冲压模具设计与制造主要有三项内容:冲压工艺过程设计、冲压模具设计、编制模具零件加工工艺过程。
冲压工艺过程设计的基本内容和步骤 内容 冲压加工经济性分析。 冲压件工艺性分析。 通过工序性质、工序数目、工序顺序及组合方式,制定几种冲压工艺方案。 综合分析比较,确定适合生产条件的最经济合理工艺方案。 确定设计各道冲压工序的工艺方案。 确定工艺方案内容。 选择冲压设备类型依据完成的冲压性质、生产批量、冲压件尺寸及精度要求。 选择冲压设备技术参数依据冲压件尺寸、变形力大小及模具尺寸,必要时进行校核。 步骤 分析零件图 制定工艺方案 确定各工序的 工艺方案 初选冲压设备
2. 1. 2. 1. 2. 1. 2. 1. 冲压模具设计的基本内容和步骤 根据工艺方案和冲压件形状特点、精度要求、生产批量、模具确定冲压类型及条件、操作方便及安全要求,以利于通用机械化、自动化装置,结构形式 选定模具类型及结构形式。 1. 主要考虑定位基准、上料方式、操作安全可靠等因素。 2. 定位基准尽可能与设计基准重合。 选择 3. 定位可靠,选择精度高、冲压时不发生变形的表面为定位工件定位方式 表面。 4. 冲压件做定位表面随零件形状不同而选择不同形式。 必须正确选择卸料方式和卸料装置,根据料厚及精度要求选择选择 刚性卸料还是弹性卸料。在选用压料、卸料装置形式时,考虑卸料方式 送料和定位,出料方式是上出料还是下出料。 1. 计算压力中心及冲压力大小,校核压力机。 进行必要的 2. 计算模具主要零件外形尺寸,确定标准件及卸料元件高度。 模具设计计算 3. 确定模间隙,计算凸、凹模工作部分尺寸。 绘制 模具总装图和 根据分析计算及方案论证后,绘制模具总装配图及零件图 非标准件零件图
编制模具零件加工工艺规程的基本内容和步骤 模具零件加工工1. 分析模具零件图、技术条件、结构特点及零件在模具中作艺规程的编制 用。 2. 选择零件坯料制造方法。 3. 拟定工艺路线,注意粗、精加工基准选择,确定热处理工序,划分加工阶段。选择加工设备、工具、夹具和量具。 4. 根据工艺路线确定各加工阶段尺寸及公差,确定切削用量。 模具零件加工工完成模具零件加工工艺方案分析和确定加工数据后,填写加工艺规程卡 工序卡 步骤 以下仅供参考格式,相关内容需完善
案例分析
如图所示零件:托扳 生产批量:大批量
材料:08F t=2mm
设计该零件的冲压工艺与模具 。
1. 冲裁件工艺分析
08F钢板是优质碳素结构钢,具有良好的可冲压性能。冲裁件结构形状简单,但内、外形有尖锐清角,为提高模具寿命,建议将所有90°清角改为R1的工艺圆角。零件图上所有尺寸均未标注公差,属自由尺寸,可按IT14级确定工件尺寸的公差。经查公差表,各尺寸公差为:
58-0.74、38-0.62、30-0.52、16-0.44、14±0.22、17±0.22、Ф3.5+0.3
结论:可以冲裁(相关内容尽量详实)
2. 确定工艺方案及模具结构形式
综合分析,工件尺寸精度要求不高,形状不大,但工件产量较大,根据材料较厚(2mm)的特点,为保证孔位精度,冲模有较高的生产率,通过比较,决定实行工序集中的工艺方案,采取利用导正钉进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的连续冲裁模结构形式。 或:
该工件包括落料、冲孔两个基本工序,可有以下三种工艺方案: 方案一:先落料,后冲孔。采用单工序模生产。 方案二:落料—冲孔复合冲压。采用复合模生产。 方案三:冲孔—落料级进冲压。采用级进模生产。
方案一模具结构简单,但需两道工序两副模具,成本高而生产效率低,难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具,工件的精度及生产效率都较高,但工件最小壁厚接近凸凹模许用最小壁厚,模具强度较差,制造难度大,并且冲压后成品件留在模具上,在清理模具上的物料时会影响冲压速度,操作不方便。方案三也只需一副模具,生产效率高,操作方便,工件精度也能满足要求。
通过对上述三种方案的分析比较,该件的冲压生产采用方案三为佳。
(相关分析可根据个人理解及零件实际要求)
3. 模具设计计算
3.1排样设计
3.1.1排样方式的确定及计算(条料宽度及确定步距)
首先查有关表确定搭边值。根据零件形状,两工件间按矩形取搭边值a1=2,侧边按圆形取搭边值a=2。
连续模进料步距为32mm。 条料宽度按相应的公式计算: B=(D+2a)-⊿ 查表 ⊿=0.6 B=(58+2×2)-0.6 =62-0.6
画出排样图
(注意相关参数分析与查找,安全角度尽量取上值。上例参数选取有错误!) 3.1.2材料利用率 略
3.2冲压力及压力中心计算 3.2.1冲压力计算
由于冲模采用刚性卸装置和自然漏料方式,故总的冲压力为: P0=P+Pt P=P1+P2
而式中 P1—落料时的冲裁力
P2—冲孔时的冲裁力
按推料力公式计算冲裁力: P1=KLtτ 查τ=300MPa
=2.2[2(58-16)+2(30-16)+16π]*2*300/10000 =12.6 (t)
P2=2.2*4π*3.5*2*300/10000 =3.4(t)
按推料力公式计算推料力Pt:
Pt=nKtP 取n=3,查表2-10,Kt=0.055 Pt=3*0.055*(12.6+304)=2.475(t) 计算总冲压力PZ: PZ=P1+P2+Pt
=12.6+3.4+2.475 =18.475(t)
根据计算结果,冲压设备拟选J23-25
(根据模具结构计算相关冲裁力、卸料力、推件力/顶件力,压力机型号需查找)
3.2.2确定压力中心
根据图3分析,因为工件图形对称,故落料时P1的压力中心在O1上;冲孔时P2的压力中心在O2上。
设冲模压力中心离O1点的距离为X,根据力矩平衡原理得: