冲压件工艺性分析报告.docx
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冲压件工艺性分析报告
、止动件冲压件工艺性分析
1、零件材料:
为Q235-A钢,具有冲裁;
2、零件结构良好的冲压性能,适合:
相对简单,有2个φ20mm的孔;孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求,最小壁厚为14mm(φ20mm的孔与边框之间的壁厚)
3、零件精度:
全部为自由公差,可看作IT14级,尺寸精度较低,普通冲裁完全能满足要求。
查表得各零件尺寸公差为:
外形尺寸:
13001、4800.62、6000.74、R400.3、R6000.74
内型尺寸:
2000.052
孔中心距:
60±0.37
二、冲压工艺方案的确定完成该零件的冲压加工所需要的冲压基本性质的工序只有落料、冲孔两道工序。
从工序可能的集中与分散、工序间的组合可能来看,该零件的冲压可以有以下几种方案。
方案一:
落料-冲孔复合冲压。
采用复合模生产。
方案二:
冲孔-落料级进冲压。
采用级进模生产。
方案一只需一副模具,工件的精度及生产效率都较高,工件最小壁厚14mm大于凸凹模许用最小壁厚3.6mm--4.0mm,模具强度好,制造难度中等,并且冲压后成品件可通过卸料板卸下,清理方便,操作简单。
方案二也只需一副模具,生产效率高,操作方便,工件精度也能满足要求,但是模具结构复杂,制造加工,模具成本较高。
结论:
采用方案一为佳
三、模具总体设计
(1)模具类型的选择
由冲压工艺分析可知,采用复合模冲压,所以模具类型为复合模。
(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销定距。
而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量,可以靠操作工目测来定。
(3)卸料、出件方式的选择
因为工件料厚为1.5mm,相对较薄,卸料力也比较小,故可采用弹性卸料。
又因为是倒装式复合模生产,所以采用上出件比较便于操作与提高生产效率。
(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,该倒装式模采用导柱导向方式。
四、排样方案确定及材料利用率
(1)排样方式的确定及其计算
设计倒装式复合模,首先要设计条料排样图,采用直排。
方案一:
搭边值取2mm和3mm(P33表2-9),条料宽度为
135mm
(采用无侧压导料装置,条料与导料板间隙为1mm),步距为63mm,一个步距的材料利用率为73%。
冲件面积A:
A=6186.5535mm2条料宽度B:
B=130+2×2+1=135mm
步距S:
S=60+3=63mm一个步距内的材料利用率η:
η=s1×100%=6186.5535×100%=73%
s0135*63
每张钢板的材料利用率η:
η=23*s1×100%=23*6186.5535×100%=70.3%
s总1500*135
总
查板材标准,宜选950mm×1500mm的钢板,每张钢板可剪裁为7张条料(135mm×1500mm),每张条料可冲23个工件,故每张钢板的材料利用率为70.3%。
方案二:
搭边值取2mm和3mm(P33表2-9),条料宽度为135mm(采用无侧压导料装置,条料与导料板间隙为1mm),步距为138mm,一个步距的材料利用率为71.56%。
冲件面积A:
A=6186.5535mm2
条料宽度B:
B=60+2×2+1=65mm
步距S:
S=130+3=133mm一个步距内的材料利用率η:
η=s1×100%=6186.5535×100%=71.56%
s0133*65
每张钢板的材料利用率η:
23*s1×100%=11*6186.5535×100%=69.8%s总1500*65
查板材标准,宜选950mm×1500mm的钢板,每张钢板可剪裁为14张条料(65mm×1500mm),每张条料可冲11个工件,故每张钢板的材料利用率为69.8%。
结论:
采用方案一为佳
五、主要设计计算
1、冲压力的计算
1、落料力F落:
F落=KLtτb=1.3×355×1.5×300=207675N
式中:
F落—落料力(N);
L—冲裁周边的长度(mm);
T—材料厚度;
b—材料的抗剪强度(Mpa),查表得退火Q235材料钢为
300Mpa;
K—系数,一般取K=1.3。
2、卸料力F卸:
F卸=K卸×F落=0.05×207675=10383.75N(KX查P27表2.7)式中:
K卸—卸料力因数,其值由表查得K卸=0.05
3、冲孔力:
F冲=KLtb=1.3×2π×10×2×300=48984N
4、推件力
推件力计算公式:
F推=nK推×F冲
式中:
K推—推件力因数,其值查表得K推=0.05;
n—卡在凹槽内的工件个数:
n=h/t=6
推件力为:
F推=6×0.05×48984=14695.2N
5、模具总冲压力为:
采用弹性卸料,下出件,冲压工艺总力FZ:
FZ=F+FX+FT+F冲=207675+10383.75+48984+14695.2=281737.95N根据计算结果,冲压设备拟选J23-35。
