A. 模具設計知識總結
模具設計知識總結
模具(mú jù),工業生產上用以注塑、吹塑、擠出、壓鑄或鍛壓成型、冶煉、沖壓等方法得到所需產品的各種模子和工具。下面是我為大家整理的模具設計知識總結,歡迎大家閱讀。
1.塑性變形體積不變條件,塑性變形時,物體體積的變化與平均應力成正比。其產生的主應變圖可能有三類:1.具有一個正應變及負應變;2.具有一個負應變和兩個正應變;3.一個主應變為零,另兩個應變之大小相等符號相反。
2.沖裁是利用模具使板料產生分離的一種沖壓工序,沖裁是最基本的沖壓工序。沖裁是分離工序的總稱,她包括落料、沖孔、切斷、修邊、切舌、彎曲等多種工序。一般來說,沖裁主要是指落料和沖孔工序。
3.沖裁的變形過程:1.彈性變形階段(變形區內部材料應力小於屈服應力 );2.塑性變形階段(變形區內部材料應力大於屈服應力);3.斷裂分離階段(變形區內部材料應力大於強度極限) 。
4.沖裁斷面可分為明顯的四個部分:塌角、光亮、毛面和毛刺。
5.沖裁件質量:指斷面狀況、尺寸精度和形狀誤差。在影響沖裁件質量的組成因素中,間隙時主要的因素之一。沖裁件的斷面質量主要指塌角的大小、光面約占板厚的比例、毛面的斜角大小及毛刺等。間隙合適時,沖裁時上下刃口處所產生的剪切裂紋基本重合,這時光面約占板厚的1/2~1/3,切斷面的塌角、毛刺和斜度均很小,完全基本滿足一般沖裁件的要求。間隙過小時,凸模刃口處的裂紋比合理間隙時向外錯開一段距離;間隙過大時,凸模刃口處的裂紋比合理間隙時向內錯開一段距離,材料的彎曲與拉申增大,拉應力增大,塑性變形階段較早結束,致使斷面光面減小,塌角與斜度增大,形成厚而大的拉長毛刺,且難以去除,同時沖裁件的翹曲現象嚴重,影響生產的正常進行。(材料的相對厚度越大,彈性變形量越小,因而製件的精度也越高。沖裁件尺寸越小,形狀越簡單則精度越高。)
凸凹模刃口尺寸計算的依據和計算準則:在沖裁件尺寸的測量和是使用中,都是以光面的尺寸為基準。落料件的光面是因凹模刃口擠切材料產生的,而孔的光面是凸模刃口擠切材料產生的。故計算刃口尺寸時,應按落料和沖孔兩種情況分別進行,其原則如下:1.落料:落料件光面尺寸與凹模尺寸相等,故應與凹模尺寸為為基準(落料凹模基本尺寸應去工件尺寸公差范圍內的較小尺寸。);2.沖孔:工件光面的孔徑與凸模尺寸相等,故應與凸模尺寸為基準。(因沖孔的尺寸會隨凸模的磨損而減小,故沖孔凸模基本尺寸應去工件孔尺寸公差范圍內的較大尺寸);3.孔心距:當工件上需要沖制多個孔時,孔心距的尺寸精度由凹模孔心距保證。
4.沖模刃口製造公差:凸凹模刃口尺寸精度的選擇應以能保證工件的精度要求為准,保證合理的凹凸模間隙值,保證模具一定的使用壽命。5.工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的製造偏差原則上都應按“入體”原則標注為單向公差。但對於磨損後無變化的尺寸,一般標注雙向偏差。
7.沖裁件在條料、帶料或板料的.布置方法叫排樣。沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比叫做材料的利用率,它是衡量合理利用材料的技術經濟指標。
8.沖裁所產生的廢料可分為兩類:一是結構廢料,是由沖件的形狀特點產生的;二是由於沖件之間和沖件與條料側邊之間的搭邊以及料頭、料尾和邊料而產生的廢料,稱為工藝廢料。
9.排樣方法:有廢料排樣、少廢料排樣、無廢料排樣。
10.搭邊值的確定:排樣時沖裁件之間以及沖裁件與條料側邊之間留下的工藝廢料叫做搭邊。搭邊的有兩個作用:一是補償了定位誤差和剪板誤差,,確保沖出合格零件;二是可以增加條料剛度,方便條料送進,提高勞動生產率。
11.沖模壓力中心的確定:沖壓力合力的作用點稱為模具的壓力中心。模具的壓力中心應該壓力機滑塊的中心線。
12.沖裁模具的分類:1.單工序模:無導向單工序沖裁模,導板式單工序沖裁模,導柱式單工序沖裁模;2.級進模是在壓力機一次行程中,在模具的不同位置上同時完成數道沖壓工序:固定擋料銷和導正銷定位的級進模,測刃定距的級進模;3.復合模是在壓力機的一次行程中,在一副模具的統一位置上完成數道沖壓工序:根據安裝位置不同(凸模、凹模)正裝式復合模、倒裝式復合模;
13. 模具強度對排樣的要求:孔距小的沖件,其孔要分步沖出,工位之間凹模壁厚小的,應增設空步,外形復雜的沖件應分步沖出,以簡化凸、凹模形狀,增強其強度,便於加工和裝配,測刃的位置應盡量避免導致凸凹模局部工件而損壞刃口。
14.從正裝式和倒裝式復合模具結構分析中可以看出,兩者各有優缺點。正裝式較適用於沖制材料較軟的或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件,還可以沖制孔邊距離較小的沖裁件。而倒裝式不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件,但倒裝式復合模結構簡單,又可以直接利用壓力機的打桿裝置進行推薦,卸件可靠,便於操作,並為機械化出件提供有利條件,故應用十分廣泛。,總之復合模生產效率高,沖裁件的內孔與外圓的相對位置精度高,板料的定位精度要求比級進模低,沖裁的輪廓尺寸較小。但復合模結構復雜,製造精度要求高,成本高。復合模主要用於生產批量大、精度要求高的沖裁件。
15.始用擋料裝置:在級進模中為了解決首件定位問題,需要設置始用擋料裝置。
16.卸料裝置:1.固定卸料裝置;2.彈壓卸料裝置(卸料及壓料作用,沖壓質量較好,平直度較高,適用,質量要求要高的沖載和薄板);3.廢料切刀裝置。
17.彎曲:是將板料、棒料、型材或管料等彎曲一定形狀和角度的零件的一種沖壓成形工序。
18.應變中性層:在縮短與伸長兩變形區域之間,必有一層金屬纖維變形前後長度保持不變。
19.彎曲變形區內板料橫斷面形狀變化分為:1.寬板彎曲時,橫斷面形狀幾乎不變,仍為矩形;
2.窄板彎曲時,原矩形斷面變成了扇形。生產中一般為寬板彎曲。
20.r/t稱為板料的相對彎曲半徑,是表示板料彎曲變形程度的重要參數。相對彎曲半徑越小,表示彎曲變形程度越大。
B. 沖模常用卸料方式有哪幾種類型
固定卸料和彈性卸料2種。
固定卸料就是卸料板和凹模固定在一起,料沖卸料板和凹模中間的縫穿過。
彈性卸料是卸料板在凸模那邊,一般用橡皮墊起來的。
C. 卸料裝置起什麼作用
能夠把被設備加工好的物料順利的無傷害的排除設備的裝置。它可以保證設備運行安全可靠。
D. 冷沖壓模具設計實例
1 前言
沖壓是利用安裝在沖壓設備(主要是壓力機)上的模具對材料施加壓力,使其產生分離或塑性變形,從而獲得所需零件(俗稱沖壓或沖壓件)的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進行變形加工,且主要採用板料來加工成所需零件,所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一,隸屬於材料成型工程。
沖壓所使用的模具稱為沖壓模具,簡稱沖模。沖模是將材料(金屬或非金屬)批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關重要,沒有符合要求的沖模,批量沖壓生產就難以進行;沒有先進的沖模,先進的沖壓工藝就無法實現。沖壓工藝與模具、沖壓設備和沖壓材料構成沖壓加工的三要素,只有它們相互結合才能得出沖壓件。與機械加工及塑性加工的其它方法相比,沖壓加工無論在技術方面還是經濟方面都具有許多獨特的優點。主要表現如下。
(1) 沖壓加工的生產效率高,且操作方便,易於實現機械化與自動化。
(2)沖壓時由於模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度,且一般不破壞沖壓件的表面質量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質量穩定,互換性好,具有「一模一樣」的特徵。
(3)沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件,如小到鍾表的秒錶,大到汽車縱梁、覆蓋件等,加上沖壓時材料的冷變形硬化效應,沖壓的強度和剛度均較高。
(4)沖壓一般沒有切屑碎料生成,材料的消耗較少,且不需其它加熱設備,因而是一種省料,節能的加工方法,沖壓件的成本較低。
由於沖壓加工的零件種類繁多,各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同,因而生產中採用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來,可分為分離工序和成形工序兩大類;分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質量的沖壓(俗稱沖裁件)的工序;成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。
上述兩類工序,按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序,每種基本工序還包含有多種單一工序。
在實際生產中,當沖壓件的生產批量較大、尺寸較少而公差要求較小時,若用分散的單一工序來沖壓是不經濟甚至難於達到要求。這時在工藝上多採用集中的方案,即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內完成,稱為組合的方法不同,又可將其分為復合-級進和復合-級進三種組合方式。
復合沖壓——在壓力機的一次工作行程中,在模具的同一工位上同時完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。
級進沖壓——在壓力機上的一次工作行程中,按照一定的順序在同一模具的不同工位上完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。
復合-級進——在一副沖模上包含復合和級進兩種方式的組合工序。
沖模的結構類型也很多。通常按工序性質可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等;按工序的組合方式可分為單工序模、復合模和級進模等。但不論何種類型的沖模,都可看成是由上模和下模兩部分
組成,上模被固定在壓力機工作台或墊板上,是沖模的固定部分。工作時,坯料在下模面上通過定位零件定位,壓力機滑塊帶動上模下壓,在模具工作零件(即凸模、凹模)的作用下坯料便產生分離或塑性變形,從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上模回升時,模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來,以便進行下一次沖壓循環。
