因该零件为落料件,故以凹模为基准件来配作凸模。图3-10b为冲裁该工件所用落料凹模的刃口的轮廓图,图中虚线表示凹模刃口磨损后尺寸的变化情况。从图中可以看出,凹模磨损后刃口尺寸有变大、变小、和不变三种情况,所以凹模刃口尺寸也分三种情况来进行计算。
(1)凹模磨损后尺寸变大的:A1、 A2 、A3;
图3-10 配合加工法
按一般落料凹模计算公式:AA=(Amax-xΔ)0
A
(3-8)
(2)凹模磨损后尺寸变小的:B1、 B2 、B3;
0
按一般冲孔凸模计算公式:BA=(Bmin+xΔ)-δ
A (3-9)
(1) 凹模磨损后尺寸不变的:C1、 C2 、;
其基本公式为CA=(Cmin+0.5Δ) 0.5δA
式中 AA 、BA、 CA—相应的凹模刃口尺寸,
Amax—工件的最大极限尺寸, Bmin—工件的最小极限尺寸, C—工件的基本尺寸, Δ—工件的公差,
δA—凹模的制造公差,通常取δA=Δ/4 计算出的落料凹模尺寸及公差标注在凹模图纸上,而落料凸模尺寸不需计算,只要在凸模图纸上标上基本尺寸并注明:“凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配作,保证双面最小间隙Zmin”即可。
1. 线切割加工
目前工厂广泛使用的电火花线切割加工,其实质是属于配合加工的一种工艺,一般是在凸模上标注尺寸和制造公差,而在凹模上只标注基本尺寸并注明:“凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配作,保证双面最小间隙Zmin”。凸模的尺寸可以由前面的公式转换而得到。但由于电加工时钼丝和放电间隙的存在,因此在具体的工艺尺寸确定上会有一定的差异,具体计算详见模具制造工艺学有关章节。
+δ
例3-1 冲制如图3-11所示垫圈,材料为Q235钢,料厚t=1mm,计算冲裁凸模和凹模刃口尺寸。
图3-11 垫圈
解:外形φ30mm属于落料,内形φ13mm属于冲孔,外形φ30尺寸为未注公差尺寸,
一般按IT14级确定其公差。查公差表得其公差值为0.52,因为外形尺寸,故按基轴制写为φ30
(
计算过程如下: 2
)
落料φ30
mm
+δA
DA=(Dmax-xΔ)0
0 0
DT=(DA-Zmin)-δT =(Dmax-XΔ-Zmin)-δT 查表3-3、3-4和表3-5得:
Zmin =0.100mm Zmax=0.140mm; δA =0.025mm T =0.020mm; x=0.5
校核条件:
|δT|+|δA|=0.02+0.025=0.045;(Zmax-Zmin)=0.140-0.100=0.040
说明不满足|δT|+|δA|≤(Zmax-Zmin)条件,但因为相差不大,此时可调整如下: δT=0.4(Zmax-Zmin)=0.4×0.040=0.016mm δA=0.6(Zmax-Zmin)=0.6×0.040=0.024mm 将已知数据代入公式得:
+0.024+0.024
DA=(30-0.5×0.52)0=29.740 mm
00
DT=(29.74-0.10)-0.016=29.64-0.016 mm
(3) 冲孔φ13
0
δ
mm
dT=(dmin+xΔ)-δT
+δA +δA
dA=(dT+Zmin)0 =(dmin+XΔ+Zmin)0 查表3-5、3-6和表3-7得:
Zmin =0.100mm Zmax=0.140mm; δT =0.020mm; x=0.5
A
=0.020mm δ
校核条件:
|δT|+|δA|=0.02+0.020=0.040;(Zmax-Zmin)=0.140-0.100=0.040 说明满足|δT|+|δA|≤(Zmax-Zmin)条件 将已知数据代入公式,即得
0 0
dT=(13+0.5×0.43)-0.020=13.22-0.020mm
+0.020 +0.020
dA=(13.22+0.100)0 =13.320mm
例3-2 如图3-12(a)所示制件,其材料为08钢,料厚2mm,求凸、凹模刃口尺寸及公差。
图3-12 刃口计算实例
解:考虑到工件形状复杂,宜采用配作法加工凸、凹模。此制件为落料件,故以凹模为基准件来配作凸模。凹模磨损后其尺寸变化有三种情况,见图3-12(b)。
(1)凹模磨损后尺寸变大的:80
、 40;40为未注公差尺寸,一般按IT14确定其
。
公差,查公差值表可以确定公差为0.62,因40为外形尺寸,按基轴制标注为40其计算公式 :AA=(Amax-xΔ)0
查表3-7得:x1=0.75, x2=0.5 ,取δA= Δ/4 将已知数据代入公式得:
A1A =(80-0.75×0.4)A2A=(40-0.50×0.62)
=79.7=39.69
mm mm
+δA
(2)凹模磨损后尺寸变小的:22±0.14mm;
0
其计算公式:BA=(Bmin+xΔ)-δA 查表3-7得x=0.75,取δA= Δ/4 将已知数据代入公式得:
BA=(21.86+0.75×0.28) mm
(3) 凹模磨损后尺寸不变的:15其基本公式为CA=(Cmin+0.5Δ) 取δA= Δ/4 将已知数据代入公式得:
mm;
0.5δA
CA=(14.9+0.5×0.4)±0.5×=15.1±0.05mm
查表得:Zmax=0.360mm Zmin=0.246mm
凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配制,保证双面间隙值为(0.246~0.360)mm。
3.4冲裁件的工艺性 3.5排样
学习目的与要求:
1. 熟悉冲裁件的工艺适应性;
2. 了解排样方法,掌握排样图的画法,排样设计及材料利用率的计算。 重点:
1. 冲裁件的冲裁工艺性要求;
2. 排样方法、排样图、排样设计及材料利用率计算。 难点:
排样设计及排样图。
3.4 冲裁件的工艺性
冲裁件工艺性:即是指冲裁件对冲裁工艺的适用性。
一般情况下,对冲裁工艺性影响最大的是几何形状、尺寸和精度要求。良好的冲裁工艺性应能满足材料省、工序少、模具结构简单、加工容易、寿命较长、操作安全方便、产品质量稳定等要求。
3.4.1 冲裁件的结构工艺性
1. 几何形状 冲裁件形状尽可能设计成简单对称和符合材料合理排样。工件用条料两端裁切圆弧成形时,圆弧的半径应超过料宽的一半,以免因送料偏移而产生台肩。如图3-13。
图3-13 圆弧与宽度的关系
2. 最小圆角半径 冲裁件的转角处应有一定的圆角,其最小圆角半径允许值见表3-6 。如果是少无废料排样冲裁,或者采用镶拼模具时可不要求冲裁件有圆角。圆角大大地减小了应力集中,有效地消除了冲模开裂现象。
表3-6 冲裁件最小圆角半径
工 序 落料 连接角度 ≥90° <90° ≥90° <90° 黄铜、纯铜、铝 软 钢 合 金 钢 0.18t 0.35t 0.20t 0.40t 0.25t 0.50t 0.30t 0.60t 0.35t 0.70t 0.45t 0.90t 冲孔 注:t为材料厚度(mm),当时t<1mm,均以t=1mm计算。 3. 冲裁件上的悬臂和凹槽 如果冲裁件上有悬臂和凹槽,见图3-14,其尺寸如表3-7
所示。
冲压工艺学 doc
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