固定夾沖壓彎曲模設計

hasbeenwidelyusedinmoldtechnology,molddesignandmanufactCAM/CAE.Japanistheworld'sindustrialpatternmold,theUleader,accountingforhalfoftheworlddies,theyhaveamoderndesignmethodsandfandproductivityrequirementsoftheprpersonnelandcapital-intensive.Moldsfromthetraditionallabor-intensivetoAllinall,molddesignandmanufacturingwillcompletelygetridofmaionmanualmethodsofproduction,sothatthemoldismostreamlinedstructure,moreaccurately,forthefuturedevelmoldmemberandawaytomeettherequirementsofrationalusKeywords:molds,stampi到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”;廣東一些大集團公司和中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。隨著與國際接軌的腳步不斷加未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢模具技術(shù)的發(fā)展應該為適應模具產(chǎn)品“交及數(shù)字化系統(tǒng)高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎诶砑夹g(shù)選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應用相應的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分工設備2、數(shù)控雕銑機用于完成較小銑削量，或軟金屬的加工設備3、高速切削上述設備的結(jié)構(gòu)可以幫我們做出正確的選擇。而且盡可能的輕巧。優(yōu)點：能進行中小量的切削(例一般φ10的平底刀，對于45號鋼(300)深切深度以0.75為好);缺點：正確使用下能發(fā)揮高效，低成本，銑顯著的不同之處是加寬了很多導軌與導軌之間的距離，以克服不良力矩的問右3、高速切削機床要求高速的數(shù)控系統(tǒng)以及極好的伺服電機特性，主軸轉(zhuǎn)速牙的箱體，而且要天天做差不多的(一批量最小2百個以上)那就一定選加工中價大于10萬元人民幣，而且編程人員要頭腦清醒。不然悲劇就會發(fā)生，問題也實踐中的效率后者遠高于前者。又好請您注意自動對刀儀的最好品牌的價格如(BT40的10把刀庫不會低于10萬人民幣)。的事件。先不要考慮其昂貴的造價(150萬左右),單從使用上講我認為一定是那些不實用的做法。在數(shù)控機床行業(yè)8年內(nèi)實戰(zhàn)經(jīng)驗告訴我他們的成本應在60-70務可以在1-2天內(nèi)解決所有的問題。因為我們現(xiàn)有的科技還不能實現(xiàn)"固體傳真高速切削因當前的機床本身的主軸和采用的刀具的限制決定了它不可能是一定削機床很多，加工費很低2)加工量大，精度要求不高極易達到3)刀具便宜4)轉(zhuǎn)入高速切削后，因為加工對象已接近成形，所以第一刀的切削量很均勻5)成形可避免的，所以不大可能用小半徑刀具。