746 空氣濾清器殼正、反拉深、沖孔復合模設計【全套14張CAD圖+文獻翻譯+說明書】
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課題任務書
指導教師
學生姓名
課題名稱
空氣濾清器殼正、反拉深、沖孔復合模設計
內容及任務
根據(jù)所給定的沖壓零件產品,設計出沖壓模具。主要內容如下:
1、繪制產品零件圖。
2、繪制模具裝配圖。
3、繪制整套模具零件圖,標準件除外。
4、編寫設計說明書。
5、自選一個重要模具零件編制加工工藝路線,進行相關的計算,并編制加工工藝卡和工序卡。
擬達到的要求或技術指標
按照“湖南工學院畢業(yè)設計(論文)工作管理規(guī)定”,本課題設計要求及技術指標如下:
(一)模具
1、保證規(guī)定的生產率和高質量產品的同時,力求成本低、壽命長。
2、模具結構設計合理,工藝性好,具有一定的創(chuàng)新性。
3、操作安全、方便,易于維修,便于管理。
4、在保證模具強度前提下,注意外形美觀,各部分比例協(xié)調。
(二)設計圖紙
1、模具繪圖布局合理,視圖完整、清晰,各項內容符合標準要求。
2、設計圖紙應符合學校的要求,不少于3張零號圖紙的結構設計圖、裝配圖和零件圖,其中應包含一張以上用計算機繪制的具有中等難度的1號圖紙,同時至少有折合1號圖幅以上的圖紙用手工繪制。
(三)設計說明書
1、資料數(shù)據(jù)充分,并標明數(shù)據(jù)出處。
2、計算過程詳細、完全。
3、公式的字母含義應標明,有時還應標注公式的出處。
4、內容條理清楚,按步驟書寫。
5、說明書按照學校的有關規(guī)定,編寫不少于12000字的設計說明書,同時上交電子文檔。
(四)其他要求
1、查閱到10篇以上與題目相關的文獻
2、翻譯一篇本專業(yè)外文文獻(10000個以上印刷符號),并附譯文。
進度安排
起止日期
工作內容
備注
4月2號至4月15號
4月15號至4月25號
4月25號至4月30號
5月2號至5月10號
5月10號至5月15號
5月15至25號
5月25至5月30號
6月1號至10號
英文文獻翻譯
收集資料
分析零件的工藝性 確定工藝方案 計算主要的工藝參數(shù)
模具的結構設計
編寫畢業(yè)設計說明書
繪制機械結構零件圖及裝配圖
整理畢業(yè)設計 上交畢業(yè)設計
準備畢業(yè)答辯
主要參考資料
[1]劉心治主編 冷沖壓工藝及模具設計 重慶大學出版社 2006
[2]《模具制造手冊》編寫組 模具制造手冊 機械工業(yè)出版社 1990
[3]吳宗澤主編 機械設計手冊(上冊 下冊) 機械工業(yè)出版社1998
[4]肖景容主編 沖壓工藝學 機械工業(yè)出版社
[5]模具制造手冊 機械工業(yè)出版社 1992
[6]鄭家賢主編 沖壓工藝與模具設計實用技術 機械工業(yè)出版社 2005
[7]鄭家賢.沖壓工藝模具設計實用技術[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005.
[8]沖模設計手冊編寫組.沖模設計手冊[M].北京:機械工業(yè)版社,2007
[9]周兆元主編 互換性與測量技術基礎 機械工業(yè)出版社 2005
[10]王新華 袁聯(lián)富 編 沖模結構圖冊 機械工業(yè)出版社 2003
教研室
意見
年 月 日
系主管領導意見
年 月 日
開題報告
題 目
空氣濾清器殼正、反拉深、沖孔復合模設計
學生姓名
班級學號
專業(yè)
一、 選題的目的和意義:
沖壓是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力,使之產生塑性變形或分離,從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬塑性加工(或稱壓力加工),合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。
全世界的鋼材中,有60~70%是板材,其中大部分是經過沖壓制成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片,鍋爐的汽包、容器的殼體、電機、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產品中,也有大量沖壓件。
沖壓件與鑄件、鍛件相比,具有薄、勻、輕、強的特點。沖壓可制出其他方法難于制造的帶有加強筋、肋、起伏或翻邊的工件,以提高其剛性。由于采用精密模具,工件精度可達微米級,且重復精度高、規(guī)格一致,可以沖壓出孔窩、凸臺等。
冷沖壓件一般不再經切削加工,或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面狀態(tài)低于冷沖壓件,但仍優(yōu)于鑄件、鍛件,切削加工量少。
沖壓是高效的生產方法,采用復合模,尤其是多工位級進模,可在一臺壓力機上完成多道沖壓工序,實現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動生產。生產效率高,勞動條件好,生產成本低,一般每分鐘可生產數(shù)百件。
沖壓主要是按工藝分類,可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁,其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離,同時保證分離斷面的質量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形,制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產中,常常是多種工序綜合應用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。
沖壓用板料的表面和內在性能對沖壓成品的質量影響很大,要求沖壓材料厚度精確、均勻;表面光潔,無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等;屈服強度均勻,無明顯方向性;均勻延伸率高;屈強比低;加工硬化性低。
在實際生產中,常用與沖壓過程近似的工藝性試驗,如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗材料的沖壓性能,以保證成品質量和高的合格率。
模具的精度和結構直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質量的重要因素。模具設計和制造需要較多的時間,這就延長了新沖壓件的生產準備時間。
模座、模架、導向件的標準化和發(fā)展簡易模具(供小批量生產)、復合模、多工位級進模(供大量生產),以及研制快速換模裝置,可減少沖壓生產準備工作量和縮短準備時間,能使適用于減少沖壓生產準備工作量和縮短準備時間,能使適用于大批量生產的先進沖壓技術合理地應用于小批量多品種生產。
沖壓設備除了厚板用水壓機成形外,一般都采用機械壓力機。以現(xiàn)代高速多工位機械壓力機為中心,配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝置,并利用計算機程序控制,可組成高生產率的自動沖壓生產線。
在每分鐘生產數(shù)十、數(shù)百件沖壓件的情況下,在短暫時間內完成送料、沖壓、出件、排廢料等工序,常常發(fā)生人身、設備和質量事故。因此,沖壓中的安全生產是一個非常重要的問題。
二、沖壓技術的發(fā)展趨勢
進入90年代以來,高新技術全面促進了傳統(tǒng)成形技術的改造及先進成形技術的形成和發(fā)展。21世紀的沖壓技術將以更快的速度持續(xù)發(fā)展,發(fā)展的方向將更加突出“精、省、凈”的需求。
沖壓成形技術將更加科學化、數(shù)字化、可控化??茖W化主要體現(xiàn)在對成形過程、產品質量、成本、效益的預測和可控程度。成形過程的數(shù)值模擬技術將在實用化方面取得很大發(fā)展,并與數(shù)字化制造系統(tǒng)很好地集成。人工智能技術、智能化控制將從簡單形狀零件成形發(fā)展到覆蓋件等復雜形狀零件成形,從而真正進入實用階段。
在模具設計與制造中,開發(fā)并應用計算機輔助設計和制造系統(tǒng)(CAD/CAM),發(fā)展高精度、高壽命模具和簡易模具(軟模、低熔點金模具等)制造技術以及通用組合模具、成組模具、快速換模裝置等,以適應沖壓產品的更新?lián)Q代和各種生產批量的要求。
推廣應用數(shù)控沖壓設備、沖壓柔性加工系統(tǒng)(FMS)、多工位高速自動沖壓機以及智能機器人送料取件,進行機械化與自動化的流水線沖壓生產。
精沖與半精沖、液壓成形、旋壓成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形、超塑成形等技術得到不斷發(fā)展和應用,某些傳統(tǒng)的沖壓加工方法將被它們所取代,產品的沖壓加工趨于更合理、更經濟。
三、 畢業(yè)設計(論文)所用的主要技術與方法:
隨著計算機技術的發(fā)展,沖壓模具的設計方法已經由傳統(tǒng)的手工繪圖設計逐步向計算機輔助設計(CAD)方向發(fā)展,給模具生產帶來了深刻的變革。
此次畢業(yè)設計題目主要是基于AutoCAD的技術與方法進行設計。
1、調研濾清器殼模具的造型結構特征及對沖壓零件的工藝性分析。
2、沖壓工藝的總體方案的分析和確定,然后進行排樣設計和工藝計算。
3、進行模具關鍵結構的方案設計,制定初步模具關鍵結構設計方案,繪制產品草圖。
4、進行濾清器殼沖模結構設計,繪制模具零件設計圖紙。
5、選擇合理的沖壓設備,并對設備進行校核。
6、編制模具中主要零件的制造工藝方案和加工方法。
7、撰寫設計說明書,所有設計文檔、資料的整理、收尾、答辯。
主要參考文獻及資料獲得情況
[1]劉心治主編 冷沖壓工藝及模具設計 重慶大學出版社 2006
[2]《模具制造手冊》編寫組 模具制造手冊 機械工業(yè)出版社 1990
[3]吳宗澤主編 機械設計手冊(上冊 下冊) 機械工業(yè)出版社1998
[4]肖景容主編 沖壓工藝學 機械工業(yè)出版社
[5]模具制造手冊 機械工業(yè)出版社 1992
[6]鄭家賢主編 沖壓工藝與模具設計實用技術 機械工業(yè)出版社 2005
[7]鄭家賢.沖壓工藝模具設計實用技術[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005.
