后懸置左支架的沖壓工藝及模具設計有圖紙(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 加工的方式多種多樣，一個沖壓件往往需要經(jīng)過多道工序才能完成，因此，編制工藝方案時，必須考慮是采用單工序模分散沖壓呢？還是將工序組合起來，選用復合模或連續(xù)模生產(chǎn)。一般來說，這主要取決與沖壓件的生產(chǎn)批量、尺寸大小和精度等因素。生產(chǎn)批量大，沖壓工序應盡可能地組合在一起，進行復合模或連續(xù)模沖壓；小批量生產(chǎn)，常選用單工序簡單 模。但對于尺寸過小的沖壓件，考慮到單工序模上料不方便和生產(chǎn)率低，也常選用復合模或連續(xù)模生產(chǎn)。對與有精度要求的零件，為了避免多次沖壓的定位誤差，也應選用復合模沖壓。所以為其選擇正確的模具加工形式，在滿足沖 壓件質量要求的前提下，最大限度的降低沖壓件的生產(chǎn)成本。確定模具的結構形式，必須解決好以下的問題。 1. 模具類型的確定 是簡單模、復合模、還是級進模。 2. 進出料方式的確定 根據(jù)原材料的形式，確定進料方法、取出和整理零件的方法、原材料的定位方法。 3．壓料和卸料方式的確定 壓料 或不壓料 彈性或剛性卸料等。 4. 模具精度的確定 根據(jù)沖壓件的精度確定合理的模具加工精度，選擇合理的導向方式和固定方式。 在滿足上述要求，既制定生產(chǎn)方案 1. 設計多套模具，使用簡單模一套加工一個步驟的工序，第一模具進行落料加工，裁出工件的最基本外形。第二套模具進行沖孔加工，在第一套模具加工完的材料上進行沖幾個圓孔的工藝。再用八套模具進行彎曲變形加工，分別壓制八個彎曲邊。 2. 設計三套模具，使用倒裝結構的復合模進行加工，第一套模具進行落料沖孔同時加工一道工序完成。由于最小孔徑ｄ≥１ .３ｔ ，而且孔壁到彎曲邊的距離較大 L≥ 2t，不會產(chǎn)生變形，可以一次沖出三個圓孔。第二套模具進行彎曲變形的加工，第三套模具再次進行彎曲成型加工，達到零件要求。 對兩個方案進行比較，首先兩套模具都能加工出合格的制件，雖然使用簡單模加工會產(chǎn)生一些誤差，但此制件要求的精度并不高，所以不太影響制件的加工，不過增加一套模具生產(chǎn)成本就會大大提高，此類一套模具的成本也在千元左右，而且隨著模具的增加，也增加裝卸的次數(shù)，降低了生產(chǎn)的安全性。因此我選擇了第二套有圖紙，需要的請聯(lián)系 315437529 7 方案。對于沖裁復合模是采用典型的倒裝結構，加工廢料可以從下模座孔落下，制件 采用彈性推件裝置推出，卸料板采用彈性卸料板，由于制件較大，采用三導柱模架。對于彎曲模，采用通過兩套模具，分別以一步彎曲成型的方法實現(xiàn)兩道彎曲工序，使其滿足彎曲要求。 有圖紙，需要的請聯(lián)系 315437529 8 3 毛坯尺寸的計算 排樣設計 沖裁件在板、條等材料的布置方法稱為排樣。排樣的合理與否，影響到材料的經(jīng)濟利用率，而且能提高模具質量和降低模具制造成本。在企業(yè)中能節(jié)省企業(yè)生產(chǎn)過程中的成本。因此，排樣是沖裁工藝與模具設計中一項很重要的工作。 毛坯排樣，以確定毛坯在條料上的截取方式，設計搭邊， 載體等．并定出步距。沖裁件大批量生產(chǎn)成本中，毛坯材料費用占 60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟性、合理性的指標材料的利用率。其計算公式如下： 一個單位進距內(nèi)的材料的利用率為： %100?? BSA? 式中 A —— 沖裁件面積； N —— 一個進距內(nèi)沖件實際面積； B —— 條料寬度； S—— 進距。 一張板料上總的材料的利用率為： %100??? BLNA? 式中 B板料寬度 N—— 一張板料沖件總數(shù)目； L —— 板材長度。 條料、帶料和板料的利用率 ?? 比一個進距內(nèi)的利用率 ? 低。其原因是條料和帶料有料頭和料尾的影響，另外用板材剪成條料還有料邊的影響。 要提高材料的利用率就必須減少廢料面積。沖裁過程中分為兩種廢料即結構廢料和工藝廢料。結構廢料一般不能改變，而工藝廢料卻可改變，它主要取決于沖壓方式和排樣方式。 排樣的方法 1． 有廢料排樣 沿沖件全部外形沖裁，沖件與沖件之間、沖件與條料之間都存在有搭邊廢料。