2工艺分析
2.1零件的功用与经济性分析
该零件材料为Q235,厚度0.5mm。尺寸公差等级为IT11级,该零件的产量属于大批量,零件外形对称,材料为一般用钢,故冲压加工经济性良好。
2.2零件钣金成形工艺性分析
2.2.1结构形状与尺寸分析:
图 2-1 零件图
图 2-2 毛坯图
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该制件形状简单,厚度适中,属于普通冲压件,但有几点应该注意:
1 根据工件的形状分析,该工件为落料、冲孔、弯曲件,因此在加工时要考虑到冲孔和弯曲工序的干涉问题;
2 大批量生产,应重视模具材料的选择和模具结构的确定,保证模具的寿命;
3 制件体积不是很小,从安全考虑,要采取适当的取件方式,模具结构上设计好推件和取件方式。
2.2.2 精度与表面粗糙度
此零件的表面粗糙度均为自由表面粗糙度,尺寸公差等级为IT11级。
2.2.3 材料
零件材料是Q235,参考文献[1]可知Q235为极软的碳酸钢,强度、硬度很低,而韧性和塑性极高,具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。但存在时效敏感性,淬硬性及淬透性极低。大多轧制成高精度的薄板或冷轧钢带用以制造易加工成形,强度低的深冲压或深拉延的覆盖零件和焊接构件。
力学性能:抗拉强度 σb (MPa):310-380 屈服强度 σs (MPa):240?? 伸长率 δs (%):21-25??
综上所述,该零件的形状、尺寸、精度、材料均符合冲裁工艺性要求,故可以采用冲压方法加工。
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3制定工艺方案
3.1工艺方案的分析
根据以上基本工序,可拟定出以下三种冲压工艺方案: 方案一:落料、冲孔、弯曲单工序模 方案二:落料冲孔复合模、冲孔単工序完成 方案三:采用多工位级进模
分析比较上述三种工艺方案,可以看出:方案一模具简单,数量多,冲压效率低。方案二相对于方案一模具较复杂,数量减少,冲压效率提高。方案三相对于前两种方案模具最复杂,制造周期长,数量最少,冲压效率最高,但是由于弯曲工序的尺寸较大,设计模具和加工模具都比较困难。
3.2工艺方案的确定
经过全面分析、综合考虑,以零件质量、生产效益及经济性几个方面衡量,认为三种方案中方案三为最佳的方案,即采用落料冲孔复合模和单工序弯曲模完成此制件,本次设计主要设计落料冲孔复合模。
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4工艺计算
4.1排样及材料的利用率
4.11排样的选用原则
由于产量大,材料利用率是一项很重要的经济指标,要提高材料利用率就必须减小废料面积,条料在冲裁过程中翻动要少,使工人操作方便、安全,减轻劳动强度,排样应保证冲裁件的质量,无论是采用有废料或少、无废料的排样,根据冲裁件在条料上的不同布置方法,排样方法有直排、斜排、对排、多排等多种形式的排列方式,可以根据不同的冲裁件形状加以选出用。现工件外形为圆形,采用有废料的直排法,比较方便、合理。
搭边起补偿条料的剪裁误差,送料步距误差以及补偿于条料与导料板之间有间隙所造成的送料歪斜误差的作用。使凸,凹模刃口双边受力,受力平衡,合理间隙一易破坏,模具寿命与工件断面质量都能提高。对于利用搭边自动送料模具,搭边使条料有一定的刚度,以保证条料的连续送进。搭边的合理数值主要决定于材料厚度、材料种类、冲裁件的大小以及冲裁件的轮廓形状等。一般板料愈厚,材料愈软以及冲裁件尺寸愈大,形状愈复杂,则搭边值也应愈大。由查表得工件间搭边值a1=1.5mm、侧面a=2mm。 4.12材料利用率的计算
采用直排的排排样方案,如图4-1所示:
计算冲压件的毛坯面积(用CAD自带的测量面积工具): S=672mm2
送料步距A:送料步距的大小应为条料上两个对应冲裁件的对应点之间的距离,每次只冲一个零件的步距按式:A=D+a1, A=8+1.5=9.5mm
条料宽度B:B=(84+2×2)mm=88mm
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图4-1 排样图
通常是以一个步距内零件的实际面积与所用毛坯面积的百分率來表示,按式:
?=
SS1?100%=1?100%
ABS0式中 S1—— 一个步距内零件的实际面积
S0—— 一个步距内所需毛坯面积 A—— 送料步距 B—— 条料宽度
带入数据可得:
S672mm2?=?100%≈80.4% ?100%=
AB9.5mm?88mm4.2落料力、冲孔力、卸料力、推件力的计算
计算冲裁力的目的是为了选用合理的压力机,设计模具以及检验模具的强度。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力,以适应冲裁工艺的需求。一般可按下公式计算:
FP?Lt?
式中 FP-------冲裁力(N);
L--------冲裁周边长度(mm); t--------冲裁料厚(mm);
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