[8]沖模設計手冊編寫組.沖模設計手冊[M].北京:機械工業(yè)版社,2007
[9]周兆元主編 互換性與測量技術基礎 機械工業(yè)出版社 2005
[10]王新華 袁聯(lián)富 編 沖模結構圖冊 機械工業(yè)出版社 2003
五、畢業(yè)設計(論文)進度安排(按周說明)
4月2號至4月15號英文文獻翻譯
4月15號至4月25號 收集資料
4月25號至4月30號 分析零件的工藝性 確定工藝方案 計算主要的工藝參數(shù)
5月2號至5月10號 模具的結構設計
5月10號至5月15號 編寫畢業(yè)設計說明書
5月15至25號 繪制機械結構零件圖及裝配圖
5月25至5月30號整理畢業(yè)設計 上交畢業(yè)設計
6月1號至10號 準備畢業(yè)答辯
指導教師批閱意見
指導教師(簽名): 年 月 日
AZ31和 AZ61鎂合金的等溫板料成形
李士永 陳韻琿 王建怡
機械工業(yè)出版社 2001/1/18
摘要
在工業(yè)上已經有關于鎂合金板料成形的報道,但這些報道很有可能是研究AZ31 和AZ61鎂合金板料在不同的高溫下成形的第一份正式的報道。結果表明,制造出厚度為0.5mm、1.3mm、1.7mm和2mm的擠壓制品是可行的。當前成形出厚度為0.5mm的板料被看為是工業(yè)上取得的技術成就??刹捎脙煞N模具,凸模和凹模,凹模的設置似乎利用受壓的氣體將板料壓入凹模型腔。這種技術從來沒有在鎂合金領域應用過,并且在工業(yè)制造上有很大的潛力。由于這種伸展性能已經在氣壓成形中體現(xiàn)出來,所以沖壓成形應該可以實現(xiàn),許多沖壓實驗已經證明了這一點。如2002年注冊的B.V科學。
關鍵詞:AZ31;沖壓;等溫板料成形
1.簡介
鎂合金是用于結構成形的最輕的合金,在以前,將鎂合金作為機構材料的不多,這是因為商業(yè)需求和執(zhí)照方法的限制?,F(xiàn)在,鎂合金壓鑄成形在自動化領域變得流行起來,包括在筆記本電腦和蜂狀電話領域。然而,這種加工方法并不適合于制造薄壁的鎂合金結構,因為這樣會造成大量的廢料。大家都知道,由于鎂晶體機構是密排六方,所以鎂在室溫下的成形能力較差,然而鎂合金的加工性能可以隨著加工溫度的提高得到明顯的改善,如加工溫度提高的300℃以上。在這份報道中研究的是AZ31 和 AZ61在不同的高溫下的板料成形,為的是能夠實現(xiàn)從擠壓板料中獲得產品??刹捎脙煞N方法,沖壓成形和氣壓成形,如圖1所示。氣壓成形模的設計是利用受壓的氣體講板料壓入凹模型腔。這種方法有利于減少工件和沖模之間的摩擦力,所以材料的伸展性能能更好的展現(xiàn)出來。首先研究制品在不同部位上的應力分布,其實是描繪和構建出材料的流線結構。在另一方面,利用凸模沖壓的方法不僅材料的延伸性能不好,而且應力分布不均勻,所以材料的失效形式和氣壓成形完全不同。
圖 1 (a)氣壓成形矩形模;(b)矩形凸凹模;(c)圓柱形凸凹模
2. 材料和實驗過程
板料成形所采用的合金是AZ31和AZ61鎂合金,AZ31和AZ61的第一個數(shù)字分別表示各自的含鋁量為3%和6%,最后一個數(shù)字表示含鋅量為1%。板料成形的材料是通過將203 mm×762 mm的胚料通過開口為0.5, 1.3, 1.7和2mm的模具擠壓而成。AZ31的工作溫度為250℃,AZ61的工作溫度為280℃。實驗的基本工具是壓力機,該壓力機有一個熔爐可以提供一個等溫的條件。對于氣壓成形,只需一個,寬40mm,長120mm,深度為20mm的模具,但是可以通過插入一個擠壓墊成形厚度為8mm, 12mm和16mm的板料。將已經成形好的板料放置在模具上,具有壓邊圈的蓋板下放并夾緊工件,然后室腔被密封,使受壓的氣體將板料壓到凹模底部。在成形過程中,根據(jù)材料的形狀不同所需要輸入的氣壓也不同。有些板料標有明顯的格子,以使可以通過測量格子的變形程度來確定該處的應力狀態(tài)。對于沖壓成形加工,矩形狀的板料所用的模具也是矩形的,和氣壓成形的一樣,但是凸模與凹模之間有2mm的間隙。對于圓形狀的板料也是一樣,模具直徑為20mm,凸凹模之間有2mm的間隙。
3.結果和分析
3.1.氣壓成形1.7mm厚的AZ31鎂合金(模具為矩形)
3.1.1.氣體增壓速率的成形性能
為了研究板料在不同的綜合條件下(如成形厚度,溫度,壓力和加壓時間)的成形能力,通過氣壓成形技術得到許多樣品。在410℃成形的兩個厚度為8mm樣品的p–t圖如圖2所示。和其他變形大的工件相比,這種變形小的工件只需要在較高壓力下保壓90s。對于進一步拉深深度為12mm的板料在同一溫度下的p–t曲線如圖3所示。對于這個深度,成形溫度在310℃以下也能成形,但是由于材料具有很大的流動應力,所以所需的壓力更大,保壓時間更長。對于成形深度為16mm的工件,進行里兩組成形實驗,一組成功了,一組失敗了,這是由于所加的壓力和保壓時間都不同,如圖4所示。如圖5所示,嘗試拉深深度為20mm,由于拉深深度從來沒有高于16mm過,所以這注定要失敗。以上兩種失敗的樣品的照片如圖6所示,失效的是從模具入口的的長邊中間開始的。對于這些成形工藝,氣壓隨著時間的延長而增加,因為成形的板料是球殼表面的一部分,瞬時的外形和厚度構成一個時間函數(shù),然后應用這個方程式計算屈服應力值Ie=pr/2t。p表示氣壓,r表示彎曲半徑,t表示厚度。這個公式可以大致的計算出以上實驗的增壓速率。一種先進的壓力分析和精準的建??梢岳L制出一個理想的p–t曲線。
圖 2 圖 3
圖 4 圖 5
圖 2 410℃下成形出8mm深的矩形盒p-t圖
圖 3 410℃和310℃下成形深度為12mm深的矩形盒子的成功案例的p-t圖
圖 4 410℃下兩組輸入不同的壓力-時間成形深度為16mm的板料,一個成功,一個失敗 圖 5 410℃下成形矩形盒(20mm深)的p-t關系
圖 6氣壓成形拉深1.7mm的板料16mm和20mm的失敗案例
3.1.2.材料的應力分析和流動軌跡
在7種氣壓成形件中,有些工件有明顯的網格,以便測量其應力分布,最初,網格都是相同的直徑為2.5mm的圓,將其在成形之前印在板料表面??梢詮淖冃蔚木W格中看出:最大拉伸應力位于上部彎曲長邊的中間位置。(圖7)如果板料承受不利的增壓速率和溫度,失效就會從這里開始。從第一個實驗測量的應力表明,大家認為的長邊中間在平面應力狀態(tài)下所得到的p–t曲線不一定完全正確。值得注意的是,在壓邊圈下的材料并沒有被完全固定好,而是有滑動的趨勢,如圖8所示。在高溫下,板料被軟化,蓋板上的壓邊圈使板料向內縮進,在壓力的作用下形成一個槽。最初槽里面和外面的界限是平行的,但是內邊界的一部分向里面移動,這表明,壓邊圈上的材料即使在夾緊的情況下仍然被拉伸了。這種機制在成功應用氣壓成形技術中很重要。
圖 7放大成形工件不同部位變形的格子,(上圖)12mm深,測量凹進去的那部分尺寸;(下圖)16mm深,格子位于凸起的那部分,e1表示最大表面應力,e2表示與之垂直的方向。
圖 8氣壓成形中材料的流線
3.2. 氣壓成形0.5mm厚的AZ31鎂合金(矩形形狀)
完成了成形厚度為1.7mm厚的板料,更具挑戰(zhàn)的是成形0.5mm厚的板料。他的實現(xiàn)可以被認為是工業(yè)上的一次技術成就。實驗了三個工件,其中型腔的深度分別為12mm,16mm,20mm。工作溫度在可行的范圍(310~410℃)內接近330℃。開始的增壓速率設定在5 kgf/cm2 (490 kN/m2),考慮到板料的厚度相對于原材料會減小三分之二。圖像顯示出來所采用成形工藝的增壓速率是可行的。(圖9)對于型腔是12mm和16mm,氣體成形工藝是可行的。只是和先前的工藝相比,需要更多的時間。對于型腔是20mm的實驗,成形工藝沒有取得成功。板料從周邊軌跡處開始失效。由于夾緊使加壓氣體密封是材料凹陷,所以失效開始的地方很薄。這種失效的形式和厚度為1.7mm的不同,他的失效出現(xiàn)在沖模的入口可以知道的是當彎曲更薄的板料時其沖模所受的壓力更大。
圖 9 330℃下從0.5mm厚的板料成形不同深度的矩形盒的p-t關系圖(a)12mm;(b)16mm(c)20mm
3.3. 沖壓成形厚度為1.3mm厚的矩形狀AZ31鎂合金
對于沖壓成形厚度為1.3mm厚的AZ31鎂合金這類范疇中,在室溫下對九個工件進行了測試(329℃5件、435℃3件)。正如所預測的那樣,在室溫下沖壓成形并沒有取得成功,在435℃的高溫下,3個樣品都能成形。在中低溫度下,除了那五個工件外,只有一個可以完成成形。這就表明,當溫度不是唯一的決定因數(shù)時,其他的因數(shù),如潤滑、沖壓速度、和凸凹摸之間的間隙值對成形也有影響。這類失效的位置主要出現(xiàn)在轉角處(圖10)。在轉角處沖模給板料施加一個集中的應力。這正式氣體成形所能避免的。
圖 10 典型沖壓失效的模型樣品
