前言冷衝壓是建立在金屬塑性變形的基礎上,在常溫下利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力,使其產生分離或塑性變形,從而獲得一定形狀、尺寸和效能的零件的一種壓力加工方法。
在冷衝壓加工中,將材料(金屬或非金屬)加工成零件(或半成品)的一種特殊工藝裝備稱為冷衝壓模具(俗稱冷沖模)。冷沖模在實現冷衝壓加工中是必不可少的工藝裝備,沒有先進的模具技術,先進的沖壓工藝就無法實現。
冷衝壓的特點有:1,節省材料2,製品有較好的互換性3製品有較好的互換性4生產效率高5操作簡單6由於冷衝壓生產效率高,材料利用律,故生產的製品成本較低。
冷衝壓加工在汽車、拖拉機、電機、電器、儀表和日用品生產中,已佔據十分重要的地位,特別是在電子工業產品生產中,已成為不可缺少的主要加工方法之一。
隨著科學技術的不斷進步和工業生產的迅速發展,沖壓及模具技術也在不斷革新與發展。主要表現在以下幾個方面:
一.工藝分析計算方法現代化現在已開始採用有限變形的彈塑性有限方法,對複雜成形件的成形過程進行應力應變分析的計算機模擬。
二.模具設計製造技術現代化工業發達國家正在大力開展模具計算輔助設計和製造(cad/cam)的研究。採用這一技術,一般可提高模具設計製造效率的2-3倍,應用這一技術,不僅可以縮短模具設計製造週期,還可提高模具質量,減少設計和政治早人員的重複勞動,使設計者有可能把精力用在創新開發上。
三.沖壓生產機械化與自動化與柔性化為了適應大批量,高效率生產的需要,在沖壓模具和裝置上廣泛應用了各種自動化的進出料機構。對於大型沖壓件,專門配置了機械手和機械人,這不僅大大的提高了沖壓件的生產品質和生產率,而且也增加了沖壓工作和沖壓工人的安全性。
在中小件的大批量生產方面,現已廣泛應用於多工位壓力機活、或高速壓力機。在小批量生產方面,正在發展柔性製造系統(fms)。
四.為了滿足產品更新換代快和小批量生產的需要,發展了一些新的成形工藝,簡易模具,數控沖壓裝置和沖壓柔性製造技術等。
五.不斷改進板料的沖壓效能
最後,關於衝模的破損機理與手,壽命分析,以及新型模具材料方面,進年來也有不少新的進展。
一零件的工藝性分析
(一) 衝裁的工藝性要求
1. 材料效能
由表8-49
τ=260~340mp (取τ=300 mp) σ=300~440 mp (取σ=400 mp)
σ=210 mp δ=29% е=19800 mp
由表2-10 知:08鋼板有較好的塑性,有較低度的硬度,適用於各種壓力加工。
2. 衝裁件的尺寸精度與端麵粗糙度
衝裁件各尺寸精度均應為it11級,沒有it12級,適宜衝裁。
3. 衝裁件的結構工藝性
1)的形狀應力求簡單,規則,使排樣時廢料最少。
該零件為軸對稱圖形,衝裁形狀均為圓形,符合.
2 )零件內外形轉角處應避免清角,如無特殊要求,應允許用r>0.25t的圓角過度。
該零件圓角度數為3mm,,符合.
3) 件外形需避免有過長的懸臂或過窄的凹槽。
零件不存在上述情況.
4)衝裁件上比孔與孔之間,孔與零件邊緣之間的壁厚不能過小,以免影響凹模強度和衝裁質量,壁厚主要與孔的形狀和料厚有關。通常取c≥1.5t c ≥t彎曲件或拉深件上沖孔的位置,應設定在使孔壁位於兩交接面圓角區之外的部位,以防止沖孔時凹模因受不對稱的側壓力作用而啃傷刃口或使小凹模折斷。
通常取孔壁至零件直壁間的距離l≥r+0.5t
(130-115)/2=4.5 > 3+0.5*1.5=3.75
(115-100/2=4.5 > 3+0.5*1.5=3.75符合
5)零件上的沖孔的尺寸不宜過小,否則極易損壞沖孔凸模。沖孔的最小尺寸與孔的形狀,材料,種類和厚度有關。沖孔凸模工作時是否有導向裝置有關。
查表1-1
知: 無導向 d≥ t 6>1.5
(二) 拉深件的工藝性要求
1. 材料效能
由表8-49
知:τ=260~340mp (取τ=300 mp) σ=300~440 mp (取σ=400 mp)
σ=210 mp δ=29% е=19800 mp
由表2-10
知:08鋼板有較好的塑性,有較低度的硬度,適用於各種壓力加工
2. 拉深件的尺寸精度
拉深件的結構尺寸精度一般不高於it11級。如果要求尺寸精度高於it13級,則需增加校形工序。
3. 深件的結構工藝性
1)深件的結構形狀應簡單,對稱,盡量避免急劇的外形變化。標註尺寸時,根據使用要求只能標註內形或外形尺寸。設計拉深件時應考慮到筒壁及凸緣厚度的非均勻性及其變化規律。
該零件為凸緣圓筒形體,要求外形尺寸,沒有厚度不變的要求
2)拉深件的高度
拉深件的高度h對拉深成形的次數和成形質量均有重要影響。一次拉深成形的帶凸緣筒形體:
