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1、目 录前言1第一章工艺分析2第二章工艺方案的确定2第三章 毛坯尺寸计算2第四章 落料冲孔级进模341 排样设计和裁板方案342 冲压力的计算543 冲孔落料级进模工作零件刃口尺寸计算54.3.1 落料凸、凹模刃口尺寸计算54.3.2 冲孔凸、凹模刃口尺寸计算94.3.3 孔边距114.3.4 工作零件结构尺寸114.3.5其他模具零件结构尺寸124.3.6 凸模的强度校核:134.3.7 冲床的选用134.3.8 冲裁工艺设计13第五章 弯曲单工序模1551 工艺分析1552 弯曲工艺力的计算16521 较正弯曲力的计算165.2.2 顶件力和压料力的计算165.2.3弯曲设备标称压力的选择1
2、65.2.4弯曲件的回弹及防止措施175.2.4.1影响回弹的因素:175.2.4.2减小回弹量的措施145.2.5 弯曲凸凹模设计175.2.5.1弯曲凸模与凹模之间的间隙175.2.5.2工作部分尺寸计算175.2.6 弯曲凸、凹模的结构尺寸185.2.7 弯曲模结构的设计特点19第六章翻边、弯曲复合模的设计226.1 工艺分析226.2 翻边力与弯曲力的计算及冲压设备的选择226.3工作零件刃口尺寸计算236.3.1翻边的凸、凹模刃口尺寸计算236.3.2弯曲的凸、凹模刃口尺寸计算236.3.3 凸、凹模的结构尺寸236.4 复合模的特点、种类及选用246.4.1 复合模的特点246.4
3、.2 选择复合模的原则256.4.3 复合模的设计特点25第七章 模具寿命及维护277.1 模具失效方式与原因277.1.1 模具失效方式277.1.2 模具失效的原因287.1.3 提高模具寿命的措施287.1.3.1 拟定合理的冲压工艺287.1.3.2 设计合理的模具结构和几何参数297.1.3.3 合理选择模具材料297.1.3.4 改善模具的热处理工艺297.1.3.5完善模具加工工艺297.1.3.6正确使用、维护和保管模具29结 论30谢 辞31参考文献32锁芯本体模具设计前言本部分就是设计出几套模具把锁芯本体做出来,在设计的过程中参考了大量书籍,如相关的标准等技术资料还有前人的
4、研究成果,向老师进行大量咨询。并根据自己的知识能力对其进行了一些改进。几套模具的三维视图是用Solidworks造型工具完成的,二维图是用Caxa完成的。 设计的过程是先工艺分析,然后是提出工艺方案及确定,根据方案一步一步设计出各凸模、凹模及根据要求选用的其他工作零件,零件的设计过程按照冲压模具设计的相关要求来完成,即经过工艺分析,工艺方案确定,排样,冲裁力的计算,凸模、凹模刃口尺寸的计算等等。 做设计之前需要现有一定的感性认识,即对整个设计过程要有总体上的把握。为此需要向老师借用一些冲压模具模型以及到工厂进行实地的参观考察,了解模具的工作过程及结构。重点是工艺方案的确定和凸模、凹模的计算,毕
5、业设计是走出校门前的最后一个关卡,是走向社会前的一个非常重要的学习机会。进入社会之后,考虑问题时不仅仅要考虑设计本身的优劣,还应该考虑到单位的研发、制造水平,制造的成本,市场前景等等各个方面,单纯的学生式思维已经不能满足今后工作的需要,因此,实地的考察是至关重要的。下面就按照步骤逐条进行介绍。第一章 工艺分析该工件材料为LF21Y2、形状简单,尺寸较小,厚度适中,大批量生产,属普通冲压件,在进行冲压工艺设计和模具设计时应注意以下几点:1 加工过程中的定位要注意。2 该工件有两个弯曲,慎重选择工艺路线,控制回弹。3 7的小孔翻边,在设计模具时应注意。4 有一定的批量,应重视模具材料和结构的选择,
