯曲级进模,该模具实例结构简单实 用,使用方便可靠。首先根据工件图算工件的展开尺寸,再根据展开尺寸算该零件 的压力中心,材料利用率,画排样图;其次依据凸、凹模不同的制造方法和冲裁工 艺 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 计算出凸、凹模的刃口尺寸;计算冲压力,选择冲压设备;根据零件的几何 形状要求和尺寸的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ,进行凸、凹模结构设计,最后总体设计。当所有的参数计 算完后,对模具的装配方案,对主要零件的设计和装配要求技术要求都进行分析。 在设计过程中除了设计说明 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 外,还包括模具的装配图,非标准零件的零件图。 关键词:弯曲;级进模 ;冲压 Abstract This article introduces is the angle iron support punch holes bending concatenation-mould membrane. This mold example structure is simple. The easy to operate is reliable. First launches the size according to the work piece graphic calculation work piece. Again acts according to launches the size to calculate this components the center of pressure. Material use factor, flowered row of specimen map; Next basis convex-concave mold different manufacture method and the blanking craft plan calculates the convex-concave cutting edge size,computation ramming strength,choice ramming equipment. According to components geometry shape request and size analysis, carries on the convex-concave mold structural design; finally system design. After all parameters calculate, to mold assembly plan, carry on the analysis to the major parts design and the matching requirement. In design process besides design instruction booklet, also includes the mold the assembly drawing,non-standard letter detail drawing. Keywords: bending, concatenation-mould, pressing 目 录 前 言„„„.„„„.„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 第一章 冲裁弯曲件的工艺设 计„„„„„.„„„„„„..„„„„„„..3 第二章 确定工艺方案及模具的结构形式„„„„„„„„„„„„4 第三章 模具总体结构设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 第四章 模具设计工艺计算„„„„„„„..„„„„„„„„„„„..6 4.1 计算毛坯尺 寸 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„..6 4.2 排样、计算条料宽度及距的确定„„„„„„„„„„„„„„„.8 4.2.1 排样..„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 8 4.2.2 搭边值的确定„.„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„..8 4.2.3 条料宽度的确 定..„.„„„„„„„„„„„„„„„„„..„..9 4.2.3 送料步距的确 定.„„„„„„„„„„„„„„„„„„..„..10 4.2.5 材料利用率的计 算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.11 第五章 冲裁力的计算„„„„„„„„..