自行車吊鉤冷沖壓模具的設(shè)計(jì)VIP

共 26 頁 第 1 頁 摘摘 要要 本課題設(shè)計(jì)了自行車吊鉤的沖壓模具和彎曲模具 在綜合分 析自行車吊鉤的結(jié)構(gòu)工藝性基礎(chǔ)上 完成了該模具整個(gè)設(shè)計(jì)過 程 其中包括設(shè)計(jì)方案的分析 篩選和確定 總體結(jié)構(gòu)及重要 的彎曲零件的設(shè)計(jì)等 本課題主要是采用沖壓模具 沖壓模具 在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛 主要分為沖孔和落料兩個(gè)部分 在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中 工人生產(chǎn)的勞動強(qiáng)度大 勞動量大 嚴(yán) 重影響生產(chǎn)效率的提高 隨著當(dāng)今科技的發(fā)展 工業(yè)生產(chǎn)中模 具的使用已經(jīng)越來越引起人們的重視 而被大量應(yīng)用到工業(yè)生 產(chǎn)中來 沖壓模具的自動送料技術(shù)也投入到實(shí)際的生產(chǎn)中 沖 壓模具可以大大的提高勞動生產(chǎn)效率 減輕工人負(fù)擔(dān) 具有重 要的技術(shù)進(jìn)步意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值 關(guān)鍵詞 沖壓模具 自動送料 落料 共 26 頁 第 2 頁 前言舊 巨大局 餓 前前 言言 沖壓生產(chǎn)是指在壓力機(jī)的作用下 利用模具使材料生產(chǎn)局部或整體塑性變 形 以實(shí)現(xiàn)分離或成形 從而獲得一定的形狀和尺寸制件的加工方法 于是它 主要用于加工各種金屬或非金屬板料 所以又稱板料沖壓 工業(yè)制造中 60 7 0 的金屬零部件需經(jīng)塑性加工成形 沖壓加工是完成金屬塑性成形的一種重 要手段 它是最基本 最傳統(tǒng) 最重要的金屬加工方法之一 隨著我國加入世 貿(mào)組織 全球經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展 必然會對我國傳統(tǒng)工業(yè)的體制產(chǎn)生巨大的沖 擊 我們必須改革傳統(tǒng)的運(yùn)行模式 來適應(yīng)市場 要參與國際競爭 就必須在 信息交流的形式和手段與國際接軌 眾所周知 電子商務(wù)是代表著未來貿(mào)易 發(fā)展的方向 也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和進(jìn)步的一個(gè)必然趨勢 在市場競爭逐步深入的時(shí) 期 企業(yè)創(chuàng)新能力越來越成為企業(yè)競爭力的重要組成部分 信息資源也越來越 成為企業(yè)的戰(zhàn)略資源 中國的模具企業(yè)大都是中小企業(yè) 從作坊式的企業(yè)成長起來 甚至目前仍 有許多模具企業(yè)是作坊式的管理 在模具交貨期 成本 質(zhì)量的控制方面問題 層出不斷 面對激烈的市場競爭 落后的管理手段和水平 使模具企業(yè)中的管 理和技術(shù)人員只有疲于奔命 因此 模具制造企業(yè)要提高管理水平 具備快 速反應(yīng)和及時(shí)調(diào)整的能力 沒有一套先進(jìn)的管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)管理的信息化是很難 做到的 通過信息化建設(shè) 實(shí)現(xiàn)模具制造 所謂信息化的模具企業(yè) 就是在模具 企業(yè)應(yīng)用 INTERNET ERP 等信息化技術(shù) 把模具企業(yè)上下游業(yè)務(wù)過程 技術(shù) 溝通過程 以及模具企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)管理過程 以 IT 形式固定下來 最終提高 模具企業(yè)的經(jīng)營管理水平 提高模具企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)的效率 目前 CAD CAM 技術(shù)的推廣已由 甩圖板 階段跨入到了深化應(yīng)用階段 C APP 技術(shù)的應(yīng)用 可以大大提高企業(yè)工藝編制的效率和準(zhǔn)確性 PDM 系統(tǒng)的 應(yīng)用 可以對產(chǎn)品開發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理 