冲压模具课程设计指导书李忠(俩个例子)
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一、零件的工艺性分析1.工件的冲压工艺性分析如图1所示,该工件形状简单对称,为轴对称拉深件,在圆周方向上的变形是均匀的,属普通冲压件。
模具加工也比较容易。
试制定该工件的冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程。
图1 圆筒拉深件图2 拉深件的三维图2.工件材料化学成分和机械性能分析(1)材料分析工件的材料为08钢,属于优质碳素结构钢,优质沸腾钢,强度、硬度低,冷变形塑性很好,可深冲压加工,焊接性好。
成分偏析倾向大,时效敏感性大,故冷加工时应采用消除应力热处理或水韧处理,防止冷加工断裂。
08钢的主要机械性能如下:σ(兆帕) 280-390抗拉强度bσ(兆帕) 180屈服强度s抗剪强度(兆帕) 220-310延伸率δ 32%(2)结构分析工件为一窄凸缘筒形件,结构简单,圆角半径为r=7,厚度为t=0.5mm,满足筒形拉深件底部圆角半径大于一倍料厚的要求,因此,零件具有良好的结构工艺性。
(3)精度分析工件上尺寸均为未注公差尺寸,普通拉深即可达到零件的精度要求。
经上述分析,产品的材料性能符合冷冲压加工要求。
在零件工艺性分析的基础上制定其工艺路线如下:零件的生产包括落料、拉深(需计算确定拉深次数)、修边(采用机械加工)等工序,为了提高生产效率,可以考虑工序的复合,经比较决定采用落料与第一次拉深复合。
二、工件的拉深工艺分析及计算1.毛坯尺寸计算(1)计算原则相似原则:拉深前坯料的形状与拉深件断面形状相似;等面积原则:拉深前坯料面积与拉深件面积相等。
(2)计算方法由以上原则可知,旋转体拉深件采用圆形毛坯,其直径按面积相等的原则计算。
计算坯料尺寸时,先将拉深件划分为若干便于计算的简单几何体,分别求出其面积后相加,得拉深件总面积A。
图3 拉深件的坯料计算如图3所示,筒形件坯料尺寸,将圆筒件分成三个部分,每个部分面积分别为:(3)确定零件修边余量由于板料的各向异性和模具间隙不均等因素的影响,拉深后零件的边缘不整齐,甚至出现耳子,需在拉伸后进行修边。
`课程设计说明书目录一、设计依据、原始数据 (3)二、零件冲压加工工艺分析 (3)2、1冲裁件结构工艺性2、2冲裁件的精度和断面粗糙度三、确定零件冲压工艺方案 (4)3、1方案比较3、2确定方案四、排样设计 (5)4、1导正孔4、2 确定条料的宽度4、3 排样的方式4、4 材料的经济利用五、冲裁工艺力的计算 (8)5、1导正孔5、2 确定条料的宽度5、3 排样的方式5、4 材料的经济利用六、零件冲压工艺计算 (13)6、1凸、凹模间隙值的确定6、2凸、凹模刃口尺寸的确定七、参考文献 (19)一、设计依据、原始数据图1-1 空调机垫片零件图空调机垫片,材料:45号钢,厚度3mm,生产批量为大批量生产。
二、零件冲压加工工艺分析冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。
一般情况下,对冲裁件工艺性影响最大的是几何形状、尺寸和精度要求。
良好的冲裁工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。
1、冲裁件结构工艺性(1)冲裁件孔的最小尺寸模具凸模的强度受冲裁件上孔的尺寸的影响,所以冲裁件上的孔不能太小,查《冷冲压模具设计指导书》表2-2,冲裁空调机垫片时,冲孔的最小尺寸为1.3t=0.39mm,该零件的孔远比0.39mm大,所以凸模的强度不受冲裁件上孔的尺寸的影响。
(2)最小孔距、孔边距冲裁件的孔与孔、孔与边缘之间的距离a(见图2-1)不能太小,否则模具强度不够或使冲裁件变形,一般a≥2t,但是不得小于3~4mm。