3.4.矩形沖頭沖壓成形2mm厚的AZ61鎂合金
普遍認為,AZ61鎂合金比AZ31更難成形,這是以為前者的含鋁量比后者多,兩個2mm厚的板料在295℃下拉深16mm,只有一個成功了。它的加工溫度比實際所需的溫度相對要低一些。結果進一步說明了還有除了溫度之外的影響因數(shù)。
3.5.圓柱型沖頭沖壓成形2mm厚的AZ61鎂合金
用圓柱形沖頭沖壓成形深度為16mm深的18個工件中,在溫度范圍內達到屈服的如下所示:
Temperature range (8C)
No. of test
Yield
248–411
5
0
420–435
3
2
450–460
8
5
497–498
2
2
成功和失敗的結果從溫度中就可以很清楚的知道,但是有一個轉變區(qū)域溫度不是唯一的決定因數(shù),潤滑作用,材料的預處理,凸凹模之間的間隙值等等都有可能成為影響因數(shù)。
4. 結論
AZ31和AZ61鎂合金板料成形在較高溫度下可以通過沖壓成形和氣壓成形兩種方法。溫度是決定成形是否成功的主要因數(shù),也有第二影響因數(shù),如潤滑,材料的預處理,沖壓速度,凸凹模間隙等等。氣壓成形技術從未應用于鎂合金,但是很有運用的潛力,運用這項技術,控制氣壓是最重要的技術。成形深度較淺的工件所需要的氣壓的量和氣壓速率都比成形深度較大的工件要小,氣壓成形失效的模具主要出現(xiàn)在模具入口的中間相對較薄處,而沖壓成形的失效主要是出現(xiàn)在沖壓的邊緣部分。
文獻
[1] N.A. El-Mahallawy, M.A. Taha, E. Pokora, F. Klein, On the influence
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[2] A. Mwembela, E.B. Konopleva, H.J. McQueen, Microstructural
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[3] H. Takuda, T. Yoshii, N. Hatta, Finite-element analysis of the
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[4] H. Takuda, H. Fujimoto, N. Hatta, Modelling on flow stress of
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空氣濾清器殼正、反拉深、沖孔復合模設計 1 摘 要 模具是制造業(yè)的重要工藝基礎,在我國模具制造屬于專用設備制造業(yè)。本設計是 空氣濾清器殼反拉深、沖孔復合模設計,沖模的結構性能直接反映了沖壓技術水平的 高低。選用材料時應考慮模具的工作特性,受力情況,沖壓件材料性能,沖壓件的精 度,生產批量以及模具材料的加工工藝性能和工廠現(xiàn)有條件等因素。沖床的選用主要 是確定沖床的類型和噸位。板料冷沖壓加工是機械加工的一個重要組成部分。它應用 十分廣泛。但由于傳統(tǒng)的加工存在著沖壓工藝方案選擇不合理、沖壓間隙選擇過大, 壓力機不相匹配等問題。本文就以空氣濾清器殼反拉深、沖孔復合模設計主要介紹了 沖壓模具設計的全過程: 1. 經工藝分析工藝計算,間隙值的選擇,確定了該設計工藝流程及沖模結構形 式。 2. 同時對所設計的模具分別進行了分析說明, 3. 對壓力機做出了合理的選擇, 4. 整個過程采用 AutoCAD 軟件繪制模具的二維裝配圖和個別零件圖。 關鍵字:沖壓模;沖裁間隙;沖壓工藝 2 Abstract Board material cold to press , it processes to be machined one important component. It is very extensive that it employs . But because the choice with unreasonable choice and pressing the interval that traditional processing is pressing the craft scheme is too big, question of matching of the press. etc. This text presses The automobile rim falls the materal drawing compound mold with the main introduction of mold design to the clutch housing: 1. Calculate by analysis , craft by craft, interval choice of value, confirm this design technological process and structural form of trimming die. 2. Analyzed separately to moulds designed that explain at the same time , 3. Having made the rational choice to the press, 4. The whole course adopts AutoCAD software to draw the two-dimentional installation diagrams and specific part pictures of the mould . Key word: press the mould; the interval of blanking;press the craft 3 4 目 錄 1 前言 4 1.1 沖壓技術概述 .5 1.2 沖壓技術的發(fā)展趨勢 .6 2 沖壓工藝分析 7 2.1 零件材料的分析 7 2.2 零件工藝性的分析 .8 2.3 確定工藝方案和模具形式 .8 2.4 沖壓工序數(shù)確定 .10 2.5 模具類型的確定 .10 2.6 工藝方案分析 .11 3 模具結構型式的確定 11 4 部分工藝參數(shù)計算 .11 4.1 毛坯尺寸計算: .12 4.2 計算反拉深次數(shù) 12 5 各部分工藝力計算 .12 5.1 落料、正拉深力過程 .12 5.2 反拉深過程 14 5.3 拉深功的計算 .14 6 凸、凹模結構及工作部分主要尺寸計算 .15 6.1 反拉深凸、凹模刃口尺寸及公差的計算 .15 6.2 沖孔凸、凹模刃口尺寸及公差的計算 .15 6.3 沖孔凸模的設計 16 6.4 拉深凹模的設計 18 6.5 凸凹模(拉深凸模和沖孔凹模)設計 20 8.模具設計 23 8.1 模具結構的設計 23 8.2 模具的閉合高度 24 9 模具其它零件設計及計算 .24 5 9.1 沖模的導向裝置 25 9.2 模架的類型及應用 26 9.3 定位裝置 28 9.4 卸料裝置 28 9.5 推件裝置的設計 28 9.6 模柄的類型及選擇 30 9.7 凸模固定板 31 9.8 墊板 31 9.9 緊固件 32 9.10 定位銷 .32 10.模具的裝配 .32 10.1 復合模的裝配 .32 10.2 凸、凹模間隙的調整 .32 11. 模具零件 33 12.凸凹模制造的工藝過程 .34 13.設計總結 .37 .參考文獻 .37 .致謝 .38 6 1 前言 1.1 沖壓技術概述 沖壓是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力,使之產生塑性變 形或分離,從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的成形加工方法。沖壓和鍛造同 屬塑性加工(或稱壓力加工),合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。 全世界的鋼材中,有 60~70%是板材,其中大部分是經過沖壓制成成品。汽車的 車身、底盤、油箱、散熱器片,鍋爐的汽包、容器的殼體、電機、電器的鐵芯硅鋼片 等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產品中, 也有大量沖壓件。 沖壓件與鑄件、鍛件相比,具有薄、勻、輕、強的特點。沖壓可制出其他方法難 于制造的帶有加強筋、肋、起伏或翻邊的工件,以提高其剛性。由于采用精密模具, 工件精度可達微米級,且重復精度高、規(guī)格一致,可以沖壓出孔窩、凸臺等。 