MIS ERP 系統(tǒng)的應(yīng)用 則可以從 根本上降低企業(yè)的成本 提高生產(chǎn)和管理效率 這些系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)信息的集成 和功能上的配合 并逐步實(shí)現(xiàn)企業(yè)的全面信息化 已成為 CAD CAM 技術(shù)深化 應(yīng)用的主題 是模具發(fā)展的第二次變革 本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是自行車吊鉤冷沖壓的設(shè)計(jì) 課題的目的是讓我們在以 往對模具設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上熟悉沖壓模具的設(shè)計(jì)流程 它既是一次檢閱 也 是一次鍛煉 使我們系統(tǒng)地掌握沖壓模具設(shè)計(jì)的技術(shù) 并與 Auto CAD Pro E 等模具設(shè)計(jì)軟件相結(jié)合 提高了我們的機(jī)械模具設(shè)計(jì)能力 模具 是現(xiàn)代工業(yè)的重要工藝設(shè)備 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步 它在國民經(jīng)濟(jì)中占 有越來越重要的地位 發(fā)展前景十分廣闊 模具工業(yè)是技術(shù)密集型 資本密 集型和投資密集型的產(chǎn)業(yè) 就冷沖模具而言 在沖模設(shè)計(jì)與制造上 模具結(jié) 構(gòu)與精度正朝著兩個(gè)方面發(fā)展 一是為了適應(yīng)高速 自動 精密 安全等大 批量自動化生產(chǎn)的需要 沖模正向高效 精密 長壽命 多工位 多功能方 向發(fā)展 另一方面 為適應(yīng)市場上產(chǎn)品更新?lián)Q代迅速的要求 各種快速成形 方法和簡易經(jīng)濟(jì)沖模的設(shè)計(jì)與制造也得到了迅速的發(fā)展 同時(shí) 計(jì)算機(jī)技術(shù) 信息技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)在模具技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用 使模具設(shè)計(jì)與制造水平 共 26 頁 第 3 頁 發(fā)生了深刻的革命性的變化 目前最為突出的是模具 CAD CAE CAM 在這方 面 在這方面 國際上有許多應(yīng)用成熟的計(jì)算機(jī)軟件 我們不但能消化 應(yīng) 用國外的有關(guān)軟件 少數(shù)單位還能自行開發(fā)或正在開發(fā)模具軟件 盡管其總 體水平與國際上的還有差距 但它代表了我國模具技術(shù)的發(fā)展成果與發(fā)展方 向 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備 模具又是 效益放大器 用模具生產(chǎn) 的最終產(chǎn)品的價(jià)值 往往是模具自身價(jià)值的幾十倍 上百倍 冷沖壓模具是 其中重要的一種 模具的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化生產(chǎn) 已得到模具行業(yè)的廣泛重視 這是由于模具標(biāo)準(zhǔn)化是組織模具專業(yè)化生產(chǎn)的前提 而模具的專業(yè)化生產(chǎn)是 提高模具質(zhì)量 縮短模具制造周期 降低成本的關(guān)鍵 我國已經(jīng)頒布了冷沖 壓術(shù)語 冷沖模零部件的國家標(biāo)準(zhǔn) 沖模的模架等基礎(chǔ)零部件已專業(yè)化 商 品化 但總的來說 我國沖模的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化還是比較低的 主要是模具 制造商對模具制造的認(rèn)識還不夠 對模具新技術(shù)的應(yīng)用力度不大 對在模具 制造過程中模具標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)還沒有足夠的認(rèn)識 還停留在老的手工制作又一有 經(jīng)驗(yàn)的模具師傅帶隊(duì)的水平線上 試觀國外發(fā)達(dá)國家模具制造 把標(biāo)準(zhǔn)化的 模具設(shè)計(jì)放在了最重要的位置上 其次是設(shè)備問題 性能良好的沖壓設(shè)備是 