该零件最小孔边距a=3.75m m<2t=6mm。
因为模具强度不够,故得分开冲小孔,先冲八个奇数孔,后冲八个偶数孔。
图2-12、冲裁件的精度和断面粗糙度(1)精度零件图1-1状规则,适合冲裁加工。
但零件尺寸公差要求较高,按IT11级选取,利用普通冲裁方式可达到图样要求。
查《冷冲压模具设计指导书》表2-3,该冲裁件内形尺寸公差为0.20mm,外形尺寸公差为0.40mm;表2-4,孔中心距公差为±0.25(2)断面粗糙度查《冷冲压模具设计指导书》表2-5,材料厚度t=3m m,得断面粗糙度R=25m。
《冲压模具设计》课程设计指导书《冲压模具设计》课程设计指导书一、课程设计的性质与目的冲模课程设计是冲压工艺及模具设计课程的一个重要环节,是运用所学知识的一次综合练习。
其主要目的是:·1.使学生初步掌握冲压工艺过程的拟定和模具结构设计与计算的步骤和方法:2.巩固、深化所学的基础及专业知识,培养独立工作能力;3.提高学生使用国标、手册和图册的能力。
二、课程设计的任务在两周的时间内完成下列任务,统一交到指定的地点。
1.拟定冲压件的工艺过程,并填写工艺过程卡1份;2.填写凸、凹模(及凸凹模)的加工工艺卡片;3.设计指定冲压件的其中一道工序的冲压模(每人设计一副不同的模具),并绘制装配图和凸、凹模零件图:1套;(注:①指定冲压件的生产批量可以根据需要进行更改;②未注尺寸公差按GB/T15055的m级)4.编写设计说明书1份,约20页左右。
三、设计原则1.装配图的零件必须完整,保证冲出合格的工件;2.模具结构简单,寿命长,成本低且与生产批量相适应;3.操作方便,安全.四、设计前的准备1.熟悉设计任务书,明确设计任务和要求;2.了解冲压零件的形状,尺寸精度和表面粗糙度,材料等技术要求和生产批量;3.配备资料:(1)冲压设备资料:从此资料中选择冲压设备的类型,规格,查出漏料孔尺寸,模柄孔尺寸,闭合高度,工作台面尺寸等,为模具设计作准备:(2)冲模标准化资料;(3)其他参考资料:《冷冲模设计》手册,《冷冲模结构图册》.五、冲模课程设计的一般步骤及方法1.分析冲压件的工艺性冲裁件的工艺性主要从冲裁件的形状,尺寸(最小孔边距,孔径,材料厚度,最大外形)精度,表面粗糙度,材料性能等逐项分析,确定冲压工序图,若有不符者,应与指导老师协商更改或采取相应的措施。
2.确定合理工艺方案(1)确定基本冲压工序的性质:冲孔,落料,冲搭边,切料边等.(2)根据基本工序的性质,数量,结合工件的形状尺寸,公差要求,材料性能,生产批量,冲压设备,模具加工条件等因素,考虑模具类型的同时确定工序组合和先后顺序,在满足冲件质量要求的前提下,选择一个经济合理的工艺方案,填写工艺过程卡片。
冲压模具课程设计指导书一、冲压模具课程设计的性质冲压模具设计是金属材料工程专业(模具工程)教学中重要的实践教学环节之一,它是在学生具有了基本的模具设计与制造理论知识以后,为了强化学生所学的知识和提高学生的初步设计能力而开设的实践教学。
二、冲压模具课程设计目的和要求1.冲压模具设计的目的(1)综合运用和巩固本课程及有关课程的基础理论和专业知识,培养学生从事冲压模具设计初步能力,为后续毕业设计和实际工作打下良好的基础。
(2)培养学生分析问题和解决问题的能力。
经过课程设计环节,学生能全面理解和掌握冲压工艺、模具设计、模具制造等内容;掌握冲压工艺与模具设计的基本方法和步骤、模具零件的常用加工方法及工艺规程编制、模具装配工艺制定;独立解决在制定冲压工艺规程、设计冲模结构、编制模具零件加工工艺规程中出现的问题;会查阅技术文献和资料,以完成从事冲压技术工作的人员在模具设计与制造方面所必须具备的基本能力训练。
(3)在冲压模具课程设计中,培养学生认真负责、踏实细致的工作作风和严谨的科学态度,强化质量意识和时间观念,养成良好的职业习惯。
