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正文內(nèi)容

簧片落料彎曲級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2025-01-06 15:54 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn),已得到模具行業(yè)和廣泛重視。因?yàn)闆_模屬單件小批量生產(chǎn),徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 4 沖模零件既具的一定的復(fù)雜性和精密性,又具有一定的結(jié)構(gòu)典型性。因此,只有實(shí)現(xiàn)了沖模的標(biāo)準(zhǔn)化,才能使沖模和沖模零件的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、商品化,從而降低模具的成本,提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期。目前,國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)程度已達(dá)70%~80%,模具廠只需設(shè)計(jì)制造工作零件, 大部分模具零件均從標(biāo)準(zhǔn)件廠購(gòu)買,使生產(chǎn)率大幅度提高。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高,分工越來(lái)越細(xì),如目前有模架廠、頂桿廠、熱處理廠等,甚至某些模具廠僅專業(yè)化制造某類產(chǎn)品的沖裁模或彎曲模,這樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短。我國(guó)沖模標(biāo)準(zhǔn)化與專業(yè)化生產(chǎn)近年來(lái)也有較大發(fā)展,除反映在標(biāo)準(zhǔn)件專業(yè)化生產(chǎn)廠家有較多增加外,標(biāo)準(zhǔn)件品種也有擴(kuò)展,精度亦有提高。但總體情況還滿足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求,主要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化程度還不高(一般在 40%以下),標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)格較少,大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)件廠家未形成規(guī)?;a(chǎn),標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量也還存在較多問(wèn)題。另外,標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)的銷售、供貨、服務(wù)等都還有待于進(jìn)一步提高。 級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn) 級(jí)進(jìn)沖裁模是在壓力機(jī)滑塊的一次行程、在模具的不同工位分別進(jìn)行工件的內(nèi)形和外形沖裁,而在最后工位才制成工件。級(jí)進(jìn)模具有以下優(yōu)點(diǎn): 1. 級(jí)進(jìn)模是多工序沖模,在一副模具中,可以包括沖裁、彎曲、成形和拉深等多種多道工序,具有比復(fù)合模更高的勞動(dòng)生產(chǎn)率,也能生產(chǎn)相當(dāng)復(fù)雜的沖件; 2. 級(jí)進(jìn)模操作安全,因?yàn)槿耸植槐剡M(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域;級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)時(shí),工序可以分散。不必集中在一個(gè)工位,不存在復(fù)合模中“最小壁厚”問(wèn)題。因此模具強(qiáng)度相對(duì)較 高,壽命較長(zhǎng)。 3. 級(jí)進(jìn)模易于自動(dòng)化,即容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料,自動(dòng)出件,自動(dòng)疊片; 4. 級(jí)進(jìn)模可以采用高速壓力機(jī)生產(chǎn),因?yàn)楣ぜ蛷U料可以直接往下漏; 5. 使用級(jí)進(jìn)??梢詼p少壓力機(jī),減少半成品的運(yùn)輸。車間面積和倉(cāng)庫(kù)面積可大大減小。 級(jí)進(jìn)模的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造精度高,周期長(zhǎng),成本高。