提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件 高效率 高精度 長壽命的沖模需要高 精度 高自動化的沖壓設(shè)備與之相匹配 為了適應(yīng)沖壓新工藝的需要 研制 了許多新型結(jié)構(gòu)的沖壓設(shè)備 為了滿足新產(chǎn)品少批量生產(chǎn)的需要 沖壓設(shè)備 朝多功能 數(shù)控方向發(fā)展 為提高生產(chǎn)率和安全生產(chǎn) 應(yīng)用各種自動化裝置 以及沖壓自動化生產(chǎn)線 在吊鉤的設(shè)計(jì)中 彎曲成型是最重要的模具工序是把剪裁或沖裁成一定形狀的 平板毛坯利用某種特定的模具在彎應(yīng)力的作用下 使金屬板料變成一定形狀的 零件 在模具設(shè)計(jì)中雖然單工序模具比較簡單也比較容易制造 但是制件離制件 邊緣尺寸較小在落料后勢必會影響模具的精度 且 必然材料的切向流動的壓 力 有可能使工件中細(xì)小部分的凸模變形 因此考慮采用彈壓卸料裝置的復(fù)合 沖壓 這樣既提高了工作效率又提高了模具的壽命 這樣一來提高了模具的使 用價(jià)值 因?yàn)橹萍炔皇嵌喔?采用兩副模具 一副是落料模 一副是彎曲 模 這樣就降低了模具的制造難度 且適合生產(chǎn)條件不是很好的企業(yè)生產(chǎn)模具 給模具生產(chǎn)帶來一定的廣度 給生產(chǎn)降低了成本 帶來了更大的經(jīng)濟(jì)利益 2 2 主要研究內(nèi)容 研究思路及方案主要研究內(nèi)容 研究思路及方案 彎曲角和回彈量是彎曲成型件重點(diǎn)考慮的對象 回彈量的大小和彎曲角 材料的性質(zhì) 因素有關(guān) 但實(shí)際工作中并不能準(zhǔn)確的計(jì)算出 多數(shù)用理論估 算 通過時(shí)間得出 方案有以下幾種 1 落料 沖孔 單工序沖壓 2 沖孔 落料 單件復(fù)合式?jīng)_壓 方案 1 為單工序沖壓 由于制件生產(chǎn)批量大 尺寸又小 這種方案生產(chǎn)效 率低 操作也不安全 故不宜采用 共 26 頁 第 4 頁 方案 2 為復(fù)合式?jīng)_壓 采用復(fù)合沖壓 解決了操作安全性和生產(chǎn)率等問題 主要用于生產(chǎn)批量大 精度要求高的沖壓件 故此方案最為合適 目錄目錄 前言前言 2 1 分析研究零件的工藝性分析研究零件的工藝性 6 1 1 零件分析說明零件分析說明 6 1 2 工藝方案的確定工藝方案的確定 6 1 2 1 落料工序落料工序 7 1 2 2 彎曲工序彎曲工序 7 2 模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì) 7 2 1 零件工藝分析零件工藝分析 7 2 2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 2 2 1 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 7 2 2 2 模具結(jié)構(gòu)的分析與說明模具結(jié)構(gòu)的分析與說明 8 2 2 工藝參數(shù)計(jì)算工藝參數(shù)計(jì)算 10 2 2 1 展開尺寸的計(jì)算展開尺寸的計(jì)算 12 2 2 2 排樣尺寸的計(jì)算排樣尺寸的計(jì)算 12 2 2 3 沖壓力的計(jì)算沖壓力的計(jì)算 14 2 2 4 壓力中心的計(jì)算壓力中心的計(jì)算 15 2 2 5 落料凸 凹模的刃口尺寸的計(jì)算和公差的確定落料凸 凹模的刃口尺寸的計(jì)算和公差的確定 16 2 2 6 凹模周界尺寸計(jì)算凹模周界尺寸計(jì)算 18 2 2 7 彈性元件的參數(shù)計(jì)算彈性元件的參數(shù)計(jì)算 18 2 2 8 彎曲工序力的計(jì)算彎曲工序力的計(jì)算 19 2 2 9 彎曲彎曲凸凸模圓模圓角角半半徑徑 20 2 2 10 彎曲凹模圓角半徑彎曲凹模圓角半徑 20 2 2 11 彎曲凹模的深度彎曲凹模的深度 20 2 2 12 彎曲凸凹模的間隙彎曲凸凹模的間隙 21 2 2 13 彎曲凸凹模的尺寸彎曲凸凹模的尺寸 21 2 3 壓力機(jī)的選擇壓力機(jī)的選擇 23 2 4 模架的選擇及壓力機(jī)的校核模架的選擇及壓力機(jī)的校核 23 3 填寫沖壓工序卡填寫沖壓工序卡 24 畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)小小結(jié)結(jié) 25 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 26 共 26 頁 第 5 頁 