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此工件只有外形落料、弯曲和冲孔三个工序。图示零件尺寸除φ2.6mm的孔均为未注公差的一般尺寸,按惯例取IT14级,符合一般级进冲压的经济精度要求,模具精度取IT9级即可。
由以上分析可知,图示零件具有比较好的冲压弯曲工艺性,适合冲压弯曲生产。
2 工艺方案的确定及工艺计算
2.1 工艺方案的确定
石英表垫片零件所需的基本冲压工序为弯曲、落料和冲孔,可拟订出以下三种工艺方案。
方案一:用简单模分三次加工,即落料——冲孔——弯曲。 方案二:冲孔落料弯曲复合模。 方案三:冲孔落料弯曲级进模。
方案一,生产率低,工件的累计误差大,占用三套模具生产设备成本比较高,操作不方便,由于该工件为大批量生产,相比较方案二和方案三更具有优越性。
方案二:冲孔落料、和弯曲三个工序都在同一个工位上完成,生产率较方案一和方案三都高,生产出的制品的精度也较高,占用设备数量少,但是其模具比较复杂,生产强度较高时模具损耗较大,模具寿命较低,制造成本较方案一和方案二都高。
方案三:冲孔个工序为一个工位,落料和弯曲在一个工位。其生产效率较方案一高较方案二低,其模具制造难度较方案二小,成本也低:模具寿命较方案二高,
石英表垫片零件为大批量生产,且其冲?2.6的孔有公差要求其余落料和弯曲的精度要求不太高,且为大批量生产,使用方案三角方案一和方案二更适合零件的生产要求。故选方案三,即采用冲孔、落料和弯曲级进模。
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2.2 排样设计
2.2.1 毛坯的尺寸计算
该制件弯曲端展开后的长度L和宽度B计算: L=10+
6.5=13.25mm 2U形件的计算毛坯展开长度的公式查表5—12[3]得: L=l1?l2??(r?x?t)
查表5—8[3] 中性层位移系数x=0.52
L=(4-1.165)+(4-1.165)+3.14×(1..6-0.5+0.5×0.53)=9.6mm 该
毛
坯
的
攻
坚
展
开
图
如
图
2
所
示
:
图2毛坯的攻坚展开图
一个工件平展后的面积:S?76.32mm2 2.2.2 确定零件的排样方案
设计模具时,条料的排样很重要。石英表垫片零件具有一头大一头小的特点,有两种排列方案;对排调头冲和单向排列。
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方案一:对排调头冲的送料方式,即隔位冲,条料完成一个方向的冲压后,将条料水平方向旋转1800,再冲第二遍,在第一次冲裁的间隔中冲裁出第二部分
工
图3排样图
方案二:采用单向排列的送料方式,如图4所示:
图4排样图
2、方案比较:
条料宽度、导尺间宽度和材料利用率的计算
查表2.5.2[1]取得工件间和侧面的搭边值为1.8mm和2.0mm。 方案一:步距B=4.8+4.8+5.9=15.5mm 方案二:步距B=4.8+1.8+4.8=11.4mm
条料宽度的计算:拟采用无侧压装置的送料方式,由b-Δ=〔D+2a+c1〕- Δ第 8 页 共 35 页 8
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D—条料宽度方向冲裁件的最大尺寸 a—侧搭边值
c1—导料板与最宽条料之间的最小间隙。查表2.5.5[1]取Cmin=0.5mm 代入数据计算,
方案一:取得条料宽度为 b=13.25+2+2+4.5+0.5=22.25mm
导尺间距离的计算:s=D+2(a+Cmin),代入数据计算得导尺间距离为23.25mm。 方案二:取得条料宽度为 b=13.25+2×2+0.5=17.75mm。
导尺间距离的计算:由s=D+2(a+Cmin),代入数据计算得导尺间距离为18.75 mm。
材料利用率的计算: 一个步距内的材料利用率? ? =
A?100% Bs式中 A—一个冲裁件的面积,mm2;
B—条料宽度,mm; s—步距, mm 得
方案一 : ?=
2?76.32?100%=44.26%
22.25?15.576.32?100%=38.81% 方案二: ?=
11.4?17.25所以,选用方案一,即采用对排调头冲的排样方式。
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3 工艺计算
(1)正倒装结构:根据上述分析,本零件的冲压包括冲孔和落料和弯曲三个工序,为方便小孔废料和成形工件的落下,采用正装结构:即冲孔凹模、落料凹模和都安排在下模。弯曲工序采用倒装结构:即弯曲凸模在下模。
2)送料方式:采用手工送料方式。
3)定位装置:本工件在级进模中尺寸是较小的,又是大批量生产,顺冲时第一个工位采用始用挡料装置定位,第二个工位采用固定挡料销定位。调头冲时第一个工位设置一个始用挡料装置定位(和顺冲时的始用挡料销定位不在同一个位置),第二工位靠固定挡料销定位。送料时废料孔与固定挡料销作为粗定距,在大凸模上安装一个导正销,利用条料上φ2.6m的孔做导正销孔进行导正,依此作为条料送进的精确定距。
3)导向方式:为确保零件的质量及稳定性,选用导柱、导套导向。由于已经采用了手工送料方式,为了提高开敞性和导向均匀性,采用对角导柱模架。
4)卸料方式:本模具采用正装结构,冲孔废料留在凹模孔洞中,为了简化模具结构,可以在下模座中开有通槽,使废料从孔洞中落下;弯曲后工件留在上摸的弯曲凹模型腔中,为了简化模具结构,可以在上摸中开有打料孔用打料杆将工件顶出。工件厚度为0.5mm,为了保证工件有比较好的平整度,采用弹性卸料装置。
3.1 冲裁工序总力的计算
由工件结构和前面所定的冲压方案可知,本工件的冲裁力包括以下部分。 冲一个φ2.6mm孔的力P1、,落外型料的力P2,向下推出φ2.6mm冲孔废料的力P3,向下推出外形坯件的力P4,弹性卸料板卸板料的力是由压力机提供的,其冲裁φ2.6mm和外形坯件后卸条料的力分别为P5和P6。考虑到模具刃部被磨损、凸凹模间隙不均匀和波动、材料力学性能及材料厚度偏差等因素的影响,实际计算冲裁力时按下面公式:
P=KLtτ 式中 P—冲裁力(kN)
L—冲裁件剪切周边长度(mm) t—冲裁件材料厚度(mm)
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