汽车备轮架加固板模具结构设计(4)

2019-05-24 15:57

F

= 1.3?2000?300?4=3120KN

4.4.2 弯曲力F弯

弯曲力是指弯曲工件完成预定形状时需要压力机施加的压力,是设计冲压工艺和选择设备的依据之一。弯曲力不仅与板料材质、板料厚度、弯曲几何参数和凸、凹模间隙有关,而且与弯曲方式关系密切。由于影响因数众多而难以精确计算,故常采用经验公式或简化公式计算,总的来说,分为自由弯曲力计算和校正弯曲力计算两类。

本设计中完成此制件的加工,一共需要两次弯曲: (1)压弯加固板的顶部和底部; (2)压弯加固板的两侧部。

为保证制件弯曲质量,有效控制回弹,采用校正弯曲。由文献【1】查得校正弯曲力的计算公为式如下: F弯 =AP

式中:A——工件被校正部分在垂直于凸模运动方向上的投影面积,mm2; P——单位校正力,MPa,查文献【1】表5-9取P=60MPa。 由上式和制件零件图可求得: F

弯1

= A1P

?60??50?106.5?54?62??2

?1040.76KN

F

弯2

= A2P

49?106.52?146 ?2?60??1362.18

KN

F

弯3

= A3P

?60?146?142

?1243.92KN

F弯= F

弯1

+ F

弯2

+ F

弯3

=3646.86 KN

4.4.3 御料力F御和推料力F推

由于冲裁时材料的弹性变形及摩擦,在一般冲裁条件下,冲裁后材料将发生弹性恢复,使落料件或冲孔废料梗塞在凹模上,而板料则紧箍在凸模上,为了使冲裁工作继续进行,需要一定的御料力和推料力将工件或废料顶出。

由文献【1】可得御料力和推料力计算公式如下:

御料力: F御=K御F冲 推料力:F推= n K推F冲

式中:K御、K推——系数,查文献【1】表3-13得K推=0.045、K御=0.035; n——同时卡在凸模洞孔的件数,一般卡3-5件,本设计中取3。 解得:

F御= 0.035?3120=109.2kN F推= 3?0.045?3120=421.2KN 由上述数据可求得总的公称压力F为:

F= F

+ F弯+F御+F推=7297.26 KN

4.5 初选压力机

查文献【3】表1-83闭式单点压力机技术规格(部分)参数,初选公称压力为8000KN的压力机,型号为JA31-630B。

4.6计算压力中心

冲压力合力的作用点称为压力中心。为了保证压力机和冲模正常平稳地工作、必须使冲模的压力中心通过模柄轴线与压力机滑块中心重合,从而保证模具的使用寿命和制件的加工质量。

本设计中,制件采用单件冲压,冲压件图形本身左右对称,故采用解释法求压力中心较为方便。建立坐标系如下图所示:

因为左右对称,所以XG=0,只需求YG。 由文献【1】可查得压力中心计算公式如下:

Y G?Y1F1?Y2F2?Y3F3?Y4F4?Y5F5?Y6F6F1?F2?F3?F4?F5?F6

=133.16≈133mm

4.7计算冲裁模凸、凹模刃口尺寸

冲裁模凸、凹模刃口尺寸的计算与加工方法有关,加工方法基本分为凸模与凹模分开加工和凸模与凹模配作加工两类。本制件形状较为复杂,材料较厚,所以采用配作加工法加工凸、凹模。

4.7.1冲孔刃口尺寸

加工凸、凹模时,以冲???孔的凸模为基准件,图样上只需标注基准件的尺寸及公差,配作件仅标注基本尺寸,注明与基准件配作及应保证的间隙值。?

由文献【?】表????可得冲孔时凸模与凹模配作加工工作部分尺寸和公差计算公式如下:?

?????????????dp??d??????p dd??d????Zmin?0

式中:dp、dd——冲孔凸、凹模基本尺寸,mm; d——基准件基本尺寸,mm;为21mm;

?——制件制造公差,mm;查文献【1】表3-15取?=0.30mm; Zmin——最小合理间隙,mm;查文献【4】表2-12取Zmin=0.640mm; ?——因数;查文献【1】表3-15取?=0.5;

?d——凸、 ?p、凹模的制造公差,查文献【1】表3-16取?p=0.020;

??d0 ?d=0.025。 由上述数据可求得:

mm dp??21?0.5?0.30??0.020?21.150?0.0200 dd??21?0.5?0.30?0.640?0?0.025?21.790?0.025mm

4.7.2切边和切断刃口尺寸

在切边和切断工序中,凸、凹模在四个方向与板料作用并使之分离,从制件毛胚图可知,该工序为落料工序,尺寸a、b为落料尺寸。为使计算简单,直接取a和b为凸模基本尺寸。

(1)切断刃口尺寸:

Ap??a????Zmin???p

??5?0.5?0.30?0.640??0.020 ?4.21?0.020mm000

?0.025 Ad??a????0??d??5?0.5?0.30?0?4.850?0.025

mm

(2)切边刃口尺寸: Bp??b????Zmin???p ??5?0.5?0.30?0.640??0.020

mm ?4.210?0.02000 Bd??b????0 ??5?0.5?0.30?0?0.025mm ?4.850??d?0.025

4.8计算弯曲模工作部分尺寸

弯曲模工作部分的尺寸主要指凸、凹间隙、圆角半径、凹模深度及凸、凹模横向宽度尺寸等。

4.8.1弯曲时凸模与凹模之间的间隙

弯曲V形工件时,凸、凹模间隙时靠调整压力机闭合高度来控制的,不需要在模具结构上确定间隙。U形工件的弯曲,则必须选择适当的间隙。间隙的大小对于工件质量和弯曲力有很大影响。间隙越小,弯曲力越大。间隙过小,则会使工件壁变薄,并降低凸模寿命。间隙过大,则回弹较大,还会降低工件精度。

本制件弯曲工序中,第二、三次弯曲都属于U形弯曲,故需计算凸模与凹模之间的间隙。U形件弯曲的凸、凹模间隙,根据材料的厚度、弯曲件的高度和厚度而定。

查文献【1】得凸、凹模单边间隙可按下式计算:

c?t???kt


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