6、保证一定的寿命。5 该工件需几套模具方能完成。6 尺寸精度:零件图上所有未注公差的尺寸,属自由尺寸,可按IT9级确定工件尺寸的公差。查公差表可得各尺寸公差为:零件外形: 零件内形: 孔心距: 第二章 工艺方案的确定根据工艺性分析,其工序有落料、冲孔、弯曲、翻边四种,按其先后顺序组合,可得以下三种方案:a) 落料冲孔复合模边弯曲翻边、中弯曲复合模。b) 落料单工序模冲孔、翻边复合模边弯曲中弯曲。c) 落料、冲孔级进模边弯曲单工序模孔翻边、中弯曲复合模。方案1由于工件尺寸较小,落料、冲孔复合模不宜采用。方案2单工序模生产效率低,由于此制件生产批量较大,并且尺寸又较小,故不宜采用。方案3即解决了2中
7、生产效率的问题,又解决了1中尺寸较小的问题。根据工件的形状,进行分析,先孔翻边,边弯曲就不好定位,应先边弯曲,由于中弯曲也可用翻边完成,可和小孔翻边一块加工,应采用此方案。第三章 毛坯尺寸计算 经测量总长度L=75mm,根据弯曲件展开长度计算公式得:1. 、可看作L形件进行计算。由公式L= 27.5+9-1.92=34.58mm26.5+9-1.92=33.58mm其他都可按U形件进行计算。由公式L=可得: 14+8+8-3.90=26.1mm14+9+9-3.90=28.1mm14+12+12-3.90=34.1mm-8-8=12.1mm弯曲件展开长度补偿值2.翻边前小孔的尺寸计算D-2(H
8、-0.43r-0.72t) 9-2(3-0.430.5-0.721) 4.87mmD翻边后孔的尺寸H翻边高度r翻边圆角半径t板材厚度第四章 落料冲孔级进模 41 排样设计和裁板方案 查表得:两工件间的搭边:a=1.5mm 工件边缘搭边:=2.0mm 步距为:35.6mm采用有侧刃定距的条料宽度: b= =(取有侧刃的搭边) = =mm(取宽度80mm)D冲裁件垂直于送料方向的尺寸,单位为mm侧刃的搭边尺寸 n侧刃的数量 e侧刃冲切的条料宽度,通常取e1.52.5mm,薄料取小值,厚料取大值 Z条料与侧面导料板间的间隙值,单位为mm 导料板间距离: Bb+z80mm b-e80-278mm确定后
9、排样如图: 板料尺寸,选用120020001.0mm的板材。裁板方案有纵裁和横裁两种,比较两种方案,选用其中材料利用率高的一种。纵裁时,每张板料裁成条料数: 条25条每块条料冲制的制件数:个33个(余25.2mm)每张板料冲制制件数 n=2533个825个材料利用率:100%60.3%横裁时,每张板料裁成条料数: 条15条每块条料冲制制件数: 个56个(余5.4mm) 每张板料冲制制件数: 1556840个材料利用率:100%61.4%由上述计算结果可知,应采用材料利用率高的横裁。 42 冲压力的计算落料力:KLtKLt0.8 1.31.0120211.133 32.94KN冲孔力:KLtKL
10、t0.8 1.3(2+20+102.52)1120 21.5KN侧冲压力:KLtKLt0.8 1.339.61120 6.18KN卸料力:查表2-9取0.06 0.0632.941.98KN推件力:查表2-9取0.06凹模型口直臂高度h6则nh/t6/16 n 60.0621.5 7.74KN 由于采用弹性卸料装置和下出料方式,所以总冲裁力为: + +70.4KN L冲裁件周边长度,单位为mm 材料抗切强度,单位为mm K系数,一般取K1.3 、卸料力、推件力系数,可见表2-9 n同时梗塞在凹模内的工件(或废料数)nh/t 43 冲孔落料级进模工作零件刃口尺寸计算 4.3.1 落料凸、凹模刃口