對于雕銑機來說要主軸工作在2-3萬RPM才可工作，回轉(zhuǎn)精度一般2個μ左右，不然斷刀現(xiàn)象全很嚴重，所以一定如果自己沒有去這些大公司訪問，沒有站在巨大的機器旁，沒有感受到地面的震顫，沒有看巨大型的機器人的手臂吧零件從一個機器移動到另一個機器，一種情況均要求特殊的、專門的模具。原理圖1.1描述的是一個簡單的從坯料拉深成一個圓柱水杯的成形過程程。沖頭沖頭圖1.1板料成形一個簡單的水杯料成形的原理如圖1.2所示。圖1.2板料成形原理彎曲容許范圍彎曲容許范圍彎曲T彎曲角斜角材料縮進圖1.3彎曲術(shù)語彎曲中所用的術(shù)語，如圖1.3所示，應該注意的是，在彎曲中材料的外纖的減少(彎曲半徑對厚度的比值變小),外纖維的拉應力增加，材料最終斷裂(參見圖1.4)。圖1.4泊松效應材料狀態(tài)軟硬鋁合金0釹青銅合金，釹合金0黃銅，低鉛0鎂鋼奧氏體不銹鋼低碳鋼，低合金鋼，高強度鉛合金鈦鈦合金注：T——材料厚度。α——彎曲角度(弧度),度；k——當半徑R<2T時為0.33,當半徑R>2T時為0.50。 圖1.5彎曲方式彎曲力的大小是可以通過對一根矩形橫梁的簡單彎曲的工藝過程的確定來估算。在此情況下的彎曲力是材料強度的函數(shù)，此彎曲力的計算式為：P=KLST/W式中：P——彎曲力，噸(對于米制使用單位，噸乘以8.896數(shù)值以得到千牛頓單位);K——模具開啟系數(shù)：16倍材料厚度(16T)時的開啟系數(shù)為1.20,8倍材料厚度(8T)時的開啟系數(shù)為1.33;L——零件長度，英寸；S——極限張力強度，噸/平方英寸；W——V或U形模具的寬度，英寸；T——材料厚度，英寸。對于U形彎曲(槽形彎曲),彎曲力大約是V形彎曲所需要的彎曲壓力的兩倍，棱邊彎曲則大約是V形彎曲所需要的彎曲壓力的1/2?；貜?。所有金屬材料均有一個固定的彈性模量，隨之而來的是塑性變形，當施加在材料上的彎曲力消除時就會有一些彈性恢復(見圖1.6)。在彎曲過程中這種恢復稱為回彈。一般而言，這樣的回彈在0.5°~5°之間變化，取決于固定的彈性模量、彎曲方式、模具間隙等。磷青銅的回彈則在10°~15°之間。圖1.6彎曲中的回彈減少或消除在彎曲工序中回彈方法可以根據(jù)下列工藝方法進行，如圖1.7圖1.7減少或消除回彈的方法1.2沖壓件的工藝性沖壓件的工藝性是指沖壓件對沖壓工藝的適應性，即設計的沖壓件在材料、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸大小及公差和尺寸基準等方面是否符合沖壓件加工的工藝要求。一般情況下，對沖壓件工藝性影響最大的是幾何形狀、尺寸和精度要求。工藝性差的沖壓件，材料損耗和廢品率會大量增加，甚至無法正常生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品；良好的沖壓工藝性應能滿足材料較省、工序較少、模具加工較產(chǎn)品零件圖是編制和分析沖壓工藝方案的重要依據(jù)。首先可以根據(jù)產(chǎn)品的零件圖紙，分析研究沖壓件的形狀特點、尺寸大小、精度要求，以及所用材料的機械性能、沖壓成形性能和使用性能等對沖壓加工難易程度的影響，分析產(chǎn)生回彈、畸變、翹曲、歪扭、偏移等質(zhì)量問題的可能性。特別要注意零件的極小拉深圓角半徑等),以及尺寸公差、設計基準等是否適應沖壓工藝的要求。圖1.8零件示意圖確定工藝方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數(shù)、工序的組合和順序等。工藝方案中一個主要內(nèi)容就是用什么類型的模具，用單工序還1.4工序性質(zhì)、工序數(shù)的確定及工序順序的安排工序性質(zhì)是指沖壓件所需的工序種類，如分離工序中的沖孔、落料、切1.5沖裁工藝方案及方案確定(1)彎曲-沖孔-落料單工序模方案1:圖1.9典型的單工序沖孔模具1—下模座2、一導套3—凹模4—導桿6—彈壓卸料板7—凸模8—托板9—凸模護套10—扇形塊11—固定板12—凸模固定板13—墊塊15—階梯螺釘16—上模座17—模柄任何一個完整的沖壓模具都是有一副(或多副的組合)用于沖制工作的(沖模。