摇架调压块冲压工艺及模具设计_毕业设计(编辑修改稿)

摇架调压块冲压工艺及模具设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

确定 确定凸、凹模刃口尺寸的原则 ① 考虑落料和冲孔的区别，落料件的尺寸取决于凹模，因此落料模应先决定凹模尺寸，用减小凸模尺寸的方法保证合理间隙；冲孔件的尺寸取决于凸模，因此冲孔模应先决定凸模尺寸，用增大凹模尺寸的方法来保证合理间隙。 ② 考虑刃口的磨损对冲件尺寸的影响，刃口磨损后尺寸变大，其刃口的基本尺寸应接近或等于冲件的最小极限尺寸；刃口磨损后尺寸减小，应取接近或等于冲件的最大极限尺寸。 ③ 考虑到冲件精度与模具精度间的关系，在选择模具制造公差时，既要保证冲件的精度要求，又要保证有合理的间隙值，冲模精度要高于冲件精度 2~3 级 摇架调压块冲压工艺及模具设计 17 冲孔工序： 查文献 [16]表 2－ 20得冲裁双面间隙 mmZ  ， mmZ  φ 孔自由公差， 可按 IT14 级计算，则△ =，取磨损系数χ =， 查文献 [16]表 2－ 23得： δ p=，δ d= 则δ p+δ d mmZZ 1 0 i nm a x  ，满足间隙公差条件。 因此，冲孔凸模： mmddp 0 p )()(   δ= mm （ 32） 冲孔凹模： mmZdd 00m i npd )()( d   =  mm （ 33） 落料工序： 尺寸 为自由公差，可按 IT14 级计算，则△ =，取磨损系数χ =， 查文献 [16]表 2－ 23得： δ p=，δ d= 则δ p+δ d mmZZ 1 0 i nm a x  ，满足间隙公差条件。 因此，落料凹模： mmDD 00d )()( d   =  mm （ 34） 落料凸模： mmZDDp 0 pm i n )1 3 ()(   δ= mm （ 35） 尺寸 为公差△ =，取磨损系数χ =， 查文献 [16]表 2－ 23得： δ p=，δ d= 则δ p+δ d mmZZ 1 0 i nm a x  ，满足间隙公差条件。 因此，落料凹模： mmDD 00d )()( d   =  mm （ 36） 摇架调压块冲压工艺及模具设计 18 落料凸模： mmZDDp 0 pm i n )1 3 ()(   δ= mm （ 37） 排样搭边设计 冲压生产中，节约金属材料和减少废料具有非常重要得意义，特别是在大批量生产中，较好地确定冲件形状尺寸和合理地排样是降低成本地有效措施之一。 冲裁件在条料、带料或板料上布置方式称为排样。 排样方案对材料利用率、冲裁件质量、生产率、生产成本和模具结构形式都有重要影响。 搭边是排样时，在冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间设置的工艺余料。 搭边有两个作用：一是补偿定位误差，是条料在送进过程中产生偏移，保证冲裁件的精度要求；二是在条料送进过程中，搭边可起送进定位作用，同时搭边使冲裁后的工艺 废料有一定的刚度，利于条料的顺利送进。 搭边值过大会降低利用率；搭边过小时，冲件易产生毛刺，甚至缩短刃口寿命。 搭边数值取决于以下因素：冲件的形状和尺寸；材料的硬度和厚度；排样的方式（直排、斜排、对排等）；条料的送料方式（是否有侧压板）；挡料装置的形式（包括挡料销、导料销和定距侧刃等形式）。 冲件的合理布置（即材料的经济利用）与冲件的外形有很大关系。 根据所给板料，从节省材料出发，现确定排样方法，如图 3－ 3所示： 图 3－ 3排样图摇架调压块冲压工艺及模具设计 19 材料利用率是衡量材料经济利用率的一个重要指标，一个进距内的材料利用率为： BhnA/ 100%. （ 3－ 8） 式中： A— 冲裁件的面积； n— 一个进距内的冲件数目； B— 条料宽度； h— 进距。 则该零件的材料利用率为： BhnA/ 100% =％ 冲裁工艺力的计算 1. 冲裁力 P1 冲裁模设计时，为了合理地设计模具及选用设备，必须计算冲裁力。 冲裁力是冲裁过程中，模具工作部分对材料的压力。 冲裁力在冲裁过程中随上模行程变化而变化，故 通常是指冲裁力的最大值。 冲裁力是选用冲压设备和检验冲模强度的重要依据，冲裁力的大小与材料性质、厚度和工件分离的轮廓长度有关。 因采用平刃模具冲裁，其理论冲裁力（ N）按下式计算： P  （ 3－ 9） 式中 Lt—— 冲裁内、外周边的总长（ mm）； t—— 材料的厚度 （ mm）； τ —— 材料的抗切强度（ MPa）； Pk—— 冲孔力，单位为 N； PL—— 落料力，单位为 N； 则： Pk= ( ) 350==(kN) PL= ( 2＋ 2) 350==(kN) 所以冲裁力为： P1=Pk+ PL= (kN) 2．卸料力、推件力、顶件力 影响卸料力、推件力和顶件力的因素很多，如材料的种类和力学性能、板料厚度、模具间隙、工件形状和尺寸、模具结构工作状态、润滑情况、搭边大小等。 板料冲裁后，由于弹性变形的恢复，落下的料径向胀大，有可能梗塞在凹模内；冲出的孔径向收缩，有可能将凸模箍紧，为取下工件或废 料需要施加相应的力。 