11、尺寸计算 1根据冲孔和落料的特点 落料件的尺寸决定于凹模尺寸,故落料模以凹模为设计基准,先确定凹模的刃口尺寸,再按间隙值确定凸模的刃口尺寸;冲孔时孔径的尺寸决定于凸模尺寸,故冲孔模以凸模为设计基准,先决定凸模的刃口尺寸,再按间隙确定凹模的刃口尺寸。2考虑凸、凹模的磨损 凸、凹模在冲裁过程中有磨损,凸模刃口尺寸磨损使冲孔尺寸减小,凹模刃口尺寸磨损则使落料尺寸增大。为了保证冲裁件的尺寸精度要求,并尽可能提高模具的使用寿命,设计落料模时,凹模刃口的基本尺寸应取落料件尺寸公差范围内的较小尺寸;设计冲孔模时,凸模刃口的基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。这样就能保证凸、凹模磨损到一定程度后仍能冲
12、裁出合格的工件。不论落料还是冲孔,凸、凹模间隙都应取用合理间隙范围内的最小值。3刃口制造精度与工件精度的关系 凸、凹刃口尺寸精度的选择应以能保证工件的精度要求为准,保证合理的凸、凹模间隙值,保证模具的一定使用寿命。模具刃口制造精度与冲裁件精度的对应关系见表2-5。一般情况下,也可按工件公差的1/31/4选取。对于圆形凸、凹模,由于制造容易,精度易保证,制造公差可按IT6IT7级选取。 从表 2-2可查出间隙范围为(10%-14%),则0.1mm,0.14mm, -0.04mm. 最小双面合理间隙 最大双面合理间隙从表2-6查出尺寸R6.5、4.87的K0.75. 尺寸:75、1、2、1.5、9
13、.89、26.1、28.1、34.1、57.5、6.84、12.1、23、2.05、4、6、17、25.5的K1. 查表2-5冲裁件精度等级为IT9级,取模具刃口制造精度为IT7级。尺寸75mm,公差值0.074mm,落料凸、凹模的制造公差按的1/4选取,则/40.018mm,+-则:=落料凹模刃口的基本尺寸落料凸模刃口的基本尺寸冲裁件公差凸模刃口制造公差凹模刃口制造公差K系数,为了避免多数冲裁件尺寸都偏向极限流尺寸,应使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸。K值在0.51.0之间,与冲裁件的精度等级有关。可查表2-6可得。尺寸57.5mm,公差值0.074mm,落料凸、凹模的制造公
14、差按的1/4选取,则/40.018mm,+-则: 尺寸34.1mm,公差值0.062mm,落料凸、凹模的制造公差按的1/4选取,则 /40.015mm,+-则: 尺寸28.1mm,公差值0.052mm,落料凸、凹模的制造公差按的1/4选取,则 /40.013mm,+-则: 尺寸26.1mm,公差值0.052mm,落料凸、凹模的制造公差按的1/4选取,则 /40.013mm,+-则: 尺寸9.89mm,公差值0.036mm,落料凸、凹模的制造公差按的1/4选取,则 /40.009mm,+-则: 尺寸2mm,公差值0.025mm,落料凸、凹模的制造公差按的1/4选取,则 /40.006mm,+-则
