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正文內(nèi)容

多工位級(jí)進(jìn)模畢業(yè)設(shè)計(jì)論(編輯修改稿)

2025-07-09 09:07 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 為了使一些制件容易成型,排樣時(shí)可設(shè)置工藝孔。如沖方孔前,先在此位置上沖個(gè)圓孔作為工藝孔進(jìn)行定位;彎曲前先沖出一條切口;拉伸前先沖去一條廢料或切幾個(gè)切口等,以便于材料變形成型; (7)制件上同一尺寸或位置精度要求高的部位(如兩孔距離和尺寸均要求很高),應(yīng)盡量在同一工步上沖出; (8) 同一型孔盡可能在同一工步一次沖出,以免經(jīng)數(shù)次沖裁而出現(xiàn)街頭不好和不應(yīng)有的毛刺、塌角現(xiàn)象。但對(duì)于上述( 2)的情況除外; (9) 沖裁精密件,應(yīng)考慮好導(dǎo)正孔。導(dǎo)正孔最好利用制件上已有的孔。導(dǎo)正孔在兩個(gè)以上,且應(yīng)對(duì)稱設(shè)置。如果制件 上無(wú)孔,應(yīng)在搭邊上設(shè)置導(dǎo)正孔,且應(yīng)排列在兩個(gè)制件之間,搭邊尺寸應(yīng)適當(dāng)放大,以加強(qiáng)搭邊的強(qiáng)度; (10 )盡可能使模具的壓力中心與壓力機(jī)壓力中心相一致; 排樣圖 根據(jù)上面所述的原則對(duì)排樣中的沖裁順序和工序組合進(jìn)行設(shè)計(jì)并優(yōu)化,安排排樣圖如下圖 43 所示(具體尺寸請(qǐng)查看裝配圖) 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 10 圖 43 排樣圖 沖裁力及彎曲力的計(jì)算 沖壓力 沖裁時(shí),工件或廢料從凸模上取下來(lái)的力叫卸料力,從凹模內(nèi)將工件或廢料順著沖裁的方向推出的力叫推件力,逆沖裁方向頂出的力叫頂件力。目前多以經(jīng)驗(yàn)公式計(jì) 算: 沖裁力: ()bbF KLt Lt N????沖 ( 45) 卸料力: ()F K F N?卸 卸 沖 ( 46) 推件力: ()F nK F N?推 推 沖 ( 47) 頂件力: ()F nK F N?頂頂 沖 ( 48) 式中: K— 系數(shù),一般經(jīng)驗(yàn)值取 ; L— 沖裁件周邊長(zhǎng)度( mm); 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 11 b? — 材料抗拉強(qiáng)度( MPa); t— 材料厚度( mm) b? — 抗拉強(qiáng)度( MPa) n— 同時(shí)卡在凹模力的工件(或廢料)的數(shù)目【 n= h/t, h— 凹模刃口高度】 K卸、 K推 、 K頂 — 分別為卸料力、推件力、頂件力系數(shù)(查表 43); 表 43 卸料力、推桿力和頂件力系數(shù) 材料及厚度( mm) K卸 K推 K頂 鋼 ≤ ~ >~ ~ >~ ~ >~ ~ > ~ 鋁,鋁合金 ~ ~ 純銅,黃銅 ~ ~ 已知: a.坯料的材料為電工純鐵,σ b= 230MPa; b. t= ; c.查表 43,可得 K卸 = ~,取上限值 K卸 = 。 K推 = ;(沒(méi)有頂件力) d.初定凹模刃口高度為 h= 9mm, n= h/t= 5。 e. L=L1+ L2+ L3+ L4+ L5 Li 為各工序的沖裁周邊長(zhǎng)度 L1=25+40+4+43+48 2+4=212mm L2= 4= L3=13 2+12= 38mm L4= 2 4= L5=30 2= 60mm 將上面所得得數(shù)據(jù)代入式 (45)、 (46)、 (47)中,得: 各工序所需沖裁力為: : 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 12 Fc1=212 230= 87768(N) Fc2= 230= (N) Fc3=38 230= 15732(N) Fc4= 230=(N) Fc5=60 230= 24840(N) F 沖 = Fc1+c2+Fc3+Fc4+Fc5=87768++15732++24840=(N) : F 卸 = = ( N) : F 推 = 5 = ) 彎曲力 自由彎曲力: 用模具彎曲時(shí),若在彎曲的最后階段不對(duì)工件圓角及直邊進(jìn)行校正,則為自由彎曲,自由彎曲力的計(jì)算公式 如下: U 形彎曲: ()bU kbtFNrt?? ? 