2.冲压模具课程设计的要求(1)树立正确的设计思想,尽量结合生产实际,综合考虑技术性、经济性、实用性、可靠性、安全及先进性等方面的要求,严肃认真地进行设计。
(2)及时了解模具技术发展动向,查阅有关资料,作好设计准备工作,充分发挥自己的主观能动性和创造性。
(3)要求设计计算正确、模具结构合理、图面整洁、标注齐全、图样及标注符合国家标准。
(4)要求所编制的模具零件加工工艺规程和模具装配工艺符合生产实际,技术经济性好。
(5)设计说明书要求文字通顺、条理清楚、书写工整。
三、冲压模具课程设计的任务与程序1.冲压模具课程设计的任务(1)进行中等复杂冲压件的成形工艺设计:包括工艺分析及选择方案、工艺计算、制定冲压工艺方案、确定模具结构尺寸和选择压力机参数;(2)编写冲压工艺过程卡片;(3)设计至少一道工序冲模的基本结构:要求绘制冲模总装配图1张,零件图2张(其中的标准件除外),计算机绘制2张零件图中的1张;(4)编制指定模具零件的加工工艺规程;(5)撰写10~20页的设计说明书,并装订成册。
【(一)范例】(1)题目:东风EQ-1090汽车储气简支架(2)原始数据数据如图7—1所示。
大批量生产,材料为Q215,t=3mm。
图7-1零件图(3)工艺分析此工件既有冲孔,又有落料两个工序。
材料为Q235、t=3mm的碳素钢,具有良好的冲压性能,适合冲裁,工件结构中等复杂,有一个直径φ44mm的圆孔,一个60mm×26mm、圆角半径为R6mm的长方形孔和两个直径13mm的椭圆孔。
此工件满足冲裁的加工要求,孔与孔、孔与工件边缘之间的最小壁厚大于8mm。
工件的尺寸落料按ITll级,冲孔按IT10级计算。
尺寸精度一般,普通冲裁完全能满足要求。
(4)冲裁工艺方案的确定①方案种类该工件包括落料、冲孑L两个基本工序,可有以下三种工艺方案。
方案一:先冲孔,后落料。
采用单工序模生产。
方案二:冲孔一落料级进冲压。
采用级进模生产。
方案三:采用落料一冲孔同时进行的复合模生产。
②方案的比较各方案的特点及比较如下。
方案一:模具结构简单,制造方便,但需要两道工序,两副模具,成本相对较高,生产效率低,且更重要的是在第一道工序完成后,进入第二道工序必然会增大误差,使工件精度、质量大打折扣,达不到所需的要求,难以满足生产需要。
故而不选此方案。
方案二:级进模是一种多工位、效率高的加工方法。
但级进模轮廓尺寸较大,制造复杂,成本较高,一般适用于大批量、小型冲压件。
而本工件尺寸轮廓较大,采用此方案,势必会增大模具尺寸,使加工难度提高,因而也排除此方案。
方案三:只需要一套模具,工件的精度及生产效率要求都能满足,模具轮廓尺寸较小、模具的制造成本不高。
故本方案用先冲孔后落料的方法。
③方案的确定综上所述,本套模具采用冲孔一落料复合模。
(5)模具结构形式的确定复合模有两种结构形式,正装式复合模和倒装式复合模。
分析该工件成形后脱模方便性,正装式复合模成形后工件留在下模,需向上推出工件,取件不方便。
倒装式复合模成形后工件留在上模,只需在上模装一副推件装置,故采用倒装式复合模。
冲压模具课程设计指导模具课程设计是一个重要的专业教学环节,这个数学环节的目的:(1)帮助学生具体运用和巩固《模具设计与制造》课程及相关的理论知识,了解设计冲压模的一般程序。
(2)是使学生能够熟练地运用有关技术资料,如《冷冲模国家标准》、《模具设计与制造简明手册》、《冷冲压模具结构图册》及其它有关规范等。
(3)训练学生初步设计冷冲压模具的能力,为以后的工作打下初步的基础。
设计任务:模具装配图一张(A2以上);零件图3~4张(同组人员所绘零件图应有不同);设计计算说明书一份(至少20页以上)。
1 冲压模设计的准备工作1.1 研究设计任务应充分研究设计任务书,了解产品用途,并进行冲压件的工艺性及尺寸公差等级分析,对于一些冲压件结构不合理或工艺性不好的,必须征询指导教师的意见后进行改进。
在初步明确设计要求的基础上,可按以下步骤进行冲压总体方案的论证。