此設計針對所給的零件進行了一套冷沖壓模具的設計,其中設計內容為分析零件的沖裁工藝性(材料、工件結構形狀、尺寸精度),擬定零件的沖壓工藝方案及模具結構,排樣,裁板,計算沖壓工序壓力,選用壓力機及確定壓力中心,計算凸凹模刃口尺寸,主要零、部件的結構設計和加工工藝編制,壓力機的校核。
沖裁模設計題目
如圖1所示零件:墊扳
生產批量:大批量
材料:08F t=2mm
設計該零件的沖壓工藝與模具
2 零件的工藝分析
2.1 結構與尺寸
該零件結構簡單,形狀對稱。
硬鋼材料被自由凸模沖圓形孔,查《冷沖壓工藝及模具設計》表3-8,可知該工件沖孔的最小尺寸為1.3t,該工件的孔徑為:Φ6>1.3t=1.3×2=2.6。
由於該沖裁件的沖孔邊緣與工件的外形的邊緣不平行,故最小孔邊距不應小於材料厚度t,該工件的空邊距(20)>t=2,(10)>t=2,均適宜於沖裁加工。
2.2 精度
零件內、外形尺寸均未標注公差,屬自由尺寸,可按IT14級確定工件尺寸的公差,經查表得,各尺寸公差分別為:
零件外形:58 , 38 , 30 , 16 , 8
零件內形:6
孔心距:18±0.215,
利用普通沖裁方式可以達到零件圖樣要求。
2.3 材料
08F,屬於碳素結構鋼,查《冷沖壓工藝及模具設計》附表1可知抗剪強度τ=260MPa,斷後伸長率=32%。此材料具有良好的塑性和較高的彈性,其沖裁加工性能好。
根據以上分析,該零件的工藝性較好,可以進行沖裁加工。
3 確定沖裁工藝方案
該零件包括落料、沖孔兩個基本工序,可以採用以下幾種工藝方案:
(a)先落料,再沖孔,採用單工序模生產;
(b)採用落料——沖孔復合沖壓,採用復合模生產;
(c)用沖孔——落料連續沖壓,採用級進模生產。
方案(a)模具結構簡單,但需要兩道工序,兩套模具才能完成零件的加工,生產效率低,難以滿足零件大批量生產的要求。由於零件結構簡單,為了提高生產效率,主要採用復合沖裁或級進沖裁方式。採用復合沖裁時,沖出的零件精度和平直度好,生產效率高,操作方便,通過設計合理的模具結構和排樣方案可以達到較好的零件質量。
根據以上分析,該零件採用復合沖裁工藝方案。
4 確定模具總體結構方案
4.1 模具類型
根據零件的沖裁工藝方案,採用復合沖裁模。復合模的主要結構特點是存在有雙重作用的結構零件——凸凹模,凸凹模裝在下模稱為倒裝式復合模。採用倒裝式復合模省去了頂出裝置,結構簡單,便於操作,因此採用倒裝式復合沖裁模。
4.2 操作與定位方式
雖然零件的生產批量較大,但合理安排生產,可用手工送料方式能夠達到批量要求,且能降低模具成本,因此採用手工送料方式。考慮到零件尺寸大小,材料厚度,為了便於操作和保證零件的精度,宜採用導料板導向,固定擋料銷擋料,並與導正銷配合使用以保證送料位置的准確性,進而保證零件精度。為了保證首件沖裁的正確定距,採用始用擋料銷,採用使用擋料銷的目的是為了提高材料利用率。
4.3 卸料與出件方式
採用彈性卸料的方式卸料,彈性卸料裝配依靠橡皮的彈力來卸料,卸料力不大,但沖壓時可兼起壓料作用,可以保證沖裁件表面的平面度。為了方便操作,提高零件生產率,沖件和廢料採用由凸模直接從凹模洞口推下的下出件方式。
4.4 模架類型及精度
考慮到送料與操作的方便性,模架採用後側式導柱的模架,用導柱導套導向。由於零件精度要求不是很高,但沖裁間隙較小,因此採用I級模架精度。
4.5 凸模設計
凸模的結構形式與固定方法:
落料凸模刃口部分為非圓形,為便於凸模與固定板的加工,可設計成固定台階式,中間台階和凸模固定板以H7/m6過渡配合,凸模頂端的最大台階是用其台肩擋住凸模,在卸料時不至於凸模固定板中拉出。並將安裝部分設計成便於加工的長圓形,通過接方式與凸模固定板固定。
5 工藝設計計算
5.1 排樣設計與計算
零件外形近似矩形,輪廓尺寸為58×30。考慮操作方便並為了保證零件精度,採用直排有廢料排樣。如圖1所示:
查《冷沖壓工藝及模具設計》表3-13,工件的搭邊值a=2,沿邊的搭邊值a1=2.2。級進模送料步距為S=30+2=32mm
條料寬度按表3-14中公式計算:
B -0△=(Dmax+2a1)-△0 查表3-15得:△=0.6
B=(58+2×2.2) =62.4 (㎜)
由零件圖近似算得一個零件的面積為1354.8㎜2,一個進距內的壞料面積
B×S=62.4×32=1996.8㎜2。因此一個進距內的材料利用率為:
=(A/BS)×100﹪=67.8﹪
查《冷沖壓工藝及模具設計》附表3選用板料規格為710×2000×2。
採用橫裁時,剪切條料尺寸為62.4。一塊板可裁的條料為32,每間條可沖零件個數22個零件。則一塊板材的材料利用率為:
=(n×A0/A)×100﹪
=(22×32×1354.8/710×2000)×100﹪=67.2﹪
採用縱裁時,剪切條料尺寸為62.4。一塊板可裁的條料為11,每條可沖零件個數62個零件,則一塊板材的材料利用率為:
=(n×A0/A)×100﹪
=(11×62×1354.8/710×2000)×100﹪=59.2﹪
根據以上分析,橫裁時比縱裁時的板材的材料利用率高,因此採用橫裁。
5.2 計算沖壓力與壓力中心,初選壓力機
沖裁力:根據零件圖可算得一個零件外周邊長度:
L1=16π+8+28+38×2
內周邊長度之和:
L=2π×3=18.84㎜
查《冷沖壓工藝及模具設計》附表1可知: MPa;
查《冷沖壓工藝及模具設計》附表3可知:Kx=0.05, KT=0.055.