摇架调压块冲压工艺及模具设计 20 卸料力：从凸模上将零件或废料脱下所需要的力； 推料力：从凹模内顺着冲裁方向把零件或废料推出的力； 顶件力：从凹模内逆着冲裁方向把零件或废料顶出的力。 查文献 15 得： P 卸 =k1P； P 推 =k2 n P； P 顶 =k3P （ 3－ 10） 以上公式中： P— 冲裁力； k1— 卸料力系数， k2— 推料力系数， n— 卡在凹模内的件数； k3— 顶件（出）力系数， 查文献 15 附表 29 得： k1=~，取 k1= 则： P 卸 = =(kN) k2= P 推 = =(kN) k3= P 顶 = =(kN) 总冲裁力为： P=P1+ P 卸 + P 推 + P 顶 =+++=(kN) 冲压设备的选择 冲压设备的选择是冲压工艺及模具设计中的一项重要内容。 它直接关系到冲压设备的 安全使用、冲压工艺能否顺利实现和模具寿命、产品质量、生产效率、成本高低等重要内容。 冲压设备的选择原则如下： 1） 压力机的吨位应当等于或大于冲裁时的总力，即 F总压 F 2） 根据模具结构选择压力机类型和行程（冲程）次数； 3） 根据模具尺寸大小，安装和进出料等情况选择压力机台面尺寸，如果有推件应考虑台面的大小，使冲后有关零件能自由通过； 4） 选择压力机的闭合高度与模具是否匹配； 5） 模具直径、长度尺寸是否与压力机滑块模柄孔直径、深度尺寸相当； 6） 压力机 的行程次数应保证有最高的生产率； 7） 压力机应该使用方便安全。 查文献 17 表 7－ 10 开式双柱可倾压力机技术规格，可选用的压力机技术参数摇架调压块冲压工艺及模具设计 21 如表 3－ 1。 表 3－ 1压力机参数 型号 J2325 公称压力 (KN) 250 滑块行程 (mm) 65 滑块行程次数 (min1) 55 最大闭合高度 (mm) 270 闭合高度调节量 (mm) 55 滑块中心线至床身距离 (mm) 200 立柱距离 (mm) 270 工作台尺寸 (mm) 前后 370 左右 560 工作台孔尺寸 (mm) 前后 200 左右 290 直径 260 垫板尺寸 (mm) 厚度 50 直径 模柄孔尺寸 (mm) 直径 40 深度 60 滑块底面尺寸 (mm) 前后 左右 床身最大可倾角 (186。 ) 30 压力中心的计算及确定： 冲裁力合力的作用点称为冲模压力中心。 对于中小型模具，压力中心应尽可能和模柄轴线重合；对于大型模具，应使模具压力中心在压力机滑块（或横梁）中心线附近的允许范围内，否则会产生偏心载荷影响模具和压力机的精度和寿命。 尤其是精冲，凸凹模之间的间隙很小 ，偏心载荷会使模具导向精度降低，凸、凹模之间的间隙发生变化，影响精冲件断面质量，并加剧模具刃口磨损。 冲裁力的合力中心可视为冲裁力为 沿冲裁刃口均布载荷加以确定。 对于复杂的零件，可将刃口分为若干段，由各线段的重心位置决定合力的重心位置，或将各个简单图形的合力中心合成为整个图形的压力中心。 简单形状工件的压力中心：具有中心对称的工件，其压力中心与重心重合。 凡是质量分布均匀 ,具有中心 对称形状的冲栽件 ,其 压力中心与重心相重合。 此时的压力中心均位于工件轮廓图形的几何中心。 示例见图 3－ 4 摇架调压块冲压工艺及模具设计 22 图 3－ 4压力中心 复 杂形状工件的压力中心： X0=L1X1+L2X2+„„LnXn /L1+L2+„Ln （ 3－ 11） Y0= L1Y1+L2Y2+„„LnYn /L1+L2+„Ln （ 3－ 12） 其中： X0压力中心到 Y 轴的距离。 Y0压力中心到 X轴的距离。 L1Ln各段 轮廓的长度 X1„„Xn 各段 轮 郭压力中心到 Y 轴的距离。 Y1„„Yn 各段 轮郭压力中心到 X 与 轴的距离。 冲裁力合力的作用点称为冲模压力中心。 为了保证冲模和压力机正常和平稳地工作，冲模的压力中心必须通过模柄轴线而与压力机滑块的中心线重合，如果中心不在模柄轴线上，滑块会承受偏心载荷，冲压时会使冲模与压力机滑块产生歪斜，从而导致滑块导轨和模具导向装置的不正常摩损。 同时引起凸凹模间隙不均匀，使刃口迅速变钝，甚至造成刃口损坏，降低模具使用寿命。 （ 1）冲孔的压力中心 落料、拉深的压力中心均在零件的正中心，则不要进行计算 冲孔： niiniiiLxLx110 （ 3－ 13） )20( 摇架调压块冲压工艺及模具设计 23 00y （ 2）压弯的压力中心 niiniiiiLxLx11 （ 3－ 14） 34 145 96 2496 )20(38  00y 对工件进行分析：因为是对称结构，可知其压力中心 为图中的坐 标原点（ 0，0）。 冲模的闭合高度 冲模的闭合高度是指滑块在下死点即模具在最低工作位置时，上模座上平面与下模座下平面之间的距离 H。 冲模的闭合高度必须为压力机的装模高度相适应。 压力机的装模高度是指滑块在下死点位置时，滑块下端面至垫板上平面的距离。 当连杆调至最短时压力机的最大装模 Hmax。 当连杆调至最长时为最小装模高 Hmin。 连杆的调节量 M 为： minmax HHM  冲模的闭合高度 H应介于压力机的最大装模高度 Hmax和最小装模高度 Hmin之间，一般按下列关系选择 105 m i nm a x  HH。