第一步,酝酿冲压工序安排的初步方案,并画出各步的冲压工序草图;第二步,通过工序安排计算及《冷冲压模具结构图册》等技术资料,验证各步的冲压成型方案是否可行,构画该道工序的模具结构草图。
第三步,构画其它模具的结构草图,进一步推敲上述冲压工序安排方案是否合理可行。
第四步,冲压工序安排方案经指导教师过目后,即可正式绘制各步的冲压工序图,并着手按照“设计任务书”上的要求进行课程设计。
1.2 资料及工具准备课程设计开始前必须预先准备好《冷冲模国家标准》、《模具设计与制造简明手册》、《冷冲压模具结构图册》等技术资料,及图板、图纸、绘图仪器等工具。
也可将课程设计全部或部分工作安排在计算机上用Auto CAD等软件来完成,相应地需事前调试设备及软件、准备好打印用纸及墨盒等材料。
1.3 设计步骤冲压模课程设计按以下几个步骤进行。
(1)分析冲压件的工艺性(结构、尺寸、精度、材料等方面)(5%);(2)拟定冲压工序安排方案、画出冲压工序图、画出待设计模具的排样图(阶段考核比例为15%)(3)计算冲.压.力.(包括冲裁力、卸料力、推件力等)、确定模具压力中心....、确定凸凹模间隙,计算刃口尺寸....(各个模板的外形尺寸、卸料弹簧或橡胶的自由高....、确定待设计模具的有关结构要素度等)、选用模具典型组合.....(主要考虑公称压力、装模高度、滑块行程、工作台面尺....等,初选压力机寸等因素)(25%);(4)设计及绘制模具装配图(25%);(5)设计及绘制模具零件图(25%);(6)按规定格式编制设计说明书(5%);(7)课程设计面批后或答辩(建议对总成绩在10%的范围内适度调整)。
储油油柜端盖冲压工艺及模具课程设计说明书(冲孔模)(终稿前稿)目录设计任务书及零件图 (2)绪论 (4)第一章设计要求 (7)第二章零件工艺性分析 (8)第三章冲压零件工艺方案的确定 (9)第四章工艺参数计算 (10)第五章模具的总体设计及装配 (15)第六章模具的动作过程和操作要求 (18)总结 (19)设计参考文献 (20)设计任务书及零件图任务书专业班级:材料成型及控制工程xxxx设计人:xxx设计题目:储油油柜端盖冲压工艺及模具设计设计参数:1。
零件尺寸如产品图所示。
2。
大批量生产.设计要求:1。
确立合理的工艺流程。
2。
保证材料的利用率及工件的精度3.如原产品设计不合理或工艺性差可提出修改方案.4。
保证模具的实用性和经济性.设计时间:X年X月X日——X年X月X日设计人:xxxx指导老师:xxx零件图如下图所示绪论改革开放以来,随着国民经济的高速发展,市场对模具的需求量不断增长。
近年来,模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展,模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化,除了国有专业模具厂外,集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。
浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”;广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业,科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心;中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。
近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度,将技术进步视为企业发展的重要动力。
