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文档简介
1、摘要对一个支架零件进行多工位级进模的设计。该支架的材料为10#钢,厚度t=0.5mm,具有良好的塑性。该支架的成形工序有冲孔,弯曲,分离等。若采用单工序模和复合模加工,不仅需要多副的模具,劳动量大、而且生产效率低,生产成本太高。为了保证质量的稳定、提高生产效率,降低生产成本,可以采用多工位级进模来生产加工。首先对该冲压件进行冲压的工艺性分析;然后进行排样的设计及相关冲压工艺的计算。最后根据冲压成形模具设计的理论和方法进行多工位级进模的设计。关键词:支架;冲压;多工位级进模The design of the multi-position progressive die for the trest
2、leAbstractThe design of the multi-position progressive die for the trestle of monitor. The material of the trestle is 08F, the thickness is 2mm, and it has very good plastic. The trestles forming procedures including punching, turning hole, bulging, bending and separation. If uses the single working
3、 procedure mold or the compound mold to form, which not only need many punching molds and labor, but also the production efficiency is low and the production cost is too high. In order to commit qualitys stability and improve production efficiency and reduce the production cost. So it may use the mu
4、lti-position progressive die to produce. First, need to carry out the technological analysis for this punching part. Then, need to design the layout and calculate the stamping process. Last, according to the theory and method of the design of the stamping die to design the multi-position progressive
5、 die.Keyword:trestle; punching; multi-position progressive die 1 第一章 概述1.1 课题来源随着科技的不断发展进步,支架是各种器件中支撑架的一个重要零件。该支架和一个活动板结合成一个机构,可以器件在一定的范围内旋转,从而获得符合人体工程学的最佳舒适度。还可以在同一底座上安装多个器件,并且能够实现角度的旋转调节。为了保证器件旋转的精度和稳定性,本课题将根据制件拟进行排样的设计,工艺设计和计算,然后设计出合理的多工位级进模,使得冲压成形的制件能够满足要求。1.2 选题目的(1)培养学生综合运用所学知识,结合实际独立完成课题的工作能力
6、。 (2)级进模是由多个工位组成,各工位按顺序关联完成不同的加工,在冲床的一次行程中完成一系列的不同的冲压加工。一次行程完成以后,由冲床送料机按照一个固定的步距将材料向前移动,这样在一副模具上就可以完成多个工序,一般有冲孔,落料,折弯,切边,等等。(3)熟练掌握查阅手册图表资料文献。充分利用与本冲压设计有关的各种资料,做到科学合理的熟练运用,以确保所做设计各环节科学合理。1.3 研究现状和发展趋势级进模是指模具上沿被冲原材料的直线送料方向,至少有两个或是两个以上的工位,并在压力机的一次行程中,在不同工位上完成两个或是两个以上的冲压工序的冲模。级进模在过去,因技术水平的限制,工位相对较少。近年来