冷沖壓件一般不再經切削加工,或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面 狀態(tài)低于冷沖壓件,但仍優(yōu)于鑄件、鍛件,切削加工量少。 沖壓是高效的生產方法,采用復合模,尤其是多工位級進模,可在一臺壓力機上 完成多道沖壓工序,實現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動生產。生產 效率高,勞動條件好,生產成本低,一般每分鐘可生產數(shù)百件。 沖壓主要是按工藝分類,可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁, 其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離,同時保證分離斷面的質量要求。成形 工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形,制成所需形狀和尺寸的工件。 在實際生產中,常常是多種工序綜合應用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹 形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖壓用板料的表面和內在性能對沖壓成品的質量影響很大,要求沖壓材料厚度精 確、均勻;表面光潔,無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等;屈服強度均勻,無明顯 方向性;均勻延伸率高;屈強比低;加工硬化性低。 在實際生產中,常用與沖壓過程近似的工藝性試驗,如拉深性能試驗、脹形性能 試驗等檢驗材料的沖壓性能,以保證成品質量和高的合格率。 模具的精度和結構直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響 沖壓件成本和質量的重要因素。模具設計和制造需要較多的時間,這就延長了新沖壓 件的生產準備時間。 模座、模架、導向件的標準化和發(fā)展簡易模具(供小批量生產)、復合模、多工位 7 級進模(供大量生產) ,以及研制快速換模裝置,可減少沖壓生產準備工作量和縮短準 備時間,能使適用于減少沖壓生產準備工作量和縮短準備時間,能使適用于大批量生 產的先進沖壓技術合理地應用于小批量多品種生產。 沖壓設備除了厚板用水壓機成形外,一般都采用機械壓力機。以現(xiàn)代高速多工位 機械壓力機為中心,配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模 裝置,并利用計算機程序控制,可組成高生產率的自動沖壓生產線。 在每分鐘生產數(shù)十、數(shù)百件沖壓件的情況下,在短暫時間內完成送料、沖壓、出 件、排廢料等工序,常常發(fā)生人身、設備和質量事故。因此,沖壓中的安全生產是一 個非常重要的問題。 1.2 沖壓技術的發(fā)展趨勢 進入 90 年代以來,高新技術全面促進了傳統(tǒng)成形技術的改造及先進成形技術的 形成和發(fā)展。21 世紀的沖壓技術將以更快的速度持續(xù)發(fā)展,發(fā)展的方向將更加突出 “精、省、凈”的需求。 沖壓成形技術將更加科學化、數(shù)字化、可控化。科學化主要體現(xiàn)在對成形過程、 產品質量、成本、效益的預測和可控程度。成形過程的數(shù)值模擬技術將在實用化方面 取得很大發(fā)展,并與數(shù)字化制造系統(tǒng)很好地集成。人工智能技術、智能化控制將從簡 單形狀零件成形發(fā)展到覆蓋件等復雜形狀零件成形,從而真正進入實用階段。 注重產品制造全過程,最大程度地實現(xiàn)多目標全局綜合優(yōu)化。優(yōu)化將從傳統(tǒng)的單 一成形環(huán)節(jié)向產品制造全過程及全生命期的系統(tǒng)整體發(fā)展。 對產品可制造性和成形工藝的快速分析與評估能力將有大的發(fā)展。以便從產品初 步設計甚至構思時起,就能針對零件的可成形性及所需性能的保證度,作出快速分析 評估。 沖壓技術將具有更大的靈活性或柔性,以適應未來小指量多品種混流生產模式及 市場多樣化、個性化需求的發(fā)展趨勢,加強企業(yè)對市場變化的快速響應能力。 重視復合化成形技術的發(fā)展。以復合工藝為基礎的先進成形技術不僅正在從制造 毛坯向直接制造零件方向發(fā)展,也正在從制造單個零件向直接制造結構整體的方向發(fā) 展。 深入研究沖壓變形的基本規(guī)律、各種沖壓工藝的變形理論、失穩(wěn)理論與極限變形 程度等;應用有限元、邊界元等技術,對沖壓過程進行數(shù)字模擬分析,以預測某一工 藝過程中坯料對沖壓的適應性及可能出現(xiàn)的質量問題,從而優(yōu)化沖壓工藝方案,使塑 性變形理論逐步起到對生產過程的直接指導作用。 制造沖壓件用的傳統(tǒng)金屬材料,正逐步被高強鋼板、涂敷鍍層鋼板、塑料夾層鋼 板和其他復合材料或高分子材料替代。隨著材料科學的發(fā)展,加強研究各種新材料的 沖壓成形性能,不斷發(fā)展和改善沖壓成形技術。 8 在模具設計與制造中,開發(fā)并應用計算機輔助設計和制造系統(tǒng)(CAD/CAM) , 發(fā)展高精度、高壽命模具和簡易模具(軟模、低熔點金模具等)制造技術以及通用組 合模具、成組模具、快速換模裝置等,以適應沖壓產品的更新?lián)Q代和各種生產批量的 要求。 推廣應用數(shù)控沖壓設備、沖壓柔性加工系統(tǒng)(FMS) 、多工位高速自動沖壓機以 及智能機器人送料取件,進行機械化與自動化的流水線沖壓生產。 精沖與半精沖、液壓成形、旋壓成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形、超塑成 形等技術得到不斷發(fā)展和應用,某些傳統(tǒng)的沖壓加工方法將被它們所取代,產品的沖 壓加工趨于更合理、更經濟。 2 沖壓工藝分析 2.1 零件材料的分析 冷沖壓模具包括沖裁、彎曲、拉深、成形等各種單工序模和由這些基本工序組 成的復合模、級進模等各種模具。設計這些模具時,首先要了解被加工材料的力學性 能。材料的力學性能是進行模具設計時各種計算的主要依據(jù)。故在分析零件沖壓成形 工藝,設計沖壓模具前,必須要了解和掌握材料的一些力學性能,以便設計?,F(xiàn)將空 氣濾清器殼零件材料為 10 號鋼的力學性能主要參數(shù)及其概念敘述如下: (1)應力:材料單位面積上所受的內力,單位是 N/mm ,用 Pa 表示。 2 10 Pa=1MPa;1MPa = 1N/mm ;10 Pa = 1GPa。 6 2 9 (2)屈服強度 σs:材料開始產生塑性變形時的應力值,單位是 N/mm 。彎曲、拉深、 2 成形等工序中,材料都是在達到屈服強度時進行塑性變形而完成該工序的成形的。經 查表取 σs = 210 MPa。 (3)抗拉強度 σb。材料受到拉深作用,開始產生斷裂時的應力值,單位是 MPa。σb = 340MPa。 (4)抗剪強度 τb。材料受到剪切作用,開始產生斷裂時的應力值,單位是 MPa。取 τb = 255~333MPa。 (5)彈性模量 E。材料在彈性范圍內,表示受力與變形的指標,彈性模量大,表示 材料受力后變形較小,或者說,產生一定的變形需要較大的力。E = 194 x 10 MPa。 3 (6)屈服比 σs/σb。是材料的屈服強度與抗拉強度之比,其值越小,表示材料允 許的塑性變形區(qū)越大,在拉深工序中,材料的屈服比較小時,所需的壓邊力和所需克 服的摩擦力相應的減小,有利于提高成形極限。 (7)伸長率 δ。在材料性能實驗時,試件由拉伸試驗機拉斷后,對接起來測量長度, 9 其伸長量與原長度之比稱為伸長率,其數(shù)值用“%”表示,其數(shù)值越大表示材料的塑 性越好。經查表可得,材料為 10 號鋼的伸長率 δ=31%。 綜上所述,對空氣濾清器殼零件材料 10 號鋼的力學性能分析,主要是為了便于 模具設計中各參數(shù)的計算,故在后序的模具設計中各參數(shù)的計算均以上面所取的數(shù)值 進行計算。 2.2 零件工藝性的分析 沖壓件工藝性是指沖壓零件在沖壓加工過程中加工的難易程度。雖然沖壓加工工 藝過程包括備料—沖壓加工工序—必要的輔助工序—質量檢驗—組合、包裝的全過程, 但分析工藝性的重點要在沖壓加工工序這一過程里。而沖壓加工工序很多,各種工序 中的工藝性又不盡相同。即使同一個零件,由于生產單位的生產條件、工藝裝備情況 及生產的傳統(tǒng)習慣等不同,其工藝性的涵義也不完全一樣。這里我們重點分析零件的 結構工藝性。 該零件為空氣濾清器殼,結構簡單,對稱,是典型的沖壓件。