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冲压件工艺规范性标准分析

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  • 上传时间:2019-07-16
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    • 1、一、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20mm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(20mm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:、 内型尺寸: 孔中心距:600.37二、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 (

      2、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63 mm,一个步距的材料利用率为73% 。冲件面积A:A6186.5535mm2条料宽度B:B130+22+1135mm步距S:S60+363mm一个步距内的材料利用率:=100%=100%=73%每张钢板的材料利用率:=100%

      3、=100%=70.3%查板材标准,宜选950mm1500mm的钢板,每张钢板可剪裁为7张条料(135mm1500mm),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138 mm,一个步距的材料利用率为71.56% 。冲件面积A:A6186.5535mm2条料宽度B:B60+22+165mm步距S:S130+3133mm一个步距内的材料利用率:=100%=100%=71.56%每张钢板的材料利用率:=100%=100%=69.8% 查板材标准,宜选950mm1500mm的钢板,每张钢板可剪裁为14张条料(65mm1500mm),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KLtb1.33551.5300207675N式中:F落落料力(N);L冲裁周边的长度(mm);T材料厚度;材料的抗剪强度(Mpa),查表得退火Q235材料钢为300Mpa;K系数,一般

      4、取K=1.3。2、卸料力F卸:F卸=K卸F落0.0520767510383.75N (KX查P27表2.7)式中:K卸卸料力因数,其值由表查得K卸=0.053、冲孔力:F冲= KLt=1.32102300=48984N4、推件力推件力计算公式:F推=n K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=60.0548984=14695.2N5、模具总冲压力为:采用弹性卸料,下出件,冲压工艺总力FZ:FZF+FX+FT+ F冲207675 +10383.75+48984+14695.2281737.95N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

      5、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=0mmy0=26.18mm 其中: L1=48mm, y1=24mm L2=130mm, y2=0mm L3=48mm, y3= 24mm L4=29mm y4=48mm 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。 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:mm 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

      6、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0.20时,x=0.5 当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=Dp=a、对于mm的制造公差表(表2-5)查得= -0.014mm, =-0.020mm 满足|+|ZmaxZmin。=b、对于的制造公差表(表2-5)查得= -0.010mm, =-0.015mm 满足|+|ZmaxZmin。=c、对于的制造公差表(表2-5)查得= -0.012mm, =-0.020mm 满足|+|ZmaxZmin。=d、对于的制造公差表(表2-5)查得= -0.008mm, =-0.012mm 满足|+|ZmaxZmin。=落料部分相应的凸模尺寸配制,保证其双面间隙为:0.132mm0.24mm。2、冲孔模具工作零件刃口尺寸计算冲的孔时,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24)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:

      7、查(冲压工艺及冲模设计,表35)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:p=-0.010mm,d=0.015mm校核:Zmax-Zmin=0.24-0.132=0.108mm|p|+|d|=0.010mm+0.015mm=0.025mm满足条件:Zmax-Zminp+d条件查(冲压工艺及冲模设计,2-3)可知:dp=dp=dd=dp=3、孔心距尺寸计算:两圆孔之间的位置公差为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:Ld=L=64=640.0925七、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2-23b=130mm查表2-23知,k=0.2 H=0.2130=26mm落料凹模壁厚:C(1.52)H=(3952)mm则取:C=40mm凹棋板边长: L=b+2C=130+240=210mm查GB/T2855.2-2008,凹模板宽为160mm。故确定凹棋板外形为:25025026mm,将凹模板做成薄板形式并加空心垫板后实际凹

      8、棋板外形为:25016020mm。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 4.0 mm 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=2.710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25025010T8A12凸模固定板2502502245钢13空心垫板2502502045钢14卸料板2502501845钢15凸凹模固定板2502502545钢16下垫板25025010T8A1根据模具零件结构尺寸,差表GB/T2855.1-2008选取后侧导柱250250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:350K

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