„„„„„„„„„„„„„„125.1 计算冲裁力的公 式„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.125.2 总的冲裁力、卸料力、推件力、顶件力、弯曲力和总的冲压力„„„.125.2.1 总的冲裁力„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„135.2.2 卸料力FQ的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„..135.2.3 推料力FQ1的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„145.2.4 顶件力FQ2的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„..145.2.5 弯曲力FC的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„145.2.6 总冲压力的计算„„„„„„„„.16 第六章 模具压力中心与计算.17第七章 冲裁间隙的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„.„„„„18第八章 刃口尺寸的计算„„„„„..„„„„„„„„„„„„„„„208.1 刃口尺寸计算的基本原则„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.208.2 刃口尺寸的计 算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.218.3 计算凸、凹模刃口的尺寸„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.218.4 冲裁刃口高度„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.238.5 弯曲部分刃口尺寸的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.238.5.1 最小弯曲半径„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„238.5.2 弯曲部分工作尺寸的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„24 第九章 主要零部件的设 计„„„„..„„„„„„„„„„„„„„„..28 9.1 工作零件的设 计„„„„.„„„„„„.„„„„„„„„„„„„28 9.1.1 凹模的设计„„„„„„„„„„..„„„„„„„„„„„„28 9.1.2 冲孔凸模的设计„„„„„„„„„..„„„„„„„„„„„30 9.1.3 弯曲凸模的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„31 9.1.4 凸凹模的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„31 9.2 模架及其他零部件的设 计„..„„„„„„„„„„„„„„„„„33 9.2.1 上下模 座„„„„„..„„„„„„„„„„„„„„„„„.33 9.2.2 模柄„„„„„„„„..„„„„„„„„„„„„„„„„.33 9.2.3 模具的闭合高 度„„„„..„„„„„„„„„„„„„„„.34 第十章 模具总装 图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„..35 第十一章 压力机的选择 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„37 总 结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„..38 致 谢„„„„„„„„„„„„„„„„..„„„„„„„„„„„„„„..39 参考文献.40 附 录„„„„„„„„„„„„„„..„„„„„„„„„„„„„„„„..41 外文翻 译„„„„„„„„„„„„„„„.„„„„„„„„„„„„„..42 前 言 改革开放以来,随着国民经济的高速发展,工业产品的品种和数量的不断增加,更新换代的不断加快,在现代制造业中,企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展,加快换型,采用柔性化加工,以适应不同用户的需要;另一方面朝着大批量,高效率生产的方向发展,以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益,生产上采取专用设备生产的方式。模具,做为高效率的生产工具的一种,是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件,具有生产效率高,可实现高速大批量的生产;节约原材料,实现无切屑加工;产品质量稳定,具有良好的互换性;操作简单,对操作人员没有很高的技术要求;利用模具批量生产的零件加工费用低;所加工出的零件与制件可以一次成形,不需进行再加工;能制造出其它加工工艺方法难以加状比 较 复 杂 的 零 件 制 品 ;容 易 实 现 生 产 的 自 动化 的 特 点。 冷冲模是实现冷冲压加工中必不可少的工艺设备,没有先进的模具技术,先进的冷冲压工艺就无法实现。众所周知,产品要具有竞争能力,除了应具有先进技术水平、稳定的使用性能、结构新颖、更新换代快等特点外,还必须具有价格竞争优势。这就需要采用先进、高效的生产手段,不断降低成本。要达到上述目的,途径是多方面的,模具就是其中的重要因素之一。它的重要性早已为国内外所重视,并为工业发达国家的发展过程所证实。在美、日等工业发达国家,模具工业年产值,早已超过机床工业。在模具工业中,冲模占的比例很大,由此可以看出冷冲压与冲模在国内外生产中的重要地位。 