落料力:
F落=KL1 t T
=1.3×162.27×2×260
=109.69KN
沖孔力:
F孔=KL2 t T
=1.3×6 ×2×260
=12.74
KN
卸料力:
Fx=KxF落
=0.05×109.69
=5.48KN
推件力:
根據材料厚度取凹模刃口直壁高度h=6,
故:n=h/t=3
FT=nKtF孔
=3×0.055×25.47
=4.20KN
總沖壓力:
FЁ= F落+ F孔+Fx+ FT
則FЁ=109.69+12.74+5.48+4.20
=132.11KN
應選取的壓力機公稱壓力:25t.
因此可初選壓力機型號為J23-25。
當模具結構及尺寸確定之後,可對壓力機的閉合高度,模具安裝尺寸進行校核,從而最終確定壓力機的規格。
確定壓力中心:畫出凹模刃口,建立如圖所示的坐標系:
由圖可知,該形狀關於X軸上下對稱,關於Y軸左右對稱,則壓力中心為該圖形的幾何中心。即坐標原點O。該點坐標為(0,0)。
5.3 計算凸、凹模刃口尺寸及公差
由於模具間隙較小,固凸、凹模採用配作加工為宜,由於凸、凹模之間存在著間隙,使落下的料或沖出的孔都帶有錐度。落料件的尺寸接近於凹模刃口尺寸,而沖孔件的尺寸接近於凸模刃口尺寸。固計算凸模與凹模刃口尺寸時,應按落料與沖孔兩種情況分別進行。由此,在確定模具刃口尺寸及其製造公差時,需遵循以下原則:
(I)落料時以凹模尺寸為基準,即先確定凹模刃口尺寸;考慮到凹模刃口尺寸在使用過程中因磨損而增大,固落料件的基本尺寸應取工件尺寸公差范圍較小尺寸,而落料凸模的基本尺寸則按凹模基本尺寸減最小初始間隙;
(II)沖孔時以凸模尺寸為基準,即先確定凸模刃口尺寸,考慮到凸模尺寸在使用過程中因磨損而減小,固沖孔件的基本尺寸應取工件尺寸公差范圍內的較大尺寸,而沖孔凹模的基本尺寸則按凸模基本尺寸加最小初始間隙;
(III)凸模與凹模的製造公差,根據工件的要求而定,一般取比工件精度高2~3級的精度,考慮到凹模比凸模的加工稍難,凹模比凸模低一級。
a): 落料凹模刃口尺寸。按磨損情況分類計算:
i)凹模磨損後增大的尺寸,按《冷沖壓工藝及模具設計》公式:DA=(Dmax-X△);計算,取 δA=△/4,製件精度為IT14級,故X=0.5
58 : DA1 =(58-0.5×0.74 ) =57.63 (㎜)
38 : DA2=(38-0.5×0.62) =37.69 (㎜)
30 : DA3=(30-0.5×0.52) =29.74 (㎜)
16 : DA4=(16-0.5×0.43) =15.785 (㎜)
8 : DA5=(8-0.5×0.36) =7.18 (㎜)
ii)凹模磨損後不變的尺寸,按《冷沖壓工藝及模具設計》公式:CA=(Cmin+X△)±0.5δA: 計算,取δA=△/4 ,製件精度為IT14級,故X=0.5
18±0.215: Cd1=(17.785+0.5×0.43)±0.43/8=18±0.05375(㎜)
沖裁間隙影響沖裁件質量,在正常沖裁情況下,間隙對沖裁力的影響並不大,但間隙對卸力、推件力的影響卻較大。間隙是影響模具壽命的主要因素。間隙的大小則直接影響到摩擦的大小,在滿足沖裁件質量的前提下,間隙一般取偏大值,這樣可以降低沖裁力和提高模具壽命。
查《冷沖壓工藝及模具設計》表3-3可知Zmax=0.360㎜ , Zmin=0.246㎜
相應凸模按凹模實際尺寸配作,保證最小合理間隙為0.246mm
沖孔凸模刃口尺寸。沖孔凸模為圓形,可按《冷沖壓工藝及模具設計》公式dT=(dmin+x△) 計算,取δT=△/4,製件精度為IT14級,故X=0.5
12 : dT1=(6+0.5×0.30) =6.15
6 設計選用零件、部件,繪制模具總裝草圖
6.1 凹模設計
凹模的結構形式和固定方法:凹模採用矩形板狀結構和通過用螺釘、銷釘固定在凹模固定板內,其螺釘與銷釘與凹模孔壁間距不能太小否則會影響模具強度和壽命,其值可查《冷沖壓工藝及模具設計》表3-23。
凹模刃口的結構形式:因沖件的批量較大,考慮凹模有磨損和保證沖件的質量,凹模刃口採用直刃壁結構,刃壁高度取6mm, 漏料部分沿刃口輪廓單邊擴大0.5 mm
凹模輪廓尺寸的確定:
查《冷沖壓工藝及模具設計》表3-24,得:K=0.28;
查《冷沖壓工藝及模具設計》表3-25, 得: s2=36;
凹模厚度H=ks=0.28×58=16.24(㎜)
B=s+(2.5~4.0)H
=58+(2.5~4.0)×16.24
=98.6~122.96 (㎜)
L=s1+2s2
=30+2×36
=102 (㎜)
