河北工程大学考试冷冲压模具冲裁、弯曲件 毕业设计说明书.docx
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1、西安工业高校院毕业论文11 .绪绪绪绪论论论论改革开放以来,随着国民经济的高速发展,工业产品的品种和数量的不断增加,更新换代的不断加快,在现代制造业中,企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展,加快换型,采纳柔性化加工,以适应不同用户的须要;另一方面朝着大批量,高效率生产的方向发展,以提高劳动生产率和生产规模来创建更多效益,生产上实行专用设备生产的方式。模具,做为高效率的生产工具的一种,是工业生产中运用极为广泛与重要的工艺装备。采纳模具生产制品和零件,具有生产效率高,可实现高速大批量的生产;节约原材料,实现无切屑加工;产品质量稳定,具有良好的互换性;操作简洁,对操作人员没有很高的技
2、术要求;利用模具批量生产的零件加工费用低;所加工出的零件与制件可以一次成形,不需进行再加工;能制造出其它加工工艺方法难以加工、形态比较困难的零件制品;简洁实现生产的自动化的特点。西安工业高校院毕业论文2 .2冲裁冲裁冲裁冲裁弯曲弯曲弯曲弯曲件的工艺分析件的工艺分析件的工艺分析件的工艺分析图2-1零件图如图2-1所示零件图。生产批量:大批量;材料:LY21-M;该材料,经退火刚好效处理,具有较高的强度、硬度,适合做中等强度的零件。尺寸精度:零件图上的尺寸除了四个孔的定位尺寸标有偏差外,其他的形态尺寸均未标注公差,属自由尺寸,可安工T14级确定工件的公差。经查公差表,各尺寸公差为:?350+Oo3
3、0200-0.52250-0.52四个孔的位置公差为:170.12140.2工件结构形态:制件须要进行落料、冲孔、弯曲三道基本工序,尺寸较小。结论:该制件可以进行冲裁制件为大批量生产,应重视模具材料和结构的选择,保证磨具的困难程度和模具的寿命。西安工业高校院毕业论文33确定确定确定确定工艺方案工艺方案工艺方案工艺方案及模具的结构形式及模具的结构形式及模具的结构形式及模具的结构形式依据制件的工艺分析,其基本工序有落料、冲孔、弯曲三道基本工序,按其先后依次组合,可得如下几种方案;(1)落料一弯曲一冲孔;单工序模冲压(2)落料一冲孔一弯曲;单工序模冲压。(3)冲孔一落料一弯曲;连续模冲压。(4)冲孔
4、一落料一弯曲;复合模冲压。方案(1)(2)属于单工序模冲裁工序冲裁模指在压力机一次行程内完成一个冲压工序的冲裁模。由于此制件生产批量大,尺寸又较这两种方案生产效率较低,操作也担心全,劳动强度大,故不宜采纳。方案(3)属于连续模,是指压力机在一次行程中,依次在模具几个不同的位置上同时完成多道冲压工序的模具。于制件的结构尺寸小,厚度小,连续模结构困难,又因落料在前弯曲在后,必定使弯曲时产生很大的加工难度,因此,不宜采纳该方案。方案(4)属于复合冲裁模,复合冲裁模是指在一次工作行程中,在模具同一部位同时完成数道冲压工序的模具。采纳复合模冲裁,其模具结构没有连续模困难,生产效率也很高,又降低的工人的劳
5、动强度,所以此方案最为合适。依据分析采纳方案(4)复合冲裁。44模具总体结构设计模具总体结构设计模具总体结构设计模具总体结构设计4.1模具类型的选择模具类型的选择模具类型的选择模具类型的选择由冲压工艺分析可知,采纳复合冲压,所以模具类型为复合模。4.2定位方式的选择定位方式的选择定位方式的选择定位方式的选择因为该模具采纳的是条料,限制条料的送进方向采纳导料销,有侧压装置。限制条料的送进步距采纳导正销定距。4.3卸料卸料卸料卸料方式方式方式方式的选择的选择的选择的选择因为工件料厚为1.2mm,相对较薄,卸料力不大,故可采纳弹性料装置卸料。4.4导向方式的选择导向方式的选择导向方式的选择导向方式的
6、选择为了提高模具寿命和工件质量,便利安装调整,该复合模采纳对角导柱的导向方式。西安工业高校院毕业论文55模具设计工艺计算模具设计工艺计算模具设计工艺计算模具设计工艺计算5.1计算毛计算毛计算毛计算毛坯坯坯坯尺寸尺寸尺寸尺寸相对弯曲半径为:Rt=3,81.2=2.170.5式中:R一弯曲半径(mm)t材料厚度(mm)由于相对弯曲半径大于0.5,可见制件属于圆角半径较大的弯曲件,应当先求变形区中性层曲率半径B(mm)o=r+kt公式(5-1)式中:0内弯曲半径t材料厚度k中性层系数表表表表5-板料弯曲中性层系数板料弯曲中性层系数板料弯曲中性层系数板料弯曲中性层系数0.5 0.6 0.8 1.0rt