1 1 分析研究零件的工藝性分析研究零件的工藝性 1 11 1 零件分析說明零件分析說明 零件形狀及其一般要求 制件如圖 1 1 所示 材料為 Q235 鋼 材料厚度為 1mm 制件尺寸精度按圖紙要求 未注 按 IT12 級 生產(chǎn)綱領(lǐng)年產(chǎn) 20 萬件 圖圖 1 11 1 1 21 2 工藝方案的確定工藝方案的確定 由于工件由落料和彎曲兩部分組成 必須分成落料工序和彎曲工序 1 2 11 2 1 落料工序落料工序 共 26 頁 第 6 頁 根據(jù)制件的工藝的分析 其基本工序有落料和沖孔兩種 按其先后順序組合以及合理的加 工方案有以下幾種 1 落料 沖孔 單工序沖壓 2 沖孔 落料 單件復(fù)合式?jīng)_壓 方案 1 為單工序沖壓 由于制件生產(chǎn)批量大 尺寸又小 這種方案生產(chǎn)效率低 操作 也不安全 故不宜采用 方案 2 為復(fù)合式?jīng)_壓 采用復(fù)合沖壓 解決了操作安全性和生產(chǎn)率等問題 主要用于 生產(chǎn)批量大 精度要求高的沖壓件 故此方案最為合適 1 2 21 2 2 彎曲工序彎曲工序 本制件為兩個(gè)方向的 U 形彎曲 且生產(chǎn)批量大 在保證生產(chǎn)效率的前提下 用一套彎曲模 成型 2 2 模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì) 2 12 1 零件工藝分析零件工藝分析 本制件形狀簡單 尺寸 厚度適中 一般批量生產(chǎn) 屬于普通沖壓件 但在設(shè)計(jì)冷沖 壓模具時(shí)要注意以下幾點(diǎn) 1 制件由落料和彎曲兩部分組成 2 此制件的加工難點(diǎn)主要在輪廓沖壓加工上 3 有一定的批量 在設(shè)計(jì)時(shí)要重視模具的材料和結(jié)構(gòu)的選擇 保證一定的模具壽命 2 22 2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)確定的沖壓工藝方案和制件的形狀 特點(diǎn) 要求等因素確定沖模的類型及結(jié)構(gòu)形式 2 2 12 2 1 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 在模具設(shè)計(jì)中雖然單工序模具比較簡單也比較容易制造 但是制件離制件邊緣尺寸較小 在落料后勢必會影響模具的精度 且 必然材料的切向流動的壓力 有可能使工件中 細(xì)小部分的凸模變形 因此考慮采用彈壓卸料裝置的復(fù)合沖壓 這樣既提高了工作效 率又提高了模具的壽命 這樣一來提高了模具的使用價(jià)值 因?yàn)橹萍炔皇嵌喔?采用兩副模具 一副是落料模 一副是彎曲模 這樣就降低了模具的制造難度 且適 合生產(chǎn)條件不是很好的企業(yè)生產(chǎn)模具 給模具生產(chǎn)帶來一定的廣度 給生產(chǎn)降低了成 本 帶來了更大的經(jīng)濟(jì)利益 共 26 頁 第 7 頁 2 2 22 2 2 模具結(jié)構(gòu)的分析與說明模具結(jié)構(gòu)的分析與說明 1 落料沖孔模結(jié)構(gòu)的分析與說明 落料沖孔模結(jié)構(gòu)的分析與說明 本道模具主要用來完成落料 目的明確簡單 看似易設(shè)計(jì) 但對于本制件來說它是一 個(gè)上下不對稱的制件 為了保證在彎曲后的精度 所以要在本工序中做到的精度 在 本制件考慮到形狀有一定的復(fù)雜 且較薄 1mm 為了保證制件有較高的平直度 故采用正裝式落料模 制件制造時(shí)還要考慮到制件的定位 根據(jù)制件的特征 為了保 證凹模的強(qiáng)度 故采用鉤形當(dāng)料銷 和采用外形定位的定位銷 如圖 2 1 1 圖圖 2 1 1 2 彎曲模具設(shè)計(jì) 彎曲模具設(shè)計(jì) 彎曲模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在彎曲工序確定后的基礎(chǔ)上進(jìn)行的 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮彎曲件的形狀要 求 材料性能以及生產(chǎn)批量等因素 1 模具結(jié)構(gòu)的分析說明 本制件為兩側(cè)雙 U 形彎曲 為了便于加工 降低成本 將凹模做成一體式 其結(jié)構(gòu)如圖 2 1 2 共 26 頁 第 8 頁 圖 2 1 2 上圖的結(jié)構(gòu)是模具工作時(shí)的部位是這副模具的核心 這樣的結(jié)構(gòu)可以適用于批量生產(chǎn) 即使壞了也可以再制造一個(gè)新的重新加工 