根據算得的凹模輪廓尺寸,選取與計算值相接近的標准凹模板輪廓尺寸為L×B×H=125×125×28.5(㎜)
凹模材料和技術要求:凹模的材料選用T10A。工件部分淬硬至HRC58~62。外輪廓稜角要倒鈍。
如圖2所示:
圖2 落料凹模
6.2 凸模設計
6.2.1 凸模的結構形式與固定方法
沖孔部分的凸模刃口尺寸為圓形,為了便於凸模和固定板的加工,將沖孔凸模設計成台階式。
為了保證強度、剛度及便於加工與裝配,圓形凸模常做成圓滑過渡的階梯形,小端圓柱部分。是具有鋒利刃口的工作部分,中間圓柱部分是安裝部分,它與固定板按H7/m6配合,尾部台肩是為了保證卸料時凸模不致被拉出,圓形凸模採用台肩式固定。
6.2.2 凸模長度計算
凸模的長度是依據模具結構而定的。
採用彈性卸料時,凸模長度按公式L=h1+h2+h3計算,
式中 L---凸模長度,mm;
h1---凸模固定板厚度,mm;
h2----卸料板厚度,mm ;
h3----卸料彈性元件被預壓後的厚度
L=22mm+10mm+18.5mm
=50.5mm
6.2.3 凸模的強度與剛度校核
一般情況下,凸模強度與剛度足夠,由於凸模的截面尺寸較為積適中,估計強度足夠,只需對剛度進行校核。
對沖孔凸模進行剛度校核:
凸模的最大自由長度不超過下式:
有導向的凸模Lmax≤1200 ,其中對於圓形凸模Imin=∏d4/64
則Lmax≤1200 =24.00mm
由此可知:沖孔部分凸模工作長度不能超過24.00mm,根據沖孔標准中的凸模長度系列,選取凸模的長度:50.5
6.2.4 凸模材料和技術條件
凸模材料採用碳素工具鋼T10A,凸模工作端(即刃口)淬硬至HRC 56~60,凸模尾端淬火後,硬度為HRC 43~48為宜。
如圖3所示:
圖3 沖孔凸模
6.3 凸凹模的設計
6.3.1 凸凹模的結構形式與固定方法
凸凹模的結構簡圖如圖4所示:
圖4 凸凹模
凸凹模與凸凹模固定板的採用H7/m6配合。
6.3.2 校核凸凹模的強度
沖孔邊緣與工件外開邊緣不平行時,凸凹模的最小壁厚不應小於材料厚度t=2mm,而實際最小壁厚為5mm,故符合強度要求。
6.3.3 凸凹模尺寸的確定
凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配作並保證最小間隙為Zmin=0.246mm,內形刃口尺寸按凸模尺寸配做並保證最小間隙為Zmin=0.246mm。
6.3.4 凸凹模材料和技術條件
凸凹模材料採用碳素工具鋼T10A,淬硬至56~60HRC。
6.4 定位零件
定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相對凸、凹模有正確的位置。
選用固定擋料銷一個。擋料銷的作用是擋住條料搭邊或沖件輪廓以限定條料送進的距離,固定擋料銷固定在位於下模的凸凹模上,規格為GB/T7694.10-94,材料45號鋼,硬度為43~48HRC
選用導料銷兩個。導料銷的作用是保證條料沿正確的方向送進,位於條料的後側(條料從右向左送進)尺寸規格為6X2,如圖5所示:
圖5 導料銷
6.5 卸料與出件裝置
出件方式是採用凸模直接頂出的下出料方式。
由於卸料採用彈性卸料的方式,彈性卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈性元件組成。
卸料板:
彈性卸料板的平面尺寸等於或稍大於凹模板的尺寸,厚度取凹模厚度的0.6~0.8倍, 卸料板與凸模的單邊間隙按《冷沖壓工藝及模具設計》表3-32選取,t>1mm時,單邊間隙為0.15mm。
為了便於可靠卸料,在模具開啟狀態時,卸料板工作平面應高出凸模刃口尺寸端面0.3~0.5,卸料板的尺寸規格為:125mmX125mmX10mm,材料為:45#鋼。如圖6所示:
圖6 卸料板
卸料螺釘:
卸料螺釘採用標準的階梯形螺釘,根據卸料板的尺寸選擇4個卸料螺釘,規格為,JB/T7650.5-94。如圖7所示:
圖7 卸料螺釘
卸料裝置:
由於橡皮允許承受的負荷較大,安裝調整方便,因此選用橡皮作為彈性元件,
卸料橡皮的選擇原則:
為了保證卸料正常工作,應使橡皮工作時的彈力大於或等於卸料力FX
FXY=AP≥FX=5.48KN
式中FXY—橡皮工作時的彈力,A—橡皮的橫截面積,P—與橡橡皮壓縮量有關的單位壓力,一般預壓時壓縮量為10%~15%。由《冷沖壓工藝及模具設計》圖3-64知,取P=0.6MPa,求得A=91.3cm2,由《冷沖壓工藝及模具設計》表3-33中的公式求得橡皮尺寸規格為35×26×24
根據工件材料厚度為2mm,沖裁時凸模進如凹模的深度為1mm,模具維修時刃磨留量為2mm,開啟時卸料板高於凸模1mm,則求得總工作行程:h工件=6mm,