因?yàn)榧?jí)進(jìn)模是將工件的內(nèi)、外形逐漸沖出的,每次沖出都有定位誤差,較難穩(wěn)定保持工件內(nèi)、外形相對(duì)位置的一致性。但精度高的零件,并非全部輪廓的所有內(nèi)、外形相對(duì)位置要求都高,可以在沖內(nèi)形的同一工位上,把相對(duì)位置要求高的這部分輪廓同時(shí)沖出, 從而保證零件的精度要求。 課題研究的主要內(nèi)容 ? 收集大量資料進(jìn)行調(diào)研,熟悉課題,為畢業(yè)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。 ? 查閱相關(guān)外文文獻(xiàn),進(jìn)行外文翻譯,約為 4000 字。 ? 擬定零件沖壓工藝方案及模具總體設(shè)計(jì)方案。 ? 繪制模具裝配圖及主要零件圖,總量不少于三張 A0 圖紙。 ? 根據(jù)設(shè)計(jì)流程,編寫 20210 字以上的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 沖壓工藝分析 沖壓件的工藝分析 零件名稱:簧片零件,如圖 21所示 圖 簧片零件圖 圖 21 工件圖 彈簧片零件,材料 65Mn 料厚 ,大批量生產(chǎn),尺寸精度要求不高。零件為非對(duì)稱的彎曲件。 材料力學(xué)性能: 抗拉強(qiáng)度 : ( ) 980 (100 )b M Pa? ? 屈服強(qiáng)度 : ( ) 784 (80)s M Pa? ? 伸長(zhǎng)率 : 10(%) 8? ? 斷面收縮率 : (%) 30?? 硬度 :熱軋 , 302HB? 。冷拉 +熱處理 321HB? 結(jié)構(gòu)分析 該零件外輪廓尺寸無(wú)公差要求,零件是非對(duì)稱的單向彎曲件。彎曲工序安排是否合理對(duì)零件質(zhì)量、難易程度有較大影響。由于工件彎曲形狀、尺寸不對(duì)稱,高度相差較大,彎曲時(shí)受力不均勻,毛坯易偏移,尺寸不易保證,模具設(shè)計(jì)時(shí)考慮增設(shè)壓料板、定位孔等定位零件,使工件彎曲前已處于彈性壓緊狀態(tài),然后再進(jìn)行彎曲。 加工順序決定的的毛坯原則 ? 有的孔,只要其形狀和尺寸不受后續(xù)工序的影響,都應(yīng)該在平板毛坯上沖出,因徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 6 為在成型后沖孔模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 定位困難,操作也不便,沖出的孔有時(shí)不能作為后續(xù)工序的定位孔使用。 ? 凡是在位置會(huì)受到以后某工作變形影響的孔(拉深件的底部孔徑要求不高和變形減輕孔除外)都應(yīng)在有關(guān)的成型工序后再?zèng)_出。 ? 兩孔靠近或者孔距邊緣很小時(shí),如果模具強(qiáng)度足夠,最好同時(shí)沖出,否則應(yīng)先沖大孔和一般情況孔,后沖小孔和高精度孔,或者先落料后沖孔,力求把可能產(chǎn)生的畸變限制在最小范圍內(nèi)。 ? 多角彎曲件主要從材料變形和彎曲的材料移動(dòng)兩方面安排彎曲的先后順序,一般情況下,先彎曲外部角,后彎曲內(nèi)部角。 ? 整形或較平工序,應(yīng)在沖壓件基本成型后進(jìn)行 。 沖 壓方案設(shè)計(jì) 根據(jù)制件工藝分析,其基本的工序有落料、沖孔和彎曲三種,按其先后順序組合,可以得到如下 4 種方案: ( 1)落料 — 沖孔 — 彎曲,單工序沖壓。 ( 2)落料 — 彎曲 — 沖孔,單工序沖壓。 ( 3)沖孔 — 彎曲 — 落料,復(fù)合沖壓。 ( 4)沖孔 — 彎曲 — 落料,級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 方案( 1)、( 2)屬于單工序沖壓,由于制件生產(chǎn)批量較大,尺寸又較小,這種方案,生產(chǎn)效率低,操作不安全,故不宜采用。 方案( 3)復(fù)合模的特點(diǎn)是生產(chǎn)率高,沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對(duì)位置精度高,沖模的輪廓尺寸較小。但復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造精度要求高,成本高。復(fù)合 模主要用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。由于彈簧片尺寸較小,后壁又小,且沖孔在前,落料在后,以凸模插入材料和凹模內(nèi)進(jìn)行落料,必然受到材料的切向流動(dòng)的壓力,易造成 凸模縱向變形。采用復(fù)合模沖壓,除解決了操作安全和生產(chǎn)率等問(wèn)題外,又會(huì)有新的難題出現(xiàn),因此,使用價(jià)值不高,也不宜采用。方案( 4)級(jí)進(jìn)模比單工序模生產(chǎn)率高,生產(chǎn)批量大,操作方便,通過(guò)合理設(shè)計(jì)可以達(dá)到較好的零件質(zhì)量和避免模具強(qiáng)度不夠的問(wèn)題,既解決了( 1)、( 2)的問(wèn)題,又不存在方案( 3)的難點(diǎn)。