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展,冷冲压工艺和模具技术也不断创新与发展,主要 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现在以下几个方面: 1工艺分析计算方法现代化。采用有限变形的弹塑性有限元法,对复杂成形件成形过程进行应变分析的计算机模拟,可以预测某一工艺方案对零件成形的可能形和会发生的问题,将结果显示在图形终端上,共设计人员进行修改和选择。这样,不但可节省模具试制费用,缩短新产品的试制周期,而且可以逐步建立一套能结合生产实际的先进设计方法,既促进了冷冲压工艺的发展,也使塑性成形理论逐步达到对生产实际的指导作用。这一工作国内已开始研究和应用。 2)模具设计与制造技术现代化。为了产品的更新换代,缩短模具设计与制造周期,工业发达国家正在大力发展模具计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)的研究,并已在生产中应用。采用这一技术,一般可提高模具设计制造效率2~3倍。发展这一技术,最终是实现模具CAD/CAM一体化。当前国内部分企业对引进的软件经过二次开发,已逐步应用到模具生产中。应用这一技术,不仅可以缩短模具制造 周期,还可以提高模具质量,减少设计和制造人员的重复劳动,使设计者可以把精力用在创新开发上。 3)冲压生产机械化与自动化。为了满足大量生产的需要,冲压设备由低速压力及发展到高速自动压力机。国外还加强了由计算机控制的现代化全自动冲压加工系统的研究与应用,使冲压生产达到高度自动化,从而减轻劳动强度和提高生产效率。 4)为了满足产品更新换代和小批量生产的需要,发展了一些新的成形工艺、简易模具、数控冲压设备和冲压柔性制造技术等。这样,就使冲压生产既适合大量生产,也适合小批生产。 5)不断改进板料的冲压性能。目前世界个先进工业国不断研制出冲压性能良好的板料,以提高冲压成形能力和使用效果。 冲裁弯曲件的工艺分析 冲裁件的工艺性是指该工件在冲裁加工中的难易程度。 图1-1零件图 如图1?1所示零件图。 制件名称:弯板支架 材料厚度:2mm 年产量:10万件 材料: 1010钢,表示平均ωc0.1%的优质碳素结构钢,正火后,σb?335MP。 该材料,冷塑性变形能力好,常用来制作受力不大、韧性要求高的冲压件。 该制件材料为优质碳素结构钢,较利于弯曲。 尺寸精度:零件图上的尺寸均未标注公差,属自由尺寸,可按IT14级确定 工件的公差。 经查公差表,各尺寸公差为:? ;;两孔的位置公差为: 20?0.15 工件结构简单,形状对称,需冲孔、落料、弯曲三道基本工序制成,尺寸精 度和表面粗糙度要求一般。 第二章 确定工艺方案及模具的结构形式 根据制件的工艺分析,其基本工序有冲孔、落料、弯曲三道基本工序,按 其先后顺序组合,可得如下几种方案; 落料??弯曲??冲孔;单工序模冲压 落料??冲孔??弯曲;单工序模冲压。 冲孔??落料??弯曲;复合模冲压。 冲孔??落料??弯曲;连续模冲压。 方案(1)(2)属于单工序模冲裁工序冲裁模指在压力机一次行程内 完成一个冲压工序的冲裁模。由于此制件生产批量大,尺寸又较这两种方案生产效率较低,操作也不安全,劳动强度大,故不宜采用。 方案(3)制造精度和生产效率较高,但是定位精度低于方案(4). 方案(4)只需要一套模具,提高了生产率,有利于实现生产的自动化,模具轮廓尺寸较大,制造复杂,成本较高,但是模具使用寿命长,有利于大批量生产。 通过对上述四种方案的综合比较,选用方案(4)为该工件的冲压生产方案。 第三章 模具总体结构设计 3.1 模具类型的选择 ?由冲压工艺分析可知,采用冲孔、落料、弯曲级进冲压,所以模具类型为级进模。 3.2定位方式的选择 ? ?因为该模具采用的是条料,控制条料的送进方向采用导料板,无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料块定距。 3.3卸料方式的选择因为工件料厚为2m,相对较薄,卸料力不大,故可采用弹性卸料装置,采用模具的顶杆卸料。 3.4导向方式的选择 ? 为了提高模具寿命和工件质量,方便安装调整和送料,该级进模采用对角导柱的导向方式。 第四章 模具设计工艺计算 4.1计算毛坯尺寸 相对弯曲半径为:R/t5/22.50.5 式中:R??弯曲半径(mm) t??材料厚度(mm)由于相对弯曲半径大于0.5,可见制件属于圆角半径较大的弯曲件,应该先 求变形区中性层曲率半径ρ ρr+kt4?1 式中:r?弯曲件内层的弯曲半径 t?材料厚度 k?中性层系数 表4?1 板料弯曲中性层系数 r/t 0.1 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 k1 0.30 0.33 0.35 0.36 0.37 0.38 0.39 0.41 0.42 k2 0.23 0.29 0.31 0.32 0.35 0.37 0.38 0.40 0.41 r/t 1.2 1.5 1.8 2 2.5 3 3.75 4 4.5 k1 0.43 0.45 0.46 0.46 0.458 0.464 0.470 0.472 0.474 k2 0.42 0.44 0.45 0.45 0.460 0.473 0.475 0.476 0.478 注:k1适用于有顶板V形件或U件弯曲,k2适用于无顶板V形件弯曲。 