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畢業(yè)設(shè)計(jì)----托板零件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)(參考版)

2025-01-23 04:59本頁(yè)面
  

【正文】 托板零件彎曲時(shí)的凹模的圓角半徑 r 凹 = 4 = 6 mm 凹模工作部分的深度 凹模工作部分深度要適當(dāng)。為了防止彎曲時(shí)毛坯產(chǎn)生偏移,凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)一致。凹模圓角半徑過(guò)小,彎曲南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 41 時(shí)坯料進(jìn)入凹模的阻力增大,工件表面容易產(chǎn)生擦傷甚至出現(xiàn)壓痕。 托板的相對(duì)彎曲半徑 tr = = 1,查表 31 得,托板相對(duì)彎曲半徑大于材料允許的最小圓角彎曲半徑,故此時(shí)得到凸模的圓角半徑 r 凸 = 。彎曲件的相對(duì)彎曲半徑較小時(shí),凸模的圓角半徑應(yīng)等于彎曲件內(nèi)側(cè)的圓角半徑,但不能小于材料允許的最小彎曲圓角半徑。 由表 3- 3查得: n= 。 南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 40 凸、凹模單邊間隙2Z=( 1 + n) t ( 3- 6) 式中,2Z—— 凸、凹模間的單面間隙; t—— 材料厚度; tmin—— 材料的最小厚度; n—— 因數(shù),其與彎曲件的高度 H 和彎曲件的長(zhǎng)度 B 有關(guān)見(jiàn)表 3- 4。間隙值按下式計(jì)算: 彎曲有色金屬時(shí),間隙值用式計(jì)算。因此必須確定合理的間隙值。間隙的大小對(duì)于工件質(zhì)量和彎曲力有很大的影響。 彎曲模凸、凹模間隙的確定 在彎曲 V形件時(shí),凸、 凹模間隙是靠調(diào)整壓力機(jī)的閉合高度來(lái)控制的,不需要在模具結(jié)構(gòu)上確定間隙。 ( 3)在允許的條件下采用加熱彎曲。 2)采用合適的彎曲工藝 ( 1) 增加彎曲力,用校正彎曲代替自由彎曲工藝。抑制回彈。常用的控制彎曲件回彈的措施主要有如下幾種: 1)改進(jìn)彎曲件的設(shè)計(jì) ( 1)盡量避免選用過(guò)大的相對(duì)彎曲半徑 r/t。 2)校正彎曲時(shí)的回彈值 由于校正彎曲的作用是減少?gòu)澢谛遁d后的回彈,故可以認(rèn)為校正彎曲時(shí)的回彈值很小,甚至可以忽略。 2186。 硬鋼 < 1 7186。 2186。 0186。單角自由彎曲時(shí)的回彈角Δα 材料 r/t 材料厚度 t/mm < ~ 2 > 2 軟鋼 < 1 4186。可按表 3- 3確定回彈值。所以生產(chǎn)上通常用經(jīng)驗(yàn)數(shù)值和簡(jiǎn)單的計(jì)算,初步確定回彈值,然后在試模時(shí)進(jìn)行修正。 回彈值的確定 為得到形狀尺寸精確的彎曲件,需要確定回彈值。 影響回彈量的因素 : 1)材料的力學(xué)性能:角度回彈量及曲率回彈量與材料的屈服點(diǎn)σ s 成正比,與南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 38 彈性模量 E成反比; 2)相對(duì)彎曲半徑(彎曲半徑與材料厚度的比值 r/t ) 當(dāng)其他條件相同時(shí),角度回彈量隨 r/t 值的增大而增大,曲率回彈量隨 r/t 的增大而減??; 3)彎曲角:彎曲角越大,表示變形區(qū)域越大,角度回彈量也越大。當(dāng)彎曲結(jié)束載荷去除后,由于彈性恢復(fù),制件的彎曲角度和彎曲半徑發(fā)生變化因而與模具的形狀不一致,這種現(xiàn)象稱為回彈。 ; 電動(dòng)機(jī)功率: 。 故由上式可以得到托板彎曲時(shí)的頂件力: FQ= = KN 于是,總的彎曲力為: P= + + = KN 根據(jù)總的彎曲力 P= KN,考慮到壓力機(jī)的適用范圍,故選擇開(kāi)式雙柱可傾式壓力機(jī)。