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方案三:
在方案二的根底上加大了制造本钱,既不经济又不实惠。
方案四:
在方案二的根底上又减少了加工工序,又节省加工时间,制造精度高,本钱相应减少,又提高了劳动生产率。
一个工件往往需要经过多道工序才能完成,编制工序方案时必须考虑两种情况:
单工序模分散冲压或工序组合采用复合模连续冲压,这主要取决于冲压件的生产批量,尺寸大小和精度等因素。
通过产品质量、生产率、设备条件、模具制造和寿命、操作安全以与经济效益等方面的综合分析,比拟决定采用方案四。
即:
落料、冲孔、拉深、翻边→成品。
2〕各加工工序次数确实定
根据工件的形状和尺寸与极限变形程度可进展以下决定:
落料、冲孔、拉深、翻边各一次。
3〕加工顺序决定的原如此
〔1〕所有的孔,只要其形状和尺寸不受后续工序的影响,都应该在平板毛坯上冲出,因为在成型后冲孔模具结构复杂,定位困难,操作也不便,冲出的孔有时不能作为后续工序的定位孔使用。
〔2〕但凡在位置会受到以后某工作变形影响的孔〔拉深件的底部孔径要求不高和变形减轻孔除外〕都应在有关的成型工序后再冲出。
〔3〕两孔靠近或者孔距边缘很小时,如果模具强度足够,最好同时冲出,否如此应先冲大孔和一般情况孔,后冲小孔和高精度孔,或者先落料后冲孔,力求把可能产生的畸变限制在最小围。
〔4〕整形或较平工序,应在冲压件根本成型后进展。
4〕成型过程
根据加工顺序的原如此,确定成型过程如下:
首先是落料、冲孔,形成准确的外形形状;
其次是拉深、翻边,也就是成形过程;
最后出来的是成品。
采用这种冲压方案,从模具的结构和寿命考虑,有利于降低冲裁力,提高模具的使用寿命,同时结构简单,操作方便,而且减少了不必要的工序,节省了生产资料,提高了经济效益。
适合加工厂生产,此种方案最适宜。
综上所述,确定使用此方案。
根据产品零件图,标注的螺纹尺寸
为其大径,那么可以计算出小径
由于工件主要成型的工序是落料、冲孔、拉深和翻边,工件变形量不是很大,可以直接落下工件的实际尺寸,根据《冲压工艺学》可知毛坯大径为:
链轮要经过四道工序加工成型,按落料、冲孔、拉深、翻边的先后顺序进展加工,那么其最初原始毛坯尺寸的计算应先计算翻边,然后拉深,最后冲孔和落料。
由于链轮的翻边高度不大,假设可一次翻边成形。
那么翻边前毛坯上圆孔的初始直径
为
但零件的精度要求为IT13级,那么毛坯件的尺寸为:
那么毛坯形状与尺寸如下列图:
图2.3毛坯形状与尺寸
由于链轮要经过四道工序加工成型,按落料、冲孔、拉深、翻边的先后顺序进展加工,那么其最初原始毛坯尺寸的计算应先计算翻边,然后拉深,最后冲孔和落料。
根据零件的形状和尺寸,其翻边高度不大,假设可一次翻边成形。
那么翻边系数:
根据《冲压工艺学》查表得
,于是
,如此能够一次翻边成形。
又链轮的拉深为带法兰圆筒件的拉深,那么首先得判断是否可一次拉深成形,计算得第一次拉深可能达到的值
和
分别为和,根据《冲压工艺学》在图4-38中得零件的
和
所决定的点位于曲线下侧,如此可一次拉深成形
考虑到成型围,应考虑以下因素:
材料的机械性能软件、脆件搭边值取大一些,硬材料的搭边值可取小一些。
2〕冲件的形状尺寸冲件的形状复杂或尺寸较大时,搭边值大一些。
3〕材料的厚度厚材料的搭边值要大一些。
4〕材料与挡料方式用手工送料,且有侧压装置的搭边值可以小一些,用侧刃定距的搭边值要小一些。
