【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得碳素钢,具有良好得冲压性能,适合冲裁,工件结构中等复杂,有一个直径φ44mｍ得圆孔,一个６0ｍm×26ｍｍ、圆角半径为Ｒ６ｍm得长方形孔与两个直径13mm得椭圆孔。此工件满足冲裁得加工要求,孔与孔、孔与工件边缘之间得最小壁厚大于8ｍm。工件得尺寸落料按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)冲裁工艺方案得确定
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得复合模生产、
②方案得比较各方案得特点及比较如下。
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,且更重要得就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,达不到所需得要求,难以满足生产需要。故而不选此方案、
方案二:级进模就是一种多工位、效率高得加工方法。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,工件得精度及生产效率要求都能满足,模具轮廓尺寸较小、模具得制造成本不高。故本方案用先冲孔后落料得方法。
③方案得确定综上所述,本套模具采用冲孔一落料复合模、
(５)模具结构形式得确定
复合模有两种结构形式,正装式复合模与倒装式复合模、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。
图7 2粗画排样图
(6)工艺尺寸计算
①排样设计
a、排样方法得确定根据工件得形状。确定采用无废料排样得方法不可能做到,但能采用有废料与少废料得排样方法。经多次排样计算决定采用直对排法,初画排样图如图７ 2所示。
=2。8,侧面ａ=3。2。
b.确定搭边值查表,取最小搭边值:工件间ａ
l
考虑到工件得尺寸比较大,在冲压过程中须在两边设置压边值,则应取。a=
=3。
５;为了方便计算取a
ｌ
ｃ、确定条料步距步距:257.５mm,宽度:２50+５+5=２60ｍm.
d.条料得利用率
e.画出排样图根据以上资料画出排样图,如图7—3所示。
图7-3排样图
②冲裁力得计算
a、冲裁力F
查表9-1取材料Ｑ2３5得抗拉强度σb=３86MPa
由Ｆ≈Ｌtσb
已知:L=181+1１３+10×2+220。5+５0、７3+３9、７+98。２7+π×44＋1４×２+４8×2+π×6×2+５×4+π×１3×2=1124.68
所以 F＝1124。6８×3×３86N=1３023７９N≈１3０0kＮ
ｂ。卸料力Fx
由Fx＝ＫxF,已知Ｋｘ=0.04(查表2-17)
则 Fx=KxF=0。004×１300＝52kN
ｃ。推件力F
T
由F
T =ｎK
T
F,已知n=4 K
T
=0.0４5(查表2—17)
则 F
T ＝ｎK
T
F=4×0、04５×1300＝23、４kN
d。顶件力ＦＤ
由Ｆ
D ＝ｎK
D
F,已知K
Ｄ
=0、05(查表２－17)
则 F
D =nＫ
D
F=０、05×1300=６５kN
③压力机公称压力得确定本模具采用刚性卸料装置与下出料方式,所以
Fz＝Ｆ+Ｆ
T
＝1323。4kN
根据以上计算结果,冲压设备拟选JA2１—16０。
④冲裁压力中心得确定
a。按比例画出每一个凸模刃口轮廓得位置,并确定坐标系,标注各段压力中心坐标点,如图７－４所示。
图7-4压力中心计算图
b.画出坐标轴x、ｙ。
c、分别计算出各段压力中点及各段压力中点得坐标值,并标注如图7－4所示。冲裁直线段时,其压力中心位于各段直线段得中心。
冲裁圆弧线段时,其压力中心得位置见图7—5,按下式计算
Ｙ＝(1８0Rｓiｎα)／(πα)=ＲS／ｂ
则Y=1４2×18８／220。5=121
图7－5压力中心得位置
所以,根据图7-5求出Ｈ点得坐标为:H(1２１、2７,１２0、8６)。
d.分别计算出凸模刃口轮廓得周长。
冲裁压力中心计算数据见表7—1。
e。根据力学原理,分力对某轴得力矩等于各分力对同轴力矩得代数与,则可求得压力中心坐标(,)
得
综上所述,冲裁件得压力中心坐标为(10ｌ.87,62、73)。
⑤刃口尺寸得计算
ａ、加工方法得确定。结合模具及工件得形状特点,此模具制造宜采用配作法,落料时,选凹模为设计基准件,只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差,凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按要求配作;冲孔时,则只需计算凸模得刃口尺寸及制造公差,凹模刃口尺寸由凸模实际尺寸按要求配作;只就是需要在配作时保证最小双面合理间隙值Zｍiｎ=０。46mm(查表)。凸凹模刃口尺寸由凸模配作尺寸与凹模配作尺寸结合完成。
b.采用配作法,先判断模具各个尺寸在模具磨损后得变化情况,分三种情况,分别统计如下。
第一种尺寸(增大):181,１７１,56、5,14。5,98。27,5０、7３,１79,113,56,2７,51,75。
第二种尺寸(减小):142,１3,26,60,44,6、
第三种尺寸(不变):10,５,６0,4０。
c、按入体原则查表2—３确定冲裁件内形与内形尺寸公差,工作零件刃口尺寸计算见表。
d、画出落料凹模、凸凹模尺寸,如图７—6所示。