沖壓(術(shù)語)通常將完整壓制工具的凹模(母模)部分定義為模具。安裝在上模座上的凸模固定裝置固定兩個凸模(模具中的突出部分),這兩凹模(母模)部分，即凹模，通常是由插入模具體內(nèi)的兩個模具導套組成下死點之間進行擺動的連桿組成，連桿擺動時間很短).在臨近沖程底部時慢速沖程和滑塊的速度均是可調(diào)的(見圖1.10)。輔助基輔助基附塊圖1.10典型液壓機驅(qū)動很容易就被制成復雜成形與切斷加工(拉深、擠壓、切斷、模鍛等)的單一開式壓力機棚同的，床身長度可為6～20英尺(1.8～6米)或更長，它基本上是刀具分別進行淺沖孔、切口與成形(見圖1.11)。這就可以使零件僅通過把復雜昂貴的沖制刀具。此種類型加工工序用于小批量生產(chǎn)或試樣零床身底牌離合與制動聯(lián)動圖1.11典型彎板機使用帶有簡單央具的彎扳機可以容易地對鈑金進行彎曲。彎板機使用一個于低強度材料與小批量生產(chǎn)),也可以是硬質(zhì)合金材料。大多數(shù)應用中，一方案2:與方案1比較都是先進行工藝補充拉深后，再進行沖孔和落料，所不同的是經(jīng)分析本零件由于零件要求不高，生產(chǎn)批量為大批量，初步可選用復合模。本產(chǎn)品兩邊沖孔位置要求不高，同軸壓配，所以最好使用復合模進行沖復合模能在壓力機一次行程內(nèi)，完成彎曲、沖孔、落料及拉深等多道工2)沖裁件表面較為平整3)適宜沖薄料，也適宜沖脆性或軟質(zhì)材料4)可充分利用短料或邊角余料5)沖模面積較小第2章模具總體結(jié)構(gòu)表2.1模具零件粗糙度粗糙度使用范圍配合面零件部件Ra0.21.拋光的成形面及表面2.精密配合的滑動面凸模成形端部，工作面圓角，導柱導套滑動面1.凸模2.凹模工作表面，行腔表面、圓角，高精密導柱和導套的壓入面Ra0.81.零件的固定和支撐表面2.工作部分滑動表面頂料桿與凹模；環(huán)形頂出器與凸模和凹模一般精度的導柱、導套的滑動表面3.密合表面橫向分割凹模的接觸面4.導向表面凸凹模自身導向的滑動面5.過盈配合和過度配合的緊固表面凸模與固定套，組合凹模的壓配合面Ra1.6一般配合部位非配合的滑動表面支承面模柄表面、銷孔、頂桿、打料桿的滑動面，模板，模低平面2.2尺寸偏差孔尺寸為H?,軸尺寸為h?,長度尺寸為js?。的第一種間隙配合H?/h?;滑動部分H?/hg;緊固部分H,/m?。配合外，其余輪廓尺寸的極限偏差，按GB1804-79規(guī)定的IT14。2.3形位公差2.4配合要求表2.2模具零件的公差配合序號配合零件名稱配合要求序號配合零件名稱配合要求1導柱、導套分別與模板7固定擋料銷與凹模2導柱與導套8活動擋料銷與卸料板3導板與凸模9初始擋料銷與導料4壓入式模柄與上模側(cè)壓板與導料板(導第3章模具主要零部件主要零部件結(jié)構(gòu)，首先要考慮主要零部件用什么方法加工制造及總體裝配方法。結(jié)合模具的特點，本模具適宜采用線切割加工凸模固定板、卸料板、凹模及外形凸模、內(nèi)孔凸模，能夠保證同軸度。3.1工作部件的結(jié)構(gòu)3.1.1凹模凹模采用整體凹模，各種沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模在模架上位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。