落料拉深冲侧孔复合模具设计计算说明书(2)

2019-04-09 20:09

(4)最大装模高度H(mm)及装模高度调节量ΔH(mm)

装模高度是指滑块在下死点时滑块下表面到工作台板上表面的距离。为了提高设备的适应性,装模高度应是可调节的。最大装模高度是指当装模高度调节装置到滑块调节至最上位置时的装模高度值。

与装模高度并行的标准还有封闭高度。是指滑块处于下死点时,滑块下表面与压力机工作台上表面的距离,它与装模高度不同的是少一块工作台垫板厚度。 4.1.2 压力机的选择原则

在冲压工艺设计中正确选择曲柄压力机,是本课程学习的重点。压力机的承载特性由于采用了曲柄连杆机构变得复杂,因此在设备选择时不仅需要考虑其力能特性,同时也要考虑其作功特性。按以下步骤选择曲柄压力机:

(1)对许用负荷图的在认识 (2)曲柄压力机能耗分配 (3)冲压力的计算 (4)压力机类型的选择 (5)初选设备 (6)设备作功校核

4.2 计算工序冲压力 4.2.1 落料力 p落=1.3?D?t=1.3×3.14×154×320×1.5=301.74kN

式中?——材料抗剪强度,08钢 ?=260~320Mpa t——板料的厚度,t=0.5mm D——毛坯直径,D=154mm

4.2.2 卸料力

p卸=K卸P落=0.04×301.74=12.07kN

式中K卸——卸料力的系数,查表为0.04

4.2.3 拉深力

P拉=K?dt?=0.45×3.14×98.5×1.5×400=83.5kN

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式中 k——修正系数,k=0.45

?——材料的强度极限,08钢??400MPa,取??400MPa

4.2.4 压边力

P压?=?D2(?d?2r?4?d2?P=3.14??)d???1544?2(98.5?2?6)2??2.5=22.58kN

??式中

r——凹模圆角半径,取rd?6mm

p——单位压边力,p?2.5MPa

4.2.5 冲孔力

PD

冲?1.3?D1t??1.3?3.14?5?1.5?320?9.8kN

1——工件孔直径4.2.6 推件力

P推?nK推P冲?1?0.05?9.8?0.49kN

式中n——冲裁件个数

K推——推件力系数,取为0.05

总冲压力

PP总?P落?P卸?P拉?P压?P冲?P推?301.74?12.07?83.5?22.58?9.8?0.49?430.18kN压力机?(1.6~1.8)P总=1.7×430.18=731.3kN

由于该制件不大,且精度要求不高,因此选用开式可倾压力机。它具有工作台三面敞开,操作方便,成本低廉的优点。由于冲裁,拉深复合模的压力行程的特点是在开始阶段即需要很大的压力,而在拉深阶段所需要的反倒要小得多。因此若按总的压力来选取压力机,很可能出现虽然总的压力满足要求,但是在开始阶段冲裁时已经超载。同时,选用拉深压力机还要对拉深功进行核算,否则会出现压力机在力的大小满足要求,但是功率有可能过载,飞轮转速降低,从而引起电动机转速降低过大,损坏电动机。因此精确确定压力机压力应该根据压力机说明书中给出的允许工作负荷曲线,并校核功率,但是在一般条件下,可以根据生产条件来选取。

故选压力机型号为J23-80型的开式可倾压力机 滑块公称压力:800kN

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滑块行程:120mm 封闭高度:440mm 连杆调节量:90mm

滑块中心线至机身距离:350mm 工作台板厚度:100mm 最大倾斜角度:20 工作台离地高度:850mm

前后:2060外形尺寸 左右:1715

高:3290电动机功率:7.5kw 机床质量:7285kg

5 冷冲模具设计

5.1 凸模与凹模刃口尺寸计算 5.1.1 刃口尺寸计算的基本原则

冲裁件的尺寸精度主要决定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,是设计冲裁模主要任务之一。从生产实践中可以发现:?