則根據(jù)式( 33)得校正彎曲力: P1 = 50 = KN 南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 37 頂件力的計(jì)算 此次設(shè)計(jì)用的是有頂件裝置的彎曲模,故需要計(jì)算彎曲模的頂件力。 = 178。) ρ —— 單位面積校正壓力( MPa) ,見(jiàn)下表 32。 自由彎曲時(shí)的彎曲力 V 形約束彎曲 bCbp rtt ?? ? ( 3- 1) 南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 36 U 形約束彎曲 bCbp rtt ?? ? ( 3- 2) 式中: p—— 彎曲力( N); C—— 系數(shù),取 1~ ; t—— 材料厚度( mm); b—— 彎曲件的寬 度( mm); r—— 凸模圓角半徑( mm); б b—— 材料的抗拉強(qiáng)度( MPa)。由于此次的彎曲件為 L型彎曲,其彎邊角度為 90176。校正彎曲的作用是在于減少?gòu)澢谛读虾蟮幕貜棧岣邚澢取W杂蓮澢侵冈谕?、凹模隔著材料完全吻合以前的彎曲過(guò)程。故彎曲力的大小很難用理論方法準(zhǔn)確計(jì)算,實(shí)際應(yīng)用中常用經(jīng)驗(yàn)公式作粗略計(jì)算。 彎曲力是指工件完成預(yù)定彎曲時(shí)需要 的壓力機(jī)所施加的壓力。 彎曲件的精度 一般,彎曲件的尺寸精度在 IT13 以下,此次設(shè)計(jì)的托板零件的精度為 IT10,故托板的精度要求滿足工藝性要求。 孔邊到彎曲 半徑中心的距離應(yīng)滿足以下條件: 南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 35 t< 2mm 時(shí), s≥ t; t≥ 2mm 時(shí), s≥ 2t。所以托板的直邊高度也滿足工藝性要求。為了保證工件的彎曲質(zhì)量,須滿足:彎曲件的直邊高度應(yīng)大于 2t。而托板的彎曲半徑為 R=,大于材料的最小彎曲半徑,符合工藝性要求。 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性 1)彎曲件的彎曲半徑 彎曲件的彎曲半徑不應(yīng)小于材料的許可最小彎曲半徑,否則會(huì)產(chǎn)生彎裂。具有良好的工藝性的彎曲件,不僅能簡(jiǎn)化彎曲工藝過(guò)程和模具設(shè)計(jì),而且能夠提高彎曲件的精度和節(jié)省材料并有利于模具的設(shè)計(jì)制造。此次托板零件彎曲是在普通壓力機(jī)上用彎曲模進(jìn)行彎曲。 南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 34 3 托板彎曲模設(shè)計(jì) 彎曲是使材料產(chǎn)生塑性變形、形成有一定角度形狀零件的沖壓工序。其中 , 后側(cè)導(dǎo)柱的特點(diǎn)是導(dǎo)向裝置在后側(cè),故可以縱向和橫向送料,比較方便。而該類型模架又分滑動(dòng)導(dǎo)向和滾動(dòng)導(dǎo)向,其中應(yīng)用最廣泛的是滑動(dòng)導(dǎo)向。 標(biāo)準(zhǔn)模架主要分為兩類:一類是由上、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)柱式模架:另一種就是由導(dǎo)板、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等組成的彈壓模架。一般模架均已標(biāo)準(zhǔn)化,設(shè)計(jì)模具時(shí),應(yīng)加 以正確選用。模架的上模座通過(guò)模柄與壓力機(jī)滑塊相連,下模座螺釘壓板固定在壓力機(jī)工作臺(tái)面上。 圖 2- 12 剛性推件裝置 托板復(fù)合模的模架選用 模架由模座、導(dǎo)柱及模柄等零件組成。其推件力大,工作可靠,其 基本零件如推桿、頂板、頂桿等都已標(biāo)準(zhǔn)化,設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)沖件結(jié)構(gòu)形狀、尺寸與推件裝置的結(jié)構(gòu)要求從標(biāo)準(zhǔn)中選取。