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感温片弯曲成形工艺及模具设.rar

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    编号:20181016172635785    类型:共享资源    大小:767.42KB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
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    金币
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    感温片 弯曲 成形 工艺 模具
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    11 绪论进入 21 世纪,制造技术发展迅猛,模具技术作为现代制造技术的一个重要组成部分,对国民经济的发展起着越来越重要的作用。模具作为重要的生产装备和工艺发展方向,在现代工业的规模生产中日益发挥着重大作用。通过模具进行产品生产具有优质、高效、节能、节材、成本低等显著特点,因而在机械、电子、轻工、家电、通信、军事和航空航天等领域的产品生产中获得了广泛应用,作用不可替代,模具被赞为“金钥匙” 、 “制造业之母” 、 “进入富裕社会的原动力”等。利用模具成形零件的方法,实质上是一种少无切削、多工序重合的生产方法。采用模具成形加工零件代替传统的切削加工工艺,可以提高生产率,保证零件质量,节约原材料,降低生产成本,从而获得很高的经济效益。据粗略统计,70%以上的汽车、拖拉机、电机电器、仪器仪表零件,80% 以上的塑料制品,85%以上的计算机、电子行业产品的零件,都是采用模具成形的方法来生产。因此,利用模具生产零件的方法已经成为工业上进行成批或大量生产的主要技术手段,它对于保证制品的质量、缩短产品研发周期、加速产品的更新换代等都具有重要意义。在我国,随着生产和科学技术的发展,特别是 20 世纪 80 年代以来,产品的更新换代迅速加快,品种数量迅速增加。这使模具的需求量相应增加,质量要求也越来越高,从而使模具技术在国民经济中的地位和作用日趋重要。显然,模具技术落后,制造周期长,质量低劣,必将影响生产发展和产品的更新换代,使产品丧失竞争力。2 感温片弯曲工艺确定原材料如图 1:2工 件 图产品名称:感温片材 料:H62 铜壁厚均匀:t=2mm生产批量:大批量图 1 工件图2.1 弯曲件的工艺性分析本工件为带有双边侧直壁的“几”形件,如图 2.1,图中的尺寸公差为未注公差,在处理这类零件公差的等级时均按 IT14 级要求,弯曲圆角半径 R 为 1mm、2mm。由表 3.1查得铝的最小弯曲半径在正火或退火时,平行纤维方向为 0.35t,垂直纤维方向为0.1t;而在冷作硬化状态时,平行纤维方向为 1.0t,垂直纤维方向为 0.5t。因此弯曲圆角半径 R 总大于等于最小弯曲半径 ,故此件形状、尺寸、精度均满足弯曲工艺要minr求,可采用弯曲工序加工。2.2 工艺方案的确定所需的冲压工序为弯曲,方案有三个:一次弯曲成形;两次弯曲成形;一次复合弯曲成形。如果采用一次弯曲成形,因为材料直臂较高,弯曲过程中弯曲件侧壁可能擦伤和变薄,就会在成形后工件两肩部与底面不易平行;采用一次复合成形虽然避免了这种缺陷,但凸凹模加工起来比较困难,加工成本高,修模困难,而且对压力机设备有一定的要求;采用两次弯曲,避免了方案一中的缺陷,但两幅模具的成本太高。3由于铝的回弹相对较小,而且制件的体积较小,不宜采用两次弯曲。在此确定采用第一种方案来进行工件的加工。2.3 弯曲件展开尺寸长度的计算因为弯曲件的弯曲圆角半径较大(r>0.5t),应根据中性层长度不变原理计算。中性层位置以曲率半径 表示,通用用下面经验公式 2.1 确定=r+xt 2.1式中 r——弯曲件的内弯曲半径;t——板料厚度;x——中性层位移系数。相对弯曲半径 r/t=1,由表 3.4 可查的中性层的位移系数 x 为 0.41。则:=r+xt=1+0.4 1 1=1.41坯料的总长度等于弯曲件直线部分长度和弯曲圆角部分应变中性层长度之和,即= =1.79r+xt180L弯 3.1490.82.3.1 凸缘方向的长度计算2.3.1.1.顶部弯角长度尺寸长度方向的总长度计算公式为: ,又因为该工件左右对称,且LL总 直 弯每个弯曲半径相等。则:=2(7+8)+8+4 =38+7.16=45.16(mm)L总 1弯4图 2 毛坯展开图3 冲裁落料部分的设计3.1 冲裁工艺分析如图 2,该零件形状简单,对称,是由直线组成。因为零件的尺寸没有精度要求,冲裁件的经济精度按 IT14,其他尺寸标注,生产批量等情况也均符合冲裁的工艺要求,故决定采用简单落料模进行加工,且一次冲压成型。3.2 排样3.2.1 排样方案确定采用直排的排样方案,且进料方向为弯曲件的侧壁方向。由表 2.9 查得最小搭边5值为:工件间 =2mm,侧面 a=2.5mm。如下图 3:1a图 3 排样方案3.2.2 条料宽度和导料板间距离的计算而为了保证送料顺利,尽量不要采用最小搭边值,在实际操作过程中,往往由工人施力使进料成为有侧压的进料。而且裁剪时公差带分布规定为上偏差是 0,下偏差为负值。条料宽度和导料板间距离的计算公式如下 3.1 和 3.2:条料宽度 3.1b2a+D导料板间距离 s=b+ =D+2a+ + 3.21c1c由表 2.10 查得条料宽度偏差 为-0.15,由表 2.12 查得送料最小间隙 为 0.5。