模具厚度的確定公式為：H=Kb…………K一系數(shù)值，考慮板料厚度的影響；b—沖裁件的最大外形尺寸；按上式計算后，選取的H值不應小于(15～20)mm;0.10~0.150.12~0.18凹模寬度的確定公式為：B=b+2C凹模長度的確定公式為：L=20+2×30表3.2矩形和圓形凹模的外形尺寸矩形凹模的寬度和長度矩形和圓形凹模厚度H3.1.2凸凹模3.1.3外形凸模導正銷的直線部分應為(0.5～0.8)t,導正銷伸入定位孔是，板料應處于3.1.4內(nèi)孔凸模熱處理56～60HRC,凸模與卸料板之間的間隙見表3.3查得凸模與卸料板的間隙表3.3凸模與卸料板、導柱與導套的間隙序號模具沖裁間隙Z卸料板與凸模間隙輔助小導柱與小導套間隙Z21約為0.0032約為0.0063約為0.014約為0.02彎曲凸模選用直通式，采用線切割加工方法。彎曲凸模與凸模固定板采用H7/r6配合。長度與外形凸模的長度相等，等于45mm,凸模材料應選T10A,熱3.2卸料板結(jié)構(gòu)3.2.1卸料板卸料板厚度為6mm。卸料板與2個凸模的間隙以在凸模設計中確定了為0.035。卸料板采用45鋼制造，熱處理淬火硬度40~45HRC。表3.4固定卸料板厚度沖件厚度t卸料板寬度~0.8668688在卸料裝置中，常用的彈簧是圓柱螺旋壓縮彈簧。這種彈簧已標準化(1)卸料彈簧的選擇原則Fy≥Fx/n……………………Fy一彈簧的預壓力，N;N一彈簧根數(shù)。Hj一彈簧的極限壓縮量mm;H一彈簧工作時的總壓縮量mm;Hy一彈簧在余壓力作用下的預壓量mm;Hx一卸料板的工作行程mm;(2)卸料彈簧的選用與計算步驟Hy=FyHj/Fj……………d、校核彈簧的極限壓縮量是否大于工作時的實際總壓縮量，即由高度)n(圈數(shù))Fj(彈簧的極限壓力)Hj(彈簧的極限工作量)根據(jù)公式(6.2)Fy≥Fx/n=4550/4≈1137(N)查標準GB2089—1980,初選彈簧規(guī)格為d×D?×h?=4×35×100,Fj=1400,(3)計算所選彈簧的的預壓量Hy根據(jù)公式(3.4)Hy=FyHj/Fj=1137×30/1400=24.3(mm)H=Hy+Hx+Hm=24.3+1.6+4=29.9(mm)3.3零件定位e=c-D/2+d/2+0.1……………根據(jù)公式(3.5)e=33.2-32/2+10/2+0.1即活動擋料銷的位置在距導正銷12.1mm處。采用45鋼制造，熱處理硬度3.4模架及其它部件3.4.1上下模座導柱的長度應保證上模座最底位置時(閉合狀態(tài)),導柱上端面與上模座頂采用H7/h6的間隙配合，導柱與導套均采用20鋼，熱處理硬度滲碳淬硬3.4.2模柄 (4)有凸緣的模柄。(5)浮動式模柄，本模具采用帶臺階的壓入式模柄。第4章模具設計工藝計算4.1計算毛坯尺寸R一彎曲半徑(mm);t—材料厚度(mm);β=r?+kt…………………(4.1)t一材料厚度；k一中性層系數(shù)；表4.1板料彎曲中性層系數(shù)———234568查表4.1,K=0.45根據(jù)公式(4.1)圖4.1計算展開尺寸示意圖根據(jù)計算展開尺寸示意圖可知，圓角半徑較大(R>0.5t),ZL——彎曲件的各彎曲部分中性層長度之和(mm);在圖4.1中：A=√2B(RA+RC)-B2COS∠P=(RA+RC-B)/(RA+RC)RA=3.8+0.6=4.4根據(jù)公式(4.3)根據(jù)公式(4.2)ZL直=L總長-2AZL=2πβ(∠P/180+∠P/180)=2×3.14×4.34×(68.47/18根據(jù)計算得：工件的展開尺寸為25×32(mm),如圖4.2所示。圖4.2尺寸展開圖4.2排樣、計算條料寬度及確定步距4.2.1搭邊值的確定材料厚度圓件及r>2t的工件矩形工件邊長L<矩形工件邊長L>工件間al工件間al沿邊a或r<2t的工件工件間al沿邊a0.25~0.50.8~1.22.0~2.53.0~3.54.0~5.03.02.52.83.53.52.83.24.04.04.5搭邊值即廢料，所以需盡量取最小值，但過小的搭邊值易擠進凹模，增加刃硬黃銅硬鋁該制件是矩形工序件，從表4.2中查看尺寸：兩制件之間的搭邊值a?