查表4?1,k0.458 根据公式4?1ρ r+kt 5 + 0.458 x 2 5.916mm 图4?1 计算展开尺寸示意图 根据零件图上得知,圆角半径较大(R0.5t),弯曲件毛坯的长度 公式为:LL1+L2+L3+πr+kt4?2 式中:L?弯曲件毛坯张开长度 (mm) 圆弧部分弧长: sρa4?3在图4?1中: s5.916 x π/2 L54+2x24-4xr+2+2s92.6 根据计算得:工件的展开尺寸为40x92.6 如图4-2所示 图4?2 尺寸展开图 4.2排样、计算条料宽度及步距的确定 4.2.1排样 根据材料经济利用程度,排样方法可以分为有废料、少废料和无废料排样 三种,根据制件在条料上的布置形式,排样有可以分为直排、斜排、对排、混合排、 多排和冲裁搭边法等多种形式。 采用少、无废料排样法,工件与工件之间,工件与条料之间存在较少或没有搭边,材料利用率高,不但有利于一次冲程获得多个制件,而且可以简化模具结构,降低冲裁力。有废料排样时,工件与工件之间。工件与条料边缘之间都有搭边存在,冲裁件质量较容易保证,并具有保护模具的作用,但材料利用率低。 根据设计的零件的两个孔均有位置公差无要求,所以采用无废料直排法。 图4-3 排样图 4.2.2搭边值的确定 排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料,称为搭边。搭边的作用是补偿定位误差,保证冲出合格的制件;保证条料有一定的刚度,便于送料;能起到保护模具的作用,以免模具过早地磨损而报废。搭边过大,浪费材料。搭边过小,冲裁时容易翘曲或被拉断,不仅会增大冲件毛刺,有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口,降低模具寿命,或影响送料工作。 搭边值通常由经验确定,表所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。 表4?2 搭边a和a1数值 材料厚度 圆件及圆角r>2t的工件 矩形工件边长L?50mm 矩形工件边长L>50mm 或r?2t的工件 工件间a1 沿边a 工件间a1 沿边a 工件间a1 沿边a ? 0.25 >0.25~0.5 >0.5~0.8 >0.8~1.2 >1.2~1.6 >1.6~2.0 >2.0~2.5 >2.5~3.0 >3.0~3.5 >3.5~4.0 >4.0~5.0 >5.0~12 1.8 1.2 1.0 0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.5 3.0 0.6t 2.0 1.5 1.2 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.5 2.8 3.5 0.7t 2.2 1.8 1.5 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.5 3.5 0.7t 2.5 2.0 1.8 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.2 4.0 0.8t 2.8 2.2 1.8 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.2 4.0 0.8t 3.0 2.5 2.0 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.2 3.5 4.5 0.9t 搭边值是废料,所以应尽量取小,但过小的搭边值容易挤进凹模,增加刃 口磨损表4?2给出了钢(WC 0.05%~0.25%)的搭边值。 对于其他材料的应将表中的数值乘以下列数: 中等硬度钢(WC0.3%~0.45)0.9,硬钢(WC0.5%~0.65%)0.8 硬黄铜 1~1.1 ,硬铝1~1.2,软黄铜、纯铝1.2,其他铝1.3~1.4非金属 1.5~2 根据排样的方式,可以确定此零件不需要搭边值。故两制件之间的搭边值 a10,侧搭边值a0. 4.2.3条料宽度的确定 计算条料宽度有三种情况需要考虑; 有侧压装置时条料的宽度。 无侧压装置时条料的宽度。 有定距侧刃时条料的宽度。有定距侧刃时条料的宽度。 采用无侧压装置的模具,使条料始终沿着导料板送进。 条料宽度公式: B(L+2a) (4?4)其中条料宽度偏差上偏差为0,下偏差为-?,见 表4-3条料宽度偏差。 L??制件垂直于送料方向的基本尺寸。 a??侧面搭边值。 查表4?3条料宽度偏差为0.6 根据公式4 ?4B(L+2a) (40+2x0) 40 表4?3 条料宽度公差mm 条料宽度 B/mm 材料厚度t/mm ~1 1~2 2~3 ~50 0.4 0.5 0.7 50~100 0.5 0.6 0.8 100~150 0.6 0.7 0.9 4.2.4送料步距的确定 送料步距S:条料在模具上每次送进的距离称为送 料步距,每个步距可冲一个或多个零件。条料宽度的确定与模具的结构有关。 进距确定的原则是,最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边 值;最大条料宽度能在冲裁时顺利的在导料板之间送进条料,并有一定的间隙 送料步距S S D + a1 4?5 D ? 制件平行于送料方向的最大尺寸。 a1 ? 两工件之间的搭边值。 S 92.6 mm 4.2.5材料利用率的计算 冲裁件的实际面积与所用板料面积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标。 一个布局内的材料利用率 η=A/BS×100%(4?6) 式中 A?