汽车备轮架加固板模具结构设计(3)

2019-05-24 15:57

故不宜采用。

方案(4)加工零件时较为容易,且效率较高,故此方案最为合适。

第3章 模具结构形式的确定

模具结构主要包括定位零件、导向零件、御料与推(顶)件装置和连接与固定零件。

因本制件形状较大,且材料较厚,故采用固定挡料销定位,利用挡料销的定位面抵住板料的前搭边。利用导料销纵向送料,板料沿着导料销的一侧导向送进,以免送偏。

考虑到材料的厚度,采用刚性御料装置和刚性推件装置。

本制件为大批量生产,同时,为保证冲裁件精度,采用对角导柱滑动导向模架。以保证精确定位,提高冲压件质量及模具寿命。

第4章 工艺设计

4.1 计算毛胚尺寸

板料弯曲时,中性层长度是不变的,因此根据变形前后中性层长度不变的原则来确定弯曲件毛胚展开的长度和尺寸。由于弯曲变形程度、弯曲方法、弯曲件形状及标注方法等不同,故计算方法略有不同,主要有概算法、外侧尺寸加算法和内侧尺寸加算法三种。

本设计中采用概算法,弯曲件分为直边和弯曲两部分,以其中性层长度之和可求得弯曲件展开长度,但弯曲部分的中性层要考虑位移。

查文献【1】可知该零件的毛胚展开尺寸可按下式计算:

L?l1?l2???180(r??t)

式中: L——弯曲件展开长度,mm; l1,l2——弯曲件直边长,mm; r——弯曲件弯曲半径,mm;

?——层位移系数,查文献【1】表5-6得?=0.33; ?——弯曲件的弯曲带中心角,为90°; t——板料厚度,mm,t=4mm。

求宽度方向展开尺寸时,由上面制件零件图可知:

l1=116-(r+t)=116-(5+4)=107mm l2=140-2(r+t)=122mm L=2l1+l2+

3.14?90180(5?0.33?4)

=214+122+1.57?6.2?2 =355.8mm

考虑到弯曲是板料纤维的伸长,经过试压修正,实际毛胚尺寸取L=355mm。 同理,可计算出其他部位尺寸,最后得出如下图所示的弯曲毛胚的形状和尺寸。

加固板毛胚尺寸图

4.2 确定排样方案

排样是指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。合理的排样和选择适当的搭边值,是降低成本和保证制件质量及模具寿命的有效措施。

从本制件零件图上分析可知,该零件形状比较复杂,孔、槽较多,只能采用有废料排料,由此形成的设计废料占了很大的比例,要控制和提高材料的利用率,唯有从降低工艺废料百分比入手,采用合理的排样方法才能降低废料的比例。考虑到此为大批量生产,结合冲压生产率,冲模耐用度,冲模结构应尽量简单和操作方便,安全等因素,提出以下几种方案:

方案一:

方案二:

从节约材料,减少模具制造难度方面考虑,采用方案一。 由文献【1】表3-12可查得该零件冲裁时的最小搭边值如下: 工件间a=3mm, 侧面b=3.5mm。 考虑到实际情况,取a=b=5mm。

由此可知,条料宽B=355+2b=365mm,单件制件所需材料长L=253+a=258mm。 查文献【2】表4-1,选板料规格为1600mm ?1500mm?4mm,每块可剪365mm?258mm?4mm规格条料24块,材料剪裁利用率达94.2%。

4.3 计算材料利用率

排样的目的是为了在保证制件质量的前提下,合理利用原材料。衡量排样经济性、合理性的指标是材料的利用率。

由文献【1】可查得材料利用率计算公式如下:

??A0A?100%

式中: A0——得到制件的总面积,mm2;

A——一个步距地条料面积(L?B),mm2。 由制件毛胚图等参考资料可计算出:

??

4.4计算冲压力

完成本制件所需的冲压力由冲裁力、弯曲力、推料力和御料力组成。

4.4.1 冲裁力F冲

冲裁力是选择压力机的主要依据,也是设计模具所必须得数据。在冲裁过程中,冲裁力的大小是不断变化的,冲裁力是指板料作用在凸模上的最大抗力。

此制件的冲裁力由冲孔力、切边力、切断力三部分组成。采用普通平刃刀口冲裁:

由文献【1】可知冲裁力的计算公式如下:

F

= KLt?

式中: K——系数,取1.3; L——冲裁件周长,mm;

?——材料抗剪强度,MPa,查文献【2】表4-12取?=300MPa;

t——材料厚度,mm,t=4mm。

制件周长L由外周长L1和内孔周长L2组成:

L?L1?L2

L1?355?70?2?62?2?157?2?240?40?2?45?2?4

L2?8?3.14?11?3.14?21?2??3.14?14?2?2?52?

L?355?240?748?657?2000mm

由上述数据可求得制件冲裁力如下:


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