在沖壓過程中要注 意控制沖載程度,加工時,根據(jù)零件的結構,形狀等一些技術要求,應考慮以下幾點: (1)凸、凹模間隙的確定:對于斷面垂直度、尺寸精度要求不高的零件,在保證零 件要求的前提下,應以降低沖載力,提高模具壽命為主,采用大間隙;對于斷面垂直 度、尺寸精度要求較高的零件,應選用較小的間隙值。間隙 Z=2t(1-h/t)tanβ。 (2)考慮模具刃口鈍利情況:當模具刃口磨損成圓角變鈍時,刃口與材料接觸面積 增加,應力集中效應減輕,擠壓作用大,延緩了裂紋的產生,制件圓角大,光亮帶寬, 但裂紋發(fā)生點要由刃口側面向上移動,毛刺高度加大,即使間隙合理,也仍會產生毛 刺。 根據(jù)零件圖,初步分析可以知道空氣濾清器殼零件的沖壓成形需要多道工序才能 完成,進行反拉深,形成外形尺寸形狀,其次沖孔。 綜上所述,空氣濾清器殼由原始毛坯沖壓成形應包括的基本工序有:反拉深,沖 孔復合模等。 2.3 確定工藝方案和模具形式 在沖壓分析的基礎上,找出工藝與模具設計的特點與難點,根據(jù)實際情況提出各 種可能的沖壓工藝方案,內容包括工序性質,工序數(shù)目,工序順序及組合方式等,有 時同一種沖壓零件也可能存在多個可行的方案,通常每種方案各有優(yōu)缺點,應從產品 質量生產效率,設備占用情況,模具制造的難易程度和模具的使用壽命的高低,生產 成本,操作方便與安全程度等方面進行綜合分析、比較,確定出適合于現(xiàn)有生產條件 的最佳方案,故在一定的條件下,以最簡單的方法,最快的速度,最少的勞動量,最 10 少的費用,可靠的加工出符合圖樣各項要求的零件,在保證加工質量的前提下,選擇 經濟合理的工藝方案。 確定工藝方案及模具形式: 1、根據(jù)對沖壓零件的形狀、尺寸、精度及表面質量要求的分析結果,確定沖壓 所需的基本的工序,反拉深,沖孔復合。 2、根據(jù)初步工藝計算,確定工藝數(shù)目,如沖壓次數(shù)等。 3、根據(jù)個別工序的變形特點、質量要求等確定工序順序。 一般可按照下列原則進行: 1) 、對沖帶孔的或有缺口的沖裁件,如選用簡單模,一般先落料,再沖孔或切口, 使用級進模,則先沖空孔或切口后落料 2) 、對于到孔的拉深件,一般先拉深,后沖孔,但孔的位置在零件底部且孔徑尺 寸要求不高時,也可先沖孔后拉深。 3) 、對于形狀復雜的拉深件,為便于材料變形和流動,應先形成內部形狀,再拉 深外部形狀。 4) 、整形或校平工序,應在沖壓件基本成型以后進行。 4、根據(jù)生產批量和條件(沖壓加工條件和模具制造條件)確定工序組合。生產 批量大時,沖壓工序應盡可能組合在一起,用復合模具;小批量生產用單工序簡單 模。 由于離合器沖壓成形需要的多道工序完成,因此選擇合理的成形工藝方案十分重 要,考慮到生產批量大,應在生產合格零件的基礎上盡量提高生產效率,降低生產成 本。 要提高生產成本,應該盡量選擇合理的工藝方案,選擇復合能復合的工序,但復 合程度太高,模具的結構復雜,安裝調試困難,模具成本高,同時可能降低模具的強 度,縮短模具壽命。 根據(jù)零件形狀確定沖壓工序類型和選擇工序順序,為了提高生產率,保證模具結 構簡單,沖壓件尺寸穩(wěn)定、精度高,沖壓該零件的基本工序為反拉深,沖孔復合模。 圖 1.1 所示為空氣濾清器殼零件,材料為 10 號鋼,厚度為 t=2mm,大批量生產。 而冷沖壓是一種先進的金屬加工方法,這是建立在金屬塑性變形的基礎上,利用模具 與沖壓設備對板料金屬進行加工,以獲得所需要的零件形狀和尺寸。冷沖壓和切削加 工相比較,具有生產率高,加工成本低,材料利用率高,產品尺寸精度穩(wěn)定,操作簡 單,容易實現(xiàn)機械化和自動化等一系列優(yōu)點,特別適合大批量生產,因此,此零件的 生產選用沖壓加工較為經濟合理。 11 圖 1 空氣濾清器殼 2.4 沖壓工序數(shù)確定 由零件圖(1.1) ,沖壓開始,毛坯材料應先進行落料工序,通過計算初步確定毛 坯的外形尺寸,落料件為圓形,壓力中心在圓心上,為典型的落料;落料之后包括了 正拉深、反拉深、沖孔、等工序;進行拉深時,須用經驗公式計算拉深系數(shù) m,判斷 是否可以一次拉深成形,通過驗算可知此零件可以一次拉深成形;然后在沖中心孔, 綜上可知,沖壓此零件主要有以下幾個基本工序: (1) 落料; (2) 正拉深; (3) 反拉深; (4) 沖中間孔; 2.5 模具類型的確定 沖壓生產的模具制造費用比較高,占沖壓件總成本的 10%~30%,甚至更高,所以 采用沖壓加工的生產方式,必須視生產批量決定采用何種模具形式,由表 2-8[2]: 生產批量與模具形式之間的關系,參考知,此工件為大批量生產,如果采用單工序模, 雖然單工序模具有結構簡單,操作安全方便,模具使用壽命高,成本低等優(yōu)點,但最 主要是工序數(shù)較大,生產批量大,形狀較為復雜,采用單工序模很難達到精度要求, 且生產率低,位置誤差較大,故不采用單工序模;所以模具形式采用級進模與復合模 較為合理,顯然此工件滿足沖壓工藝的要求,成形時包括了落料、反拉深、沖孔、壓 筋等工序,整形與車邊采用專用模具與車床進行,且工件體積較大,拉深與壓筋都比 較容易實現(xiàn),但由此工件的形狀分析知不適合采用級進模。通過表 2-9[2]單工序模、 級進模與復合模的比較,綜合考慮各種生產成本和經濟性,確定此工件的沖壓成形模 具采用復合模具。 12 2.6 工藝方案分析 采用落料拉深沖孔復合模,把三個工序集中在一副復合模中完成,沒有中間取放件 過程,一次沖壓成形,能保證加工要求,且精度較高。 3 模具結構型式的確定 通過以上工藝分析與工藝方案的確定,選定模具種類:落料模,拉深模,沖孔模 等,而落料與正拉深復合,反拉深與沖孔復合,整形為一套模具,總共為二套模具, 綜合上面的分析,畫出模具的結構草圖: 圖 2 總裝配圖 4 部分工藝參數(shù)計算 13 4.1 毛坯尺寸計算: 由于拉深時材料厚度不均勻,機械性能有方向性,模具的間隙不均勻以及毛坯定 位不準確等原因,拉深后工件的口部是不平齊的。為使工件整齊,應切去不平的部分。 因而計算毛坯時應在工件高度方向上加一修邊量 δ。根據(jù)零件的尺寸取修邊余量的 值為 2mm。查表 5—7, 《沖壓工藝與模具設計實用技術》 在拉深時,雖然拉深件的各部分厚度會發(fā)生一些變化,但如果采用適當?shù)墓に嚧?施,則其厚度的變化量還是并不太大。在設計工藝過程時,可以不考慮毛坯厚度的變 化,為了便于計算把零件和毛坯分解成若干個簡單幾何體,分別求出其面積后相加。 毛坯的外徑與零件的外徑相等,都為 225,根據(jù)面積相等法可以算出平板材料第 一次正拉深之后毛坯的高度 h 為 54.27,寬度為 102. 4.2 計算反拉深次數(shù) 在考慮拉深的變形程度時,必需保證使毛坯在變形過程中的應力既不超過材料的 變形極限,同時還能充分利用材料的塑性。也就是說,對于每道拉深工序,應在毛坯 側壁強度允許的條件下,采用最大的變形程度,即極限變形程度。 極限拉深系數(shù)值可以用理論計算的方法確定。即使得在傳力區(qū)的最大拉應力與在 危險斷面上的抗拉強度相等,便可求出最小拉深系數(shù)的理論值,此值即為極限拉深系 數(shù)。但在實際生產過程中,極限拉深系數(shù)值一般是在一定的拉深條件下用實驗的方法 得出的,我們可以通過查表來取值。 該工件反拉深為工件第 2 次拉伸,因此可以計算其拉深系數(shù)來確定拉深次數(shù)。 其反拉深系數(shù)為: 83.01//??Ddm 查表 4-1,m =0.72~0.74 之間,而 m m ,所以反拉深過程可以一次拉深成功。2 2 5 各部分工藝力計算 5.1 落料、正拉深力過程 5.1.1 落料力 平刃凸模落料力的計算公式為 …………………………………………(1) ?kLtP? 式中 P— 沖裁力(N) L— 沖件的周邊長度(mm) t— 板料厚度(mm) 14 —材料的抗沖剪強度(MPa)? K— 修正系數(shù)。它與沖裁間隙、沖件形狀、沖裁速度、板料厚度、潤 滑情況等多種因素有關。其影響范圍的最小值和最大值在 (1.0~1.3)P 的范圍內,一般 k 取為 1.25~1.3。 在實際應用中,抗沖剪強度 的值一般取材料抗拉強度 的 0.7~0.85。為便于?b? 估算,通常取抗沖剪強度等于該材料抗拉強度 的 80%。即b ……………………………………………(2)b?8.0? 因此,該沖件的落料力的計算公式為 …………………………………………(3)bLtF??.31落 N3905.14? N706? 5.1.2 卸料力 一般情況下,沖裁件從板料切下以后受彈性變形及收縮影響。會使落料件梗塞在 凹模內,而沖裁后剩下的板料則箍緊在凸模上。從凸模上將沖件或廢料卸下來所需的 力稱卸料力。