使用橡皮時,不應使最大壓縮量超過橡皮自由高度的35%~45%否則是皮的自由高度應為:
H=h/(0.25~0.30)
=6/(0.25~0.30)
=20~24mm
模具組裝時的預壓縮量為:
H預=(10%~15%)H
=2.4~3.6mm
取H預=3mm
由此可知:安裝橡皮高度尺寸為21mm,
式中的H———所需的工作行程。
由上式所得的高度,還在按下式進行校核:
0.5≤H/B≤1.5
如果H/D超過1.5,應把橡皮分成若干段,並在橡皮之間墊上鋼圈。
由《冷沖壓工藝及模具設計》表3-33中的公式求得橡皮尺寸規格為35×26×24
6.6 模架及其它零件的選用
6.6.1 模柄
模柄的作用是把上模固定在壓力機滑塊上,同時使模具中心通過滑塊的壓力中心,模柄的直徑與長度與壓力機滑塊一致,模柄的尺寸規格選用凸緣模柄,用3~4個螺釘固定在上模座上。
如圖8所示:
圖8 模柄
6.6.2 模座
標准模座根據模架類型及凹模同界尺寸選用,
上模座:125mm ×125mm×35mm;
下模座:125mm×125mm×45mm;
模座材料採用灰口鑄鐵,它具有較好的吸震性,採用牌號為HT200。
6.6.3 墊板
墊板的作用是承受並擴散凸模或凹模傳遞的壓力,以防止模座被擠壓損傷。
是否要用板,可按下式校核:
P=F12/A
式中P—凸模頭部端面對模座的單位面積壓力;
F12—凸模承受的總壓力;
A—凸模頭部端面與承受面積。
由於計算的P值大於《冷沖壓工藝及模具設計》表3-34模座材料的許應壓力,因此在工作零件與模座之間加墊板。
墊板用45號鋼製造,淬火硬度為HRC43~48,其尺寸規格為:
125mm×125mm×10mm。
上下面須磨平,保證平行。
如圖9所示:
圖9 墊板
模架選用後側導柱標准模架:
上模座:L×B×H =125mm×125mm×35mm
下模座:L×B×H=125mm×125mm×45mm
導柱:D×L=¢22mm×150mm
導套:d×L×D=Φ35mm×85mm×Φ38mm
模架的閉合高度:160~190mm
墊板厚度:10mm;
凸模固定板厚度:22 mm
上模底板厚:35 mm,
凹模厚度:28.5mm
橡皮厚:24mm
卸料板厚度10 mm
凸凹模固定板厚度:45 mm,
下模底板厚:45 mm
模具的閉合厚度:
Hd=35+10+22+28.5+2+1+45+45
=188.5mm
6.6.4 沖壓設備的選擇
選用開式雙柱可傾壓力機J23-25。
公稱壓力為25t,
滑塊行程為65mm,
最大閉合高度270mm,
滑塊中心線至床身距離200 mm,
工作台尺寸:370 mm×560 mm,
墊板厚度:50 mm,
模柄孔尺寸:Φ40 mm×60 mm.
6.6.5 緊固件的選用
上模螺釘:螺釘起聯接緊固作用,上模上6個,45鋼,尺寸為M8X70下模螺釘:6個,45鋼,尺寸為M6X55.銷釘起定位作用,同時也承受一定的偏移力.上模3個,45鋼,尺寸為Φ6X60.
7 壓力機的校核
7.1 公稱壓力
根據公稱壓力的選取壓力機型號為J23-25,它的壓力為25t>15.79t,所以壓力得以校核;
7.2 滑塊行程
滑塊行程應保證坯料能順利地放入模具和沖壓能順利地從模具中取出.這里只是材料的厚度t=2mm,卸料板的厚度H=10mm,及凸模沖入凹模的最大深度2mm,即S1=2+10+2=14mm<S=65mm,所以得以校核.
7.3 行程次數
行程次數為105次/min.因為生產批量為中批量,又是手工送料,不能太快,因此是得以校核.
7.4 工作檯面的尺寸
根據下模座L×B=125mm×125mm,且每邊留出60~100mm,即L1×B1=325mm×325mm,而壓力機的工作檯面L2×B2=560mm×370mm,沖壓件和廢料從下模漏出, 漏料尺寸小於58mm×30mm,而壓力機的孔尺寸為250×250,故符合要求,得以校核;
7.5 滑塊模柄孔尺寸
滑塊上模柄孔的直徑為40mm,模柄孔深度為60mm,而所選的模柄夾持部分直徑為30mm,長度為48mm,故符合要求,得以校核;
7.6 閉合高度
由壓力機型號知Hmax=270mm M=80 H1=70
Hmin=Hmax–M= 270-80=190
(M為閉合高度調節量/mm,H1為墊板厚度/mm)
由公式得:( Hmax–H1)-5≥H≥( Hmin–H1)+10,得
(270–70)-5≥188.5≥(190–70)+10
即 195≥188.5≥120 ,所以所選壓力機合適,即壓力機得以校核.