1c则=(48.16+2 1.5-0.15) =51.01 ;b2a+D0.150.15s=b+ = 51.01+0.5=51.51;1c3.2.3 排样图的确定根据以上计算绘出排样图如图 4:6图 4 排样图3.2.4 材料的利用率在 CAD 环境中测得一个步距内零件的实际面积 =714.56,总面积 =1774.13。1SS总则得到材料的利用率:714.56/1774.13=52.3%1S总3.3 压力中心的确定因为坯料上下左右对称,所以压力中心既是坯料的几何中心。3.4 凸凹模刃口尺寸计算计算采用配作法,参考图 2 毛坯展开图。落料件应以凹模为基准配作凸模。因为图形完全对称,故图中尺寸能完全反应图形刃口形状。而且图中尺寸均为凹模磨损后增大的尺寸,其计算公式如 3.3:4j0xA3.37式中 A——凹模基本尺寸;x——磨损系数;——冲裁件的公差。查《互换性与测量技术》表 3-2,得 IT147 级工件的标准公差为=0.36; =0.52; =0.43; =0.43。查表 2.6 得工件的磨损系数 x 均为 0.5。代1234入公式 3.3 得: 0.62++0.1641=8-.53 =78A0.62++0.1642.- 0.62++0.1643=10.79-53 =58A0.62++0.16442-. 79查表 2.3 得 , 。min0.Zmax.落料凸模的基本尺寸与凹模相同,分别是 7.82、18.2、10.58、11.79。实际刃口尺寸与落料凹模配制,保证双面合理间隙值在 0.04-0.06 之间。3.5 凸模、凹模的结构设计3.5.1 凹模的设计因为该冲件形状简单而且精度要求较低,表中查得 , 取 7,由表 2-39 确15h定凹模高度 h=32,壁厚 c=33。则得凹模,如图所示:8图 5 凸凹模3.5.2 凸模的设计3.5.2.1 凸模的结构和固定方案该凸模为非圆形凸模,可采用 N7/h6 的铆接固定,装配后铆开磨平;而非圆形凸模的头部应做成矩形;为使加工方便,其方案如下图 7:3.5.2.2 凸模的长度计算该模具采用固定卸料板和导料板,其长度可按公式 3.4 计算:L= 3.4123h式中: L ——凸模的总长度;——凸模固定板厚度(mm) ;1h——卸料板厚度(mm) ;2——导料板厚度(mm) ;3h——附加长度,考虑到凸模进入凹模的深度(0.5mm-1mm)和模具闭合状态下凸模固定板间的安全距离,取 15mm-20mm。9凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的 0.6-0.8 倍,此处取 0.8,即:=22 0.8=17.6;刚性卸料板的厚度一般取凹模厚度的 0.8-1 倍,此处也去 0.8,即1h=22 0.8=17.6;挡料方式采用固定挡料销,即送料时材料抬起,由表 2.24 查得导2料板的厚度 =4mm;另外附加长度考虑到凸模进入模具的深度(0.5-1mm) ,取 20mm。3则求出凸模的长度:L= =17.6+17.6+4+20=59.2(mm)123h3.6 冲裁力的计算对于该类型的平刃冲裁,其冲裁力可按公式 3.5 计算:F=KLt 3.5b式中 F——冲裁力;L——冲裁周边长度;t——材料厚度;——材料抗剪强度;bK——系数。系数 K 是考虑到实际生产中,模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损、板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数,一般取 K=1.3。L 的长度可以再CAD 中测出,即为 157.5mm。相关资料查取铝(3A21)的抗剪强度 =115MPa,则:bF=1.3 157.5 1 115=23546.25 (N)推件力的计算可以有公式 3.6 计算:=n F 3.6推 K推式中 F——冲裁力;——推件力系数;推n——同时卡在凹模内的冲裁件数。上文已经提到,该类型的凹模不易积累工件或者废料,故认为工件不会卡在凹模10内,即同时卡在凹模内的冲裁件的个数为 1,n=1;由表 2.7 查得铝材料的推件力系数=0.05。则:K推=1 0.05 23546.25=1177.3 (N)F推 该模具采用的是刚性卸料装置,其总的冲压力由公式 3.7 计算:=F+ 3.7总 推即: =F+ =23546.25+1177.3=24723.55 (N)F总 推4 弯曲部分设计计算4.1 弯曲工作部分尺寸计算4.1.1 凸模圆角半径 工件的弯曲工艺为一次弯曲,可以看成是两个方向上的同时进行的两个 U 形弯曲。由于弯曲内侧弯曲圆角相同,都为 1mm,而弯曲件的相对弯曲半径 r/t 较小时,取凸模圆角半径 等于或略小于弯曲件内侧的圆角半径 r,但不能小于工件的最小弯曲半径。r凸由于此工件的 r/t=1/1=1 较小,而最小弯曲半径 为 0.5-1, 故取凸模的圆角半径均min为 1mm。4.1.2 凹模圆角半径凹模圆角半径 的大小对弯曲力以及弯曲件的质量均有影响。 过小会使弯曲;r凹 r凹;力臂减小,毛坯沿凹模圆角滑入凹模时的阻力增大,弯曲力增加,并使工件表面擦伤甚至出现压痕。凹模两边的圆角半径应该一致,否则在弯曲时毛坯容易发生偏移。实际生产中凹模圆角半径一般按材料的厚度 t 来选取。当 t<2 时,取 =(3-6)t,此处取凹模圆角半径 =3t=3mm。r凹 r凹4.1.3 凹模工作部分深度的设计计算凹模工作部分的深度将决定板料的进料深度,同时也影响到弯曲件直边的平直度,对工件的尺寸精度造成一定的影响.弯曲直边高度为 l 为 8mm、9mm,板料的厚度为 1mm.查表 3.12 知:凹模的底部最小厚度为 h=3mm。查表 3.13 查得凹模深度 =15mm;由于侧0l壁高度的限制,凹模深度由图可以确定为 11mm。
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