影響這個力的因素較多,主要有材料力學性能、模具間隙、材料厚度、 零件形狀尺寸以及潤滑情況等。所以要精確地計算這些力是困難的,一般用下列經驗 公式計算: 卸料力 ……………………………………(4)FK1?卸 式中 F—— 沖裁力(N) ——頂件力及卸料力系數(shù),其值可查表。 1K 這里取 為 0.04。1 因此 NF4825?卸 5.1.3 拉深力 帶凸緣圓筒形零件的拉深力近似計算公式為 ………………………………………(5)tKdFbp??拉 式中 —圓筒形零件的凸模直徑(mm)pd —系數(shù),這里取 1.0。FK —材料的抗拉強度(MPa)b? 因此 N18460?拉 5.1.4 壓邊力 15 壓邊力的大小對拉深件的質量是有一定影響的,如果過大,就要增加拉深力,因 而會使制件拉裂,而壓邊圈的壓力過小就會使工件的邊壁或凸緣起皺,所以壓邊圈的 壓力必須適當。合適的壓邊力范圍一般應以沖件既不起皺、又使得沖件的側壁和口部 不致產生顯著的變薄為原則。壓邊力的大小和很多因素有關,所以在實際生產中,可 以根據(jù)近似的經驗公式進行計算。 ……………………………………(6)qdDQ)(420??? 式中 D—毛坯直徑(mm) d—沖件的外徑(mm) q—單位壓邊力(MPa) 這里 q 的值取 2.5。 所以 ……………………(7)??NQ54039.2).10(1942????? 5.2 反拉深過程 5.2.1 反拉深力 通常反拉深力要比正常拉深力大 20%。 即 ………………………………………(8)拉反 F2.1? 所以有 ………………………………………(9)2.KtdFb??反 5.039.5743?? N87620? 5.2.2 頂料力 逆著沖裁方向頂出卡在凹模里的料所需要的力叫頂料力,頂料力的經驗計算公式 為: ………………………………………(10)FKD?頂 式中 F—沖裁力(N) —頂料力系數(shù),這里查表取 0.04。D 所以有 1482?頂 5.3 拉深功的計算 拉深所需的功可按下式計算 16 …………………………………………(11)10maxhCPW? 式中 —最大拉深力(N)max h —拉深深度(mm) W—拉深功(N·m) C—修正系數(shù),一般取為 C=0.6~0.8。 所以 N·m…………………………(1267941084.??? ) 6 凸、凹模結構及工作部分主要尺寸計算 6.1 反拉深凸、凹模刃口尺寸及公差的計算: 由式 ……………………………(13) dDd?????0)75.( ……………………(14)2pCp?? 依據(jù)(P54, 《沖壓工藝模具學》 ) 以上各式中,查表可知 分別為+0.025、-0.035。間隙 C 查表(表 2—10) ,pd?、 《沖壓工藝模具學》 ) 有 …………………………(15)mtC2)(0.1?12.0)75.8???dD12.0? 08.)6.(??p 08.1? 6.2 沖孔凸、凹模刃口尺寸及公差的計算 對于圓行或-簡單規(guī)則形狀的沖裁件,采用凸凹模分別加工的方法,沖孔時,由于零 件孔尺寸為 16,根據(jù)沖孔時間隙取在凹模上,則首先確定基準件凸模刃口尺寸 ,再pd 17 加上 便是凹模刃口尺寸。 minZ …………………(16)0)(pdp?????? ……………………(17)dZ0min 式中 ——沖孔凸、凹模刃口尺寸pd d —零件孔徑公稱尺寸(mm) ——零件制造公差(mm) = - =0??d?p ——最小合理間隙(mm) =0.120mm =0.016mmminZminZaxZ 、 —凹、凸模制造偏差,查《沖壓工藝學》表 2-6 其值分別為d?p +0.020、0.020 帶入數(shù)值可以算出 =16 =16.12 p02.?d02.? 采用凸凹模分別加工法,需要分別標注凸凹模刃口尺寸及公差,為了保證合理間隙, 必 須滿足下列條件: | |+| | 。帶入數(shù)值校核間隙可知滿足要求.p?d?minaxZ 6.3 沖孔凸模的設計 6.3.1 凸模的結構設計的三原則 為了保證凸模能夠正常工作,設計任何結構形式的凸模都滿足如下三原則。 ① 精確定位 凸模安裝到固定板上以后,在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向的移 位否則將造成沖裁間隙不均勻,降低模具壽命,嚴重時可造成啃模。 ② 防止拔出 回程時,卸料力對凸模產生拉伸作用。凸模的結構應能防止凸模從固定板中拔出 來。 ③ 防止轉動 對于工作段截面為圓形的凸模,當然不存在防轉的問題??墒菍τ谝恍┙孛姹容^ 簡單的凸模,例如長圓形、半圓形、矩形等,為了使凸模固定板上安裝凸模的型孔加 工容易,常常將凸模固定段簡化為圓形。這時就必須保證凸模在工作過程中不發(fā)生轉 動,否則將啃模。 以上三條原則主要是從凸模安裝固定方法考慮的。在設計各種凸模的時,應注 意都要滿足這三條原則。 6.3.2 凸模的尺寸計算 凸模工作部分的尺寸計算,參見前面的主要工藝參數(shù)的計算。其他部分結構寸的計 算如下: 18 (1)凸模長度 L 凸模長度 L 應根據(jù)模具的結構確定。采用固定卸料板和導尺時,凸模長度應該 為: L=h +h +h +h123 式中 h ---固定板厚度(mm) h ---卸料板厚度(mm)2 h ---導尺厚度(mm)3 h---附加長度(mm) h 主要考慮凸模進入凹模的深度,模具閉合狀態(tài)下,卸料板到凸模固定板間的安 全距離(15~20mm)以及總修磨量(4~6mm)等因素后確定。而本沖孔凸模為下固定板 加上外出部分。 一般情況下,凸模的強度是足夠的,不必作強度效核,但是,在凸模特別細長 或凸模的斷面尺寸很小而坯料厚度較大的情況下,必須進行效核,對于本題的凸模, 凸模并不特別細長,所以不須進行強度效核。 凸模外形尺寸形狀如下圖所示: 圖 3 凸模外形尺寸圖 凸模的外形尺寸已標準化,用以上方法求得的外形尺寸應向接近的標準尺寸靠攏。故凸模尺 寸、強度和剛度足夠,一般不再進行強度和剛度的核算。 6.3.3 凸模的結構形式 當沖裁形狀復雜,公差等級高,尺寸大或尺寸較小的零件時,可以采用鑲拼式凹 模,但對于此零件的沖裁其凹模結構簡單,故采用整體式結構。其凸模結構圖如下圖 19 所示: 圖 4 沖孔凸模結構形式圖 凸模的固定方法用過盈配合與下固定板固定,采用臺肩形式放入下固定板,且同時用 下模板頂住,具體的固定方法見裝配圖。 6.4 拉深凹模的設計 計算拉深凹模的工作尺寸的計算參見前面的主要工藝參數(shù)計算。現(xiàn)將其它參數(shù)的計算介紹如 下: 6.4.1 拉深模的凹模圓角半徑 拉深時,材料只有經過凹模圓角流入洞口內才能形成工件的筒壁,所以 r 的大小 對拉深工作的影響非常大。 R 小時,材料流過它就困難,彎曲變形阻力,摩擦力,反向彎曲的校直力都大, 從而使拉深力增加,工件筒壁容易刮傷,變薄嚴重,甚至在危險斷面處拉破,同時, 材料對凹模的壓力增加,磨損增大,使模具的壽命降低。這樣,材料變形受限制,必 須采用較大的拉深系數(shù)。在生產上一般應盡量避免采用過小的凹模圓角半徑。 R 太大時,拉深初期不與模具表面接觸的毛坯寬度加大,由于這部分材料不受壓 邊力作用,因而容易起皺。在拉深后期毛坯外緣也會早脫離壓邊作用而起皺,使拉深 件質量不好,在側壁下部和口部都形成皺折。尤其當毛坯的相對厚度小時,這個現(xiàn)象 更嚴重。 在不產生起皺的前提下,凹模圓角半徑越大越好。可按下面公式計算 r 的最小值。 r =0.8dtdD)(? 20 式中 D---毛坯直徑或上道工序拉深件直徑; d---本道工序拉深后的直徑; t---材料厚度。 以后各次拉深時,r 應逐步減小,其值可按關系式 r 確定dn1)8.0~6(??ndr 式中 ---前次拉深的凹模圓角半徑;1?nd ---本次拉深的凹模圓角半徑。 經計算反拉深凹模圓角半徑為 8mm。 拉深凸模的圓角半徑 r 凸對拉深工作也有影響。當 r 凸過小時,則角部彎曲變形 大,危險斷面容易拉斷。當 r 凸過大時,則毛坯底部的承壓面積減小,懸空部分加大, 容易產生底部的局部變薄和內皺。 除最后一次拉深,凸模的圓角半徑 r 凸應比凹模半徑略小,即:r 凸 =(0.6~1)r 凹,最后一次拉深時,凸模的 r 凸應等于零件的內圓半徑,但不得小 于材料厚度。如工件的內圓角半徑要求小于料厚,則要有整形工序來完成。故在此設 計中取 r 凸=6mm。 6.4.2 拉深間隙 拉深間隙指拉深凸模與凹模之間的單面間隙,用 Z 表示。 (1) 模具間隙對拉深過程的影響 拉深模的凸模與凹模之間的單邊間隙 Z/2,影響拉深力與拉深件的質量。 拉深模的凸、凹模間隙 Z/2 大,則摩擦小,能減小拉深力。但如果間隙過大,拉 深件的精度將不易控制,拉深后零件的高度將小于所要求的高度,零件成桶形。 