=1.2由于該制件的材料使LY21—Y(硬鋁),所以兩工序件之間的搭邊值為：4.2.2條料寬度的確定B=(D+2a)………(4.4)公式(4.4)其中條料寬度偏差上偏差為0,下偏差為一△,見表4.3查表4.3條料寬度偏差為0.15表4.3條料寬度公差(mm)條料寬度~0.5~204.2.3導板間間距的確定根據(jù)公式(4.5)表4.4條料與導料板之間最小間隙Zmin(mm)100以下100以上558855558888n?=(nF/Bh)×100%=(1×800/28×33.2)×100橫裁時的條料數(shù)為：n?=1000/B=1000/28=34.01可沖34條每條件數(shù)為：n?=(500-a)/h=(500-1.5)/33.2=15.02可沖15件，縱裁時的條料數(shù)為：n?=500/B=500/28=17.006可沖17條，=(1000-1.5)/33.5=30.084可沖30件，中中中中中圖4.3排樣圖5.1計算沖裁力的公式Fp=KptLT……………………L一沖裁周邊總長(mm);t一材料厚度(mm);5.2總沖裁力、卸料力、推料力、頂件力、彎曲力和總沖壓力5.2.1總沖裁力：Fp=F1+F2………F1一落料時的沖裁力；落料時的周邊長度為：L1=2×(25+32)=114(mm)根據(jù)公式(5.1)F1=KptLT沖孔時的周邊長度為：L2=4πd=4×3.14×3.5=44(mm)表5.1卸料力、推件力和頂件力系數(shù)鋼≤0.1鋁、鋁合金純銅，黃銅通過數(shù)據(jù)可知，厚的材料取小值，薄材料取大值。5.2.2卸料力FQ的計算FQ=K.Fp………K一卸料力系數(shù)；查表5.1得Kx=0.025～0.08,取Kx=0.08根據(jù)公式(5.3)FQ=KxFp5.2.3推料力FQ?的計算FQ?=KtFp………查表5.5得K?=0.03～0.07,取Kt=0.07根據(jù)公式(5.4)FQ?=KtFp5.2.4頂件力FQ?的計算FQ?=KdFp………查表5.1得Ka=0.03～0.07,取Kt=0.07根據(jù)公式(5.5)FQ?=KdFp5.2.5彎曲力Fc的計算影響彎曲力大小的基本因素為：變形材料的性能和質(zhì)量；彎曲件的形狀和尺寸；模具結(jié)構(gòu)及凸凹模間隙；彎曲方式等括計算，以作為彎曲工藝設計和選擇沖壓設備的理論依據(jù)。U形彎曲件的經(jīng)驗公式為：Fu=0.7KBt2σb/γ+t…………………(5.6)Fu—沖壓行程結(jié)束時不校正時的彎曲力；B—Y彎曲件的寬度(mm);t—彎曲件的厚度(mm);Y一內(nèi)彎曲半徑(等于凸模圓角半徑)(mm);K一安全系數(shù)，一般取1.3;根據(jù)公式(5.6)Fu=0.7KBt2σ/(γ+t)對于頂件或壓料裝置的彎曲模，頂件力或壓料力可近似取彎曲力的30%~5.2.6總的沖壓力的計算根據(jù)總的沖壓力，初選壓力機為：德國舒樂(Schuler)壓機。第6章刃口尺寸的計算6.1刃口尺寸計算的概念沖裁件的尺寸精度和模具刃口的尺寸的精度有密切的聯(lián)系，模具的合理間計沖裁模的關(guān)鍵工序。6.2刃口尺寸的計算雜或波板工件的模具。6.3計算凸、凹模刃口的尺寸凸模與凹模配合加工的方法計算落料凸凹模的刃口尺寸。1、凹模磨損后變大的尺寸，按一般落料凹模公式計算，即2、凹模磨損后變小的尺寸，按一般沖孔凸模公式計算，因它在凹模上相當于沖孔凸模尺寸，即3、凹模磨損后無變化的尺寸，其基本計算公式為為了方便使用，隨工件尺寸的標注方法不同，將其分為三種情況：工件尺寸為C時工件尺寸為C時工件尺寸為C±△時C—工件的基本尺寸；△一工件公差；x一系數(shù)；尺寸),x值在0.5~1之間，與工件精度有關(guān)可查表6.1或按下面關(guān)系選取。