一些国内模具企业已普及了二维CAD,并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件,个别厂家还引进了Moldflow、C—Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件,并成功应用于冲压模的设计中。
以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步,东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。
此外,许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发.经过多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。
1.冲压模具的工艺分析1.1冲压件工艺分析该弯曲件尺寸如图所示,材料为10钢,板料厚度t=4mm,成批生产。
1.2总工艺方案的确定该零件是某汽车底盘上的支撑件,弯曲半径r=6mm,大于0.8t,故弯曲时不会产生裂纹。
两个小孔的边距弯曲中心线为12mm,,大于2t=8mm,故可以采用先落料和冲孔,再弯曲成型的工艺,这样孔在弯曲时不仅不会产生变形,而且还可以利用两个Ø14孔作为定位孔。
两壁ø35孔与芯轴配合,有公差要求,表面粗糙度Ra为12.5um。
如果在弯曲前冲出两个ø35孔,不仅表面粗糙度难以达到要求,而且孔因孔边距弯曲中心线太近,弯曲时孔会发生变形,故应在弯曲后通过机加工达到两个孔的技术要求。
根据以上分析,较合理的工艺方案为:落料、冲两个ø14孔复合工序;弯曲成形;机加工两个ø35孔。
2.冲裁模具的工艺分析2.1冲裁件工艺分析由于本零件形状为上下左右对称,选用的冲压材料为10钢,厚4mm,进行大批量生产。
2.2 工艺方案的确定该零件形状简单,对称,是由圆弧和直线组成的。
由表查得,冲裁件内外所能达到的经济精度为IT14,孔中心与边缘距离公差为±0.2mm,未注公差都按IT14标注,则该零件的尺寸标注、生产批量等情况,均符合冲裁的工艺要求,故采用冲孔落料模进行加工。
方案一采用复合模进行加工,复合模虽然结构复杂,制造精度要求高,成本高。
但复合模主要特点是生产率高,冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高,冲模的轮廓尺寸较小,用于生产批量大,精度要求高的冲裁件。
方案二采用级进模进行加工。
级进模比单工序模生产率高,减小了模具与设备的数量,工件精度较高,便于操作和实现生产自动化,对于特别复杂和孔边距较小的冲裁件,可用级进模进行加工。
但级进模轮廓尺寸较大,制造复杂,成本高,一般适用于大批量生产的小型冲压件。
比较方案一与方案二,此零件更适合用复合模进行生产加工。
冲压工艺及模具设计》课程设计指导书一、目的《冲压工艺及模具设计》课程设计课是学生在修完本门课程后所进行的为培养学生获得实践动手能力而设置的一个重要的实践性、一次综合性实践教学环节。
通过本课程设计训练,学生应在专业技术应用能力上达到培养目标的基本要求,在冲压成形工艺与冲压模具设计技术方面得到全面提高,并受到工程师的基本训练。
其目的在于:(1)运用所学的理论及生产实际知识,进行冲压模具设计的初步训练,培养学生的综合设计能力。
(2)掌握冲压模具设计的方法和步骤。
(3)使学生掌握冲压模具设计的基本技能,具有查阅和运用标准资料、手册等有关技术资料的能力。
(4)熟练掌握绘图和编写技术文件的能力。
二、内容和要求1、设计内容(1)读懂冲压件的产品图,了解设计题目要求(2)分析该冲压件工艺过程设计的可能方案(3)确定该冲压件的工艺过程设计方案(4)具体计算和设计该方案中各工序的工艺参数(5)设计绘制出其中一道冲压工序所用的模具图(计算机绘图),设计顺序为:①构思总图(经指导教师检查确定)②画出装配图③完成模具零件明细表④画出模具零件图(具体数量由指导老师确定)⑤编写设计说明书.2、设计要求在课程设计之前,准备好必要的设计手册或参考资料,以便在设计过程中逐步去学习查阅资料。