拉深模的凸、凹模間隙 Z/2 小,則摩擦大,將增加拉深力,造成許用拉深系數(shù) m 值的增大。如果凸、凹模間隙 Z/2 小于拉深件的材料厚度,則將產生變薄拉深的效果, 使得拉深件的精度降低。 (2)拉深模具間隙的取向 A)除最后一道工序外,間隙的取向不作規(guī)定。 B)對于最后一道工序,當工件外形尺寸要求一定時,以凹模為基準,凸模尺寸 按凹模減小以取得間隙。當工件內形尺寸要求一定時,以凸模為基準,凹模尺寸按凸 模放大以取得間隙。 C)淺拉深時,拉深間隙可取小些,深拉深時,則應取大些。這是因為變形程度 越大,板厚的增厚量也越大。 D)多次拉深時,前幾次拉深可取較大的拉深間隙,以便使拉深順利進行。最后 一次拉深則取較小的拉深間隙,以便獲得尺寸精度較高的拉深件。 E)在整形拉深時,如果要求工件的精度較高,例如 IT10~12 級,可取拉深間隙 稍小于板料厚度,常取 Z/2=(0.9~0.95)t。如果整形時只要求減小圓角半徑,拉 21 深間隙可稍大于板料厚度,例如取 Z/2=(1.05~1.1)t。 F)板料較軟時,可取較小的拉深間隙,因為軟料在凸模與凹模之間容易被擠薄, 可消除拉深過程已出現(xiàn)的微小皺折。相反,硬度則應取較大的拉深間隙。 G)實際供應的板料厚度可能與其公稱值相比較有較大的誤差,甚至超出板厚的 公差范圍。因此,如果成批生產拉深件的板料已經購入,最好依據(jù)實測的板料厚度參 考上述原則確定合適的拉深間隙值。 (3) 拉深模具間隙的確定 根據(jù)以上對拉深間隙的取向原則和拉深間隙對拉深件的影響我們得知,拉深時, 不用壓邊圈拉深時,考慮到起皺的可能性,取間隙值為:Z=(1~1.1)t =3mm。max 6.5 凸凹模(拉深凸模和沖孔凹模)設計 6.5.1 凸模的結構設計 (1)凸模的結構設計的三原則 為了保證凸模能夠正常工作,設計任何結構形式的凸模都滿足如下三原則。 ① 精確定位 凸模安裝到固定板上以后,在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向的移 位否則將造成沖裁間隙不均勻,降低模具壽命,嚴重時可造成啃模。 ② 防止拔出 回程時,卸料力對凸模產生拉伸作用。凸模的結構應能防止凸模從固定板中拔出 來。 ③ 防止轉動 對于工作段截面為圓形的凸模,當然不存在防轉的問題??墒菍τ谝恍┙孛姹容^ 簡單的凸模,例如長圓形、半圓形、矩形等,為了使凸模固定板上安裝凸模的型孔加 工容易,常常將凸模固定段簡化為圓形。這時就必須保證凸模在工作過程中不發(fā)生轉 動,否則將啃模。 以上三條原則主要是從凸模安裝固定方法考慮的。在設計各種凸模的時,應注 意都要滿足這三條原則。 6.5.2 拉深凸模結構 根據(jù)以上凸模設計的三個原則,在設計拉深凸模時應滿足這三個原則。在學習拉 深成形這一章節(jié)時我們知道,拉深凸模結構比較簡單,可參見設計模具裝配圖,在此 僅就其結構設計的一些要點作一簡要的介紹。首先每個拉深凸模需鉆一通氣孔,以防 當工件脫離凸模時在凸模端頭與工件底之間的空間形成真空,增加額外的卸件力,嚴 重時會將工件底部抽癟。通氣孔直徑一般可在 3~8mm 之間選取,本設計取 6.5mm。 22 受鉆頭長度限制,一般很難從凸模工件端鉆通至固定端,這時可自工作端先鉆一深孔, 再從凸模側壁鉆孔與之相通,側孔中心線到凸模工作端只要稍大于拉深工序件的高度 就可達到通氣的目的。 其次要確定拉深凸模的固定方法,以便確定其固定端的結構形式。對于順裝順出 件簡單拉深模,如果工件直徑與模柄直徑相差不大,常將凸模與模柄制成一體。如果 兩者直徑相差較大,或者拉深模有壓邊裝置,可將凸模固定板設計成凸緣式的,借助 固定板與上模板進行連接。許多設計者喜歡采用下述方法固定拉深凸模:凸模固定端 不帶凸緣,以過渡配合直接嵌入到模座內一定深度,并用螺釘聯(lián)接防止拔出。其優(yōu)點 是模具結構比較的簡單,可省去銷釘和凸模固定板。但拉深凸模與模座的垂直度比凸 緣式凸模較差,因此不適用于較精密的拉深模。有利于較大的拉深凸模,從節(jié)省模具 鋼與便于熱處理考慮,可采用組合式的結構。 凸凹模即拉深時為拉深凸模、沖孔時為沖孔凹模。在設計過程中綜合考慮。其一 些設計要點在這里不在敘述,凸凹模結構圖如下所示: 圖 5 拉深凸模沖孔凹模結構圖 7.壓力設備選擇 23 壓力機噸位的大小的選擇,首先要以沖壓工藝所需的變形力為前提。要求設備的 名義壓力要大于所需的變形力,而且還要有一定的力量儲備,以防萬一。從提高設備 的工作剛度、沖壓零件的精度及延長設備的壽命的觀點出發(fā),要求設備容量有較大的 剩余。最新的觀點認為,我們只需要使用設備的 60%-70%的容量,甚至 50%,即取工 藝變形力的 2 倍。 上述設備噸位的選擇原則,對于沖裁、彎曲等工序已不存在什么問題。但對于本 設計所使用的拉深,可能還不保險。因為拉深與沖裁不同,最大變形力不是發(fā)生在沖 床名義壓力的位置,而是發(fā)生在拉深成型的中前期,這時雖然最大變形力小于壓力機 的名義壓力,但最大變形力發(fā)生的位置遠離名義壓力的位置而不保險。于是就需要用 到壓力機的許用力行程曲線。本次設計的工藝力行程曲線圖如圖 3.3 所示。 圖 6 圖中零點為滑塊的下死點,滑塊在距下死點 86mm 處開始沖壓零件。曲線 1 為落 料力的負荷曲線,曲線 2 為正拉深力的負荷曲線,曲線 3 為壓邊力的負荷曲線,曲線 4 為反拉深力的負荷曲線。曲線 5 為 1250KN 壓力機的許用力—行程曲線,P 點處為壓 24 力機到達公稱壓力的位置。其余卸料力和頂料力由于力不大,可以放在壓力機預留力 中考慮。 從圖中我們可以看出沖壓的最大總壓力,出現(xiàn)在離下死點 86mm 后就需達到,對 于這種落料拉深復合工序,選擇設備噸位尺寸時.既不能把以上幾個力加起來(再乘 個系數(shù)值)作為設備的噸位、也不能僅把落料力或拉深力加起來(再乘個系數(shù))作為設 備噸位。而應該根據(jù)壓力機說明書中所給出的允許工作負荷曲線作出判斷和選擇。 對于本次設計的復合模,根據(jù)工藝力的大小和出現(xiàn)的位置,查表初選噸位為 1250KN。查表選擇壓力機,其主要具體參數(shù)如下 表 1 名稱 量值 公稱壓力 1600KN 滑塊行程 160mm 行程次數(shù) 40/次·1min? 最大封閉高度 450mm 封閉高度調節(jié)量 工作臺尺寸 柄孔尺寸 工作臺板厚 電動機功率 350mm 1120 710mm? 70×80mm? 130mm 15KW 8.模具設計 8.1 模具結構的設計 模具結構形式的選擇采用反拉深、沖孔復合模,首先要考慮落料凸模(兼拉深凹 模)的 壁厚是否過薄。能夠保證足夠的強度,故采用復合模。 如前所述,模具設計包括模具結構形式的選擇和設計,模具結構參數(shù)計算,模具 圖的繪制等內容。現(xiàn)對反拉深、沖孔復合模設計步驟如下: 模具結構如圖 7 所示 25 圖 7 正反拉深、沖孔復合模 如圖 7 所示,已經正拉深過的材料送進來后,壓力機加壓,滑塊夾著模柄帶動凸 凹模向下運動,準備反拉深,當?shù)竭_滑塊行程下死點之前 2mm 時,開始沖孔,沖孔凸 模不動,凸凹模繼續(xù)下走到達死點完成反拉深沖孔復合,至此零件加工成型。 8.2 模具的閉合高度 根據(jù)以上反拉深和沖孔復合模結構圖可知,模具的閉合高度 hm 為: Hm=下模板厚度+上模板厚度+凸凹模長度+墊板+沖孔凸模高度-公共長度 =50+65+88+10+74-37 =250mm 查所選設備的參數(shù);壓力機的最大的閉合高度為 360mm,最小閉合高度為 180 mm,則模具的裝模高度應該滿足下式要求: Hmax-5 hm Hmin+10………………………(12)? 即: 355 250 190 故滿足設計要求。 9 模具其它零件設計及計算 26 9.1 沖模的導向裝置 沖模工作時,除了由壓力機滑塊對上模與下模進行導向以外,還可單獨設置導向 裝置進行導向,其主要作用如下: 1.模具在壓力機上安裝調整比較的方便。 2.沖制的工件質量穩(wěn)定,沖裁間隙始終保持一致而不易發(fā)生變化,因此工件有較 好的互換性。 3.沖模不易損壞,故模具的壽命比無導向沖模高。 9.1.1 無導向沖裁 (1)無導向沖裁的條件 無導向沖裁是指沖裁模本身無導向裝置。沖裁時,壓力機滑塊的導向精度,即滑 塊橫向偏擺的最大距離將直接影響沖裁間隙的均勻程度。 無導向沖裁不啃模的條件是:在凸模與凹模單面間隙調整均勻的條件下,其值 應不小于壓力機滑塊的導向精度。如果從保證沖裁件斷面質量考慮,則單面沖裁間隙 允許的波動值,應不小于壓力機滑塊的導向精度。 (2)無導向沖裁的應用 無導向沖裁模的優(yōu)點是模具結構簡單,裝配容易,成本降低。