工件精度IT11~IT13:x=0.75工件精度IT14:x=0.5表6.1系數(shù)x料厚t(mm)非圓形圓形11(1)落料刃口尺寸計算32°-0.52查表6.1磨損系數(shù)X=3.950.5根據(jù)公式(6.2)E凸=(Bmax+x△)6.4沖裁刃口高度料厚查表6.2,刃口高度為h>8～10(mm),取h=9(mm)6.5彎曲部分刃口尺寸的計算設中性層半徑為p,則最外層金屬(半徑為R)的伸長率外為：有最外層金屬(半徑為R)的伸長率外為：根據(jù)公式(6.8)δ外=1/(2r/t+1)根據(jù)公式(6.9)rmin/t=(1-δ)/2δ處，r/t=3.8/1.2=3.16<5。此處屬于小圓角V形彎曲，故只考慮回彈值。查表6.3得，回彈值為6,由于回彈值很小，故彎曲凸、凹模均可按制件的基本尺寸表6.3鋁材料校正彎曲回彈材料材料厚度t(mm)硬鋁LY12>56°42、模具間隙?！鳌牧虾穸鹊恼?表6.2)根據(jù)公式(6.10)Z=t+△+ct表6.4薄鋼板、黃銅板(帶)、鋁板厚度公差厚度材料薄鋼板黃銅板(帶)鋁板B級公差C級公差冷扎帶冷軋板最小公差最大公差—士0.17士0.18—一表6.5U形彎曲件凸凹模的間隙系數(shù)C值彎曲件邊長0.6~22.1~44.1~50.6~22.1~44.1~7.6~3、凸凹模橫向尺寸的確定。LT=(LA-Z)°-t………………L一彎曲件的基本尺寸(mm);△一彎曲件公差；根據(jù)公式(6.12)凹模尺寸為：LA=(L-3/4△)+A根據(jù)公式(6.13)凸模尺寸為：LT=(LA-Z)°8第7章模具中心、沖裁間隙及總裝7.1模具壓力中心與計算合力作用點的坐標位置0,0(x=0,y=0),即為所求模具的壓力中心。Xo=L?X?+L?X?+……LnXn/LYo=L?Y?+L?Y?+……LnYn/L該零件為矩形且有對稱中心，因此該零件的壓力中心在圖形的幾何中心0處。如圖7.1所示：圖7.1壓力中心表7.1沖裁模初始用間隙2c(mm)材料厚度小于極小間隙0.60.70.80.91.01.21.52.02.12.53.04.04.55.56.06.58.0注：使用08號鋼沖裁皮革、石棉和紙板時，間隙的25%。7.3模具總裝料板用4個M81螺釘和4個φ6圓柱銷固定。個M8的螺釘和4個φ6的圓柱銷固定。(220)可以使用。作臺尺寸(前后×左右):370mm×560mm盡管各種工藝的基本運動原理是不同的，但是也有共同點，就是卸料板(或滑塊)的運動是重要的控制因素。實際上，在模具設計當中，產(chǎn)品的沖壓工藝不在沖壓模具設計中對機械運動的控制和靈活運用對提高設計水平和保證沖壓件工號工序工藝說明1凸、凹模凸凹模預配紙要求和尺寸精度，形狀；者應重新修磨或更換。2凸模裝配以凹?？锥ㄎ唬瑢⒏魍鼓７謩e壓入凸模固定板的孔中，并擠緊牢3裝配下模1、在下模座1上畫中心線，按中心線裝配下墊板凸凹模和卸料板；分別鉆孔，攻絲；4裝配上模1、在已裝好的下模上放等高墊鐵，并在凹模中放入0.12的紙片，裝上落料凹模，空心墊板，然后將凸模與固定板組合并轉(zhuǎn)入凹模中；3、用螺釘將固定板組合、墊板、上模座連接在一起，但不要擰緊；4、復查凸、凹模間隙并調(diào)整合適，緊固螺釘；5試沖與調(diào)整裝機試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作相應調(diào)整。2落料凹模加工工藝過程序號工序名稱工序內(nèi)容1備料2粗洗洗六面到尺寸100×80×19mm,注意兩大平面與相鄰側(cè)面用標準角尺測