8 模具主要零件加工工藝規程的編制
8.1 沖壓模具製造技術要求
模具精度是影響沖壓件精度的重要因素之一,為了保證模具精度,製造時應達到以下技術要求:
a、組成沖壓模具的所有零件,在材料加工精度和熱處理質量等方面均應符合相應圖樣的要求。
b、組成模架的零件應達到規定的加工要求,裝配成套的模架應活動自如,並達到規定的平行度和垂直度要求
c、模具的功能必須達到設計要求.
d、為了鑒別沖壓件的質量,裝配好的模具必須在生產條件下試模,並根據試模存在問題進行修整,直至試出合格的沖壓件為止。
8.2 總裝工藝
總裝圖如圖15所示:
圖15 總裝圖
1— 下模座 2—導柱 3—內六角螺釘¢8×70 4—內六角螺釘¢8×60
5—導套 6—凸模固定板 7—沖孔凸模 8—墊板 9—上模座 10—銷釘
11—模柄 12—打料桿 13—連接推桿 14—凸凹模 15—卸料板
16—推件塊 17—凹模 18—活動擋料銷 19—推板 20—彈性橡膠
21—凸凹模固定板 22—卸料螺釘 23—導料銷
E. 常用的卸料裝置有哪幾種在使用上有何區別
固定卸料和彈性卸料2種。 固定卸料就是卸料板和凹模固定在一起,料沖卸料板和凹模中間的縫穿過。 彈性卸料是卸料板在凸模那邊,一般用橡皮墊起來的。
F. 彈性卸料與剛性卸料各有什麼特點
剛性卸料復與彈性卸料的各自特點和制比較:
剛性卸料是採用固定卸料板結構。常用於較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁後卸料。當卸料板只起卸料作用時與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大,單邊間隙取(0.2~0.5)t。當固定卸料板還要起到對凸模的導向作用時卸料板與
凸模的配合間隙應該小於沖裁間隙。此時要求凸模卸料時不能完全脫離卸料板。主要用於卸料力較大、材料厚度大於2mm且模具結構為倒裝的場合。
彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用,主要用於料厚小於或等於2mm的板料由於有壓料作用,沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇(0.1~0.2)t,若彈壓卸料板還要起對凸模導向作用時,二者的配合間隙應小於沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模、
正裝復合模的卸料裝置。
G. 卸料器工作原理
1、星型卸料器常用來在氣力輸出系自統中,對於壓力輸出系統或負壓輸出系統,星型卸料器可以均勻,連續地向輸料管供料。以保證氣力輸出管內的氣、固體比較穩定,從而使氣力輸送能正常工作,同時,又能將卸料器的上、下部氣壓隔斷而起到鎖氣作用。因此,星型卸料器是氣力輸送系統中常用的重要部件。緊急切斷閥 2、當上部料倉的物料靠自重落下充填在葉片之間的空隙中,隨葉片的旋轉而在下部卸出。因此,星型卸料器可以定量而連續地卸料。 3、星型卸料器可以用在收集物料系統中,作為料倉的卸料器。星型卸料器是目前國內的卸料裝置,常用在除塵系統中作為除塵系統的重要設備之一。它特別適用於粉塵,小顆粒物料,深受環保、冶金、化工、糧食、水泥、築路、乾燥設備等工業行業的工程項目擇優選用。 4、耐溫型它所輸送物料的溫度可達280°C兩端軸承與葉輪有一定隔離,能防止超細粉料與軸承接觸。耐高溫型卸料器輸送物料的溫度可達500°C,採用鏈輪連接。
H. 滑塊在模具里是依靠什麼來運動的
1. 沖裁模分類
按工序性質來分:可分為落料模,沖孔模,切斷模,切舌模,剖切模,整修模,精沖模等。
按工序的組合程度來分:可分為單工序模,復合模,級進模(連續模或跳步模)
按有無導向方式來分:可為無導向的開試模和有導向的導板模,導柱模
按自動化程度來分:可分為手動模,半自動模,自動模。
單工序沖裁模
1. 落料模
A:無導向落料模:無導向模具的優點是結構簡單,製造周期短,成本底,具有一定的通用性。缺點是凸,凹模間隙的均勻性只能靠裝模時的調整和沖床滑塊的導向精度來保障,精度不高,裝模調試也不方便,容易造成零件吭傷,模具壽命短,生產率底,使用不太安全,工件平面度不高。所以不適宜於薄料及塑性較大的材料的沖裁。
B:導板式落料模
導板與凸模間是採用H7/h6的配合,所以能對凸模進行導向。同時也起到固定卸料板的作用。
優點是:精度較高,使用壽命較長,安裝調試容易,使用安全的優點。缺點是導板製造比較困難,凸模不能離開導板,需使用行程比較小的壓力機。
C:導柱式落料模
