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支架冲压工艺分析及模具设计.pdf

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支架冲压工艺分析及模具设计.pdf

模具制造2008年第5期耐斯合模机飞模好帮手电话076922707029/7传真076922708240Http//www.nicemachine.netEmailnicenicemachine.net地址广东省东莞市大朗镇高英村高英路118号电话076983316878传真076983317023东莞明利钢材模具制品有限公司代理各国优质合金工具钢、红铜及铍铜生产标准及订造模胚、模胚零配件15224SR2R30.5R1627R100R73189AA3084192122.7823R14R43R225.425.4376.276.276.2240.12.78R3209.616311.58.42.7825.16R27R410R65KK向R7R7S向AA25.4R3R3R3R39.1272724494.2422.562±0.15139.7±0.1511.2±0.1546.4193.6±0.15R779.18±0.1525.4R7支架冲压工艺分析及模具设计山东红旗机电有限公司(山东潍坊261031)聂兰启济南大学材料学院神祥博包头职业技术学院聂伯扬【摘要】通过对支架冲压成形工艺进行分析,该零件巧妙采用成形后冲切端部工序,保证了产品设计要求,并对成形模及冲切端部模具结构、设计要点作了介绍。关键词支架冲切端部成形工艺分析模具设计PressingTechnologyAnalysisandDieDesignoftheSupport【Abstract】Throughanalyzedproessingtechnologyofthesupport,theprocessofcuttingsidewasfinishedafterforming,ensuredtheproductqualityrequest,diestructureanddesignpointswereintroducted.Keywordssupportcuttingsideformingprocessanalysisdiedesign1引言支架是我厂出口国外零件之一,如图1所示。零件材料为ST12或08F,厚度为2.0mm。由于零件装配后外露表面,要求零件表面不允许有划伤、划痕、裂纹、凹坑等缺陷,同时要求未注圆角半径为R0.8mm。生产批量较大,年产量5万件。2工艺分析及工艺方案确定从产品图看,该零件形状比较复杂,端部显锯齿状,其余两边为弯曲或翻边。2.1孔边距零件弯曲直边46.4mm孔,孔边到弯曲半径r中心的距离s为6mm,查资料[1],当t≥2mm时,孔边图1支架零件图R4冲模技术40模具制造2008年第5期耐斯合模机飞模好帮手电话076922707029/7传真076922708240Http//www.nicemachine.netEmailnicenicemachine.net地址广东省东莞市大朗镇高英村高英路128号电话076983118946传真076983119736环球工业机械︵东莞︶有限公司专利设计多功能深孔钻床、合模机、数控铣床为模具及机械行业带来更高效率地址广东省东莞市大朗镇高英村高英路128号电话076983118946传真076983119736环球工业机械︵东莞︶有限公司专利设计多功能深孔钻床、合模机、数控铣床为模具及机械行业带来更高效率到弯曲半径r中心的距离s≥2t224mm。满足s≥2t,所以,为便于零件的冲压加工,46.4mm孔在弯曲前冲出。同时,为保证孔距139.7±0.15mm、62±0.15mm、193.6±0.15mm,46.4mm孔必须一次冲出。2.2相对弯曲半径该零件相对弯曲半径r/t3/21.5,查资料[1],对于08F,最小相对弯曲半径(rt)min0.8t0.420.8mm,满足要求,可一次弯曲成形。2.3外翻边高度该外翻边高度H9.1mm,参考资料[2],外翻边零件最小翻边高度HminHmin≥0.43r1.6t1式中r零件的内圆角半径t材料厚度Hmin≥0.43r1.6t10.4321.6215.06mmHHmin,满足翻边工艺要求,可以一次翻边成形。