7、由于对冲压自动化、高精度、长寿命提出了更高要求,模具设计与制造高新技术的应用与进步,工位数已不再是限制模具设计与制造的关键。目前,在国内工位间步距精度可控制在3um之内,工位已达几十个,多的已有70多个。例如,空调器翅片级进模级进模制造精度达2um,具有18个工位;集成电路引线框架级进模的制造精度达2微米,引线框架已经有4排24列,管脚64只,最小间隙尺寸为0.13mm。其冲压次数也大大提高,由原来的每分钟冲几十次,提高到每分钟几百次,对于纯冲裁高达1500次/min。当然这速度和冲床及周边设备的性能有关。冲压方式由早期的手动送料,手工低速操作,发展到如今的自动、高速、安全生产。模具的总寿命由
8、于新材料的应用,加工精度的提高和一些容易磨损的零件具有互换性,也不是早先几十万次,而是几千万次,上亿次。如汽车零件级进模的寿命至少达100万冲次;电机铁芯自动片级进模的寿命可达1亿冲次;空调器翅片级进模的寿命可达3亿冲次。级进模结构与精度正朝着两方面发展。一方面为了适应高效、自动、精密、安全等大批量自动化生产的需要,冲模正向高效、精密、长寿命、多工位、多功能方向发展;另一方面,为适应市场上产品更新换代迅速的要求,各种快速成形方法和简易经济冲模的设计与制造业得到迅速发展。其中模具CAD、CAM技术向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展,并提高模具CAD、CAM系统专用化程度。因此本课题研究是对
9、该制件进行工艺性分析,然后进行排样设计和工资计算,最后根据相关理论只是完成多工位级进模的设计。2 第二章 模具设计2.1 冲压工艺性分析冲压件如图2-1所示:图2-1 制件图(10#钢 t=0.5mm)(1)该冲压件的形状性对比较简单,其结构对称,也没有复杂形状的曲线,且各相接处都有圆角过渡。(2)该冲压件没有较长的悬臂和窄槽。(3)最小冲孔直径为1.8mm,由表2-181可知冲孔的最小尺寸d1.0t。故冲孔不会过小,冲孔凸模不易折断。(4)孔与边、孔与孔之间的距离 由表2-201可知最小孔间距为t,孔边距为(1-1.5)t,故制件上的孔边距和孔与孔之间的距离都不会小,不会使工件的冲压时产生变
10、形。(5)弯曲的直边高度 该冲压件的弯曲边的高度H远大于2t,不会使弯曲根部发生开裂。(6)弯曲半径 该冲压件的两侧有L形弯曲,其弯曲半径r=0.1mm,由表3-51可知10#钢的最小相对弯曲半径rmin/t=0.2,而r/t=0.25。可以保证弯曲顺利进行。2.2 工艺方案的确定 该冲压件由冲孔、弯曲和分离等工序组成。工序多,生产批量大等特点,适合采用级进冲裁,不适宜采用单工序冲裁和复合冲裁。采用单工序冲裁,模具的制造加工较简单,维修比较方便,但是同时需要多副模具。不仅所需的成本大,而且生产的效率低;采用复合冲裁虽然可以提高工作效率,但是也需要两副以上的模具。而且采用复合模冲裁的出件或是清楚
11、废料比较困难,工作安全性较差。级进冲裁虽然模具制造难度大,但是所需的成本低,生产效率高,因此采用级进冲裁2.3 排样的设计2.3.1 产品尺寸的展开在弯曲过程中,中性层纤维长度是不发生变化,然后根据弯曲前后材料体积不变来确定毛坯的长度。由于工件展开图已近给出,由工件展开图可知L=13.85mm2.3.2 冲压方向的选择根据该冲压件的毛边方向,确定冲裁和成形的方向。该冲压件的毛刺方向有要求,冲孔时毛刺位于凹模刃口面;落料时毛刺位于凸模刃口面;弯曲时将毛刺留在里面。还要避免材料的纹理方向和弯曲线平行。2.3.3 排样形式根据冲压件的外形与尺寸,可知该冲压件的形状简单,规则。一般采用直排单排的形式。
12、又因为该制件长度远大于宽度,故也不适合横排,这样会送料步距太大,从而导致模具过于庞大。采用中间载体排样,在产品的条料中间留出一定的宽度的材料,并且与产品的前后两端相连,这样此案料的利用率比较高。料厚0.5mm,把宽度足够大,也不会影响到条料的刚度,强度和送料的稳定性。故采用等宽双侧载体,直排单排的排样。2.3.4 搭边值和料宽的确定搭边的作用是补偿定位误差,防止由于条料的宽度误差、送料步距误差、送料歪斜误差等原因而冲裁出残缺的废品。由表2-131查得侧面的搭边值a1=1mm,工件间的搭边值a=1mm。一般情况下条料的宽度B=D+2a1其中B条料的宽度(mm)D工件垂直于送料方向上网最大尺寸(m