确定设计题目后,至少应复习在课程中学过的相关内容。
完成本课程设计的具体要求如下:(1)设计说明书要全面反映设计思想、设计过程和结论性认识。
其工艺设计要有文字、计算、公式来源、参数选取的资料名称或代号、图表(草图).说明书用A4纸打印,约15页左右,并装订成册。
(2)设计图样按“机械制图”、“公差与配合”、“冷冲模”等国家标准完成。
(3)模具零件图按生产图样要求完成,零件的有关精度和技术要求要有合理的标注或说明。
(4)总装图一律用1号图纸绘制。
总装图上只标注三个尺寸,即模具的闭合高度,总长,总宽。
一般在总装图图纸的右上角处画出该副模具之功用的工序图。
第二部分冲压模具课程设计李忠冲压工艺及模具设计是模具专业和材料成型及控制工程(模具方向)重要的专业方向课程。
《冲压模具设计》是课程教学中的重要的实践教学环节,旨在培养学生综合应用所学冲压模具设计知识,进行中等复杂零件的冲压模具设计。
从冲压工艺分析、工艺方案的拟定到模具总体结构设计,非标零部件设计,三维总装图和零部件图的绘制,完成冲压模具设计的整个设计流程,对学生进行全面的模具设计训练。
一、课程设计目的、内容1.课程设计目的(1) 综合运用冷冲模课程和其它有关先修课程的理论及生产实践的知识去分析和解决模具设计问题,并使所学专业知识得到进一步巩固和深化。
(2) 学习模具设计的一般方法,了解和掌握常用模具整体设计、零部件的设计过程和计算方法,培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力,特别是总体设计和计算的能力。
(3) 通过计算和绘图,学会运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等,培养模具设计的基本技能。
2.课程设计内容课程设计的题目为常用简单冲压零件的冲模设计,具体题目见每组的分组名单。
其具体内容如下:(1) 冲压件工艺性分析及工艺方案的拟定;(2) 模具总体方案设计,包括模具类型的确定、定位送料方式、导向方式模架类型、压力中心计算、压力机选择等;(3) 模具零部件设计,包括结构形式、装配关系、尺寸计算、尺寸精度等;(4) 编写设计计算说明书。
要求每个学生完成:模具整体装配图1 张,凸模、凹模、凸凹模等零件图3-5张,设计计算说明书1份。
二、冲压模具课程设计的一般流程和内容冲压模具设计一般步骤如下:1.零件的冲压工艺性分析仔细研究设计任务书,明确设计要求,条件内容和时间安排,认真阅读产品图纸,并了解其使用要求,而后从零件公差、结构、材料性能三方面为主进行零件的冲压工艺性分析。
分析时,根据工件采用何种冲压工序,查阅资料。
(1)冲裁件的工艺性分析(2)弯曲件的工艺性分析(3)拉深件的工艺性分析以上三种可查资料[1]10~1P,[2]P230~232,[3]P80~83、166~169、211~212。
若工件工艺性不好时,则应在不影响产品零件的使用性能的前提下,提出改进意见,经指导教师同意后,对零件图纸作出适合冲压工艺性的修改。
2.毛坯尺寸、形状及排样方式的确定(1)毛坯的尺寸、形状的确定:①带有弯曲的制件,应先计算出弯曲件展开尺寸,计算方法见参考文献[2]P238~239、[3]P163~165;②带有拉深的制件,应先计算出拉深件的毛坯尺寸,计算方法件参考文献[3]P189~193。
(2)排样方式的确定:冲件的排样方案很多,表1仅供参考。
应当注意:少、无废料的排样,虽然能提高材料利用率,但是模具寿命及制件的尺寸精度会受到影响,因此,选择排样方案时,应当综合考虑各方面因素,选择最佳方案。