卸料方式弹性卸料比刚性卸料大搭边值小一些。
综上所述,根据《冲压工艺学》确定其搭边值:
两工件间的搭边值:
工件侧面搭边值:
条料宽度:
B=D+2a=190+2×
2.5=195mm
在冲压零件的本钱中,材料费用占60%以上,因此材料的经济利用是一个重要问题。
冲裁件在板料上的布置叫排样
合理排样,充分利用材料具有重大的意义,排样的经济程度中材料的利用率K表示为:
(2.1)
式中K—材料利用率〔%〕;
n—条料上生产的冲件数;
s—每一冲件的面积〔mm2〕;
—条料面积〔mm2〕。
根据以上数据,确定两工件间的搭边值:
a1=2.2mm;
a=2.5mm。
一块板料上冲10个,那么取n=10;
如此利用率:
根据搭边值,那么排样图如下列图:
图2.4排样图
链轮冲压力包括落料力、冲孔力、拉深力、翻边力。
材料Q235、板材厚度3mm,材料的抗剪强度
=450MPa,屈服点数值为235MPa。
1〕冲裁力
为了合理设计模具和正确选用压力机,就必须计算冲裁力
计算公式如下:
〔2.2〕
式中
—冲裁力〔N〕;
—材料抗剪强度〔MPa〕;
L—材料轮廓长度〔mm〕;
t—材料厚度〔mm〕。
本次设计中,冲裁力包括:
落料力、冲孔力、拉深力、翻边力。
一般K取,那么
落料力为:
冲孔力为:
拉深力为:
翻边力为:
其中d——拉深毛坯的直径,mm
K——修正系数
——拉深系数
——翻边后竖边的中径,mm
——毛坯上圆孔的初始直径,mm
——材料的屈服点数值,MPa
2〕卸料力
卸下包在凸模上材料所需要的力一般叫做卸料力。
卸料力的计算公式如下:
〔2.3〕
式中Px——卸料力〔KN〕;
Kx——卸料力系数,查表取;
——落料力〔KN〕。
如此
3〕推件力
顺着冲裁方向推出卡在凹模里的材料所需的力,一般叫做推件力。
推件力的计算公式如下:
〔2.4〕
—推件力〔KN〕;
—推件力系数,查表取;
n—卡在凹模里的料的个数n=h/t,其中,h为凹模刃壁垂直局部高度〔mm〕;
t为料厚〔mm〕;
4〕顶料力
逆着冲裁方向顶出卡在凹模里的料所需要的力一般叫做顶料力。
顶料力的计算公式如下:
〔2.5〕
—顶料力〔KN〕;
—顶料力系数,查表取;
,
如此根据式得出,总的冲压工艺力为:
如此复合模选择冲床时的总压力为F=1.3F=2320.42KN。
第三章落料、冲孔、拉深、翻边复合模的设计
刃口尺寸精度是影响冲裁件尺寸精度的首要因素,模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸与其公差来保证
生产实践中存在如下问题:
1〕由于凸凹模之间存在间隙,使落下的料或冲出的孔都是带有锥度的,且落料大端尺寸等与凹模尺寸,冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。
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,凸凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦,凸模愈磨愈小,凹模愈磨愈大,结果使间隙愈用愈大。
4〕拉深时,凸凹模工作局部的尺寸和拉深方法有关,可查设计资料确定,也可按卡契马列克经验公式计算。
5〕圆孔翻边的尺寸计算采用翻边高度计算翻边圆孔的初始直径
和翻边系数计算可以达到翻边高度。
由此,在决定模具刃口尺寸与其制造公差时,应考虑:
1〕落料制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,间隙取在凹模上。
2〕设计落料模时,凹模根本尺寸应取工件尺寸公差围的较小尺寸;
设计冲孔模时,凸模根本尺寸如此应取工件的尺寸公差围的较大尺寸。
这样在凸凹模磨损到一定程度的情况下,仍能冲出合格的零件。
凸凹模间隙择取最小合理间隙值。
3〕设计拉深、翻边模时,其根本尺寸应取工件尺寸公差围的较大尺寸,这样在凸凹模磨损到一定程度的情况下,仍能冲出合格的零件。
4〕确定冲模刃口制造公差时,应考虑制件的精度要求。
根据以上原如此:
落料局部以落料凹模为基准计算,落料凸模按间隙值配制。
由于此工件属薄板料的冲裁件,因此采用凸凹模配合加工。
模具间隙是指凸凹模刃口间缝隙的距离,用C表示,俗称单面间隙。
双面间隙用Z表示。
拉深、翻边V形工件时,凸、凹模间隙是靠调整压力机闭合高度来控制的,不需要在模具结构上确定间隙
以下为落料、冲孔复合模间隙确实定:
1〕冲裁间隙对冲裁件质量的影响
冲裁件质量是指切断面质量,尺寸精度与形状误差。
切断面应平直、光洁,即无裂纹、撕裂、夹层、毛刺等缺陷。
零件外表应尽量可能平整,即穹弯小。
尺寸应保证不超过图纸规定的公差围。
当把凸、凹模间隙值控制在一定围时,冲件比拟平直、光洁、毛刺很小,且所需冲裁力小。
间隙过小时,在断面出现挤长的毛刺。
间隙过大时,材料的弯曲与拉深增大,材料易破裂,致使制件光亮带减小,塌角与断裂斜度都增大,毛刺大而厚。
2〕间隙对冲裁力的影响
当间隙小于合理间隙时,不仅冲裁力增大,而且剪切力减小。
3〕间隙对模具寿命的影响
为了提高模具的寿命,一般采用较大的间隙。
假如采用小间隙,就必须提高模具硬度与模具制造光洁度、精度,改善润滑条件,以减小磨损。
4〕凸、凹模间隙确实定
根据以上条件综合确定:
间隙选择:
选择Ⅲ型,间隙适中,R减小,α正常,拉毛正常。
如此根据《冲模设计手册》,落料、冲孔复合模刃口始用间隙为:
Zmin~~。
〔由表2—3查得〕
工件毛坯尺寸如图3.1所示,将工件尺寸进展分类如下:
1〕外形尺寸
A类:
刃磨后凹模尺寸两边增大的,把产品零件图尺寸化成A0-△,△为工件公差;
2〕形尺寸
B类:
刃磨后凹模尺寸两边增大的,把产品零件图尺寸化成B+△。
根据零件的类型,那么尺寸的分类如图3-3所示。
该模具为复合模,落料以凹模为基准,根据零件情况,凹模磨损后的尺寸变化为A类尺寸;
故查表2—7
得
,那么
mm。
冲孔以凸模为基准,凸模磨损后的尺寸变化为B类尺寸,查表2—7
,那么
该零件凸模〔或凹模〕刃口尺寸按上述凹模〔或者凸模〕的相应局部尺寸配置,保证双面间隙Zmin~Zmax~。
所以各刃口的尺寸分别为
mm
(1)凹模圆角半径
和凸模圆角半径
由于链轮为一次拉深成型,那么凸凹模的圆角等于零件的圆角半径,即
(2)凸凹模间隙
根据链轮的材质和板厚,链轮的尺寸精度和外表质量要求,那么凸凹模间隙
(3)凸凹模尺寸与制造公差
链轮的拉深为一次拉深成形,链轮在装配的时候对链轮的形尺寸有要求,所以凸模尺寸为
凹模尺寸为
又根据表4-7,那么凸凹模的制造公差
和分别为和。
那么凸模尺寸
凹模尺寸
链轮的翻边为圆孔一次翻边成形,其结构与拉深模相似,凹模圆角对翻边成形影响不大,可按工件圆
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