2.4零件窄槽的最大深度与最小宽度根据资料1,零件窄槽的最小宽度bmin1.5t1.523mm,窄槽的最大深度lmax5b5315mm。该零件有6处窄槽,窄槽的宽度b2.78mm,窄槽的深度l5.16mm。窄槽的深度llmax窄槽的宽度b接近最小宽度bmin,同时由于采用冷轧钢板,材料表面质量较好,材料的抗剪强度较低,为提高生产效率,决定6处窄槽一次冲出。2.5端部尖角根据资料1,对于落料件,该种材料的最小圆角半径r0.25t0.2520.5mm。而该零件有一处尖角,不允许存在圆角。该零件毛坯采用一次落料,显然不能满足冲压工艺要求。如何保证零件此处尖角,已成为该零件能否冲压成形成功的关键。经反复研究该零件产品图,分析认为要保证零件此处尖角,不能采用一次冲裁加工,而应采用两次冲裁加工。即第一次先将冲出槽,保证R3mm、2mm等尺寸,第二次冲裁时,冲出圆弧,保证R14mm、3mm等尺寸。这样采用两次冲裁加工,不仅保证了尖角成形,而且还简化了模具结构,提高模具的使用寿命,降低了零件的生产成本。2.6中部凸起的成形该零件中部的近似三角凸起,除离端部距离较小外,离另外两边距离相对较大,由于该零件所用材料塑性较好,零件中部的凸起高度较低,仅为4mm。除端部材料有向中间流动的趋势外,另外两边由于摩擦阻力大,金属材料流动困难,只能靠材料变薄来成形凸台。2.7冲切端部工序的安排根据以上分析,如果先进行冲切端部,由于端部距离三角凸起较小,端部材料有向中间流动的趋势,致使端部的形状和尺寸发生变化,满足不了支架产品设计要求。为此,必须先进行成形,而后再冲切端部。冲切端部工序与第二次冲裁端部尖角合在一起,这样,有利于保证零件的尺寸精度。经过以上工艺分析,最后确定该零件的冲压工艺为落料→冲46.2mm孔→成形→冲切端部。3工艺计算3.1毛坯展开尺寸计算对毛坯展开尺寸的计算,可采用弯曲线法进行。该方法计算不规则形状零件展开尺寸相对其它方法准确率高,计算比较简便。本例采用该方法进行毛坯展开尺寸的计算。根据资料3,弯曲线法原理图见图2所示。图2弯曲线法原理图(1)弯曲线弧长l24(r0.5tk)2。式中k系数,根据r/t,查资料[1]表41t材料厚度r零件底部圆角半径(2)弯曲线长度。P1P2H(rt)2(r0.5tk)式中P1P2弯曲线长度H零件高度(3)展开长度计算(见图3)。r/t3/21.5,查查资料[1]表41,k0.44。tItInnP1P2n冲模技术41模具制造2008年第5期耐斯合模机飞模好帮手电话076922707029/7传真076922708240Http//www.nicemachine.netEmailnicenicemachine.net地址广东省东莞市大朗镇高英村高英路118号电话076983316878传真076983317023东莞明利钢材模具制品有限公司代理各国优质合金工具钢、红铜及铍铜生产标准及订造模胚、模胚零配件P1P2H(rt)2(r0.5tk)25.4(32)2(30.520.44)25.8mmAP2P1P2r25.8322.8mmP3P4H(rt)2(r0.5tk)9.1(32)2(30.520.44)9.4mmBP4P3P4r9.436.4mm并经过多次试验修正,最后展开毛坯图如图4所示。图3展开计算图图4毛坯展开图3.2冲裁力计算P冲1.3Ltτ式中P冲冲裁力L展开毛坯周长,经计算L1403.8mmt材料厚度τ材料抗剪强度,查资料2τ216~304MPaP冲1.3Ltτ1.31403.823041109571N111t故选用J31250闭式单点压力机。3.3成形力的计算3.3.1成形力的计算根据资料[1],成形力按校正性弯曲力计算PF式中P成形力单位面积上的校正力,查资料1,8~10kg/mm2F校正面垂直投影面积,经计算F60492mm2PF860496483936kg484t3.3.2设备选择按校正性弯曲力计算的成形力数值偏大,故选用J31250闭式单点压力机。经实际生产证明,选用该设备是合适的。4模具设计落料模、冲46.2mm孔模按常规结构设计,现着重介绍成形模和冲切端部的模具设计。4.1成形模的设计成形模结构图如图5所示。图5成形模结构图1.上模座2.成形凸模3.凹模镶块4.压凸凸模5.凹模板6.顶件器7.顶杆8.下模座9.导套10.导柱4.1.1模具设计中注意的问题(1)由于凹模尺寸较大,为便于加工制作,凹模采用镶块结构。