式中 F-自由彎曲力; b-彎曲件的寬度 (mm); r-彎曲半徑 (mm); σ b-材料的抗拉強(qiáng)度 (MPa); k-系數(shù),一般取 K= 1~ 。 制件一共有四處彎曲彎曲半徑,其半徑均為 R=5mm k= , b= 25,σ b= 230 幾個(gè)不同彎曲處也不在同一工位彎曲, 第一次彎曲為自由彎:代入數(shù)據(jù)得: F 彎 1= 25 230/( 5+) 4= (N) 第二次彎曲也為自由彎:代入數(shù)據(jù)得: F 彎 2= 25 230/( 5+) 2=(N) 第三次彎曲為校正彎: F 校 =Aq/1000 式中, F 校 —— 校正彎曲力, kN; q—— 單位校正力(表 44), MPa。 A—— 工件被校正部分在在凹模上的投影面積, mm2 表 44 校正彎曲時(shí)單位校正力 q 值(摘自文獻(xiàn) [2]中表 313) 材 料 材 料 厚 度 t/mm ≤ 1 > 1~3 > 3~6 > 6~10 鋁 10~20 20~30 30~40 40~50 黃銅 20~30 30~40 40~60 60~80 10,15,20 30~40 40~60 60~80 80~100 25,30 40~50 50~70 70~100 100~120 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 13 A=( - 30) 25+( 12+ 25) 247。 2= 1427mm2 q 取 40MPa 代入數(shù)據(jù)得: F 校 =1427 40=52500N=( KN) 綜上所述:彎曲總力為 彎總F = F 彎 1 + F 彎 2 + F 校 =++57080=( N) =( KN) 模具所需要的合力 合F = 沖F + 卸F + 推F + 彎總F =+++ =(N)=263( KN) 沖 壓設(shè)備的選擇 壓力機(jī)的種類繁多,按照不同的觀點(diǎn)可以把壓力機(jī)分成不同的類型。壓力機(jī)的公稱壓力zF 必須大于或等于各種沖壓工藝力的總和 合F 。通過(guò)前面章節(jié)的計(jì)算可知 合F =263( KN)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式,壓力機(jī)的公稱壓力 zF 應(yīng)該滿足: 合FFz ? 所以: zF ? 查參考文獻(xiàn) [2]第九章 表 99可知,選用開式雙柱可傾壓力機(jī),型號(hào): Jc2335。其相關(guān)數(shù)據(jù)如下: 最大封閉高度: 280mm 封閉高度調(diào)節(jié)量: 60mm 模柄尺寸:直徑 ? 50mm 深度 70mm 工作臺(tái)尺寸: 380mm(前后) 610mm(左右) 工作臺(tái)孔尺寸: 200mm(前后) 290mm(左右) 260mm(直徑) 墊板尺寸:厚度 60mm 直徑 150mm 公稱壓力: 350kN 模具壓力中心的計(jì)算 沖壓 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。沖壓時(shí),模具的壓力中心一定要與沖床滑塊的中心線重合。否則滑塊就會(huì)承受偏心載荷,使模具歪斜,間隙不均,從而導(dǎo)致沖床滑塊與導(dǎo)軌和模具的不正常磨損,造成刃口和其它零件的損壞,甚至還會(huì)引起壓力機(jī)導(dǎo)軌磨損,影響壓力機(jī)精度,降低沖床和模具的壽命。所以在設(shè)計(jì)模具時(shí),必須要確定模具的壓力中心,并使其通過(guò)模柄的軸線,從而 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 14 保證模具壓力中心與沖壓滑塊中心重合。 一般模具沖模壓力中心的確定 1.形狀簡(jiǎn)單而對(duì)稱的工件,對(duì)稱形狀的工作,如圓形、正多邊形、矩形,其壓力中心位于輪廓圖形的幾何中心 O 點(diǎn)。 2.將工件輪廓線分成若干基本線段 nlll ???????21, ,因沖裁力 F與沖裁線段長(zhǎng)度 l 成正比,故 l 可代表沖裁力的大小。 3.計(jì)算各基本線段的重心位置到 x軸的距離 12, nx x x??????? 和 iilx 。 o 點(diǎn)到 x軸和 y 軸的距離公式【查文獻(xiàn) 2】: 1 1 2 2 10121niin n inn iiFxF x F x F xx F F FF????