對(duì)于板料較薄且平直度要求較高的沖裁件宜采用彈性推件裝置。當(dāng)模具回程時(shí),壓力機(jī)上橫梁作用于打桿,將力依次傳遞給推板和推件塊,把??字泄ぜ驈U料推出。注意:由于卸料板孔與凸模之間是有間 隙的,故裝配時(shí)需要注意兩者之間的間隙值,其單邊間隙值取值見(jiàn)表 214。 2) 橡膠的裝配高度 H 裝配 : H 裝配 =( ~ ) H 自由 = 26≈ 24mm。 橡膠的選用設(shè)計(jì)及計(jì)算: 1) 橡膠的自由高度: S 工作 =t+ 1+ S 修模 ; H 自由 =( 3. 5~ 4) S 工作 ; 式中: S 工作 —— 橡膠的工作行程; t—— 工件的厚度; S 修模 —— 模具的修模量 (mm),一般取 4~ 6; H 自由 —— 橡膠的自由高度。目前常用的彈性元件是彈簧和橡膠。卸料用的彈性元件有彈簧、橡膠及氣墊三種,彈簧的壓力隨行程增加而增加,呈一定線性增長(zhǎng)。 根據(jù)上述分析比較,此次設(shè)計(jì)采用的是倒裝復(fù)合模結(jié)構(gòu),其凹模是安裝在上模座上,故卸料裝置采用彈 性卸料裝置。 彈性卸料裝置結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,可靠性與安全性都不如剛性卸料板,并且由于受到其自身的影響,卸料力較小。 3)卸料零件 ( 1) 卸料裝置 卸料裝置常用的有剛性卸料裝置、彈性卸料裝置和廢料切刀三種形式,其中常用的主要的卸料裝置為剛性和彈性卸料裝置,這二者 的區(qū)別如下: 剛性卸料裝置主要是指剛性卸料板,一般裝在下模的凹模上,它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,卸料力大,卸料可靠。 導(dǎo)料銷一般設(shè)兩個(gè),并位于條料的同一側(cè),條料從右往左送進(jìn)時(shí)位于后側(cè),從前往后送進(jìn)時(shí)位于左側(cè)。 圖 2- 11 活動(dòng)擋料銷 ( 2) 導(dǎo)料銷 導(dǎo)料銷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易,多用于簡(jiǎn)單?;驈?fù)合模中。此時(shí)若在卸料板上安裝固定擋料銷,因凹模上要開(kāi)設(shè)讓開(kāi)擋料銷的讓位孔會(huì)削弱凹模的強(qiáng)度,故選用活動(dòng)擋料 銷。擋料銷的主要形式有活動(dòng)擋料銷、固定擋料銷、初始擋南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 30 料銷、臨時(shí)擋料銷、側(cè)刃等。 2)定位零件 ( 1) 擋料銷 擋料銷作用是給予條料或帶料送料時(shí)以確定送進(jìn)距離的定位銷件。銷釘一般用兩個(gè),此處采用 普通圓柱銷釘( GB/T 117)。螺釘是標(biāo)準(zhǔn)件,種類很多,沖模中使用最為廣泛的是圓柱頭內(nèi)六角螺釘( GB/ T70),該螺釘緊固牢靠,且釘頭埋在模板內(nèi),使得模具結(jié)構(gòu)緊湊,外形美觀。此次設(shè)計(jì)采用的是 200 160 10( L B H)。因此,當(dāng)凸?;虬寄Ec模座接觸的端面上產(chǎn)生的單位壓力超過(guò)模座材料的許用擠 壓應(yīng)力時(shí),就應(yīng)與模座的接觸面之間加上一塊淬硬磨平的墊板,否則可不加墊板。對(duì)于凸模固定板采用的是矩形固定板,其基本結(jié)構(gòu)形式 200 160 24( L B H)。其厚度可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算: 對(duì)于凹模固定板 H=( ~ ) H 凹 ; 對(duì)于凸模固定板 H=( 1~ ) D 凸 。固定板固定凸模(凹模)外,還要求固緊牢靠并有良好的垂直度。 南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 29 ( 3) 凸模固定板 固定板的作用是將小型凸、凹模零件固定在上、下模座上。模柄的結(jié)構(gòu)形式較多,并已標(biāo)準(zhǔn)化。 ( 2) 模柄 模柄的作用是把上模固定在壓力機(jī)滑塊上,同時(shí)使模具中心通過(guò)滑塊的壓力中心,中小型模具一般都是通過(guò)模柄與壓力機(jī)滑塊想連接的。