一个步距内冲裁件的实际面积; B?条料宽度; S?步距; 第五章 冲压力的计算 5.1计算冲裁力的公式计算冲压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压力,以适宜冲裁的要求,普通平刃冲裁模,其冲裁力F 一般可以按下式计算: Fp KLtτ (5?1) 式中Fp??冲裁力N; τ??材料抗剪强度,见附表(MPa); L??冲裁周边总长(mm); t??材料厚度(mm); 系数K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K,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K1.3 的近似计算法计算。 根据常用金属冲压材料的力学性能查出10钢的抗剪强度为220~340MPa, 取τ300MPa 5.2 总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力之和为总冲压力 由于冲裁模具采用弹压卸料装置和自然落料方式。总的冲裁力包括 F??总冲压力;Fp??冲裁力; FQ??卸料力; FQ1??推料力; FQ2??顶件力; FC??弯曲力. 根据常用金属冲压材料的力学性能查出LY21?Y的抗剪强度为 280~310MPa 5.2.1 冲裁力: Fp F1 + F2 5?2 F1??冲孔时的冲裁力。 F2??落料时的冲裁力。 冲裁时的周边长度为:L2πd+b+l 2×3.14×5+40+92.6296.6(mm) Fp KtLτ 1.3×2×296.6×300 ?231.35KN 冲裁力:FpF1+F2231.35KN 表5?1 卸料力、推件力和顶件力系数 料厚t/mm K卸 K 推 K顶 钢 ?0.1 >0.1~0.5 >0.5~2.5 >2.5~6.5 >6.5 0.060~0.090 0.040~0.070 0.025~0.060 0.02~0.050 0.015~0.040 0.1 0.065 0.050 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 铝、铝合金 纯铜,黄铜 0.030~0.080 0.020~0.060 0.03~0.07 0.03~0.09 对于表中的数据,厚的材料取小值,薄的材料取大值。5.2.2 卸料力FQ的计算FQK卸 Fp 5?3 查表5?1得K卸=0.025~0.06,取K卸=0.06 根据公式5?3 FQK卸 Fp =0.06×231.35 ?13.88KN 5.2.3推料力FQ1的计算 FQ1 K 推Fp 5?4K 推??推料力系数。查表5?1得K推=0.05根据公式5?4 FQ1 K 推Fp 0.05×231.35 ?11.57KN 5.2.4顶件力FQ2的计算 FQ2 K顶Fp 5?5K顶??顶件力系数。查表5?1得K顶=0.06 根据公式5?5 FQ2 K顶Fp 0.06×231.35 ?13.88KN 5.2.5弯曲力FC的计算 影响弯曲力大小的基本因素有变形材料的性能和质量;弯曲件的形状和尺寸;模具结构及凸凹模间隙;弯曲方式等,因此很难用理论的分析法进行准确的计算。实际中常用经验公式进行概略计算,以作为弯曲工艺设计和选择冲压设备的理论。 自由弯曲力的计算 ?形弯曲件的经验公式为: Fz0.7KBt2σb/γ+t 5?6 Fz??自由弯曲力; B??弯曲件的宽度(mm); t?? 弯曲件材料的厚度(mm); γ??内弯曲半径(等于凸模圆角半径)(mm)。 σb?? 弯曲件的抗拉强度MPa查机械手册σb335MPa。 K??安全系数,一般取1.3. 根据公式5?6 Fu0.7KBt2σb/γ+t 0.7×1.3×40×22×335/5+2 ?6.97KN 校正弯曲的弯曲力计算 为了提高弯曲件精度,减小回弹,在弯曲的终了阶段对弯曲件的圆角及直边 进行精压,称为校正弯曲。校正弯曲的弯曲力计算公式为: FjqA 5?7 式中 Fj??校正弯曲力(N); q??单位面积上的校正力(MPa),按表5?2得q30~40Mpa取q30Mpa; A??工件被校正部分的投影面积(mm2)。 表5?2单位校正力q值 Mpa 材 料 材料厚度t/mm ?1 1~2 2~5 5~10 铝 10~15 15~20 20~30 30~40 黄铜 15~20 20~30 30~40 40~60 10、15、20 20~30 30~40 40~60 60~80 25、30、35 30~40 40~50 50~70 70~100 根据公式5?7 FjqA 30×(54×40) 64.8KN 3对于有顶件或压料装置的弯曲模,顶件力或压 料力可近似取弯曲力的30%~80%。F压80% Fz;80%×6.97?5.57KN 弯曲力: FC Fu+ Fj+ F压 6.97+64.8+5.57 77.34KN 5.2.6总的冲压力的计算 根据模具结构总的冲压力: FFp+FQ+FQ1+FQ2+FCFFp+FQ+FQ1+FQ2+FC 231.35+13.88+11.57+13.88+77.34 348.02KN 根据总的冲压力,初选压力机为:开式双柱可倾压力机JH?40.。 第六章 模具压力中心与计算 模具压力中心是指冲压合力的作用点。为了确保压力机和模具正常工作,应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。