1.由于凸 、凹模之间存在间隙,使落下的料或冲出的孔都带有锥度,且落料件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 、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,结果使间隙愈用愈大。

由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。故设计落料模时,以凹模为基准 ,间隙取在凸模上;设计冲孔模时 ,以凸模为基准,间隙取在凹模上。

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2.考虑到冲裁中凸 、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。这样,在凸 、凹模磨损到一定程度的情况下,仍能冲出合格制件。凸 、凹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。如果对刃口精度要求过高( 即

制造公差过小 ),会使模具制造困难,增加成本,延长生产周期;如果对刃口精度要求过低(即制造公差过大 ),则生产出来的制件可能不合格,会使模具的寿命降低。制件精度与模具制造精度的关系查表 。若制件没有标注公差, 则对于非圆形件按国家标准 “非配合尺寸的公差数值”IT14级处理,冲模则可按IT11级制造;对于圆形件,一般可按IT7~ 6级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“入体”原则标注为单向公差,落料件上偏差为零,下偏差为负;冲孔件上偏差为正,下偏差为零。

?

4. 凹模结构

拉伸凸模与凹模的结构形式取决于工件的形状、尺寸、以及拉深方法、拉深次数等工艺要求,不同的结构形式对拉深的变形情况,变形程度的大小及产品的质量均有不同的影响。当毛坯的相对厚度较小,必须采用压边圈进行拉深时,凸、凹模必须具有过渡结构,即当拉深直径d≤100mm时,凸凹模具有圆角结构,拉深直径d≥100mm时,凸凹模具有斜角结构采用这种有斜角的凸模和凹模,除具有改善金属的流动,减少变形抗力,材料不易变薄等一般锥形凹模的特点外,还可减轻毛坯反复弯曲变形的程度,提高零件侧壁的质量,使毛坯在下次工序中容易定位。

5.凸模结构

由于冲件的形状和尺寸不同,冲模的加工及装配工艺条件也不同,所以在实际生产中使用的凸模结构形式很多。其截面形状有圆形和非圆形,刃口形状有平刃和斜刃等,结构有整体式,镶平式,阶梯式,直通式和带护套式等。凸模的固定方法有台肩固定,铆接,螺钉和销钉固定,粘结剂浇注固定等。 (1) 圆形凸模

台阶式的凸模强度刚性较好,装配修模方便,其工作部分的尺寸由计算而得,与凸模固定板配合部分的按过渡配合(H7/m6或H7/m6)制造,最大直径的作用是形成台肩,以便固定,保证工作时凸模不被拉出。

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(2) 非圆形凸模

凡是截面为非圆形的凸模,如果采用台阶式的结构,其固定部分应尽量简化成简单形状的几何截面。 (3) 大,中形凸模

大,中形的冲裁凸模,有整体式和镶拼式2种。镶拼式不但节约贵重的模具钢,而且减少锻造,热处理和机械加工的困难,因而大型凸模宜采用这种结构。 (4) 冲小孔凸模

所谓小孔,一般系指孔径d小于被冲板材料的厚度或直径d<1mm的的圆孔和面积A<1mm的异形孔,它大大超过了对一般冲孔零件的结构工艺性要求。冲小孔的凸模强度和刚度差,容易弯曲和折断,所以必须采取措施提高它的强度和刚度,从而提高其使用寿命。 5.1.2 采用凸模与凹模加工的方法

采用凸模与凹模分开加工的方法是指凸模和凹模分别按图纸加工至尺寸。要分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差(凸模δp、凹模δd),它适用于圆形或简单形状的制件。

必须满足下列条件:?

|δ p|+|δd|≤?(Zmax -Zmin) 或取δp=0.4(Zmax -Zmin) δd=0.6(Zmax -Zmin)?

??该冲孔尺寸为d0,根据计算原则,冲孔时以凸模为设计基准,首先确定凸模的尺寸,

使凸模的基本尺寸接近或等于工件的最大极限尺寸,将凸模尺寸增大最小合理间隙值即得凸模尺寸。

该工件没有表注尺寸公差,按未注公差IT12级精度来处理,模具则按IT6-7J级制造。 dp?(dmin?x?)??p dd?(dp?zmin)0式中:?

dd——冲孔凹模基本尺寸(mm);? dp——冲孔凸模基本尺寸(mm);?

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??0?(dmin?x??zmin)0

??


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