15、: 尺寸1mm,公差值0.025mm,落料凸、凹模的制造公差按的1/4选取,则 /40.006mm,+-则: 尺寸1.5mm,公差值0.025mm,落料凸、凹模的制造公差按的1/4选取,则 /40.006mm,+-则: 尺寸13mm,公差值0.018mm,落料凸、凹模的制造公差按的1/4选取,则 /40.004mm,+-则: 尺寸4mm,公差值0.0125mm,落料凸、凹模的制造公差按的1/4选取,则 /40.003mm,+-则: 4.3.2 冲孔凸、凹模刃口尺寸计算尺寸35.6mm为IT9级精度,凸、凹模的制造精度都取IT7级,则 /40.015mm,+-则: 冲孔凸模刃口的基本尺寸冲孔凹模
16、刃口的基本尺寸 尺寸2mm为IT9级精度,凸、凹模的制造精度都取IT7级,则 /40.006mm,+-则: 尺寸23mm为IT9级精度,凸、凹模的制造精度都取IT7级,则 /40.013mm,+-则: 尺寸12.1mm为IT9级精度,凸、凹模的制造精度都取IT7级,则 /40.001mm,+-则: 尺寸6.84mm为IT9级精度,凸、凹模的制造精度都取IT7级,则 /40.009mm,+-则: 尺寸2.05mm为IT9级精度,凸、凹模的制造精度都取IT7级,则 /40.006mm,+-则: 尺寸6mm为IT9级精度,凸、凹模的制造精度都取IT7级,则 /40.007mm,+-则: 尺寸4mm为
17、IT9级精度,凸、凹模的制造精度都取IT7级,则 /40.007mm,+-则: 尺寸mm为IT9级精度,凸、凹模的制造精度都取IT7级,则 /40.003mm,+-则: 4.3.3 孔边距尺寸25.5mm,公差值0.052mm则: 尺寸17mm,公差值0.043mm则: 尺寸6mm,公差值0.03mm则: 凹模也孔心距的尺寸,公差取工件公差的1/4即/4工件孔心距的最小极限尺寸工件孔心距公差4.3.4 工作零件结构尺寸落料凹模板尺寸:凹模厚度:h=kb(15mm)(查表3-3得k取0.22) =0.2275mm=16.5mm凹模壁厚:c=(1.52)h(3040mm) =24.7533mm取c
18、=30mmb凹模孔的最大宽度,单位mm,但b不小于15mmc凹模壁厚,单位mm,指刃口至凹模外形边缘的距离k系数,见表2-4可得凹模板边长:Lb+2c 80+230140mm凹模板宽度:B230+34.12+1.5129.7mm弹簧的选用:根据GB/T 2089-1994选用圆柱螺旋压缩弹簧,材料直径1.6mm,弹簧中径16mm,自由高度30mm。凸模的长度为:h+ 16+30+1844mm其中卸料板厚度 弹簧的高度 固定板厚度4.3.5 其他模具零件结构尺寸查标准GB 2858-81,确定凹模板外形为16012518mm,查表14-10卸料板厚度为16mm,根据JB/T 8066.1-199
19、5查得:垫板外形尺寸为:1601256mm固定板尺寸为:16012518mm导料板外形尺寸为:160136mm 根据模具零件结构尺寸,查标准GB/T 2855.5-90选取后侧导柱160125标准模架一副。 4.3.6 凸模的强度校核:1. 抗压强度校核:根据式得:可取2000M,4.881mm,t1mm,符合要求。 凸模直径,单位为mmt板材厚度,单位为mm材料抗剪强度,单位为M凸模材料许用压应力,单位为M2. 凸模抗压失稳校核:F和校核得,符合要求。 F冲裁力,单位为N K安全系数,淬火钢k23 E凸模材料的弹性模量,一般模具钢为 J凸模最小横截面的惯性矩,单位为 允许的凸模最大自由长度,