導柱式沖模的上下模利用導柱和導套來導向來保證其正確位置,所以凸凹模間隙均勻,製件質量比較高,模具壽命也比較長,導柱,導套都是圓柱形,加工比導板方便,安裝維修也比較方便。其缺點是製造成本比較高。
2. 沖孔模
A:一般沖孔模
壓板與卸料板之間的空程應小於卸料板台孔深,這樣可以保證沖壓時卸料板壓下的力量完全靠壓桿傳遞,而保護凸模。
B:側面沖孔模
該類模具最大的特點是依靠斜銷把壓力機滑塊的垂直運動變為滑塊的水平運動,從而完成側面沖孔,斜銷的工作角度為40-50度為宜,沖裁力大取小值,工作行程長,取大值。
C:小孔沖孔模
凸模工作部分採用活動保護套和扇形保護塊保護,使凸模除進入材料部分外都受到不間斷導向,從而提高凸模的鋼度,防止了凸模彎曲和折斷的可能。
3. 切邊模
將帶凸緣的拉深件的多餘邊緣切掉
級進模
在壓力機滑塊的每次行程中,在同一副模具的不同位置,同時完成兩道或兩道以上不同沖壓工序的沖模叫級進模(也叫:跳步模或連續模)。使用級進模生產可以減少模具和設備的數量,提高生產效率,易於實現自動化,其缺點是製造比單工序模復雜,成本也高。使用級進模就必須解決條料的准確定位問題。
1. 擋料銷和導正銷定位的級進模
首次沖裁時要用始用擋料銷首次擋料,之後用固定擋料銷進行粗定位,導正銷安裝在凸模上進行最後的精確定位。當零件形狀不適合用導正銷定位時,可利用在調料廢料上沖出工藝孔來導正,導正削的直徑應大於2-5MM,避免折斷。當材料厚小於0.5MM和窄長形凸模就不宜用導正銷定位,這時使用側刃定距。
2. 側刃定距的級進模
用側刃代替擋料銷來控制條料送進的步距。側刃斷面的長度等於一個步距S,它具有定位準確,生產效率高,操作方便的優點。不足的是料耗和沖裁力增大。料厚效薄時,可採用彈壓卸料的形式,可保證製件的平整。
3. 級進模排樣圖的設計
應盡可能考慮材料的合理利用
應考慮零件精度的要求
應考慮沖模製造的難易程度
應考慮模具強度及壽命
應考慮模具尺寸的大小
考慮零件成形規律的要求
復合模結構分析
在壓力機滑塊的每次行程中,在同一副模具的相同位置,同時完成兩道或兩道以上不同沖壓工序的沖模叫復合模。它結構上的特點是具有一個即能充當凸模又充當凹模的工作零件---凸凹模。按其安裝的位置,復合模又分為倒裝/順裝式復合模。
1. 倒裝式復合模
凸凹模安裝在下模部分時,叫做倒裝式復合模。它採用鋼性頂料裝置,因此製件的平面度會比較底,沖裁時,不能將條料壓住,因此製件的精度會相對降低,故只適用用於對之間精度和平面度要求相對較底時使用,但其結構相對正裝簡單,在實際中應用更為廣泛。
2. 正裝式復合模
正裝式復合模的凸凹模安裝在上模部分,製件用彈性卸料裝置從下模部分頂出,上模採用彈性卸料裝置,因此製件的精度和平面度相對比較高,但模具的結構相對倒裝復雜。
復合模主要優點是結構緊湊,沖出的製件精度高,平整。但結構復雜,製造難度大,成本高。
由於凸凹模刃口形狀與工件完全一致,
I. 卸料器的具體工作原理是什麼
可以用在收集物料系統中,作為料倉的卸料器,星型卸料器目前國內最先進的卸料裝置,常用在除塵系統中作為除塵系統的重要設備之一,它特別適用於粉塵,小顆粒物料深受環保,冶金,化工,糧食,水泥,築路,乾燥設備等工業行業的工程項目擇優選用.
星型下料器的特點:1,
結構緊湊,造型美觀,使用方便。2,
運轉平穩,噪音低。3,
由於軸承,齒箱離開殼體一段距離,對於高溫,潤滑都有較大改善。4,
可按用戶要求設計製造。5,
產品在出廠前,以注有針輪擺線減速機專用潤滑脂,請定期檢查加油。星型下料器常用在氣力輸出系統中,對於壓力輸出系統或負壓輸出系統,星型卸料器以均勻,連續地向輸料管供料,以保證氣力輸出管內的氣,固體比較穩定,從而使氣力輸送能正常工作,同時,又能將卸料器的上,下部氣壓隔斷起到鎖氣作用.因此,
星型卸料器是氣力輸送系統中常用的重要部件.
工作原理:
當上部料倉的物料靠自重落下充填在葉片之間的空隙中,隨葉片的旋轉而上部卸出,因此,星型卸料器可以定量而連續地卸料.星型卸料器又稱卸料器,旋轉給料器,鎖氣閥.通常星型卸料的結構是由帶有數片葉片的轉子葉輪,殼體,密封件及減速器,電動機等組成.
星型下料器的特點:
1.星型卸料器產品在出廠前,以注有針輪擺線減速機專用潤滑脂,請定期檢查加油.
2.運轉平穩,噪音低.
3.由於軸承,齒箱離開殼體一段距離,對於高溫,潤滑都有較大改善.
4.可按用戶要求設計製造.
5.星型卸料器結構緊湊,造型美觀,使用方便.
J. 彈性卸料與剛性卸料有什麼特點
剛性卸料主要用於0.8及以上厚板且對沖裁件平面度要求不高的的沖裁,彈性卸料則用於薄板及對平面度要求較高的中板沖裁(厚板卸料力較大,彈性件無法滿足)