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此精度高，模具壽命也高，但材料利用率低。 2．少廢料排樣 沿沖件部分外形切斷或沖裁，只在沖件與沖件之間或沖件與條料側邊之間留有搭邊。受剪裁條料質量和定位誤差的影響，其沖件質量稍差，同時邊有圖紙，需要的請聯(lián)系 315437529 9 緣毛刺被凸模帶入間隙也影響模具壽命，但材料利用率稍高，沖模結構簡單。 3. 無廢料排樣 沖件與沖件之間或沖件與條料側邊之間均無搭邊，沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件。沖件的質量和模具壽命更差，但 材料利用率最高。當送進步距為兩倍零件寬度時，一次切斷便能獲得兩個沖件，有利于提高勞動生產(chǎn)率。 采用少、無廢料的排樣可以簡化沖裁模結構，減小沖裁力，提高材料利用率。但是，因條料本身的公差以及條料導向與定位所產(chǎn)生的誤差影響，沖裁件公差等級低。同時，由于模具單邊受力（單邊切斷時），不但會加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質量。為此，排樣時必須統(tǒng)籌兼顧、全面考慮。 在此設計中，采用有廢料直排排樣方式。 板料排樣設計 搭邊 搭邊 —— 分段搭接點應盡量少，搭接點位置要避開產(chǎn)品零件的 薄弱部位和外形的重要位，放在不注目的位置。排樣中相鄰兩工件之間的余料或工件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。有公差要求的邊和使用過程中有滑動配合要求的邊應一次沖切，不宜分段，以免誤差積累。外輪廓各段毛刺方向有不同要求時應分解。刃口分解應考慮加工設備條件和加工方法，便于加工。 條料排樣的搭邊值一般與工件形狀、工件厚度 t等有關，多工位連續(xù)模的搭邊比單工序模的搭邊稍微大一些。列出最小的搭邊值的經(jīng)驗數(shù)表，可查表確定最小撘邊值。 搭邊的作用是補償定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料步距誤差、送料歪斜誤差等原因而沖裁出殘缺 的廢品。此外，還應保持條料與一定的強度和剛度，保證送料的順利進行，從而提高制件質量，使凸、凹模刃口沿整個封閉輪廓線進行，使受力平衡，提高模具壽命和工件斷面質量。 搭邊值要合理選擇，如果過大，材料利用率低；過小，利用率雖高，卻很難起到搭邊的作用，在沖裁中會被拉斷，造成送料困難，使工件產(chǎn)生毛刺，有時還會被拉入模具間隙中，損毀模具刃口，降低模具壽命。 影響搭邊值大小的因素主要有：材料的力學性能，材料的厚度，工件形狀和尺寸，排樣的方式以及送料和擋料方式。 條料寬度 料寬 —— 排樣方式和搭邊 值確定后，即確定條料或寬料的寬度及進距。 條料寬度的確定原則是：最小條料寬度要保證沖裁時工件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時順利地在導料板間送進，并于導板間有一定的間隙。因此 有圖紙，需要的請聯(lián)系 315437529 10 在確定料寬時，要考慮到模具的結構中，是否采用側壓裝置和側刃，根據(jù)不同結構確定不同的料寬。 為此，確定裁體形式與毛坯定位方式，并設計定位銷直徑，數(shù)量及布置。根據(jù)經(jīng)驗以及《沖壓成型工藝與模具設計》 P58 312 可確定搭邊值和料寬具體尺寸。 本設計中排樣相關設計 : 根據(jù)零件形狀，采取直排樣，并確定搭邊值。 兩工 件間搭邊： a ＝ ； 工件側邊搭邊： a1 ＝ ； 進 距： h ＝ ； 條料寬度： b ＝ ； 沖裁件的面積：Ａ≈ 一個進距內(nèi)的材料的利用率： % 通過對制件的分析，最終的排樣設計如圖 所示： 圖 排樣圖 有圖紙，需要的請聯(lián)系 315437529 11 4 沖裁模工藝計算 該模具采用彈性卸料和下出料的方式 沖裁力的計算 計算沖裁力的目的是為了合理的選用沖床和設計模具 ,沖床的噸位必須大 于所計算的沖裁力 ,以適應沖裁的要求 .沖裁力的大小主要與材料力學性能、厚度和沖裁件的輪廓長度有關。 用普通平刃口模具沖裁時，其沖裁力 F0一般按下式計算： F=K L t τ 式中： F———— 沖裁力， N L———— 沖裁周邊長度， mm t———— 材料厚度， mm τ ———— 材料抗剪強度， MPa K———— 系數(shù)。