分割镶块时,一定要按照镶块分割原则。(2)为保证模具具有较高使用寿命,镶块材料Cr12MoV材料,热处理硬度58~62HRC,工作表面氮化处理,氮化深度0.35~0.40mm。4.1.2模具工作原理将落料冲孔后的毛坯放入组合凹模上,按下行程开关,上模部分下行,成形凸模接触坯后,推动毛坯向下运动,并不断成形。当滑块到达下死点时,成形凸模、压凸凸模和顶件器三者共同作用,完成对工件的成形。当上模部分回程,工件留在组合凹模内,由顶件器顶出。若工件留在成形凸模上,操作者用手将工件取下。4.2冲切端部模的设计冲切端部模结构图如图6所示。3436.9189240.1209.657.2R722.4310R766.7422.510.215.82R2R67.5R3672R70.529101234567825.49.1R3R3P1AP2P3BP4冲模技术42模具制造2008年第5期耐斯合模机飞模好帮手电话076922707029/7传真076922708240Http//www.nicemachine.netEmailnicenicemachine.net地址广东省东莞市大朗镇高英村高英路128号电话076983118946传真076983119736环球工业机械︵东莞︶有限公司专利设计多功能深孔钻床、合模机、数控铣床为模具及机械行业带来更高效率地址广东省东莞市大朗镇高英村高英路128号电话076983118946传真076983119736环球工业机械︵东莞︶有限公司专利设计多功能深孔钻床、合模机、数控铣床为模具及机械行业带来更高效率为保证模具具有较高使用寿命,上、下模材料Cr12MoV材料,热处理硬度58~62HRC。图6冲切端部模结构图1.下模2.压板3.压料橡胶4.压料螺钉5.下模座6.卸料板7.卸料螺钉8.橡胶9.上模10.导柱11.导套12.上模座5结束语该零件采用上述工艺及模具,加工出的工件完全满足产品设计要求。零件良品率达到98以上,取得了较好的经济效益和社会效益。6参考文献1湖南省机械工程学会锻压分会编.冲压工艺[M].湖南科学技术出版社,1984.2任建平.关于翻边的最小允许高度[J].模具工业,1986,(6)3施于庆.非规则盒形件毛坯形状和尺寸的确定[J].模具工业,1999,(12)4郭成,赵新怀,周漱六,王新华.冲压件废次品的产生与防止200例[M].机械工业出版社,1994.5王孝培.冲压手册[M].机械工业出版社,1990.121110987654321光驱簧片级进模设计中国华录松下电子信息有限公司(辽宁大连116023)刘钧良大连理工大学机械工程学院刘兵【摘要】介绍了不锈钢材质光驱簧片的模具设计结构,提出了防止回弹措施。关键词光驱簧片级进模结构不锈钢回弹变形DesignofProgressiveDiefortheCDRoomSpring【Abstract】IntroduceddiestructuredesignforthestainlesssteelCDRoomspring,presentedmeasurepreventspringback.KeywordsCDRoomspringprogressivediestructurestainlesssteelspringback1零件分析光驱簧片材质为不锈钢,壁厚0.3mm。从形状看,折弯比较多,较难折的弯是右侧的光滑折弯和左右两侧的锐角折弯。2排样分析图2为排样图,第1、2步冲导正钉孔,异形冲裁,后步的折弯线打0.05mm深印痕第3、4步异形冲裁打印痕第5步2处倒毛刺,在倒毛刺处外侧加线表示,向下折弯,在折弯线处加延长线引出折弯侧视图,d表示向下折弯,u表示向上折弯第6步向上折90°弯2处,向上折弯钩第7步向下压锐角弯,向下折90°弯第8步向上折弯2处第9步向上折弯2处第10步弯钩矫正第11步切断出件。成形难点(1)如图3所示光滑弯钩分3步弯出,这样有利于对尺寸稳定,利于尺寸调整。(2)如图4所示锐角钩分两步折出,先折直角,再向下推锐角钩。3模具结构模具结构如图5所示。下面主要介绍光滑圆弧和锐角钩成形工艺结构。3.1光滑圆弧成形结构光滑圆弧分3步成形,分为工步1(见图6)和工步2和3(见图7)。冲模技术43

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