20、单位为mm4.3.7 冲床的选用根据总冲压力F70.41KN,模具闭合高度,冲压工作台面尺寸等,并结合现有设备,选用开式双柱可倾式压力机,其主要工艺参数如下:公称压力:160KN滑块行程:50mm 压力行程:3.17mm行程次数:150次/分 最大闭合高度:220mm闭合高度调解量:45mm工作台尺寸(前后左右):300450mm4.3.8 冲裁工艺设计冲裁工艺设计是在对给定的冲裁件进行工艺性分析的基础上制定冲裁工艺方案,并以文件的形式确定。良好的工艺性和合理的工艺方案可以用最少的工序数量,最少的材料和工时,以最经济的方法保持保量地加工冲裁件。1. 冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性是指其冲压工艺的
21、适应性,即冲裁件的材料、形状、尺寸精度以及其它技术要求是否适应冲裁加工的工艺要求,是从冲压加工的角度对冲裁件设计提出的工艺要求。影响冲裁件工艺性的因素很多,从技术和经济方面考虑,主要有以下几方面。2. 冲裁件的形状和尺寸具有良好工艺性的冲裁件形状和尺寸应符合下面的条件。A 冲裁件的形状应力求简单、规则,使排样时废料最少。B 冲裁件的内、外形转角处应避免尖锐的清角。C 冲裁件形状应避免有过长的悬臂或过窄的凹槽。D 冲裁件上冲孔孔径不宜太小,否则极易损坏冲孔凸模。冲孔孔径的 最小尺寸与孔的形状、材料的力学性能、板料的厚度和凸模的结构有关。E 冲裁件上孔与孔之间,孔与外形边缘的尺寸不能过小,以避免影
22、响凹模强度和冲裁质量。当冲孔边缘与冲裁件外形边缘不平行时不小于t;平等时应不小于1.5t。3. 冲裁件的尺寸精度与断面粗糙度A 冲裁件能达到的尺寸精度一般为IT10IT12级,采用较高精度的复合模可达到IT8IT9级。如无特殊要求,落料件的尺寸精度要比冲孔低一级。B. 冲裁件的结构尺寸标注基准应尽可能与冲裁时的定位基准相重合,以避免基准不重合误差。第五章 弯曲单工序模51 工艺分析 1. 由于半成品件形状简单,为U形件,可以采用一次弯曲成形的方法。2. 在弯曲开始时,毛坯就应定位良好,稳定可靠,该零件采用方孔和圆孔与挡料销配合定位。3. 该零件内形尺寸为主要尺寸,因此定义凸模为基准件。52 弯
23、曲工艺力的计算521 较正弯曲力的计算为了合理地选择弯曲用的压力机和设计模具,必须计算弯曲力。弯曲力的大小不仅与毛坯的尺寸、材料的力学性能、弯曲半径等有关,而且与弯曲方式也有很大关系,从理论上计算弯曲力比较繁杂,精确度亦不高,因此生产中常采用经验公式进行计算。较正弯曲力: FqA 25840 21KNF校正弯曲力,单位为NA校正部分投影面积,单位为q单位面积上的校正力,单位为M,其值按表4-4选取。5.2.2 顶件力和压料力的计算顶件力或压料力Q值可近似取自由弯曲力的30%80%。自由弯曲力: F 1.31KNF自由弯曲力,单位为Nb弯曲件的宽度,单位为mmr弯曲半径(等于凸模圆角半径),单位
24、为mm材料的抗拉强度,单位为M k系数,一般取k11.3.顶件力和压料力: Q(0.30.8)F 0.61.31KN 0.786KN5.2.3 弯曲设备标称压力的选择校正弯曲时,由于校正弯曲力的数值比压料或顶件力大得多,故Q可以忽略,即 21KN校正弯曲力,单位为N弯曲用压力机标称压力,单位为N。查表得取标称压力为60KN5.2.4 弯曲件的回弹及防止措施查表得角度回弹量为: 5.2.4.1 影响回弹的因素:A. 材料的力学性能 角度回弹量及曲率回弹量与材料的屈服点成正比,与弹性模量E成反比。B. 弯曲半径与材料厚度的比值r/t 当其他条件相同时,角度回弹量随r/t值的增大而增大,曲率回弹量随