表1 排样形式分类[3]排样形式有废料排样法少、无废料排样简图适用简图适用直排简单几何形状(圆形、方形、矩形)冲件矩形或方形冲件斜排 T 形、L 形、S 形、十字形、椭圆形冲件L 形或其它形状的冲件,在外形上允许有不大的缺陷 直对排 T 形、n 形、山形、梯形、三角形、半圆形冲件T 形、n 形、山形、梯形、三角形冲件 斜对排材料利用率比直对排高时的情况多用于T 形冲件 混合排 材料和厚度都相同的两种以上的冲件 两个外形互相嵌入的不同冲件(铰链等)多排 大批量生产中尺寸不大的圆形、六角形、方形、矩形冲件 大批量生产中尺寸不大的方形、矩形及六角形冲件裁搭边法 大批量生产中用于小的窄冲件(表针及类似的冲件)或带料的连续拉深以宽度均匀的条料或带料冲裁长形件 利用率:100%A Bsη=⨯ 式中 s ——步距;mmB ——条件宽度;mmA ——一个步距内冲裁件的实际面积。
mm 2轧制薄钢板的尺寸(GB/T 708—2006,GB/T 709—2006)见参考文献[3]P 350。
3.拟定冲压工艺方案根据冲裁件工艺性分析结果以及生产批量、冲压设备、模具加工条件等多方面因素进行分析,比较其综合经济技术效果,拟定最优冲压工艺方案,主要内容有选择冲压基本工序、确定冲压工序的顺序、数目及工序组合方式。
4.必要的设计计算(1)凹模的轮廓尺寸计算凹模厚度 H =kb (≥15mm )凹模壁厚c=(1.5~2)H(≥30~40mm)式中b——凹模刃口的最大尺寸(见图1);mm k——系数,考虑板料厚度的影响,见表2。
图1 凹模外形尺寸确定[3]表2 凹模厚度系数k值[2]、[3]b/mm材料厚度t/mm≤1 >1~3 >3~6≤50>50~100 >100~200 >200 0.30~0.400.20~0.300.15~0.200.10~0.150.35~0.500.22~0.350.18~0.220.12~0.180.45~0.600.30~0.450.22~0.300.15~0.22[1]145~192P,选择已经标准化的凹模板尺寸A×B。
(2)计算冲裁力及压力中心①冲裁力的计算F冲=KLtτ或F冲=Ltσb式中F冲——冲裁力;NK ——系数;考虑到冲裁模刃口的磨损、凸模与凹模间隙波动(数值的变化或分布不均)、润滑情况、材料力学性能与厚度公差的变化等因素而设置的安全系数,一般取1.3。
L——冲裁周边总长;mmt——材料厚度;mmτ——材料抗剪强度;MPa(查资料[1]P66~70)σb——材料的抗拉强度。
MPa(查资料[1]P66~70)②卸料力、推件力和顶件力的计算卸料力 F 卸=K 卸F 冲推件力 F 推=nK 推F 冲顶件力 F 顶=K 顶F 冲式中 F 冲——冲裁力;NK 卸——卸料力系数;(查资料[1]P 78)K 推——推件力系数;(查资料[1]P 79)K 顶——顶件力系数;(查资料[1]P 79)n ——梗塞在凹模内的制件或废料数量(n =h /t );h 为直刃口部分的高;t 为材料厚度。
③弯曲力计算(查资料[1]P 65,[2] P 240,[3] P 165~166)④拉深力计算(查资料[1]P 65,[2] P 241,[3] P 201)⑤压力中心计算:应用下面公式或补充推荐方法1求压力中心。
i i 11122n n 012n i1n i n i L x L x L x L x x L L L L==++⋅⋅⋅+==++⋅⋅⋅∑∑ (1) i i 11122n n 012n i1n i n i L y L y L y L y y L L L L==++⋅⋅⋅+==++⋅⋅⋅∑∑ (2) 推荐方法:运用Auto CAD 2004辅助求压力中心具体步骤:绘制凸模轮廓图→将轮廓生成面域(绘图菜单→面域→选择封闭轮廓线)→求面域/质量特性(工具菜单→查询→面域/质量特性→在面域轮廓上点一下,在Auto CAD 2004文本窗口弹出相关信息,其中质心显示的坐标值就是该封闭图形的压力中心坐标)。