考慮沖裁模刃口的磨損、凸模與凹模間隙之波動（數(shù)值的變化或分布不均）、潤滑情況、材料力學性能與厚度公差的變化等因素而設置的安全系數(shù)，一般取 。 一般情況下，沖裁件從板料切下后，徑向因彈性變形而擴張，板料上的孔則沿徑向發(fā)生彈性收縮。同時，沖下的零件與余料還要試圖恢復彈性彎曲。這兩種彈性恢復的結果，會使落料梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁后剩下的板料則箍緊在凸模上。因此，須要計算卸料力和推件力。 卸料力： FKF 卸卸 ＝ 頂件力： F K F?頂 頂 其中： F —— 沖裁力； K卸 、 K頂 —— 卸料力、頂件力系數(shù)。 由表 2查得： K 卸 = 頂K = 表 1 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 料厚（ mm） K 卸 K 推 K 頂 鋼 ≤ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 鋁、鋁合金 ～ ～ 紫銅、黃銅 ～ ～ 有圖紙，需要的請聯(lián)系 315437529 12 計算： ： 11 .3 3 4 0 3 .4F L t???落 料 KN 其中 L1＝ mm ? 取 304MPa ： 82F L t???孔 1 KN 其中 L2= mm 31 .3 1 2 6 .6F L t???孔 KN 其中 L3= mm 1 2 . 3 3 7 3 8 . 6F F F F? ? ? ?孔 孔落 料 KN ： 14 9. 5F K F??卸 卸 KN : 18 6. 9F K F??頂 頂 KN ： 3 7 3 8 .6 1 4 9 .5 1 8 6 .9 4 0 7 5F F F F KN? ? ? ? ? ? ?總 頂卸 壓力中心的計算 根據(jù)力學原理，諸分力對某力矩之和等于其合力對同軸之矩，沖裁時的合力作用點或多工序模各工序沖壓力的合力作用點，稱為模具的壓力中心。設計時模具壓力中心應與壓力機滑塊中心一致，如果不一 致，沖壓時會產(chǎn)生偏載，導致模具以及滑塊與導軌的急劇磨損，減低模具與壓力機的使用壽命。所以在落料模、多凸模沖孔模和多工位連續(xù)模等模具設計時，必須確定模具壓力中心。通常利用求平行力系合力作用點的方法來確定模具的壓力中心。則有 ????????????????????????niiniiinnnniiniiinnnFyFFFFxFxFxFyFxFFFFxFxFxFx112122110112122110.. .. .......... .. ....... 由于沖裁力與周邊尺寸成正比關系，即 ??? tlFtlFtlF nn ??? , . . . . . . ., 2211 ，（ t 為板料厚度， ? 為板料抗剪強度），所以上式也可用周邊尺寸表示如下形式： ???????????niiniiinnnlxllllxlxlxlx112122110 ............ 有圖紙，需要的請聯(lián)系 315437529 13 ????????????niiniiinnnlyllllxlxlxly112122110 .... ...... .. 確定模具的壓力中心，按比例畫出零件的形狀，選定坐標系 XOY，因為零件左右對稱，既 0x ＝ 0，故只需要計算 0y 。將工件沖裁周邊分成 N個基本線段。求出各段長度及各段的重心位置 ,則壓力中心位置為（ 0， 237） 沖壓設備的選用 沖壓設備的選用原則 ，應該能保證成行零件的取出與毛坯 的放進，例如拉深所用壓力機的行程，至少應大于成品零件高度的兩倍以上。 ，且還須留有安裝固定的余地，但是過大的工作平面上安裝小尺寸的沖模對工作臺的受力是不利的。壓力機工作臺面的尺寸大于壓力機滑塊底面積 , 壓力機滑塊底面積必須大于模具的尺寸 ,所以只須考慮壓力機滑塊底面積的大小。 。模具的閉合高度 H0 是指上模在最低的工作位置時，下模板的底面到上模板的頂面的距離。壓力機的閉合高度 H 是指滑塊在下死點時，工作臺面到滑塊下端面的距離。大多數(shù)壓力機，其連桿長短能調(diào)節(jié)，也即壓力機的閉合高度可以調(diào)整，故壓力機有最大閉合高度 Hmax 和最小閉合高度 Hm