25、r/t的增大而减小。C. 弯曲角 弯曲角越大,表示变形区域越大,角度回弹量也越大。而曲率回弹量与弯曲角度大小无关。D. 弯曲工件的形状 一般弯制U形工件要比弯制V形工件的回弹量要小。E. 模具间隙 在弯曲U形工件时,凸模与凹模之间的间隙越小,则回弹量越小。F. 校正弯曲时的校正力 校正力小,回弹量大,增加校正力可减小回弹量。对弯曲半径小(r/t0.20.3)的V形工件进行校正弯曲时,角度回弹量可能为负值或零。5.2.4.2 减小回弹量的措施弯曲加工时必然要发生回弹现象,要完全消除回弹是极其困难的,但可以从模具设计和产品设计等方面来减少甚至消除回弹,根据对工件的分析采用较正法来消除工件的回弹。5
26、.2.5 弯曲凸凹模设计 5.2.5.1 弯曲凸模与凹模之间的间隙Z/2+ktt+kt 1+0.043+0.051 1.093Z/2弯曲凸、凹模单面间隙t板料厚度的基本尺寸板料厚度的正偏差 k弯曲间隙系数,其值按表4-10选取。5.2.5.2 工作部分尺寸计算 弯曲件为双向对称偏差时,凸模尺寸为: 凸模工作部分尺寸,单位为mm L工件公称尺寸,单位为mm工件公差,单位为mm凹模、凸模制造偏差,单位mm.5.2.6 弯曲凸、凹模的结构尺寸 查表得:5mm, 0.5mm,m4mm,L12mm凹模外形尺寸为:12510025mm根据凹模外形尺寸查表得:选用12510030mm的上模座、1251003
27、5mm的下模座,压入式B式模柄。 5.2.7 弯曲模结构的设计特点 弯曲件的工序安排对弯曲模具的结构、产品的精度影响极大。为了达到工件的质量要求,在确定弯曲件的工序安排和设计模具结构时,应合理制定工艺,遵循弯曲过程中的变形规律,除了需要综合考虑前述的模具结构设计原则外,同时还必须注意以下几点。1. 弯曲件工序的安排1) 对于形状简单的弯曲件,如V形、U形、Z形和帽罩形工件等,可以采用一次弯曲成形。对于形状复杂的弯曲件,则一般需要采取二次或多次弯曲成形;2) 对于批量大且尺寸较小的弯曲件,为使操作方便、定位准确和提高生产率,应尽可能采用级进模或复合模;3) 需进行多次弯曲时,弯曲次序一般是先弯两
28、端,后弯中间部分。前次弯曲应考虑后次弯曲有可靠的定位,后次弯曲不能影响到前次已弯曲成形的形状。2. 弯曲工序和模具尺寸的确定应充分考虑到冲件的尺寸和形状,然后确定弯曲工序的顺序。1) 对冲件的工艺性进行总体分析,确定地评价冲件整体结构的合理性和采用工艺过程的可行性。对弯曲角和弯曲次数多的冲件、非对称形状的冲件,要分析所采用工艺的可靠性;对有孔或有切口的冲件等,要注意由于弯曲的作用特别容易引起变形或出现的尺寸误差。这时,最好是在弯曲之后再作冲孔或切口。2) 计算出冲件的毛坯展开长度,以此计算毛坯的长度在已设计好的弯曲模上作试弯曲。然后经过修正,将毛坯的展开长度最后确定下来。这样就可以得到最终要求
29、尺寸的冲件。因而,先是要进行弯曲模的设计制造,然后再确定下料模的精确尺寸。3) 制备毛坯时,应尽量使后续弯曲工序的弯曲线与材料轧制方向成一定的夹角。对于需进行多次弯曲的零件,一般应选用冲压行程方向作为零件的弯曲方向。4) 选取比弯曲力吨位稍大的设备,对与此相适应的模具大小、高度、行程长度等等作出考虑。特别是为了保证形状及尺寸必须设计校平模的某些场合,此校平模就要做得既结构简单又要牢固可靠,能够承受足够大的压力。3. 毛坯要有可靠的定位毛坯的定位必须能迅速而准确地进行,尽可能水平放置,并要考虑到下列各点:1) 在弯曲开始时,毛坯就应定位良好,稳定可靠。为防止弯曲过程中毛坯可能产生的偏移,这时在模