這大大縮短了工作周期 提高了生產(chǎn)率 而 且卸料方便 給生產(chǎn)廠家?guī)砹烁玫慕?jīng)濟(jì)利益 2 彎曲模的卸料裝置的設(shè)計(jì)說明 本制件在彎曲后將脹在凹模里 在模具開模時(shí)用采用柔性卸料 在開模時(shí)利用彈簧把 凹模里的工件頂出來 同時(shí)此裝置也有壓料作用 如圖 2 1 3 共 26 頁 第 9 頁 圖 2 1 3 2 22 2 工藝參數(shù)計(jì)算工藝參數(shù)計(jì)算 2 2 12 2 1 展開尺寸的計(jì)算展開尺寸的計(jì)算 根據(jù)零件尺寸 計(jì)算落料工序展開尺寸如圖 2 2 1 圖 2 2 1 由于工件 r t 2 5 1 2 5 0 5 R t 8 1 8 0 5 式中 r 彎曲半徑 mm T 料厚 mm 可見 制件屬于圓角半徑較大的彎曲件 應(yīng)先求彎曲變形區(qū)中性層曲率半徑 mm 由文獻(xiàn) 冷沖模設(shè)計(jì) 趙孟棟 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1997 中性層的位置計(jì)算公式 t 共 26 頁 第 10 頁 式中 曲率半徑 由試驗(yàn)測定的應(yīng)變中性層位移系數(shù) 由文獻(xiàn) 冷沖壓設(shè)計(jì) 翁其金 主編 表 4 5 變中性層位移系數(shù) x 值 查出 xr 0 38 xR 0 5 r 2 5 0 38 1 2 88 mm R 8 0 5 1 8 5 mm 由文獻(xiàn) 冷沖壓設(shè)計(jì) 翁其金 主編 145 頁 角 R 0 5t 的彎曲件毛料長度計(jì)算公式 l0 l直 l彎 l彎 180 式中 彎曲中心角 0 l0 彎曲件毛料展開長度 mm l直 彎曲件各直線段長度總和 mm l彎 彎曲件各彎曲部分中性層展開長度之和 mm 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 l0 2l1 2l2 2l3 l4 求出尺寸如下圖 2 2 2 所示 共 26 頁 第 11 頁 圖 2 2 2 根據(jù)上圖數(shù)據(jù)可得 l3 180 900 3 14 2 88 180 4 52 mm l4 180 1800 3 14 8 5 180 26 69 mm l0 2l1 2l2 2l3 l4 2 11 5 2 4 52 2 5 5 26 69 70 mm 2 2 22 2 2 排樣尺寸的計(jì)算排樣尺寸的計(jì)算 最小搭邊值的確定 由 冷沖壓技術(shù) 翁其金 主編 46 頁 表 3 14 查得 工件間 a1的值為 1 2 mm 共 26 頁 第 12 頁 側(cè)邊 a 的值為 mm 1 條料寬度的計(jì)算 無側(cè)壓裝置的模具 應(yīng)考慮在送料過程中因條料的擺動而使側(cè)面搭邊減少 為了補(bǔ)償側(cè)面 搭邊的減少 條料寬度應(yīng)增加一個(gè)條料可能的擺動量 故按下式計(jì)算 條料寬度 B0 Dmax 2a Z 0 0 式中 B0 為條料寬度的基本尺寸 Dmax 為條料寬度方向零件輪廓的最大尺寸 a 側(cè)面搭邊 Z 導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙 條料寬度的負(fù)向偏差 搭邊距 a 如上所示 間隙 剪切公差 Z 查 冷沖壓技術(shù) 翁其金 主編 47 頁 表 3 17 查得 0 5 mm Z 0 5 mm 由上面公式計(jì)算得 B0 0 5 70 2 1 0 5 0 0 5 72 50 0 5 mm 步距的計(jì)算 由制件的展開圖 所生成的縱向有效尺寸為 Ls 70 mm 步間距計(jì)算公式為 L Ls a1 式中 L 為步間距 Ls 為橫向有效尺寸 a1 搭邊距 L 70 1 2 71 2 mm 共 26 頁 第 13 頁 由此可得模具排樣圖如下 2 2 3 圖 2 2 3 根據(jù)要求查 模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 史鐵梁 主編 表 4 1 選板的規(guī)格 1500 mm 600 mm 1 mm 每塊板可剪 600 mm 73 mm 格條料 20 塊 材料利用率達(dá) 96 以上 計(jì)算材料利用率 材料的利用率 由 冷沖壓技術(shù) 翁其金 主編 43 頁 公式 3 20 100 A BS A 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積 B 條料的寬度 S 步距 80 2 2 32 2 3 沖壓力的計(jì)算沖壓力的計(jì)算 