否则,会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷,使滑块和导轨间产生过大磨损,模具导向零件加速磨损,降低了模具和压力机的使用寿命。 模具的压力中心,可安以下原则来确定: 1、对称零件的单个冲裁件,冲模的压力中心为冲裁件的几何中心。 2、工件形状 相同且分布对称时,冲模的压力中心与零件的对称中心相重 合。 3、各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出合力作用点的坐标位置0,0(x0,y0),即为所求模具的压力中心。 XoL1X1+L2X2+„„LnXn/L1+L2+„„Ln 92.6*92.6+40*138.9+92.6*92.6+40*46.3+3.14*5*92.6*2/40*2+92.6*2+15 .7*2+40*2+92.6*2 48.89 YoL1Y1+L2Y2+„„LnYn/L1+L2+„„Ln 0 压力中心为(48.89 , 0) 如图6?1所示 : 图6?1 压力中心 第七章 冲裁模间隙的确定 设计模具时一定要选择合理的间隙,以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求,所需冲裁力小、模具寿命高,但分别从质量、冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值,只是彼此接近。考虑到制造中的偏差及使用中的磨损,生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间隙,只要间隙在这个范围内,就可以冲出良好的制件,这个范围的最小值称为最小合理间隙Cmin,最大值称为最大合理间隙C。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大,故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值Cmin。 冲裁间隙的大小对冲裁件的断面质量有极其重要的影响,此外,冲裁间隙 影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。冲裁过程中,凸模与被冲的孔之间,凹模与落料件之间均有摩擦,间隙越小,模具作用的压应力越大,摩擦也越严重,而降低了模具的寿命。较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小,并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制,虽然提高了模具寿命,但出现间隙不均匀。因此,冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一个非常重要的工艺参数。 根据实用间隙表 7?1 查得材料10的最小双面间隙2Cmin0.246mm,最大双面间隙2C0.360mm 表7?1 冲裁模初始用间隙2cmm 材料 厚度 08、10、35、 09Mn、Q235 16Mn 40、50 65Mn 2Cmin 2C 2Cmin 2C 2Cmin 2C 2Cmin 2C 小于0.5 极小间隙 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 1.75 2.0 2.1 2.5 2.75 3.0 .3.5 4.0 4.5 5.5 6.0 0.040 0.048 0.064 0.072 0.092 0.100 0.126 0.132 0.220 0.246 0.260 0.260 0.400 0.460 0.540 0.610 0.720 0.940 1.080 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.360 0.380 0.500 0.560 0.640 0.740 0.880 1.000 1.280 1.440 0.040 0.048 0.064 0.072 0.090 0.100 0.132 0.170 0.220 0.260 0.280 0.380 0.420 0.480 0.580 0.680 0.680 0.780 0.840 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.380 0.400 0.540 0.600 0.660 0.780 0.920 0.960 1.100 1.200 0.040 0.048 0.064 0.072 0.090 0.100 0.132 0.170 0.220 0.260 0.280 0.380 0.420 0.480 0.580 0.680 0.780 0.980 1.140 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.380 0.400 0.540 0.600 0.660 0.780 0.920 1.040 1.320 1.500 0.040 0.048 0.064 0.064 0.090 0.090 0.060 0.072 0.092 0.092 0.126 0.126 注:取08号钢冲裁皮革、石棉和纸板时,间隙的25%。 第八章 刃口尺寸的计算 8.1刃口尺寸计算的基本原则冲裁件的尺寸精度主要取决与模具刃口的尺 寸的精度,模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及制造公差,是设计冲裁模主要任务之一。