台面上安装过小尺寸的冲模时,对工作台的受力条件也是不利的。 根据总冲裁力F总=363KN,模具闭合高度,冲床工作台面尺寸等,查《冷冲模课程设计与毕业设计指导》表8.10,选用JG23-40开式双柱可倾压力机。主要的技术参数如下:
公称压力:400KN 滑块行程:100mm 行程次数: 80次/min 最大闭合高度: 300mm 立柱间距: 300mm
工作台尺寸: 前后150mm,左右300mm 垫板尺寸: 厚度80mm
模柄孔尺寸: 直径50mm,深度70mm 床身最大可倾角:25°
3.4工作部分刃口尺寸的计算
冲裁件的尺寸精度主要取决于模具刃口的尺寸精度,模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及其制造公差,是设计冲裁模的主要任务之一。从生产实践中可以发现:
1)由于凸模、凹模之间存在间隙,使落料或者是冲孔都带有锥度,且落料的大端尺寸等于凹模尺寸,冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。
2)在测量与使用中,落料件是以大端尺寸为基准,冲孔孔径是以小端尺寸为基准。
3)冲裁时,凸模凹模要与冲裁件或废料发生摩擦,凸模愈磨愈小,凹模愈磨愈大,结果使间隙越来越大。
因此,在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需考虑下述原则: 1)落料件尺寸由凹模尺寸决定,冲孔时孔的尺寸由凸模尺寸决定。 2)考虑到冲裁中凸模凹模的磨损,设计落料模时,凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸;设计冲孔模时,凸模基本尺寸则应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。凸模间隙则取最小合理间隙值。
3)确定冲模刃口制造公差时,应考虑制件的公差要求。
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由于模具加工方法的不同,凸模和凹模刃口部分尺寸的计算公式与制造公差的标注也不同,刃口尺寸的计算方法分为两种情况。第一种是凸凹模分别加工计算刃口尺寸,第二种是凸凹模配制加工计算刃口尺寸。
3.4.1 落料压印复合模的刃口尺寸计算 对于这幅模具,我们选择第一种采用凸凹模分别加工方法计算凸凹模刃口尺寸。对于压印冲头的刃口尺寸,因为考虑到该零件的压印没有特别的要求,所以根据测绘得到的数据即可作为冲头的刃口尺寸
零件图主要尺寸如下图(3.3)所示:
图3.3 零件外形主要尺寸
由《冲压工艺与模具设计》P40~P41,
对于冲孔件,我们把增大的尺寸称为a类,减小的尺寸称为b类,不变的尺寸称为c类。下表3.4.1就是以冲孔凸模设计为基准的刃口尺寸计算
表 3.4.1
凸模刃口尺寸磨损情况 磨损后增大的尺寸 磨损后减小的尺寸 基准件凸模的尺寸 ?0.25?aj?(amax?x?)0配制凹模的尺寸 按凸模实际尺寸配制保证双面合 bj?(bmin?x?)0?0.25? 22
理间隙 磨损后不变的尺寸
对于落料件,我们把增大的尺寸称为A类,减小的尺寸称为B类,不变的尺寸称为C类。下表3.4.2就是以落料凹模设计为基准的刃口尺寸计算
表3.4.2
凹模刃口尺寸磨损情况 磨损后增大的尺寸 磨损后减小的尺寸 磨损后不变的尺寸
其中,零件厚度为t?3mm。由图可知该零件属于无特殊要求的一般冲裁件,所以,其公差等级可取IT14。查《冲压工艺与模具设计》表2.2.4,2cmin?0.49mm,2cmax?0.55mm。则:
2cmax- 2cmin=0.55mm-0.49mm=0.06mm
该零件落料时主要尺寸有十个,由《机械制造技术基础》表1.3查得,IT14精度时,24.4mm的公差为0.62mm,φ20公差为0.52mm,7.7mm的公差为0.36mm,60mm的公差为0.74mm,φ40公差为0.62mm,26.8mm的公差为0.52mm,φ78公差为0.74mm,48.6mm公差为0.62mm。其中凹模尺寸增大的有24.4mm、φ20、φ40、φ78,减小的尺寸有φ20、φ40,不变的尺寸有7.7mm、60mm、26.8mm、48.6mm。