13、m)a1侧搭边(mm)故条料的宽度 B=32+21=34mm .2.3.5 工序的安排多工位级进模中的工位顺序一般是:冲裁成形切断分离。各个工位内容安排如下:第一工位:冲导正孔第二工位:冲21.8mm孔第三工位:空工位第四工位:冲切两端局部废料第五工位:冲切工件间的分断槽废料第六工位:弯曲第七工位:冲中部3mm12mm长方孔第八工位:切载体2.3.6 排样图 排样图1其材料的利用率由下面公式计算=(NA/BL)100%式中 N一张板料上冲件的总数目;A冲压件的面积(包括冲出的小孔)(mm2);B条料的宽度(mm);L条料的长度(mm);经计算冲压件的面积A385.5716 mm2.若N取50,
14、则L=742.5mm 而B=34mm。所以材料利用率=(NA/BL)100% =((50385.5716)/(34742.5)) 100% =76.37%排样图2其材料的利用率由下面公式计算=(NA/BL)100%式中 N一张板料上冲件的总数目;A冲压件的面积(包括冲出的小孔)(mm2);B条料的宽度(mm);L条料的长度(mm);经计算冲压件的面积A385.5716 mm2.若N取50,则L=1505mm 而B=52mm。所以材料利用率=(NA/BL)100% =((50385.5716)/(521505)) 100% =24.6%排样图3其材料的利用率由下面公式计算=(NA/BL)100%
15、式中 N一张板料上冲件的总数目;A冲压件的面积(包括冲出的小孔)(mm2);B条料的宽度(mm);L条料的长度(mm);经计算冲压件的面积A385.5716 mm2.若N取50,则L=3200mm 而B=26.6mm。所以材料利用率=(NA/BL)100% =((50385.5716)/(26.63200)) 100% =22.6%综上所述,排样图1的材料利用率最高,工艺方案最优,所以选择排样图1的排样方案为最佳。2.4 冲压工艺计算2.4.1 预冲孔尺寸的确定要确定预先冲制的孔的有导正钉孔直径和翻孔前预制孔的直径。级进冲模的导正钉孔一般设置在条料或是带料的载体上或是最后切割的空余部分。也可以
16、借用冲压件上无精度要求的圆孔作为导正钉孔,在孔径不变的情况下,把原有的孔的精度提高到导正钉孔所需要的精度。也可以将导正钉孔设置在最后工位或是接近最后工位才冲切的型孔、大孔位置上3。根据零件图和排样图可知道将导正钉孔设置在大孔位置上比较合适。先在大孔的位置上冲制一个工艺孔来当作导正钉孔,到分离前再将该孔冲成所需要的大小。导正钉直径的大小与导正钉的强度有关,导正钉孔径过小,会影响到导正钉的强度;导正钉孔径过大,会影响安装位置的占用面积。可取2.8。2.4.2 刃口尺寸的计算凸模、凹模采用配合加工的方法。是先将加工好的凸模(或凹模)作为基准件,然后根据此基准件的实际尺寸,配做凹模(凸模),使他们保持
17、一定的间隙。因此,只需在基准件上标注尺寸及公差,另一件只标注标称尺寸,并注明“xx尺寸按照凸模(凹模)配做,保证双面间隙xx”即可。a)冲孔部分的刃口尺寸冲孔以凸模为基准件,然后配做加工凹模。1、冲孔凸模磨损后其尺寸变小,由公式A=(A+) 1其中Ap凸模的刃口尺寸(mm);A是工件的标称尺寸(mm);工件偏差(mm);凸模的制造偏差(mm),=/4;系数,与工件的制造精度有关,可按下列关系取:工件精度IT10以上, =1工件精度IT11-13, =0.75工件精度IT14, =0.5预冲孔A1=2.8,取IT131。查得=0.75,则Ap1=(2.8+0.750.12)0-0.03=2.89