2、压力中心的确定及相关计算
模具压力中心是指冲压时各冲压力的作用点位置。
为了保证压力机和模具正常工作,应使冲模的压力中心与压力机的滑块中心相重合。
否则,会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷,使滑块和导轨之间产生很大的磨损,以及模具导向零件的磨损。
冲模的压力中心按如下原则确定:
(1)对称形状的单个冲裁件,冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。
(2)工件形状相同且分布位置对称时,冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。
(3)形状复杂的零件,多空冲模,级进模的压力中心可用解析法求出冲模的压力中心。
如下图所示:
由于冲件X方向对称,故压力中心x0=0mm
L1Y1L2Y2L3Y3L4Y4L5Y5L6Y6L7Y7L8Y8y0=
0L1L2L3L4L5L6L7L8
=48*24048*2429*4877.5*6029*4862.8*2462.8*24
48130482977.52962.862.8=26.18mm
其中:
L1=48mm,y1=24mm
L2=130mm,y2=0mm
L5=77.5mm
y5=60mm
L6=29mm
y6=48mm
L7=62.8mm
y7=24mm
L8=62.8mm
y8=24mm
计算时,忽略边缘
R4的圆角。
L4=29mm
y4=48mm
由以上计算可知,冲压件中心的坐标为(0,26.18)
六、凸凹模刃口计算
落料部分以落料凹模为基准计算,落料凸模按间隙值配制;冲孔部
分明中孔凸模为基准计算,
冲孔凹模按间隙值配制。
既以落料凹模、
冲孔凸模为基准,凸凹模按间隙值配制。
1、落料模具工作零件刃口尺寸计算落料部分以落料凹模为基准计算,凹模磨损后,刃口部分尺寸都增大,因此均属于A类尺寸,零件图中落料部分的尺寸偏差如下:
13001mm48-00.62mm
R60-00.74mmR4-00.3mm
查(冲压工艺及冲模设计,
p20表2-4)可知:
凸模和凹模的最小间隙为:
Zmin=0.132mm凸模和凹模的最大间隙为:
Zmax=0.24mm:
查(冲压工艺及冲模设计,表2-6)可知因数x为:
当Δ≥0.20时,x=0.5
当Δ<0.20时,x=0.75
模具按IT14级制造
查(冲压工艺及冲模设计)可知:
Dd=(Dx)0d
落料部分相应的凸模尺寸配制,保证其双面间隙为:
0.132mm~0.24mm2、冲孔模具工作零件刃口尺寸计算
冲φ2000.052的孔时,凸模外形为圆孔,故模具采用凸、凹模分开的加工方法制造,以冲孔凸模为基准计算,其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下:
查(冲压工艺及冲模设计,表2—4)可知:
凸模和凹模的最小间隙为:
Zmin=0.132mm
凸模和凹模的最大间隙为:
Zmax=0.24mm:
查(冲压工艺及冲模设计,表3—5)得因数x为:
x=0.5查(互换性及其测量技术,标准公差表)得:
凸模按、凹模按IT14级查,可知:
δp=-0.010mm,δ
d=0.015mm
校核:
Zmax-Zmin=0.24-0.132=0.108mm
|δp|+|
δd|=0.010mm+0.015mm=0.025mm
满足条件:
Zmax-Zmin≥δp+δd条件查(冲压工艺及冲模设计,2-3)可知:
dp=(d
0
x)0p
dp=(20
0.5*0.52)00.01=20.2600.01
dd=(dp
Zmin)0
dp=(20.260.132)00.015=20.3900.015
3、孔心距尺寸计算:
两圆孔之间的位置公差Δ为0.62mm
查(冲压工艺及冲模设计)可知因数x为:
x=0.5
查(冲压工艺及冲模设计)可知:
11
Ld=L±1=64±1*0.74=64±0.0925
88
七、工作零件的结构设计
1、凹模板厚度:
H=kb
式中:
b—凹模刃口的最大尺寸
K—系数,考虑板料厚度的影响,见表2-23
b=130mm
查表2-23知,k=0.2H=0.2×130=26mm
落料凹模壁厚:
C≥(1.5~2)H=(39~52)mm
则取:
C=40mm
凹棋板边长:
L=b+2C=130+2×40=210mm
查GB/T2855.2-2008,凹模板宽为160mm。
故确定凹棋板外形为:
250×250×26mm,将凹模板做成薄板形
式并加空心垫板后实际凹棋板外形为:
250×160×20mm。
2、凸凹模尺寸:
凸凹模长度:
L=hl+h2+h
=14+18+24
=56(mm)
其中:
h1:
凸凹模固定板厚度
h2:
一弹性卸料板厚度
h附加长度(包括凸模进入凹棋深度,弹性元件安装高度等)凸凹模内外刃口间壁厚校核:
根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为24-10=14mm,据强度要求查表得,该壁厚为4.0mm即可,故该凸凹模侧壁强度足够.