从生产实践中可以发现:1、由于凸、凹模之间存在间隙,使落下的料和冲出的孔都带有锥度,且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸,冲孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。2、在测量与使用中,落料件是以大端尺寸为基准,冲孔孔径是以小端尺寸为基准。3、冲裁时,凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦,凸模越磨愈小,凹模越磨愈大,结果使间隙越来越大。由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需要考虑以下原则:1、落料件尺寸由凹模尺寸决定,冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时,以凹模为基准,间隙取在凸模上:设计冲孔模时,以凸模尺寸为基准,间隙取在凹模上。2、考虑到冲裁中凸、凹模的磨损,设计落料凹模时,凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸;设计冲孔模时,凸模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。这样在凸凹模磨损到一定程度的情况下,仍能冲出合格的制件。凸凹模间隙则取最小合理间隙值。3、确定冲模刃口制造公差时,应考虑制件的公差要求。如果对刃口精度要求过高(即制造公差过小),会使模具制造困能,增加成本,延长生产周期;如果对刃口要求过低(即制造公差过大)则生产出来的制件有可能不合格,会使模具的寿命降低。若工件没有标注公差,则对于非圆形工件按国家“配合尺寸的公差数值”IT14级处理,冲模则可按IT11级制造;对于圆形工件可按IT17~IT9 级制 造 模 具 。冲 压 件 的 尺 寸 公 差 应 按 “ 入 体 ”原 则 标 注 单 项 公 差,落 料 件 上 偏差 为 零,下 偏 差 为 负;冲 孔 件 上 偏 差 为 正,下 偏 差 为 零。8.2刃口尺寸的计算 冲裁模凹、凸模刃口尺寸有两种计算和标注的方法,即分开加工和配做加工两种方法。前者用于冲件厚度较大和尺寸精度要求不高的场合,后者用于形状 复杂或波板工件的模具。 对于该工件厚度只有2(mm)属于薄板零件,并且两个孔有位置公差要求,为了保证冲裁凸、凹模间有一定的间隙值,必须采用配合加工。此方法是先做好其中一件(凸模或凹模)作为基准件,然后以此基准件的实际尺寸来配合加工另一件,使它们之间保留一定的间隙值,因此,只在基准件上标注尺寸制造公差,另一件只标注公称尺寸并注明配做所留的间隙值。这δp与δd就不再受间隙限制。根据经验,普通模具的制造公差一般可取δ?/4(精密模具的制造公差可选4~6μm)。这种方法不仅容易保证凸、凹模间隙值很小。而且还可以放大基准件的制造公差,使制造容易。在计算复杂形状的凸凹模工作部分的尺寸时,可以发现凸模和凹模磨损后,在一个凸模或凹模上会同时存在三种不同磨损性质的尺寸,这时需要区别对待。 第一类:凸模或凹模磨损会增大的尺寸; 第二类:凸模或凹模磨损或会减小的尺寸; 第三类:凸模或凹模磨损后基本不变的尺寸; 8.3计算凸、凹模刃口的尺寸 凸模与凹模配合加工的方法计算落料凸凹模的刃口尺寸。 1、凹模磨损后变大的尺寸,按一般落料凹模公式计算,即 Aa(A-x?)(8?1) 2、凹模磨损后变小的尺寸,按一般冲孔凸模公式计算,因它在凹模上相当于冲孔凸模尺寸,即 BaB+x?(8?2) 3、凹模磨损后无变化的尺寸,其基本计算公式为CaC+0.5??0.5δA为了方 便使用,随工件尺寸的标注方法不同,将其分为三种情况: 工件尺寸为C时 CaC+0.5? ?0.5δA (8?3) 工件尺寸为C时 CaC-0.5? ?0.5δA(8?4) 工件尺寸为C??时 CaC?δA (8?5) 式中Aa、Ba、Ca??相应的凹模刃口尺寸; A??工件的最大极限尺寸; Bmin??工件的最小极限尺寸; C??工件的基本尺寸; ???工件公差; δ??工件偏差; x??系数,为了避免冲裁件尺寸偏向极限尺寸(落料时偏向最小尺 寸,冲孔时偏向最大尺寸),x值在0.5~1之间,与工件精度有关可查表8?1或按下 面关系选取。 工件精度IT10以上x1 工件精度IT11~IT13x0.75 工件精度IT14 x0.5 δA、0.5δA??凹模制造偏差,通常取δA?/4。 表8?1 系数x 料厚tmm 非圆形 圆形 1 0.75 0.5 0.75 0.5 工件公差?/mm 1 1~2 2~4 >4 <0.16 <0.20 <0.24 <0.30 0.17~0.35 0.21~0.41 0.25~0.49 0.31~0.59 ?0.36 ?0.42 ?0.50 ?0.60 <0.16 <0.20 <0.24 <0.30 ?0.16 ?0.20 ?0.24 ?0.30 冲孔凸模刃口尺寸计算 图8?1 计算刃口尺寸图 冲孔凸模的刃口尺寸计算如下: 根据公式8?2 E凸B+x? (5.3++0.5×0.3)0-0.016 5.50-0.016mm 两个冲孔凸模的尺寸是一样的,都为5.50-0.016mm 凹模按凸模尺寸配制,保证双面间隙(0.246~0.360)mm 8.4冲裁刃口高度 表8?2 刃口高度 料厚t ?0.5 >0.5~1 >1~2 >2~4 >4 刃口高度h ?6 >6~8 >8~10 >10~12 ?14查表9?1,刃口高度为h>8~10mm,取h9mm 8.5弯曲部分刃口尺寸的计算 8.5.1最小相对弯曲半径rmin/t 弯曲时弯曲半径越小,板料外表面的变形程度越大,若弯曲半径过小,则板料的外表面将超过材料的变形极限,而出现裂纹或拉裂。