18、0-0.03;A2=1.8 取IT131 查得=0.75则Ap2=(1.8+0.750.12)0-0.03=1.890-0.03A3=1.8 取IT131 查得=0.75则Ap3=(1.8+0.750.12)0-0.03=1.890-0.03A4=3 取IT131 查得=0.75则Ap4=(3+0.750.2)0-0.05=3.150-0.05A5=12 取IT131 查得=0.75则Ap5=(12+0.750.2)0-0.05=12.150-0.052、凸模磨损后其尺寸不发生变化,由公式Cp=C/2;而C1=23,未注公差,取IT13,则C1=230.20;故Cp1=230.025。冲孔凹模
19、各个刃口的各个部分的尺寸应该按冲孔凸模的相应部分尺寸来配做,保证双面间隙值Zmin Zmax=0.020.04mm。b)分离部分的刃口尺寸分离部分和冲孔相似,只是有部分无效刃口。载体的宽度1mm,取IT13级。则,=0.75。由公式:AP=(A+)得:而载体的长度3mm,为了避免分离冲裁时产生的连丝,可将分离凸模长度适当加大点。取A7=7mm,IT13。则,=0.75。由公式AP=(A+)得:。分离凹模的相应刃口尺寸按分离凸模尺寸来配做加工,保证双面间隙Zmin Zmax=0.020.04 mm。2.4.3 工序力的计算采用整体弹压多工位级进模,其工序力包括冲裁力,弯曲力,翻孔力,卸料力,推件
20、力。冲裁力F(N)可按如下公式进行计算F=KLt1式中L冲裁件的周边长度(mm);t材料的厚度(mm);材料的抗剪强度(Mpa);K系数。考虑到模具刃口的模磨损,模具间隙的波动,材料力学性能的变化及材料厚度偏差等因素,一般取K=1.3。在一般情况下,材料的=1.3,为了计算方便,也可以采用下面的表达式来计算冲裁力F(N)F=Lt式中b材料的抗拉强度(Mpa)。由表12-36查得10钢的抗拉强度b=440Mpa,s =210Mpa。经计算得冲裁件的周边长度L=83.96mm。故冲裁力 F冲=Lt=83.960.5440=18471.2N.由表2-21查得K卸=0.055,K推=0.063。因为材
21、料厚度t=0.5mm,取凹模刃口高度h=4mm,因此在凹模的刃口内同时存有的冲孔废料个数n=h/t=4/0.5=8(个)。卸料力 F卸= F冲K卸=18471.20.055=1015.916N推件力 F推=F冲K推n =18471.20.0638=6892.1136N故总冲裁力F1=F冲+F卸+F推=18471.2+1015.916+6892.36=26469.2296N弯曲力F(N)可按如下公式进行计算F=式中 C与弯曲形式有关,V形弯曲C取0.6;对U形弯曲C取0.7;K安装系数,一般取1.3;B料宽(mm);t料厚(mm);r弯曲半径(mm);b材料的抗拉强度(Mpa)。所以弯曲力弯曲过
22、程中的压料力F压和顶件力F顶可近似取弯曲力的30%80% 。故 F压=50%F3=0.511344.7=5672.35N F顶=50%F3=0.511344.7=5672.35N综上所述,冲压成形过程中总的冲压力为总冲裁力、弯曲力和弯曲时的压料力,顶件力的总和。故总冲压力 F=F1+F2+F压+F顶 =26469.2296+11344.7+5672.35+5672.35=49158.6296N。2.4.4 冲压设备的选择根据总冲压力F=49158.6296N,初选6.3吨的压力机。选择曲柄压力机的型号:J2363。这种机身的前面和左右都敞开便于模具的安装和冲压操作。虽然机身的刚度较差,手里变形
23、后会影响到冲压件的精度和模具的寿命,但是该冲压件的精度要求不是很高,而且其总冲压力在1000kN一下,所以可以选用该压力机。2.4.5 压力中心的确定在多工位级进模中,由于各个工位的闭合时间不同,因此压力中心是呈一种动态变化。为了便于计算,可根据级进模工作时的极限位置来计算极限位置的压力重心。在排样图上建立如图所示的坐标系。用解析法来求解压力中心,直线段的重心既是该线段的中心。解析法求压力中心L1: L1=5.652 X1=103.95L2: L2=5.652 X2=103.95L3: L3=14.13 X3=89.1L4: L4=14.13 X4=89.1L5: L5=2.425 X5=66