3、冲孔凸模高度尺寸:
L=h1+h2+h3=22+12+20=54mm
其中:
h1—凸模固定板厚度,
h2—空心垫板板厚度
h3—凹模板厚度
凸模板强度校核:
该凸模板长径比为:
L/d=54/20=2.7<10所以此凸模不属于细长杆,强度足够
4、其他模具零件结构尺寸和模架的选定
根据倒装模形式特点:
凹模板尺寸并查标准
JB/T-6743.1-2008,确定其他模具模板尺寸列于下表中:
序号
名称
长×宽×高(mm)
材料
数量
1
上垫板
250×250×10
T8A
1
2
凸模固定板
250×250×22
45钢
1
3
空心垫板
250×250×20
45钢
1
4
卸料板
250×250×18
45钢
1
5
凸凹模固定板
250×250×25
45钢
1
6
下垫板
250×250×10
T8A
1
根据模具零件结构尺寸,差表GB/T2855.1-2008选取后侧导柱
250×250标准架一副八、冲压设备的选定
根据总冲压力F总=281.74KN,模具闭合高度,冲床工作台尺寸等,并结合现有设备,选用J23-35开式双柱可倾冲床,并在工作台面上备置垫块。
其主要工艺参数如下:
公称压力:
350KN
滑块行程:
100mm
行程次数:
50次/分
最大闭合高度:
2900mm
连杆长度:
60mm模柄孔尺寸(直径×深度):
40mm×60mm
九、小结在自己的努力和指导老师的帮助之下,我们完成了课程设计的任务,通过设计,我对冷冲模设计过程有了更进一步的了解。
设计不仅是对前面所学知识检验,而且也是对自己能力提高。
主要收获和体会如下:
第一.学到了产品设计的方法。
产品设计过程是创造性劳动的过程,产品的设计应按科学程序进行,一般包括课题调研、拟定设计方案,总体设计,零部件设计、技术资料整理、产品试制、改进设计等过程,一个产品须经过多次改进,才能完善和成熟。
第二.提高了综合专业的能力。
以前课程设计所接触的课程知识比较窄。
这次设计是把模具每个零件设计出来,需要比较全面的知识。
第三.提高了收集资料和查阅手册能力。
收集资料是做课业设计的前期准备工作,只有广泛收集有用的资料才能设计出较好的产。
第四、培养了严谨的科学作风。
在设计过程中每一个结构、零件、材料、尺寸、公差都反映在图纸上,因此,在设计过程中必须要有高度的责任心,要有严肃认真的工作态度。
总之,对我们技师班学生来说,经历了这次课业设计,为今后事生产第一线的技术发行工作、技术管理工作将有非常大的帮助。
最后,衷心的感谢指导老师悉心的教导!
十、参考文献
[1]魏春雷徐慧民.冲压工艺与模具设计[M].北京:
北京理工大学出版社,2011
[2]肖亚慧陈显亭.模具工工作手册[M].北京:
化学工业出版社,2017
[3]杨关全匡余华.冷冲压设计资料与指导[M].大连:
大连理工大学出版社,2017
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