其缺點是沖裁過程 中沖裁間隙的波動將造成工件的質量不穩(wěn)定,精度較低,并加速模具刃口的磨損,調 模間隙不好控制,會造成啃模事故。因此,無導向沖裁模的安全性較差。綜上所述, 在板料厚度大于 0.8~1mm。精度要求不高、生產批量較小的落料、沖孔等單工序生 產中,可以采用無導向裝置。 9.1.2 導板導向 (1)導板導向的特點 將固定卸料板式模具的固定卸料板與凸模制成小間隙配合,一般為 H7/h6,稱為 導板。導板的型孔按凸模刃口尺寸配作。導板的功用有兩個:一是在沖裁時起上模與 下模之間的導向作用;二是在回程時起卸料作用。 導板導向式沖裁模突出的優(yōu)點是使用時非常安全,可以說是所有沖裁中最安全的。 因為在使用過程中,始終不允許凸模與導板脫離。 (2)導板導向的應用 導板式導向的應用仍有很大的局限性。首先,由于凸模要兼作導向件,其截面 尺寸不能太小,以免受側向力而折斷,其截面也不應太復雜。其次,由于使用中不允 許凸模與導板脫離,選用壓力機也受到了限制,只能使用行程可調沖床。而且導板導 向式沖裁模仍屬于固定卸料方式,也不適宜沖裁薄料。但對于板料厚度大于 0.8mm、 27 形狀較簡單的落料加工,采用導板導向式沖裁模,還是很適合的。 9.1.3 模架的導向 (1)模架導向的特點 普通模架由導柱、導套、上模座和下模座組成。從安全考慮,通常導柱安裝在 下模座,導套安裝在上模座。導柱與導套的配合面取圓柱面,以便容易加工成小間隙 配合,使模架的導向精度高于壓力機滑塊的導向精度。 采用模架進行導向,不僅能保證上、下模的導向精度,而且能提高模具的剛性、 延長模具的使用壽命、使沖裁件的質量比較穩(wěn)定、使模具的安裝調整比較容易。因此 在中小型沖模上廣泛采用模架作為上、下模的導向裝置。 模架可視為模具的一個部件,并且早已高度標準化與商品化。在沖模設計時, 特別是中小型沖模設計時,應盡量選擇專業(yè)生產的標準模架,對提高模具質量、縮短 制模周期有著十分重要的意義。 9.2 模架的類型及應用 按導柱不同的位置,分為如下四種模架: 中間導柱模架 導柱分布在矩形凹模的對稱中心線上,兩個導柱的直徑不同, 可避免上模與下模裝錯而發(fā)生啃模事故。適用于單工序模和工位少的級進模。 后側導柱模架 后側導柱模架導柱分布在模座的一側且直徑相同,只適用橫向 送料。其優(yōu)點是工作面開敞,是適于在大件邊緣沖裁。其缺點是剛性與安全性最差, 工作不夠平穩(wěn)、 ,應盡量少用。 對角導柱模架 導柱分布在矩形凹模的對角線方向上,既可以橫向送料,又可以 縱向送料。由于導柱間的誤差方向與送料方向傾斜,因此一般認為導向精度高于前兩 種模架。適于各種沖裁模使用,特別適于級進沖裁模的使用。為避免上、下模的方向 裝錯,兩導柱直徑制成一大一小。 四導柱模架 4 個導柱分布在矩形凹模的兩對角線方向上。模架的剛性很好,導 向非常平穩(wěn),但價格較高,一般的沖壓加工不需要四導柱模架。只要要求模具剛性與 精度都很高的精密沖裁模,以及同時要求模具壽命很高的多工位自動級進模才采用。 彈壓導板式模架 彈壓導板除具有彈壓卸料板壓料及卸料功能外,還能對凸模進 行導向。 按導柱導套配合性質的不同,有如下兩種形式: 導柱導套滑動導向模架 將導柱與導套制成小間隙配合,為 H6/h5 時稱為一級 模架,為 H7/h6 時稱為二級模架。在加工時,導柱導套與模座均為 H7/r6 過盈配合。 為避免導套壓入模座因變形而影響與導柱的配合,將導套壓入段的內孔直徑加大 1mm,不與導柱相配合。 28 裝配良好的模架,應能用兩手輕輕抬起上模座而下模座不動,但這樣的效果很難 達到, 因為導柱與模座為過盈配合,壓入導柱導套時難以保證垂直度。所以在裝配 時,導柱、導套與模座可以較松的過渡配合 H7/m6 代替過盈配合,容易保證導柱和導 套的軸線垂直于模座平面,使模架的導向精度只決定于加工精度,而容易制成精密模 架。 對于沖裁模,導柱導套的配合間隙應小于單面間隙。當雙面沖裁間隙不超過 0.03 時,相當于板料厚度小于 0.5mm,可選用一級模架。雙面沖裁間隙超過 0.03mm 時,可選用二級模架。 為了保證使用中的安全和可靠性,設計與裝配模具時,還應注意下列事項: 當模具處于閉合位置時,導柱的上端面與上模座的上平面應留 10~15mm 的距離; 導柱下端面與下模座下平面應留 2~5mm 的距離。導套與上模座上平面應留不小于 3mm 的距離,同時上模座開橫槽,以便排氣。 導柱導套滾動導向模架 在導柱與導套之間加多排鋼球,組成滾動導向裝置滾 動導向的突出特點是:鋼球與導柱、導套之間不但沒有間隙,而且有 0.01~0.02mm 的過盈量,成為無間隙導向。因此其導向精度非常高。 為了減少磨損,鋼球沿導柱與導套工作面的滾動軌跡應不重合。為此,鋼球在保 持圈內的排列;橫向應當錯開,縱向連線與導柱軸線成 8 度角。 為了防止保持圈在工作時下沉、脫離導套而減少配合長度,可在導柱上另加一個 支承彈簧。 滾動導向裝置屬于無間隙導向,精度高,壽命長。使用于高速沖模、薄料(t 小 于 0.5mm)無間隙沖裁、精密沖裁、硬質合金模及其它精密沖裁, 標準模架 標準模架是指列入模具國家標準的模架。標準模架有如下特點: (1)標準模架是模具標準件中商品化程度最高的,有各種型號與規(guī)格可供選購。 (2)出售的標準模架均由專業(yè)廠成批制造,質量有保障,價格便宜。 (3)雖然每個模具都是單件生產的,但是模架卻可以批量生產。為適應批量生產 的需要,降低生產成本,提高模架質量,模座采用鑄鐵制造,普通模架的導柱與導套 選用 20 號鋼制造并經滲碳淬火,硬度為 58~62HRC;而滾動導向模架的導柱與導套 則采用軸承鋼 GCr15 制造,淬火硬度為 62~68HRC。 (4)標準模架嚴格按冷沖模模架技術條件 GB2854-81 制造與驗收。 可見,標準模架的質量是很高的,設計模具時應盡量選用。 根據(jù)以上對各種模架的比較,為了提高生產率,降低模具的成本,故在選擇模架 時,根據(jù)以上模架的使用和裝配要求,在此設計中選用中間導柱標準模架。 29 9.3 定位裝置 沖壓加工時,條料或坯料在沖模內處于正確的位置,稱為定位。 定位的基本形式有如下三種類型: (1)導向定位 (2)接觸定位 (3)形狀定位 在此設計模具中選用接觸定位。 9.4 卸料裝置 卸料裝置的功用是在一次沖裁結束之后,將條料或工件與落料凸模或沖孔凸模脫 離,以便進行下一次沖裁。在這里只介紹固定卸料裝置。 9.4.1 固定卸料裝置的形式 (1)整體式卸料板:結構簡單,但裝配調整不便。 (2)分體式卸料板:導料板裝配方便,應用較多。 (3)懸臂式卸料板:用于窄長件的沖孔或切口后的卸料。 (4)拱橋十卸料板:用于空心件或彎曲件沖底孔后的卸料。 9.4.2 固定卸料板的固定方式 (1)卸料板和凹模用同一螺釘和銷釘緊固到下模座上,螺釘數(shù)量為 4 個。其結構 簡單,但為了刃磨凹模,在拆下卸料板同時,也使凹模脫離了下模座。如模具是用導 柱導向的,刃磨后再重新裝配模具,很可能使沖裁間隙不如初裝時均勻而損害模具的 精度。 (2)卸料板只連接到凹模上,凹模再單獨連接到下模座上,螺釘一般要增加 4~6 個,銷釘要增加 2 個。其結構復雜些,但拆下卸料板時,凹模不脫離下模座, 也就克服了前者的缺點。應注意,在下模座與卸料板定位銷對應處,應鉆直徑稍大于 銷直徑的通孔,以便拆卸料板時頂出銷釘。 如果板料較薄,采用固定卸料方式,會引起板料嚴重翹曲,使工件質量不好,在 間隙過大時,還容易出現(xiàn)卡死現(xiàn)象,嚴重時可能損壞模具。因此,采用固定卸料方式, 按生產經驗,板料厚度不宜大于 0.8mm,而且不適于沖軟鋁板。 固定卸料板的平面外形尺寸一般與凹模板相同,其厚度可取凹模厚度的 0.8 倍, 板料厚度超過 3mm 時,可與凹模厚度一致。固定卸料板形孔與凸模的單面間隙可以取 0.2~0.5mm,厚料與硬料可取大值。 9.5 推件裝置的設計 復合模出件均為逆出件,沖入凹模內的工件需由出件裝置反向推出或頂出。倒裝 30 復合模的出件裝置在上模,也稱為推件裝置,順裝復合模的出件裝置在下模,也稱為 頂件裝置。 推件裝置一般由推件板、推桿、打板、打桿組成。在回程,當滑塊內的打桿橫 梁撞擊到床身兩側的限為螺釘時,便產生推件力,并通過打桿、打板、推桿傳至推件 板。類似的裝置如果用于順裝復合模就是排除沖孔廢料的打料裝置。 9.5.1.推件板的結構形式 為了防止推件板從凹模內脫出,其結構形式一般采用凸緣式的。這種結構是普遍 采用的結構。對于圓截面的推件板,這種整體凸緣結構具有結構簡單、容易加工的優(yōu) 點。對于非圓截面的,特別是不規(guī)則截面的推件板,工藝性就很差。則采用分體式的 結構。故在此采用圓截面推件板。 9.5.2.推件
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