在保证弯曲变形区材料外表面不发生裂纹的条件下,弯曲件列表面所能行成的最小圆角半径称为最小弯曲半径。 最小弯曲半径与弯曲件厚度的比值rmin/t称为最小相对弯曲半径,又称为最小弯曲系数,是衡量弯曲变形的一个重要指标。 设中性层半径为ρ,则最外层金属(半径为R)的伸长率外为: δ外(R-ρ)/ρ8?6 设中性层位置在半径为ρr+t/2处,且弯曲厚度保持不变,则有Rr+t,固有 δ外1/2r/t+1 8?7 如将δ外以材料断后伸长率δ带入,则有r/t转化为rmin/t,且有 rmin/t(1-δ)/2δ 8?8 根据公式就可以算出最小弯曲半径。 最外层金属(半径为R)的伸长率外为: 根据公式8?7 δ外1/2r/t+1 1?(2×2.5?2+1) 0.286 最小弯曲半径为: 根据公式8?8rmin/t(1-δ)/2δ (1-0.286)/2×0.286 1.25 8.5.2弯曲部分工作尺寸的计算1、回弹值由工艺分析可知,弯曲回弹影响最大的部分是最大半径处,r/t2.5/21.25<5。此处属于小圆角弯曲,故只考虑回弹值。查表8?3得,回弹值为10,由于回弹值很小,故弯曲凸、凹模均可按制件的基本尺寸标注,在试模后稍加修磨即可。 表8?3 10钢材料校正弯曲回弹 材料 r/t 材料厚度tmm 1.6 1.8 2 10 1 -2.20 -10 0.20 1~2 -20 0.20 10 2~3 -1.20 00 1.20 2、模具间隙 对于U形件的弯曲,必须选择合适的模具间隙 弯曲U形件 时,凸、凹模间隙是用调整冲床的闭合高度来控制的适的间隙,间隙过小,会使边 部壁厚变薄,降低模具寿命。间隙过大则回弹大,降低制件精度。 凸、凹模单边间隙Z一般可按下式计算: Zt+Δ+ct 8?9 式中:Z??弯曲凸、凹模单边间隙 t??材料的厚度 Δ??材料厚度的正偏差(表8?4) C??间隙数表8?5 查表得:Δ 0.15C0.05 根据公式8?4 Zt+Δ+ct 2+0.15+0.05×2 2.25 mm 表8?4 薄钢板、黄铜板(带)、铝板厚度公差 厚度 材料 薄钢板 黄铜板(带) 铝板 08F H62,H68,HP?1 2A11、2A12 B级公差 C级公差 冷扎带 冷轧板 最小公差 最大公差 0.2 ?0.04 ?0.06 -0.03 -0.03 -0.02 -0.04 0.3 ?0.04 ?0.06 -0.04 -0.04 -0.02 -0.05 0.4 ?0.04 ?0.06 -0.07 -0.07 -0.03 -0.05 0.5 ?0.05 ?0.07 -0.07 -0.07 -0.04 -0.12 0.6 ?0.06 ?0.08 -0.07 -0.08 -0.04 -0.12 0.8 ?0.08 ?0.10 -0.08 -0.10 -0.04 -0.14 1.0 ?0.09 0.12 -0.09 -0.12 -0.04 -0.17 1.2 ?0.11 ?0.13 -0.10 -0.14 -0.04 -0.02 1.5 ?0.12 ?0.15 -0.10 -0.16 -0.10 ?-0.27 2.0 ?0.15 ?0.18 -0.12 -0.18 -0.10 -0.28 2.5 ?0.17 ?0.20 -0.12 -0.18 -0.20 -0.30 3.0 ?0.18 ?0.22 -0.14 -0.20 -0.25 -0.35 3.5 ?0.20 ?0.25 -0.16 -0.23 -0.25 -0.36 表8?5 U形弯曲件凸凹模的间隙系数C值 弯曲件高度H/mm B/H?2L B/H>2L 材料厚度t/mm 0.5 0.6~2 2.1~4 4.1~5 <5.0 0.6~2 2.1~4 4.1~7.5 7.6~12 10 0.05 0.05 0.040.10 0.10 0.08 20 0.05 0.05 0.04 0.03 0.10 0.10 0.08 0.06 0.06 35 0.07 0.05 0.04 0.03 0.15 0.10 0.08 0.06 0.06 50 0.10 0.07 0.05 0.04 0.20 0.15 0.10 0.06 0.06 70 0.10 0.07 0.05 0.05 0.20 0.15 0.10 0.10 0.08 1000.07 0.05 0.050.15 0.10 0.10 0.08 1500.10 0.07 0.050.20 0.15 0.15 0.10 2000.10 0.07 0.070.20 0.15 0.15 0.10 3、凸、凹模横向尺寸的确定 弯曲模的凸、凹模工作部分尺寸确定比较 复杂,不同的工件形状其横向工作尺寸的确定方法不同。 工件标注外形尺寸时,按磨损原则应以凹模为基准,先计算凹模,间隙取 在凸模上。 凹模深度 表8?6 U形弯曲件凹模的m值 材料厚度t/mm m 材料厚度t/mm m ?1 3 >5~6 10 >1~2 4 >6~7 15 >2~3 5 >7~8 20 >3~4 6 >8~10 25 >4~5 8 查表8?6得 m4,则凹模深度H24+4+ rd33 2)凹模尺寸 当工件为双向对称偏差时,凹模尺寸为: LdL-0.5Δ+δd08?10 当工件为单向偏差时,凹模实际尺寸为: LdL-0.75Δ +δd0 8?11 凸模尺寸均为: LdLd-2z +δd08?12 式中 L??弯曲件的基本尺寸(mm)