30、具上除了有放置毛坯的定位板(销)以外,还必需考虑到因滑动所引起的偏移而采取必要的措施。2) 以毛坯的外形作为粗定位,然后用凸模上的导正销作精定位。它适合平而厚的板料的弯曲,其冲件的精度好,生产率也高。3) 选取弯曲加工中不发生变形的部位来定位。在万不得已的情况下要使用已发生变形的部位来定位时,要有不妨碍材料移动的结构。4) 当工艺上要求多道工序时,各工序要有同一定位基准。5) 对于厚板的场合,要特别注意使定位板不致与端面的毛刺相干扰。6) 在压弯过程中,必须考虑到防止毛坯滑动的可能性。4. 增加装置或改变工艺为有利于提高弯曲件的精度,在必要时,弯曲件可添加工艺连接带(这部分材料在弯曲后再将其切
31、除)或采用对称弯曲。5. 不应使毛坯产生严重的局部变薄或变形不足。6. 弯曲区能得到校正。7. 有补偿回弹量的可能。8. 作用在毛坯上的外力要尽量对称,以避免在变形过程中毛坯产生错移。9. 冲件的取出装置。10. 注意操作者安全。11. 模具的标准化。第六章翻边、弯曲复合模的设计 6.1 工艺分析 该半成品主要是翻边模进行加工时的固定及尺寸的精确,弯曲时必须保证其定位可靠,该零件内形尺寸为主要尺寸,因此定义弯曲凸模为基准件。6.2 翻边力与弯曲力的计算及冲压设备的选择 翻边力: 2.42KN弯曲力: 5.64KN顶件力:10% 0.12.42KN 0.242KN 60% 0.65.64KN 3
32、.384KN + 0.242+3.384KN 3.626KN可选用公称压力为160KN的开式双柱可倾式压力机6.3 工作零件刃口尺寸计算6.3.1 翻边的凸、凹模刃口尺寸计算翻边模单边间隙Z/2值为0.85mm凸模的尺寸 D7-20.85 5.3mm6.3.2 弯曲的凸、凹模刃口尺寸计算(1) 弯曲凸模与凹模之间的间隙 1.57mm(2) 弯曲件标注内形尺寸,应以凸模为基准件,增大凹模取间隙。弯曲件为双向对称偏差时,凸模尺寸为: 凹模尺寸为: 式中. L弯曲件的基本尺寸 、凸模、凹模工作部分尺寸弯曲件的公差 、凸、凹模制造公差,选用IT9级精度 Z弯曲模的双面间隙6.3.3 凸、凹模的结构尺寸
33、 凹模的外形尺寸:125100mm 翻边的凸模的外形尺寸:21mm 弯曲的凸模的外形尺寸:131044mm 选用12510035mm的下模座,12510030mm的上模座。 6.4 复合模的特点、种类及选用6.4.1 复合模的特点A生产效率高。复合模结构紧凑,一套模具能完成若干工序,大大地减少了模具和占用的冲压设备的数量,减少了操作人员和周转时间,从而提高了生产率。B提高冲压件的质量。在复合模具中几道冲压工序是在同一工位上完成的,不用重新定位,可以避免重新定位产生的误差,从而保证了冲压件的位置精度。 冲压件内、外形的同轴度偏差可达0.020.04mm,特别适合薄料的冲裁。C. 复合模对用料的要