7、0.10.20.250.30.4Kl(V)0.30 0.33 0.350.360.370.380.390.410.42K2(U)0.23 0.29 0.310.320.350.370.380.400.41K3(O)0.720.700.670.63rt 1.2 1.5 1.8 2 3Kl(V)0.430.450.460.460.470.480.480.490.50K2 (U)0.420.440.450.450.460.470.480.490.50K3(O)0.490.560.520.50查表 5-1, K=O. 45依据公式5-1= r+kt=0.38+0.45X1.2=4.34(mm)西安工业
8、高校院毕业论文5-1计算绽开尺寸示意图依据零件图上得知,圆角半径较大(R0.5t),弯曲件毛坯的长度公式为:1.O=L直+EL弯公式(5-2)式中:L0弯曲件毛坯张开长度(mm)NL直一弯曲件各直线部分的长度(mm)L弯一弯曲件各弯曲部分中性层长度之和(mm)在图51中:A=2)(2BRCRAB?+公式(5-3)COSZP=(RA+RC-B)(RA+RC)公式(5-4)RA=3.8+0.6=4.4(mm)RC=I.2+0.6=1.8(mm)B=3.8(mm)依据公式5-3A=2)(2BRCRAB?+=23.8(4.4+1.8)-3.825.6(mm)依据公式5-4COSZP=(RA+RC-B)
9、/(RA+RC)=(4.4+1.6-3.8)/(4.4+1.6)=0.367则ZP=CarCOSO.367=68.47o2ZP=268.47o=136.94o依据公式5-2EL直=L总长-2A=20-25.6=8.8(mm)西安工业高校院毕业论文7LW=2(ZP180+ZP/180)=23.144.34(68.47/180+68.47/180)=20.74(mm)1.O=L直+L弯=8.8+20.74=31.54(mm)取LO=32(mm)依据计算得:工件的绽开尺寸为2532(mm),如图4-2所示。图5-2尺寸绽开图5.2排样排样排样排样、计算条料宽度及步距的确定计算条料宽度及步距的确定计算
10、条料宽度及步距的确定计算条料宽度及步距的确定5.2.1111搭边值的确定搭边值的确定搭边值的确定搭边值的确定排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料,称为搭边。搭边的作用是补偿定位误差,保持条料有肯定的刚度,以保证零件质量和送料便利。搭边过大,奢侈材料。搭边过小,冲裁时简洁翘曲或被拉断,不仅会增大冲件毛刺,有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口,降低模具寿命。或影响送料工作。搭边值通常由阅历确定,表所列搭边值为一般冲裁时阅历数据之一。西安工业高校院毕业论文8表表表表5-2搭边搭边搭边搭边aaaa和和和和alalalal数值数值数值数值材料厚度圆件及r2t的工件矩形工件边长L5Omm或
11、rV2t的工件工件间al沿边a工件间al沿边a工件间al沿边a 0.15=280 0.15表5-3条料宽度公差(mm)条料宽度B/mm材料厚度t/mm0.50.5l12200.050.080.10 20-300.080.100.15 30-500.100.150.205.2.3导板间间距的确定导板间间距的确定导板间间距的确定导板间间距的确定导料板间距离公式:A=B+Z公式(5-2)Z导料板与条料之间的最小间隙(mm);查表4.3-3得Z=5mm西安工业高校院毕业论文10依据公式4-2A=B+Z=28+5=33(mm)表5-4导料板与条料之间的最小间隙Zmin(mm)材料厚度t/mm有侧压装置条
12、料宽度B/mm100以下100以上0.50.5-112233-445555558888885.2.4排样排样排样排样依据材料经济利用程度,排样方法可以分为有废料、少废料和无废料排样三种,依据制件在条料上的布置形式,排样有可以分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多重形式。采纳少、无废料排样法,材料利用率高,不但有利于一次冲程获得多个制件,而且可以简化模具结构,降低冲裁力,但是,因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差的影响,所以模具冲裁件的公差等级较低。同时,因模具单面受力(单边切断时),不但会加剧模具的磨损,降低模具的寿命,而且也干脆影响到冲裁件的断面质量。由于设计的零件是矩形零件,且四
13、个孔均有位置公差要求,所以采纳有费料直排法。5.2.5材料利用率的计算材料利用率的计算材料利用率的计算材料利用率的计算:冲裁零件的面积为:F=长X宽=25x32=800(mm2)毛坯规格为:5001000(mm)o送料步距为:h=D+al=32+1.2=33.2西安工业高校院毕业论文11一个步距内的材料利用率为:nll=(nFBh)100%n为一个步距内冲件的个数。nll=(nFBh)100%=(l8002833.2)100%=81.96%横裁时的条料数为:nl=1000B=1000/28=34.01可冲34条,每条件数为:n2=(500-a)/h=(500-1.5)/33.2=15.024可