完成本制件所需的沖壓力由沖裁力 彎曲力 及卸料力 推料力 頂料力和壓料力組成 1 沖裁力 F沖的計(jì)算 由 冷沖壓技術(shù) 翁其金 主編 49 頁 公式 3 28 F沖 KLt b 共 26 頁 第 14 頁 式中 b 為材料的抗剪強(qiáng)度 MPa F沖 沖裁力 N L 沖裁周邊長度 mm t 材料厚度 mm K 系數(shù) 說明 系數(shù) K 是考慮到?jīng)_裁刃口的磨損 凸模與凹模的波動 數(shù)值的變化或分布不均 潤滑情況 材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因素而設(shè)置的安全系數(shù) 一般取 1 2 當(dāng)查 不到抗剪強(qiáng)度 b時(shí) 可用抗拉強(qiáng)度 b代替 b 而取 Kp 1 的近似計(jì)算法計(jì)算 b查 模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 史鐵良 主編 90 頁表 4 12 取 b 304 MPa 所以沖裁力 F沖 1 3 1 43 96 56 2 310 62 9 KN 彎曲力 F彎 為有效控制回彈 采用校正彎曲 由文獻(xiàn) 冷沖模設(shè)計(jì) 趙孟棟 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1997 校正彎曲力 F彎 N 的計(jì) 算公式 F彎 Ap 式中 A 變形區(qū)投影面積 mm p 單位校正力 MPa 查文獻(xiàn) 冷沖模設(shè)計(jì) 趙孟棟 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1997 表 4 3 單位校正力 p 值取 p 60 MPa F彎 14 44 60 N 36 9 KN 2 卸料力 Fx 推料力 FT 頂料力 FD的計(jì)算 在實(shí)際生產(chǎn)中影響卸料力 推料力 頂料力的因素很多 要精確計(jì)算很困難 在實(shí)際生產(chǎn) 中常采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 查 冷沖壓技術(shù) 翁其金 主編 50 頁 公式 3 30 3 31 3 32 卸料力 Fx Kx F沖 推料力 FT nKT F沖 共 26 頁 第 15 頁 式中 F沖 沖裁力 N Kx 卸料力系數(shù) 其值為 0 045 0 055 薄料取大值 厚料取小值 KT 推件力系數(shù) 其值為 0 063 n 卡在凹模內(nèi)的沖裁件數(shù) 或廢料 數(shù) 一般卡 3 5 件 取 5 件 t 板料厚度 卸料力和頂料力是設(shè)計(jì)卸料裝置和彈頂裝置的依據(jù) 因此 Fx 0 045 62 9 2 8 KN FT 5 0 063 62 9 19 8 KN 總壓力 F總的計(jì)算 F總 F沖 Fx F彎 FT 62 9 2 8 19 8 36 9 122 4 KN 2 2 42 2 4 壓力中心的計(jì)算壓力中心的計(jì)算 由于工件形狀比較復(fù)雜 用解析法求壓力中心 X0 LX L Y0 LY L 根據(jù)圖直角坐標(biāo)系 求出各線段中點(diǎn)坐標(biāo)和長度 如圖 2 2 4 共 26 頁 第 16 頁 圖 2 2 4 求出 X0 0 Y0 35 2 2 52 2 5 落料凸 凹模的刃口尺寸的計(jì)算和公差的確定落料凸 凹模的刃口尺寸的計(jì)算和公差的確定 沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口尺寸精度 模具的合理間隙值也主要靠刃口尺寸及 制造精度來保證 正確決定模具刃口尺寸及制造公差 是設(shè)計(jì)沖裁模具的主要任務(wù)之一 在決定模具刃口尺寸及其制造公差時(shí)需考慮下列原則 1 落料件尺寸由凹模尺寸決定 故設(shè)計(jì)落料精度時(shí) 以凹模為基準(zhǔn) 間隙取在凸模上 2 考慮到?jīng)_裁中凸 凹模的磨損 設(shè)計(jì)時(shí) 凹模基本尺寸應(yīng)取制件尺寸公差范圍的較小尺 寸 設(shè)計(jì)沖孔時(shí) 凸?