34、求没有连续模那样严格,不规则的边角材料也能使用。D复合模的结构复杂。复合模的结构比单工序模复杂,加工难度大,对模具制造精度要求高,制造周期相对较长,因此模具的制造成本显著增加。E某些带狭窄面的工件受到凸凹模强度的限制不能用复合模加工。6.4.2 选择复合模的原则确定是否采用复合模要考虑以下几个方面。A生产批量 由于复合模成本较高,小批量生产时宜采用单工序模,几个单工序模可能比一套复合模成本还低,在大批量生产时适合使用生命模。B冲压工件的精度 当冲压件的尺寸或同轴度、对称度等位置精度要求较高时,应考虑采用复合模;对于形状复杂,重新定位可能产生较大误差的冲压工件,也应采用复合模。C复合工序的数量
35、一般复合模的工序数量在四工序以下,否则模具过于复杂,同时模具的强度、刚度、可靠性也随之下降。6.4.3 复合模的设计特点复合模中每个工序的设计、计算与单工序模相同。在进行复合模结构设计时需要注意以下几个方面。A. 曲柄压力机的许用负荷曲线与复合模压力曲线的关系。由于复合模的工作行程往往较大,尤其是落料、拉深复合模,落料在先,拉深在后,一般落料力较大,拉深力较小,这与压力机的许用负荷曲线的变化趋势相反,所以容易产生超载。设计复合模时要注意校核。B. 复合模中的凸凹模设计。由于复合模中的凸凹模(既是某工序的凸模同时又是另一工序的凹模)的壁厚是冲压件的尺寸决定的,而凸凹模的壁厚受强度限制不能过薄,因
36、此其厚度应大于最小壁厚a。当凸凹模装于上模时,内孔不积存废料,凸凹模胀力小,其最小壁厚a可按下式确定: 冲裁硬材料时 a=1.5t 冲裁软材料时 at凸凹模设计时还应注意其加工、装配以及维修、刃磨等方面的要求。C. 复合工序的先后顺序排列有利于成形及模具制造、维修。例如落料-拉深-冲孔的复合顺序是有利于成形的。又如冲孔-落料复合时,为使凸凹模刃磨方便,两工序应同时进行。D复合模选用的模架。由于复合模的精度较高,因此也应选用精度较高的模架。对要求精度较高的小间隙薄料冲裁复合模,应采用球面浮动式模柄,使之可自动微调,避免因导向精度误差或冲压设备和模具的安装误差对模具产生不利影响,保证模具安全,提高
37、使用寿命。应当注意的是,当采用浮动模柄时,导柱不能离开导套,否则可能产生严重的机床和人身事故。E注意模具各部位的配合与精度要求。一般情况是:a. 凸凹模、凸模、凹模当采用窝座定位配合时,嵌入深度一般可用510mm;b. 顶杆、模柄采用双边间隙为0.05mm的间隙配合;c. 顶件器与凹模孔之间采用0.05mm的单边间隙,顶件器在顶件终了时应突出凹模端面0.5mm;d. 卸料板工作面就高出凸模端面0.30.5mm。F复合模工作部分零件的材料选用。复合模工作部分零件应选用加工性能较好、耐磨性好、淬透性高、热处理变形小的材料。G模具材料的基本性能a. 模具材料的耐磨性 模具工作表面与工件多次强烈地磨擦
38、,因此要求模具必须能较长时间的保持其尺寸精度和表面粗糙度,不致早期失效;要求模具材料既能承受机械磨损,又能在承受重载和高速磨擦时,在被磨擦表面形成薄而致密的起润滑作用的附着氧化膜,防止在模具和工件表面之间产生黏附、焊接等损伤及模具表面的氧化损伤。合理的热处理工艺、良好的润滑状态和模具材料的表面处理对改善模具的耐磨性能有良好的作用。b. 模具材料的韧性 对于受强烈冲击载荷的模具零件的模具材料,韧性是十分重要的考虑因素,对于在高温下工作的模具,还必须考虑其在工作温度下的高温韧性。模具材料的化学成分、晶粒度、碳化物的组成数量、形态、尺寸和分布情况、金相组织、微观偏析等都会对材料的韧性带来影响;钢的纯净度、毛坯锻轧变形的方向会对横向性能产生很大的影响。模具材料的韧性往往和耐磨性、硬度互相矛盾。因此,根据模具的工作情况,选择合理的模具材料,并采用合理的精炼、加