+ + … … += =+ + … … + 1 1 2 2 10121niin n inn iiFyF y F y F yy F F FF????+ + … … += =+ + … … + 圖 47 壓力中心計(jì)算圖 工步 壓力( KN) X(mm) Y(mm) 1 Fc1= 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 15 2 F 彎 1+ Fc2=+ = 3 F 彎 2= 4 Fc4= 5 F 校 = 6 Fc5= 60 0 將以上數(shù)據(jù)帶入式 43, 44 得 X= Y= 凸凹模刃口尺寸計(jì)算 確定沖壓模刃口制造公差時(shí),應(yīng)考慮制件的精度要求。如果對(duì)刃口的精度要求過(guò)高,會(huì)使模具制造困難,制造成本上升,延長(zhǎng)周期;如刃口精度要求過(guò)低,則生產(chǎn)出來(lái)的零件可能不合格,或使模具的壽命降低。根據(jù)料厚與工件精度和模具精度的關(guān)系,聯(lián)系制件的實(shí)際應(yīng)用范圍,我們選取制件精度 IT12。 沖裁模凸、凹模刃口尺寸精度是影響沖裁件尺寸精度的重要因素。凸凹模的合理間隙值也要靠刃口尺寸及其公差保證,因此在沖裁模設(shè)計(jì)中正確確定與計(jì)算凸凹模刃口尺寸及其公差極 為重要。 確定凸、凹模刃口尺寸的原則: ,以凹模為基準(zhǔn),間隙取在凸模上,即沖裁間隙通過(guò)最小凸模刃口尺寸來(lái)取得。設(shè)計(jì)沖孔模先確定凹模刃口尺寸,以凸模為基準(zhǔn),間隙取在凹模上,沖裁間隙通過(guò)增大凹模刃口尺寸來(lái)取得; :刃口磨損后尺寸變大,其刃口的基本尺寸應(yīng)接近或等于沖件的最小極限尺寸;刃口磨損后尺寸減小,應(yīng)取接近或等于沖件的最大極限尺寸; ,沖裁間隙一般選用最小合理間隙值( minZ ); ,在選擇模具制造公差時(shí),既要保證沖件的精度要求,又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較沖件精度高 2~ 3 級(jí); “入體”原則標(biāo)注為單向公差,所謂“如體”原則,是指標(biāo)注工件尺寸公差時(shí)應(yīng)向材料實(shí)體方向單向標(biāo)注。但對(duì)磨損后無(wú)變化的尺寸,一般標(biāo)注雙向偏差。 沖孔落料的凸、凹模尺寸計(jì)算 由于本次設(shè)計(jì)中的板料是薄板料,且制件的外形較復(fù)雜,因此凸、凹模應(yīng)采用配合加工法制造。 以下計(jì)算中工件的公差值,根據(jù)文 獻(xiàn) [1]表 25 查出, 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 16 沖裁模合理雙面間隙值 maxZ = ; minZ = ; maxZ - minZ = ;制件制造精度 IT12,刃口制造精度為 IT10IT11 根據(jù)文獻(xiàn) [2]中的公式 2 2 28,計(jì)算沖裁模的凸、凹模刃口尺寸: 凹、模刃口尺寸的確定 圖 48 沖孔凸模 ( 1)采用沖孔加工,基準(zhǔn)模為凸模。 ( 2)凸模為磨損后會(huì)變小的尺寸: B=4 由工件公差 ?? ,板料厚度 t= 查文獻(xiàn) [3]表 37 得 x= ;將數(shù)值代入公式 0m in ????? )( xBB j =0 0 .1 644 0 .7 5 0 .1 6 ???( )= ? ( 3)凹模尺寸: 凹模尺寸按凸模實(shí)際尺寸配制,保證雙面間隙值 ~ 。 . 沖 Φ 2孔的凸模、凹模刃口尺寸的確定 圖 49 沖孔凸模 ( 1)采用沖孔加工,基準(zhǔn)模為凸模。 ( 2)凸模為磨損后會(huì)變小的尺寸: B=2 由 =? , x=;將數(shù)值代入公式 0m in ????? )( xBB j =0 42 ???( )=? ( 3)凹模尺寸: 凹模尺寸按凸模實(shí)際尺寸配制,保證雙面間隙值 ~ 。 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 17 第一次彎曲側(cè)刃凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 圖 410 側(cè)刃 ( 1)變小尺寸: 1B =43, 2B =4
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