當d/d≤1.5時, h≤(0.4-0.6)d
d/d=143/98.5=1.45177665 < 1.5
40-1.5=38.5 0.4*98.5 ~0.6*98.5 =39.4~59.1
3)拉深件的圓角半徑
(1) 拉深件凸緣與筒壁間的圓角半徑應取r ≥2t ,當 r< 2t時,需要整形工序。
(r=3)=(t=1.5)*2
(2)拉深件底與筒壁間的圓角半徑應取r≥t。當零件r(r=3)>(t=1.5)
(3)帶凸緣拉深件的直徑應取d≥d+10t,以便拉深時用壓料擠壓緊不起皺。
.d=143>d+10t=98.5+10*11.5=113.5
二. 分析比較和確定工藝方案
由表1-127
知:帶凸緣圓筒形體的毛坯形狀為圓形。按等面積法確定毛坯的尺寸。
(一) 計算毛坯尺寸
1. 修邊餘量的確定
凸緣的相對直徑d=143/(100-1.5)=1.45177665≈1.4
查表4-4
知: 修邊餘量h=4.3mm
2. 計算毛坯尺寸d
查表4-7
知: 得有凸緣圓筒件的毛坯直徑為
d=d=143+2h =143+2*4.3=151.6mm
r=r=10+t/2=10+1.5/2=10.75mm
d=98.5mm h=40-1.5=38.5mm
代入上式,得毛坯的直徑為:
d= =185.7660626
=185.5
(二) 計算拉深次數
查表1-3
知:冷軋鋼板厚度的允許偏差為0.12
即d=98.50.12
工件總的拉深係數: m=d/d=98.5/186=0.529569892≈0.53
工件總的拉深相對高度:h/d=38.5/98.5=0.39
凸緣相對直徑:d/d=151.6/98.5=1.5339086294
毛坯相對厚度:t/d*100=1.5/186=0.8064516≈0.81
查表4-9
知:有凸緣圓筒形件第一次拉深的最小拉深因數 m=0.47
查表4-9
得有凸緣圓筒形件第一次拉深的最大相對高度 h/d=0.44~0.3
由於m>m h/d所以依次拉深就可以成形。
(三) 確定工藝方案及模具形式
根據以上分析計算,可以進一步明確該零件的沖壓加工需包括以下基本工序:落料,拉深,沖孔,切邊。根據這些基本工序,可以擬出如下三種方案:
方案一:落料與拉深復合,沖孔與切邊復合
方案二:落料,拉深、沖孔和切邊復合。
方案三:落料,拉深,沖孔切邊
分析比較上述三種加工工藝,可以看到:方案二,可以直接拿落好的料進行加工,這樣一來只需要一副模具,大大減少模具設計任務,但是,由於拉深後材料會有所收縮,在凸緣上不但需要鑽孔,還需要切邊,根據上述計算,這樣復合模的壁太薄,強度不夠。所以方案二不可行。
在看方案三,均為單工序,雖然各個模的設計會簡單些,強度,精度也能很好的達到要求,但四副模具的設計量太大,而且加工過程需要多次定位,很是麻煩。再看看方案一,既能達到模具的設計要求,有能盡可能減少工作量,而且兩個工序放在一起,也能充分發揮一副模的作用,提高生產效率。
綜合,上述分析,我選擇了方案一,作為本次設計的方案。
三. 工序設計與工藝計算
(一) 排樣,裁板方案
毛坯的直徑為 186,考慮到操作方便,排樣採用單排。
由表2-16
得搭邊值: 條料兩邊進距方向:a=1.5 條料兩邊:a=1.3
無側壓裝置時條料的寬度 b=
式中:b--條料寬度的基本尺
d--垂直送料方向的零件尺寸
a--側搭邊值
條料寬度的單
z--條料與側面導料板間的間隙
由表2-3
知:剪料公差=0.8 導料板間的間隙z=0.3
代入上式b=[ ]
190.5
導料板間距為 b=b+z
190.5+0.3
模具設計說明書
帶凸緣拉深模 院系機電工程學院 班級模具0901班 專業模具設計與製造 姓名李曉鵬 學號 200914200131 指導教師鄭英 評分日期 2011年1月 湖南交通職業技術學院 目錄設計任務書 4 第一章前言 6 1 1 課程設計目的 6 1 2課程設計內容 6 第二章沖壓工藝規程的制定 7 2 1...
模具設計 說明書
一 題目 焊片沖壓模具設計 工件圖 二 設計內容和要求 1.對教師指定的沖壓件進行工藝設計,包括工藝分析及方案選擇 工藝計算 模具結構形式的確定 壓力機的選定 2.完成一套衝模的設計,包括確定模具結構尺寸 繪製該衝模的 配圖和主要零件圖 3.編寫設計計算說明書。衝裁模設計 如圖1所示零件 焊片 生產...
注射模具設計說明書
目錄一 塑件工藝分析 1 1 原材料分析 1 2 塑件的結構 精度 質量分析 1 二 成型裝置的選擇與模塑工藝引數的確定 2 1 確定製品的成型方法 型腔數 2 2 計算製品的體積 質量及製品的正面投影面積 2 3 預選注射機的型號 2 4 擬定製品成型工藝引數 3 三 模具結構方案及尺寸的確定 3...