模具設(shè)計(jì)時(shí),通常是按標(biāo)準(zhǔn)選用合適的模座或模架。 模座是整個(gè)模具的基礎(chǔ)零件,它不僅要直接或間接安裝沖模的全部零件,而且要承受和傳遞沖壓力。 圖 2- 10 滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套及其與上下模座之間的尺寸關(guān)系 2)固定零件 沖模的固定零件有 模座、模柄、凸、凹模固定板、墊板等 ( 1)上、下模座 沖模的模座分上、下模座,其形狀基本相同,除特殊形狀外,都選用標(biāo)準(zhǔn)件。在中、小型模具中最廣泛采用的是滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套式的導(dǎo)向裝置。常用的導(dǎo)向裝置有導(dǎo)板式、滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套式和滾珠導(dǎo)套式。 結(jié)構(gòu)性零件 1) 導(dǎo)向零件 南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 28 導(dǎo)向零件一般是指導(dǎo)柱和導(dǎo)套,而導(dǎo)柱、導(dǎo)套兩者組成導(dǎo)向裝置,其可保證沖壓時(shí)上、下有精確的位置關(guān)系。根據(jù)它們?cè)谀>咧械墓τ煤吞攸c(diǎn),分為結(jié)構(gòu)性零件和工藝性零件兩大類。 ; 電動(dòng)機(jī)功率: 。 4)壓力機(jī)的滑塊行程次數(shù)應(yīng)符合生產(chǎn)率和材料變形速度的要求。 3)壓力機(jī)的閉合高度、工作臺(tái)尺寸和滑塊尺寸等應(yīng)滿足模具的正確安裝。 1)壓力機(jī)的公稱壓力不小于沖壓工序所需的壓力。 沖壓設(shè)備規(guī)格的選擇 在選定了沖壓設(shè)備的類型后,應(yīng)該進(jìn)一步根據(jù)沖壓件的大小 、模具尺寸及沖壓力及模具尺寸來(lái)選擇設(shè)備的規(guī)格。對(duì)于托板此類小型沖裁件,主要選用開(kāi)式曲柄壓力機(jī)。升臺(tái)式壓力機(jī)適用于模具高度變化較大的沖孔、修邊及彎曲工序。固定臺(tái)式壓力機(jī)剛性、抗震性 和穩(wěn)定性好,適用較大噸位。 沖壓設(shè)備類型確定 壓力機(jī)按床身及結(jié)構(gòu)可分為開(kāi)式和閉式曲柄壓力機(jī)。 根據(jù) 所算得的總的沖壓力得壓力 機(jī)的最小公稱壓力如下: P= F 總 = = ≈ 326KN 沖壓工作是將沖壓模具安裝在沖壓機(jī)上進(jìn)行的,因而模具的設(shè)計(jì)要與沖壓設(shè)備的`類型和主要規(guī)格相匹配,否則是不能工作的。 卸料力: F 卸 =K 卸 F 落 推件力: F 推 =n K 推 F 沖 頂出力: F 頂 =K 頂 F 落 ( 2- 17) 式中: K 卸 、 K 推 、 K 頂 —— 分別為卸料力、推件力系數(shù) ,其值見(jiàn)表 2- 11; n—— 同時(shí)卡在凹模內(nèi)的零件數(shù)。影響這些力的因 素有很多,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。 把從凸模上卸下緊箍著的材料所需的力叫卸料力,用 F 卸 表示; 把落料件從凹模洞口順著沖裁方向推出去的力叫推件力,用 F 推 表示; 把 逆著沖裁方向頂出來(lái)的力叫頂出力,用 F 頂 表示。下面就落料力和沖孔力兩方面分別進(jìn)行計(jì)算: ( 1) 落料力: L =( 60+ 50+ 15+ 66+ 30+ 66+ 15+ 50) mm=352mm t = mm τ =300MPa 則落料力 F 落 = tτ = ( 352 300)N=206 KN ( 2) 沖孔力: 南昌航空大學(xué) 科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 25 L1=( 2 л 11+л 9) mm= mm
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