；境叽鐒t應(yīng)取工件尺寸公差范圍的較大尺寸 這樣 在凸 凹 磨損到一定的程度的情況下 仍能沖出合格的制件 凸凹模間隙則取最小合理間隙值 3 確定沖模刃口制造公差時(shí) 應(yīng)考慮制件的公差要求 如果對刃口尺寸精度要求過高 即 制造公差過小 會使模具制造困難 增加成本 延長生產(chǎn)周期 如果對刃口尺寸精度 要求過低 即制造精度公差過大 則生產(chǎn)出來的制件可能不合格 會使模具的壽命降 低 若制件沒有標(biāo)注公差 則對于非圓形件按國家標(biāo)準(zhǔn) 非配合尺寸的公差數(shù)值 IT14 級 處理 沖模則可按 IT11 級制造 對于圓形件 一般可按 IT7 IT6 級制造模具 沖壓件 的尺寸公差應(yīng)按 入體 原則標(biāo)注為單向公差 落料件上偏差為零 下偏差為負(fù) 沖孔件 上偏差為正 下偏差為零 本制件為簡單圖形 故按配作法計(jì)算凸 凹模刃口尺寸 根據(jù)凸 凹模刃口尺寸計(jì)算公式 先計(jì)算出落料凹模刃口尺寸 凹模磨損后變大的尺寸 共 26 頁 第 17 頁 凹模磨損后變小的尺寸 凹模磨損后不變的尺寸 相應(yīng)的凹模刃口尺寸 工件的最大極限尺寸 工件的最小極限尺寸 工件的基本尺寸 工件公差 工件偏差 X 系數(shù) 一般為 0 5 1 根據(jù)自由公差表 1 1 表 1 1 把尺寸代入公式 2 2 6 凹模周界尺寸計(jì)算 因制件形狀復(fù)雜 尺寸不大 考慮到為了便于加工 故選用整體式凹模比較合理 共 26 頁 第 18 頁 1 凹模厚度尺寸 H 的計(jì)算 由凹模的計(jì)算公式為 31mm 又因?yàn)闆_裁輪廓線全長超過了 50mm 故應(yīng)乘以修正系數(shù) K 由 模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 表 4 21 可 得凹模厚度的修正系數(shù) K 的值為 k 1 37 則 H 凹 1 37 31 42 47mm 將凹模厚度圓整成 43mm 2 落料凹模周界尺寸 L B 的計(jì)算 因?yàn)榘寄？卓谳喞獮橹本€和圓弧形組成所以 凹?？卓谥陛喞獮橹本€時(shí) W 1 5H 1 5 43 64 5mm L 250 260mm B 220 230mm 2 2 72 2 7 彈性元件的參數(shù)計(jì)算彈性元件的參數(shù)計(jì)算 沖壓工藝中常見的彈性元件有彈簧和橡膠等 但是由于這副模具的結(jié)構(gòu)和結(jié)合實(shí)際生產(chǎn) 因 此我們選用橡膠作為卸料的彈性元件 1 確定橡膠的自由高度 H 自 有資料查 模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 史鐵梁主編表 3 9 得 H 自 L 工 0 25 0 30 h 修磨 式中的 L 工為模具的工作行程再加 1 3mm 本模具的工作行程為沖孔落料 故 L 工 1mm h 修磨的取值范圍為 4 6mm 在這里取中間值 5mm H 自 2 0 25 5 5 8 13mm 取 13 2 確定 L 預(yù)和 H 裝 由表 3 9 可得如下計(jì)算公式 L 預(yù) 0 1 0 15 H 自 0 15 9 2mm H 裝 H 自 L 預(yù) 9 1 35 mm 11mm 3 確定橡膠橫截面積 A A F q F 由前可知為 F 13 23KN q 0 26 0 5MPa 在這里 由于該模具的工作行程比較小 因此取 q 0 4MPa 則 A 13230 0 5m 26000mm 共 26 頁 第 19 頁 2 2 8 彎曲工序力的計(jì)算 彎曲力是選擇壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一 由于彎曲力受材料性能 零件形狀 彎 曲方法 模具結(jié)構(gòu)等多種因素的影響 很難用理論分析的方法進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算 所以在生產(chǎn) 中常采用經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算 1 U 形件的彎曲力形件的彎曲力 式中 自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時(shí)的彎曲力 彎曲件的寬度 彎曲件的厚度 彎曲件的內(nèi)彎曲半徑 材料的抗拉強(qiáng)度 安全系數(shù) 一般取 K 1 3 本制品由兩個(gè)方向的 U 形彎曲組成 且內(nèi)半徑近似為 0 厚度為 1mm 寬度一邊為 80mm 另一邊為 68 5mm 400 2 頂料力頂料力 和壓料和壓料 力的計(jì)算力的計(jì)算 2 2 92 2 9 彎曲凸模圓角半徑彎曲凸模圓角半徑 當(dāng)彎曲件的相對彎曲半徑 r t 較小時(shí) 取凸模圓角半徑等于或略小于工件內(nèi)側(cè)的圓角半 共 26 頁 第 20 頁 徑 r 但不能小于材料允許的最小彎曲半徑 若彎曲件的 r t 