14、冲15件,板料可冲总件数为:n=nln2=3415=510(件)板料利用率为:nl2=(nF5001000)=(5108005001000)100%=81.6%纵裁时的条料数为:nl=500B=500/28=17.006可冲17条,每条件数为:n2=(1000-a)/h=(1000-1.5)/33.5=30.084可冲30件,板料可冲总件数为:西安工业高校院毕业论文12n=nln2=1730=510(件)板料的利用率为:nl2=(nF5001000)=(5108005001000)100%=81.6%横裁和纵裁的材料利用率一样,该零件采纳横裁法。图5-3排样图西安工业高校院毕业论文136冲裁力
15、的计算冲裁力的计算冲裁力的计算冲裁力的计算6.1计算冲裁力的公式计算冲裁力的公式计算冲裁力的公式计算冲裁力的公式计算冲裁力是为了选择合适的压力机,设计模具和检验模具的强度,压力机的吨位必需大于所计算的冲裁力,以相宜冲裁的要求,一般平刃冲裁模,其冲裁力FP一般可以按下式计算:Fp=KptLT公式(6-1)式中材料抗剪强度,见附表(MPa);1.冲裁周边总长(mm);t材料厚度(mm);系数KP是考虑到冲裁模刃口的磨损,凸模与凹模间隙之波动(数值的改变或分布不均),润滑状况,材料力学性能与厚度公差的改变等因数而设置的平安系数Kp,一般取当查不到抗剪强度r时,可以用抗拉强度。b代替T,而取KP=I的
16、近似计算法计算。依据常用金属冲压材料的力学性能查出LY21-Y的抗剪强度为280310(MPa),取=300(MPa)6.2总冲裁力总冲裁力总冲裁力总冲裁力、卸料力卸料力卸料力、推料力推料力推料力推料力、顶件力顶件力顶件力顶件力、弯曲力曲力曲力曲力和总冲压力和总冲压力和总冲压力和总冲压力由于冲裁模具采纳弹压卸料装置和自然落料方式。总的冲裁力包括F总冲压力。Fp总冲裁力。FQ-卸料力FQ1推料力。FQ2一顶件力FC一弯曲力依据常用金属冲压材料的力学性能查出LY21-Y的抗剪强度为280西安工业高校院毕业论文14310(MPa)6.2.1总冲裁力总冲裁力总冲裁力总冲裁力:Fp=Fl+F2公式(6T
17、)FI落料时的冲裁力。F2冲孔时的冲裁力.落料时的周边长度为:LI=2(25+32)=114(mm)依据公式51Fl=KptLi=l1.2114300=41.040(KN)冲孔时的周边长度为:L2=4d=43.143.5=44(mm)F2=KptL=l1.244300=15.84(KN)总冲裁力:Fp=Fl+F2=41.040+15.84=56.88(KN)表表表表6-5卸料力卸料力卸料力卸料力、推件力和顶件力系数推件力和顶件力系数推件力和顶件力系数推件力和顶件力系数料厚t/mmKxKtKd钢0.10.10.50.5-0.252.56.56.50.065-0.0750.04-0.050.03-
18、0.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03,口也公仝to、t0口it纯铜,黄铜0.025-0.080.020.060.03-0.070.03-0.09对于表中的数据,后的材料取小直,薄材料取值。6666.2.2.2.2.2.2.2.2卸料力卸料力徂料力FQ的计算的计算的计算的计算FQ=KxFp公式(6-2)K卸料力系数。查表6_5得KX=0.025-0.08,取KX=O.08依据公式6-2FQ=KXFp西安工业高校院毕业论文15=0.0856.88=4.55(KN)6.2.3 推料力推料力推料力推料力FQl的计算的计算的计算的
19、计算FQl=KtFp公式(6-3)Kt推料力系数。查表6-5得Kt=0.03-0.07,Kt=O.07依据公式6-3FQl=KtFp=0.0756.884(KN)6.2.4 顶件力顶件力顶件力顶件力FQ2的计算的计算的计算的计算FQ2=KdFp公式(6-4)Kd顶件力系数。查表6-5得Kd=0.03-0.07,取Kt=O.07依据公式6-4FQ2=KdFp=0.07x56.884(KN)6.2.5 弯曲力弯曲力弯曲力弯曲力FC的计算的计算的计算的计算影响弯曲力大小的基本因素有变形材料的性能和质量;弯曲件的形态和尺寸;模具结构及凸凹模间隙;弯曲方式等,因此很难用理论的分析法进行精确的计算。实际中
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