24、.1125L6: L6=23 X6=67.625L7: L7=2.425 X7=66.1125L8: L8=2.425 X8=77.5375L9: L9=23 X9=81.475L10: L10=2.425 X10=77.5373L11: L11=30 X11=29.7所以压力中心坐标( ) = 69.56 mm = 0故压力中心(69.56 0)2.5 级进模的工艺零件设计工艺零件主要有工作零件、定距定位零部件、导料零部件、卸料零部件等。2.5.1 凸模和凹模的设计凸凹模的设计原则:1、保证凸模,凹模有足够的强度、刚度和硬度;2、凸模和凹模的结构简单可靠,制造方便;3、废料的排除应该方便、可
25、靠。(1)凸、凹模的结构设计对圆形凸模均采用阶梯式,台肩固定的结构;异形凸模采用直通式,台肩固式的结构,对凸模截面尺寸相对比较大,形状复杂点的异形凸模可采用螺钉固定(如成形侧刃);而对于成形的凸模也采用直通式,台肩固定的结构;弯曲凸模采用直通式,台肩固定且带有导向的结构形式。因为在弯曲的时候是单边受力,侧向压力较大,使得凸模不能保持正常的工作位置,带有导向的弯曲凸模,工作时导向部分先进入凹模,改善受力状态。凹模的结构形式比较多,这里凹模选择镶拼式结构。因为在多工位级进模中,工位数较多,采用整体式不好加工,刃口在刃磨时比较困难;且有时因局部凹模的损坏,而导致整个凹模板报废,损失较大。故采用镶拼式
26、结构,其固定方式采用台肩固定。对于凹模刃口形状是规则的,采用图(1)中图a所示;对于凹模刃口形状是异形,为了便于加工采用图(1)中的图b所示,其中=15。刃壁高度h取4mm。为了保证凹模有足够的强度,其高度取30mm。图(2.1)(2)凸模长度的确定根据模具结构的需求,以落料凸模长度为基准,为保证落料后冲压件能可靠的压回条料中,落料凸模离凹模洞口约0.10.2mm,冲孔凸模进入凹模洞口0.5mm时,弯曲凸模就必须将弯曲件推出凹模洞口。落料凸模的长度应该为:L=h1+h2+ h3+(1520)mmh1凸模固定板厚度h2卸料板厚度h3导料板厚度(1520)附加长度L=12+15+10+20=57m
27、m冲孔凸模: L=57+0.2+0.5=57.7mm弯曲凸模: L=57+0.2+10+9.5=76.7mm 取77mm(3)凸模材料的选取模具刃口要求有较高的耐磨性,并能承受冲裁时的冲击力,因此应有较高的硬度与适当的韧性。形状简单且模具寿命要求不高的凸模可选用T8A、T10A等材料;形状复杂且模具有较高寿命要求的凸模应选Cr12、Cr12MoV、CrWMn等材料制造,硬度为5862HRC。因此,选取Cr12作为凸模制造材料。(4)凸模强度和刚度的校核在一般情况下,凸模的强度和刚度都是足够的,不用进行惊醒强度计算和校核,但是在多工位级进模中,冲压件形状各异,冲裁、切割凸模的结构形式不同,而且冲
28、压工作中受力变化较大。尤其是小孔冲裁,凸模应该进行承压力和抗失稳弯曲能力的校核。承压能力的校核凸模承压力的校核按下式进行校核式中 凸模最小截面的压应力(Mpa);F凸模纵向所承受的压力,包括冲裁力和推件力(N);A凸模最小截面的面积(mm2);d凸模工作部分的最小直径(mm);凸模材料的许用抗压强度(Mpa);凸模材料的许用抗压强度取决于凸模的材料和热处理,对于Cr12,热处理硬度为58-62HRC时可取=(1.0-1.6)103Mpa。这里只对细小凸模进行承压力校核,细小凸模直径1.8mm。=1.5103Mpa。经计算F=F冲+F推=Lt+0.0636 Lt=(1.80.5440)(1+0.
29、0636)=1713.46032N面积A=/4=(1.82) /4=2.5434mm2故所以该细小凸模有足够的承压力,即凸模的强度足够。失稳弯曲应力的校核根据凸模在冲压过程中的受力情况,可以把凸模看作压杆。在级进模中凸模有弹压卸料板进行导向,相当于一端固定,另一端铰接的压杆,因此,凸模不发生失稳纵弯的的最大冲裁力下的长度如图(2.2)所示:由欧拉公式可解得凸模不发生失稳弯曲的最大长度Lmax为:Lmax3式中 E凸模材料的弹性模量,对于模具钢,可取E=2.2105Mpa;J凸模最小截面的惯性矩(mm4);n安全系数,淬火钢n=23;F凸模所受的总压力(N);图(2.2) 凸模的自由长度理对于圆