(3)冲压模具成形部分尺寸确定①冲裁模刃口尺寸计算,凸、凹模刃口尺寸计算查资料[1]P 61、[3] P 62~66。
②弯曲模成形部分尺寸计算,见资料[1]P 63、[3] P 178~181。
③拉深模成形部分尺寸计算,见资料[1]P 63。
④凸模强度刚度校核查资料[1] P 80、[3] P 106~1085.选择冲压设备,模具总体结构设计(1)确定模具结构并画出草图根据冲压工艺方案,参考图册以及有关资料,确定模具结构,主要有以下内容:①毛坯的定位方式②凸、凹模的结构形式及固定方式③送料与卸料方式根据冲压工序的性质以及所需的冲压工艺力和模具尺寸选定冲压设备的类型、技术参数和规格等,开式压力机技术规格、闭式单点压力机技术规格、四柱万能压力机技术规格见参看文献[3]P350~351。
6.模具装配图的设计(1)准备工作将审过的草图,选好比例(尽量用1:1)绘制。
一般冲压模具课程设计的装配图用两个视图表达,按照模具的轮廓尺寸,并考虑标题栏、明细表,零部件序号,技术要求等的位置,布置图面位置,尽量使图面美观。
可按图2所示布置。
(2)绘图方法①主视图常取模具闭合状态,主视图可充分反映模具各部分零部件形状和某些设计要求。
②俯视图一般是将模具的上模部分拿掉,反映下模的可见部分。
画复合模时,可先画主视图,按投影关系,画俯视图;画连续模时,可先画俯视图。
按投影关系画主视图,当然这两种方法,并不是绝对的,画图时,依具体情况,可穿插、交替进行。
(3)尺寸标注冲压模具的装配图应标注出模具外形的长、宽以及模具的闭合高度。
装配图上的工件图的名称、比例、尺寸必须完整标注出来。
装配图上的排样图应标注出比例、料宽、步距、搭边等尺寸。
(4)编写技术要求①装配成套的冲模以及各零件应符合总图、零件图技术条件规定。
②凸模对上模座上平面的垂直度不超过0.05:100。
③凸、凹模刃口必须锐利、无倒钝、裂纹、黑斑及缺口等现象。
④凸、凹模配合间隙应符合图纸要求,且应均匀一致。
⑤推料卸料机构必须灵活,无卡住现象,卸料板或顶板应超出凸模或凹模端面0.2~0.5mm。
⑥标注出所选用的冲压设备的型号。
图2 模具总装图、标题栏及明细栏布置情况7.零件工作图设计零件工作图是零件制造、检验的基本技术文件,它既要反映出设计意图,又要考虑制造的可能性和合理性,主要包括以下内容:图形、尺寸及其公差、形位公差、对材料热处理的说明以及其它技术要求,标题栏等。
应注意以下几个问题:(1)每个零件必须单独绘制在一个标准图幅中,尽量采用1:1比例,用各种视图把零件各部分结构形状及尺寸表达清楚,对于细小结构以及尺寸不好标注的,可用放大比例表示或局部移出放大。
(2)标注尺寸时要选好基准面,(凹模及板类零件一般选择相互垂直的两面或中心对称面为基准面,凸模选择回转轴线),要便于零件加工,又能保证精度要求,大多数尺寸最好集中标注在最能反映零件特征的视图上。
(3)零件图上要提出必要的技术要求,如凸、凹模的配合间隙,热处理要求,表面处理等。
8.校核模具图纸设计完毕,总图和零件图都要编号,并必须进行校核,这一步很重要,不可缺少。
校核的内容很多,以下供参考。
(1)总图①视图是否正确,件号有没有遗漏。
②毛坯图、制件图及制件材料等有关说明是否有遗漏。
③冲压力、模具闭合高度、模具标记、相关工具等有关事项是否已写上。
④定位装置、卸料装置是否选用合理。
⑤漏料是否畅通、是否会堵死。
⑥细长小凸模有无采取保护措施。
⑦修理刃磨是否方便。
(2)零件图①该画的零件图是否全画了。
②视图表达是否正确、齐全、有无需要放大表示的。
③尺寸标注的基准面、基准线、基准孔是否选择得合理,是否适合于实际作业和检查。
④凸、凹模工作部分尺寸是否合适,凸、凹模强度是否足够。
⑤检查相关零件的相关尺寸,如组件、部件、凹模、卸料板、固定板的位置相关尺寸及配合尺寸。