查《冲压工艺与模具设计》表2.3.1,24.4mm取x=0.5;φ20取x=0.5;7.7mm取x=0.75;60mm取x=0.5;φ40取x=0.5;26.8mm取x=0.5;φ78取x=0.5;48.6mm取x=0.5。
假设凸模、凹模分别按照IT6和IT7级加工制造,则
?0.25? 尺寸增大的计算公式为:Aj?(Amax?x?)0
cj?(cmin?0.5?)?0.125? 2cmin~2cmax 基准件凹模的尺寸 ?0.25?Aj?(Amax?x?)0配制凸模的尺寸 按凹模实际尺寸配制保证双面合 Bj?(Bmin?x?)0?0.25? 理间隙 2cmin~2cmaxCj?(Cmin?0.5?)?0.125? 23
?0.25??0.25?0..62?0.155?(24.4?0.5?0.62)0?24.090 24.4mm Aj?(Amax?x?)0 ?0.25??0.25?0..52?0.13?(20?0.5?0.52)0?19.740 φ20 Aj?(Amax?x?)0 ?0.25??0.25?0..62?0.155?(40?0.5?0.62)0?39.690 φ40 Aj?(Amax?x?)0 ?0.25??0.25?0.74?0.185?(78?0.5?0.74)0?77.630 φ78 Aj?(Amax?x?)0
尺寸减小的计算公式为:Bj?(Bmin?x?)0?0.25?
00φ20 Bj?(Bmin?x?)0?0.25??(20?0.5?0.52)?0.25?0.52?20.26?0.13 00φ40 Bj?(Bmin?x?)0?0.25??(40?0.5?0.62)?0.25?0.62?40.31?0.155
尺寸不变的计算公式为:Cj?(Cmin?0.5?)?0.125? 7.7mm
Cj?(Cmin?0.5?)?0.125??(7.7?0.5?0.36)?0.125?0.36?7.88?0.045
60mm
Cj?(Cmin?0.5?)?0.125??(60?0.5?0.74)?0.125?0.74?60.37?0.093
26.8mm
Cj?(Cmin?0.5?)?0.125??(26.8?0.5?0.52)?0.125?0.52?27.06?0.065
48.6mm
Cj?(Cmin?0.5?)?0.125??(48.6?0.5?0.62)?0.125?0.62?48.91?0.078
凸模刃口的尺寸确定,查【冲压工艺与模具设计】表2.2.4,冲裁合理间隙
2cmin?0.49mm,2cmax?0.55mm,故:凸模刃口尺寸按凹模相应部位的尺寸配
制,保证双面最小间隙为2cmin?0.49mm。
3.4.2 拉深冲孔复合模的刃口尺寸计算
对于这幅模具,我采用第二种凸凹模配制加工计算刃口尺寸。拉深过程无特别要求,无需计算刃口尺寸。
前盖展开后的形状和主要尺寸见图3.4示:
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图 3.4 拉深冲孔的主要尺寸
其中,零件厚度为t?3mm。由图可知该零件属于无特殊要求的一般冲裁件,所以,其公差等级可取IT14。其中尺寸φ8.3mm由冲孔获得。查《冲压工艺与模具设计》表2.2.4,2cmin?0.49mm,2cmax?0.55mm。则:
2cmax- 2cmin=0.55mm-0.49=0.06mm
由《机械制造技术基础》表1.3查得,IT14精度时,φ8.3mm公差为0.36mm。 查《冲压工艺与模具设计》表2.3.1,φ8.3mm取x=0.5。
假设凸模、凹模分别按照IT6和IT7级加工制造,则对于冲孔,是以冲孔凸模为设计基准,对于该零件
冲孔(φ8.3mm)
00 dp?(dmin?x??)0??p?(8.3?0.5?0.36)?0.009?8.48?0.009mm
?0.015?0.015d?8.970mm dd?(dp?2cmin)?0?(8.48?0.49)0校核:?p??d?0.009?0.015?0.024?0.06 (所以满足间隙公差条件)
3.4.3 冲孔弯曲复合模的刃口尺寸计算
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