30、凸模,上式可以简化成Lmax270 (1)对于一般截面形状的凸模,则为Lmax1200 (2)凸模1:经计算凸模1承受的总压力F1=2886.0832N,其截面是圆形由公式(1)得:凸模2:经计算凸模2所承受的总压力F2=1713.4603N,其截面也是圆形由公式(1)得:凸模3:经计算凸模3所承受的总压力F3=9649.58N,其截面是非圆形,由公式(2)得:凸模4:经计算凸模4所承受的总压力F4=14551.66N,其截面是非圆形的,由公式(2)得:凸模5:经计算凸模5所承受的总压力F5=9094.8N,其截面是非圆形的,由公式(2)得:所以上述的凸模的自由长度LLmax,则各个凸模有足够
31、的抗失稳弯曲能力,即凸模的刚度足够。(5)凸模保护套如图(2.3)所示,保护套1采用台肩固定,凸模2很断,上端有一个锥形台,以防卸料时拔出凸模,冲裁时凸模依靠芯轴3承受压力。图 (2.3)凸模保护套(6)凹模的外形尺寸凹模的外形一般有矩形和圆形两种。凹模的外形尺寸应保证凹模有足够的强度、刚度和修磨量。凹模的外形尺寸一般是根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的。凹模的厚度为:H=Kb=0.332=9.6mm查GB2858.1-81得:选取H=14mm凹模的壁厚为:c=(1.52)H=28mm凹模的宽度为:B=b+(34)H=32+56=88mm查GB2858.1-81得:选取B=125
32、mm凹模的长度为:L=l+2c=13.85+56=69.85mm查GB2858.1-81得:选取L=160mm式中 b冲裁件的最大外形尺寸 K考虑板料厚度的影响系数,其值见表5-1【3】(7)凹模的固定方法和主要技术要求凹模一般采用销钉定位、螺钉固定。螺钉和销钉的数量、规格及位置可根据凹模的尺寸大小在标准的典型组合中查得,螺钉和销钉的位置可根据结构需要作适当调整。螺孔、销孔之间以及他们到模板边缘的尺寸,应满足有关技术要求。凹模洞孔轴线应与凹模顶面保持垂直,上下平面应保持平行。型孔的表面粗糙度值Ra=0.80.4m。凹模材料的选择与凸模的一样,但热处理后的硬度应略高于凸模。2.5.2 导料装置的
33、设计在多工位级进模中常用的三种导料零件的配置结构形式。一种是采用两侧导料板导向送料的结构形式;一种是采用一侧用导料板导向,另一侧用带导向槽浮顶式导料柱导向送料的结构形式;最后一种是两侧均采用带导向槽浮顶式导料柱导向送料的结构形式。这里采用几第一种结构形式。(1)导料板导料板是冲压模具中最常用的条料送进导向结构形式之一,将导料板设计成有台肩式的结构形式,如图(2.4)所示:图(2.4) 导料板的结构形式同时将导料板的进料端设置一个较小的斜面(如上图所示),便于条料的顺利送进。其中导料板和条料之间有较小的间隙,一般在0.030.20mm之间。条料的上平面在成形后的浮顶状态时与导料板台肩下平面有一定
34、的空隙S,一般取s=0.51mm。所以H=6mm(2)导料销用于级进模上的导料销,大多数采用提升式的导料销,亦称抬料销。冲压时,将材料穿入导料销中的槽中,凸模下降,材料被压紧在凹槽面上;而冲压结束、回程时,凸模提升,此时受弹簧的作用,导料销随同材料升至最高位置,继而材料被送进一步距,进行下一步导向。图(2.5) 导料销 导料销各部分的尺寸可根据所冲条料的宽度、厚度和模具结构尺寸来确定(如上图所示):当采用级进模在冲制弯曲件或拉深件等各种成形件时,其浮动高度h为材料向下成形的最大高度加上1.52.0mm。所以:h=2.8+2=4.8mm导料销头部高度:h1=3.0mm槽宽:h2=(1.52.0)
35、t=1mm槽深:(D-d)/2=(35)t=2mm2.5.3 定距和定位零件的设计级进模中各个工位间距是条料在模具中每送进一次所需要移动的固定距离。因而工位间距的精度直接影响到冲件的尺寸和精度。(1)定距方式采用成形侧刃定距。因为侧刃定距的结构比较简单,制造比较方便,而且也适合于手工送料。侧刃有分为无导向和带导向的两大类,选择带有导向的侧刃。因为条料的厚度(t=0.5mm)较小,冲切时是单边受力、侧向压力较小,无导向会使得侧刃不能保持正确的工作位置,甚至会出现崩刃。啃伤凹模刃口的现象。有导向的侧刃,工作时导向部分先进入凹模型孔,改善受力状态,能保持侧刃正确的工作位置,定距效果好。(2)定位方式