故此方 案最為適合。 考慮到由于工件間搭邊值僅為 2mm, 因此設(shè)計(jì)了在上述級(jí)進(jìn)模中添加兩個(gè)空工位以保證凹模強(qiáng)度 , 這種排樣方式不但使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 , 并且能有效保證產(chǎn)品質(zhì)量。 最終該零件具體加工方案為:沖孔 — 空工位 — 沖孔 — 空工位 — 切槽 — 空工位 — 彎曲— 空工位 — 落料,級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 為了保證壓力機(jī)和模具正常地工作,特別是保持壓力機(jī)導(dǎo)軌的均勻磨損,應(yīng)該使模具的壓力中心與壓力機(jī)的滑塊中心基本重合。否則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)附加力矩,使模具產(chǎn)生偏斜,間隙不均勻,并使壓力機(jī)和模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)產(chǎn)生不均勻磨損,刃口迅速變鈍。絕大多數(shù)沖徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 7 裁件沿沖裁輪廓 的斷面厚度不變,而沖裁力與輪廓線的長(zhǎng)度成正比且沿輪廓均勻分布。 確定排樣圖 排樣圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算 設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模首先要設(shè)計(jì)排樣圖。這是設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模的重要依據(jù)。排樣的要求是切除廢料,將零件留在條料上,以分步完成各個(gè)工序,最后根據(jù)需要將零件從條料上分離下來(lái)。多工位級(jí)進(jìn)模排樣設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括:確定模具的工位數(shù)目,各工位加工的內(nèi)容及各工位沖壓工序順序的安排;確定被沖工件在條料上的排列方式;確定條料載體的形式;確定條料寬度和步距尺寸,從而確定了材料利用率。排樣圖的好壞對(duì)模具設(shè)計(jì)的影響很大,需要設(shè)計(jì)出多種方案 加以分析、比較、綜合與歸納,以確定一個(gè)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)效果相對(duì)較合理的方案,衡量排樣設(shè)計(jì)的好壞主要是看其工序安排是否合理,能否保證沖件的質(zhì)量并使沖壓過(guò)程正常、穩(wěn)定的進(jìn)行,模具結(jié)構(gòu)是否簡(jiǎn)單、制造維修是否方便,能否得到較高的材料利用率,是否符合制造和使用單位的習(xí)慣和實(shí)際條件等等。 排樣圖設(shè)計(jì)原則 1. 先沖孔,后沖外形。 2. 復(fù)雜型孔可分解為若干簡(jiǎn)單型孔,分步進(jìn)行沖裁。 3. 工序要分散,以確保凹模有足夠的強(qiáng)度。所有的孔不應(yīng)在同一工位上沖切,最好分開(kāi)。布置在同一工位及相鄰工位上的沖切輪廓(包括孔)的間距不應(yīng)小于凹模最小壁 厚。 4. 尺寸與形狀要求高的輪廓應(yīng)布置在較后的工位上沖切。 5. 有孔位精度要求的孔應(yīng)在同一工位上沖,若無(wú)法安排在同一工位上時(shí),可安排在相近的工位上沖。 6. 孔精度有要求并與輪廓靠近,沖外輪廓時(shí)孔可能會(huì)變形,應(yīng)先沖外形后沖孔。 7. 外形薄弱部分的沖切應(yīng)安排在較前的工位上。 8. 輪廓周界較大的沖切工藝,盡量安排在中間工位,以使壓力中心與模具幾何中心重合。 排樣圖 排樣圖見(jiàn)圖 21;排樣采取對(duì)稱布置,這樣可以提高生產(chǎn)效率,并且在彎曲是可以避免因?yàn)槭芰Σ痪a(chǎn)生的材料流動(dòng)。 具體工位為: 、沖孔 —— —— —— —— —— 6.空位 —— —— —— 。 在 8 處設(shè)置空工位主要目的是為了增加成形凹模之間的距離,從而增強(qiáng)凹模強(qiáng)度。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 圖 21 排樣圖 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 3 計(jì)算各工序沖壓力和選擇沖壓設(shè)備 落料、沖壓級(jí)進(jìn)模的沖壓力計(jì)算和設(shè)備選擇 沖壓力的計(jì)算 在沖裁過(guò)程中,沖壓力是指沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱。沖裁力是沖裁過(guò)程中凸模對(duì)板料施加的壓力,它是隨凸模進(jìn)人材料的深度 (凸模行程 )而變化的。通常說(shuō)的沖裁力是指沖裁力的最大 值,它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一。 用普通平刃口模具沖裁時(shí),其落料力 F 一般按下式計(jì)算: bF KLtt= 式( ) 式中 : F —— 沖裁力, N; L—— 沖件周邊長(zhǎng)度, mm ; t—— 材料厚度, mm ; b? —— 材料抗剪強(qiáng)度, MPa 。 系數(shù) K 是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中,模具間隙值的波動(dòng)和不均勻、刃口的磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等因素的影響而給出的修正系數(shù)。一般取 K= 。 對(duì)于同一種材料,其抗拉強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度的關(guān)系為 187。 。故沖裁力也可 按下式計(jì)算: bF Lts= 式( ) 將 mm= ,厚度 mm= ,以及 65nM 材料的抗抗剪強(qiáng)度 600b MPat = 代入上式,得 1 81. 2 600 316 68bF KL t Nt== 創(chuàng) ? 其沖孔力公式也是公式( ),將數(shù)值代入,得 2 600 191 1bF K L t Nt== 創(chuàng) ? 12 33579F F F N= + = 當(dāng)沖裁結(jié)束時(shí),由于材料的彈性回復(fù)及摩擦的存在,從板料上沖裁下的部分會(huì)梗塞在凹模孔口內(nèi),而沖裁剩下的材料則會(huì)緊箍在凸模上。為使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行,必須將箍在凸模上和卡在凹模內(nèi)的材料(沖件、或廢料)卸下或推出。從凸模上卸下箍著的料所需要的力稱為卸料力,用 XF 表示;將卡在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需要的力稱 為推件力,用 TF 表示;逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需要的力稱為頂件力,用 DF 表示。 卸料力、推件力和頂件力是從壓力機(jī)和模具的卸料、推件和頂件裝置中獲得的,所以在選擇壓力機(jī)的公稱壓力和設(shè)計(jì)沖模以上裝置時(shí),應(yīng)分別予以計(jì)算。影響這些力的因素較多,主要有材料的力學(xué)性能與厚度、沖件形狀與尺寸、沖模間隙與凹模孔口結(jié)構(gòu)、排樣的搭邊大小及潤(rùn)滑情況等。在實(shí)際計(jì)算時(shí),常用下列計(jì)算公式: XXF K F= 式( ) 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 TTF nK F= 式( ) DDF K F= 式( ) 式中: X T DK K K、 、 —— 分別為卸料力系數(shù)、推件力系數(shù)和頂件力系數(shù),其值可查表; F —— 沖裁力, N; n —— 同時(shí)卡在凹??變?nèi)的沖件(或廢料)數(shù),由于材料厚度 mm= ,查表可得取 = , = , = 則 335 79 167 9XXF K F N= = ? 5 335 79 218 3TTF K F N= = ? 335 79 268 6DFN=? 總沖壓力 335 79 167 9 218 3 268 6 401 27XTF F F F N229。 = + + = + + + = 選用沖壓設(shè)備 這一工序需要的總壓力 40127FN229。 = ,從總壓力來(lái)說(shuō)我們選擇的是 600KN 的壓力機(jī),其具體的型號(hào)要等后面的計(jì) 算來(lái)決定。 沖模壓力中心的確定 一副模具的壓力中心就是這幅沖模各個(gè)壓力的合力作用點(diǎn),一般都指平面投影。沖模的壓力中心,應(yīng)盡可能與壓力機(jī)滑塊的中心在同一垂直線上。否則沖壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏心載荷,導(dǎo)致模具以及壓力機(jī)滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損,這不僅降低模具和壓力機(jī)的使用壽命,而且也影響沖壓件的質(zhì)量,因此必須計(jì)算其壓力中心。對(duì)于對(duì)稱形狀的壓力中心就是其幾何中心,對(duì)于復(fù)雜形狀工件或多凸模沖壓的模具,其壓力機(jī)中心的計(jì)算,是采用平行力系合力作用線的求解方法,即某點(diǎn)“合
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