小于最小相對彎曲半徑 則應(yīng) 取凸模圓角半徑 rt rmin 然后增加一道整形工序 使整形模圓角半徑 rt r0 本制件厚度為 1mm 軟鋼 根據(jù)資料查的最小彎曲半徑 rmin 0 1t 既 rmin 0 1mm 由于制件不需要整形 選凸模圓角半徑為 0 10 2 2 102 2 10 彎曲凹模圓角半徑彎曲凹模圓角半徑 凹模入口處的圓角半徑的大小對彎曲力以及彎曲件的質(zhì)量均有影響 過小的凹模圓角半徑 會使彎距的彎曲力臂減小 毛坯沿凹模圓角滑入時(shí)的阻力增大 彎曲力增加 并容 易使工件表面擦傷甚至出現(xiàn)壓痕 在生產(chǎn)中 通常根據(jù)材料的厚度選擇凹模圓角半徑 當(dāng) t 2mm 時(shí) ra 3 6 t 當(dāng) t 2 4mm 時(shí) ra 2 3 t 當(dāng) t 4mm 時(shí) ra 2t 本制件凹模圓角半徑應(yīng)取 ra 2 5mm 2 2 112 2 11 彎曲凹模的深度彎曲凹模的深度 凹模的深度要適當(dāng) 若過小則彎曲件的兩端自由部分太長 工件回彈大 不平直 若 深度過大則凹模增加高度 多耗材并需要較大的壓力機(jī)工作行程 對于 彎曲件 若直邊高度不大或要求兩邊平直 則凹模深度應(yīng)大于工件深度 對于 彎曲邊角度較大 而平直度要求不高的 U 形件 可查資料根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定 本制件對過去后平直度要求不高 根據(jù)資料得凹模深度為 18mm 2 2 122 2 12 彎曲凸凹模的間隙彎曲凸凹模的間隙 行件的彎曲時(shí)必須合理 確定凸 凹之間的間隙 間隙過大則回彈 工件形狀和尺寸誤 差增大 間隙過小會增加彎曲力 使工件厚度減薄 增加摩擦 擦傷工件并降低模具的壽 命 形件的凸凹模具的單面間隙值一般可按下式計(jì)算 Z 彎曲凸 凹模單邊間隙 t 工件材料厚度 基本尺寸 材料厚度的正偏差 共 26 頁 第 21 頁 C 間隙系數(shù) 本制件取 0 05 本制件材料的厚度公差為 2 2 13 彎曲凸凹模的尺寸 尺寸標(biāo)在外形上的彎曲件凸凹模尺寸計(jì)算公式 凹模尺寸 凸模尺寸 凸 凹模橫向尺寸 彎曲件橫向的最大尺寸 彎曲件橫向的尺寸公差 凸 凹模制造公差 可取 IT7 IT9 級精度 一般取凸模的精度比凹模的精度 高一級 根據(jù)公式得凹模尺寸如圖 2 2 5 共 26 頁 第 22 頁 凹模厚度 25mm 圖 2 2 5 凸模尺寸如圖 2 2 6 共 26 頁 第 23 頁 圖 2 2 6 凸模高度 55mm 2 32 3 壓力機(jī)的選擇壓力機(jī)的選擇 由于該制件是一普通制件 且精度要求不高 因此選用開式可傾壓力機(jī) 它具有工作臺三 面敞開 操作方便 成本低廉的優(yōu)點(diǎn) 由于沖孔落料復(fù)合模的壓力行程的特點(diǎn)是在開始階 段即 需要很大的壓力 而在后面階段所需要的反倒要小的多 因此若按總的壓力來選取 壓力機(jī) 很可能出現(xiàn)雖然總的壓力滿足要求 但是在初始階段沖裁時(shí)已經(jīng)超載 同時(shí) 選 用拉深壓力機(jī)還應(yīng)該對沖裁功進(jìn)行核算 否則會出現(xiàn)壓力機(jī)在力的大小滿足要求 但是功 率有可能過載 飛輪轉(zhuǎn)速降低 從而引起電動機(jī)轉(zhuǎn)速降低過大 損壞電動機(jī) 因此精確確 定壓力機(jī)壓力應(yīng)當(dāng)根據(jù)壓力機(jī)說明書中給出的允許工作負(fù)荷曲線 并校核功率 但是在一 般條件下 可以根據(jù)生產(chǎn)車間的實(shí)際條件 在現(xiàn)有壓力機(jī)中選取 在這里根據(jù)總壓力為 330KN 從資料中提供的壓力機(jī)公稱壓力序列中選取 400KN 的壓力機(jī) 型號為 J23 40 由此 可知 電動機(jī)的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所需壓力機(jī)的電動機(jī)功率 故可以選用此電動機(jī) 共 26 頁 第 24 頁 2 42 4 模架的選擇及壓力機(jī)的校核模架的選擇及壓力機(jī)的校核 1 選擇模架及確定其他沖模零件的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)凹模周界尺寸 B 200 210mm L 250 260mm 查材料選取典型組合 250 200 220 265 由表 5 9 選取滑動導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱模架 250