36、采用导正销定位。其实通常是以侧刃进行粗定位,以导正销为精定位,这两种方式的配合使用,能够获得较好的定距效果。选用的导正销的结构如图(2.6)所示。图(2.6)导正销的结构2.5.4 卸料装置的设计(1)卸料装置的结构形式在多工位级进模中常用的卸料装置有弹压式卸料和悬臂式固定卸料。这里采用整体式弹压卸料。该级进模中具有冲裁,弯曲,成形等工序,弹压卸料装置不仅有卸料作用,还有压料、对凸模进行导向和保护作用。(2)卸料板高度的确定根据模具结构,选取卸料板的高度h=15mm2.5.5顶件装置的设计1顶件器 2顶杆 3托板 4橡胶图(2.7)顶件装置2.6 结构零件的设计2.6.1 模架和导向零件的设计
37、模架由上模座,下模座和导柱、导套等组成。模架是模具的主体结构,它是连接级进模所有零件的重要部件。模具的全部零件都是固定至它上面,并承受冲压过程中的全部载荷。该模架选用标准模架,且为对角导柱模架。查GB2853.1-81其具体的结构尺寸如表1所示:表1 模架的结构尺寸名称尺寸(mm)材料热处理上模座16012526HT2040下模座16012540HT2040导柱25130 28130HT204058-62HRC导套256030 286030HT204058-62HRC模架的导向装置是指在上下模座上安装了主要由导柱、导套等零件组成的导向副,有了它们,可以使得上下模相对运动时,对应位置始终沿着一个
38、正确的方向运动,从而达到精密冲压的目的。模架结构如图(2.8)所示图(2.8)对角导柱模架1上模座 2下模座 3、4导柱 5、6导套2.6.2 支撑零件的设计(1)凸模固定板凸模固定板主要作用是对凸模进行固定,并通过它安装在上模座上。多工位级进模中的凸模固定板上不仅要安装所有的凸模,有时还要安装导正钉、内导柱。因此他应该具有足够的强度和刚度,一般情况下固定板的厚度为凹模厚度的60%80%,故其高度h取12mm。材料选用45钢。则凸模固定板的尺寸规格:凸模固定板: 160mm125mm12mm。(2)上垫板多工位级进模中是多种冲压工艺的组合,因此,在必需在凹模板和凸模固定板及卸料板的背面衬上一块
39、加以热处理的垫板。凸模固定板后面的垫板主要是为了防止凸模在冲压过程中,由于冲压力的集中而把模座的接触面压坏。所以要在固定板和上模座之间衬上一块经过热处理的垫板。其厚度可取凸模固定板的一半。其规格:160mm125mm6mm。(3)下垫板因为该模具中所有的凹模都是采用镶块的形式,而且还有向上成形的小凸模需要固定,因此必需在凹模板后衬上一块经过热处理的垫板。其厚度可取凹模板厚度的0.6倍,其规格:160mm125mm9mm。(4)承料板承载板就是支撑工件的,在一块条料上的某个地方冲裁孔之类的,由于板料太长,肯定要伸出模具,伸出的部分不能悬空,靠承料板来支撑。承料板一般是固定在导料板得下方。根据模具
40、结构,选取承料板的规格为:200mm35mm3mm(5)模柄模柄是连接上模与压力机的零件,常用于1000KN以下的压力机的模具安装。模柄的结构形式比较多,常用的结构形式有:带凸缘模柄、压入式模柄、旋入式模柄。根据模具结构选择带凸缘模柄,其规格为:30mm50mm。2.6.3 弹性元件的选择(1)弹压卸料弹簧的选用和计算多工位级进模中弹压卸料装置的主要作用是为了保证卸料平稳,其应该有足够的卸料力,以保证卸料顺畅及防止卸料中冲件产生变形。故这里的卸料弹簧选择矩形截面弹簧。根据卸料力F卸=1015.916N,共采用2个矩形弹簧,则每一个弹簧担负的卸料力为507.958N。考虑卸料的可靠性,弹簧在预压缩时就有508N的压力。由冲模设计手册选择圆钢丝螺旋压缩弹簧,规格:弹簧的外径D=30mm;钢丝的直径d=6mm;自由高度h0=80mm;工作的极限载荷Fj=1700N;工作极限载荷下的变形量hj=17.9mm。冲裁时卸料板的工作行程h=26mm;考虑凸模的修磨量h3=4mm;弹簧的于压缩量为h1,故弹簧的总压缩量为:H总=h1+h2+h3= h1+6+4=(h1+10)mm弹簧在压缩量h1时,其压缩里达508N,即故H总=5.35+10=15.35mmhj,能满足要
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