当前位置:首页>> >>


铁心片冲压成形及模具设计.rar

收藏

资源目录
    文档预览:
    编号:20181016172636547    类型:共享资源    大小:534.30KB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
    尺寸:148x200像素    分辨率:72dpi   颜色:RGB    工具:   
    15
    金币
    关 键 词:
    铁心 冲压 成形 模具设计
    资源描述:
    01 绪 论1.1冲压工艺的应用冲压工艺是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件,所以有时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料,而且也可以加工非金属料。冲压加工时,板料在模具的作用下,于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时,板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形,从而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。冲压生产靠模具与设备完成加工过程,所以它的生产率高,而且由于操作简便,也便于实现机械化和自动化。利用模具加工,可以获得其它加工方法所不能或难以制造的、形状复杂的零件。冲压产品的尺寸精度是由模具保证,所以质量稳定,一般不需再经过机械工业加工便可使用。冲压加工不一般不需要加热毛坯,也不像切削加工那样大量切削材料,所以它不但节能,而且节约材料。冲压产品的表面质量较好,使用的原材料是冶金工厂大量生产的轧制板料或带料,在冲压过程中材料表面不受破坏。因此,冲压工艺是一种产品质量较好而且成本低的加工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。冲压工艺在汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表、各种民用轻工产品以及航空、航天和兵工等的生产方面占据十分重要的地位。现代各先进工业化国家的冲压生产都是十分发达的。在我国的现代化建设进程中,冲压生产占有重要的地位。1.2冲压工艺的历史发展我们的祖先早在青铜器时期就已经发现金属具有锤击变形的性能。可以肯定,中国远在 2400 年前已经掌握了锤击金属以制造兵器和工具的技术。因为钢铁材料在冷态下进行塑性加工需要很大的力和功,所以冷压钢铁的技术在古代是不可能性广泛使用的。当人们发现金、银、铜等金属塑性较好,变形时不需要较大的力时,锤击压制技术迅速向金、银、铜的装饰品和日用品范围发展。在西安的陕西省博物馆中陈列的一个汉代(公元前 206 至公元 220)的量器,厚度约 2mm,制作精美,花纹细致,就在今天看来,也算是一个精制品。这充分显示了我国古代劳动人民高度精巧的手工艺技术水平。1.3冲压工艺的现状1改革开放以来,随着国民经济的高速发展,市场对模具的需求量不断增长。近年来,模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展,模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化,除了国有专业模具厂外,集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡” ;广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业,科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心;中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。随着与国际接轨的脚步不断加快,市场竞争的日益加剧,人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一,模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志,并在很大程度上决定企业的生存空间。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度,将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维 CAD,并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS 等国际通用软件,个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 软件,并成功应用于冲压模的设计中。1.4未来冲压模具制造技术发展趋势 工艺分析计算方法的现代化。例如,生产汽车覆盖件的冲压工艺,传统方法是根据已有的设计资料和设计者的经验,进行对比分析,确定工艺方案和有关参数,然后设计模具,进行试冲,经过反复试验和修改,才能转入批量生产。近几年来,国外有的公司已开始采用有限变形的弹塑性有限元法,对覆盖件成形过程进行计算模拟,分析应力应变关系,从而预测某一工艺方案的可行性和可能会产生的问题,并将结果显示在图形终端上,供设计人员进行选择和修改。这样,不仅可以节省昂贵的模具试制费用,缩短产品试制周期,而且可以建立符合生产实际的先进设计方法;既促进了冷冲压工艺的发展,又可以发挥塑性成形理论对生产实际的知道作用。模具设计及制造技术的现代化。为了加快产品的更新换代,缩短工装设计、制造周期,正在大力开展模具的计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)技术的研究和应用。采用这一技术,一般可以提高模具设计和制造效率 2~3 倍,模具生产周期可缩短1/2~1/3。发展这一技术的最终目标,是要达到模具 CAD/CAM 一体化,而模具图纸将只作为检验模具之用。采用模具 CAD/CAM 技术,还可提高模具质量,大大减少设计与制造人员的重复劳动,使设计者有可能把精力用在创新和开发上。冲压生产的机械化和自动华。为了满足大量生产的需要,冲压设备已由单工位低速压力机发展到多工位高速自动压力机。一般中小型冲压件,既可在多工位压力机上生产,也可以在高速压力机上采用多工位连续模加工,使冲压生产达到高度自动化。大型冲压件(如汽车覆盖件)可在多工位压力机上利用自动送料和取件装置,进行机械化流水线生产,从而减轻劳动强度和提高生产率。为了满足产品更新换代加快和生产批量减小的发展趋势,发展了一些新的成形工艺、简易模具、通用组合模具以及数控冲压设备和冲压柔性制造系统(FMS)等。这样,就使冲压生产既可适合大量生产,又可适用于小批量生产。2不断改进板料性能,以提高其成形能力和使用效果。例如,研制高强度钢板,用来生产汽车覆盖件;研制新型材料板,用来生产航空构件等。由于冲压加工的零件形状、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能的不同,当前在生产中所采用的冲压工艺方法也是多种多样的。但是,概括起来,可以分成分离工序与成形工序两大类。2 工艺性分析工件名称:铁心片生产批量:大批量材料:硅钢板厚度:0.35mm工件简图见图图 1 铁心片3零件材料为硅钢板,能够进行一般的冲压加工,市场上也容易得到这种材料,价格适中。外形落料的工艺性:铁心片属于中型尺寸零件,料厚 0.35mm,外形较简单,尺寸精度要求一般,因此可采用落料工艺获得。冲孔的工艺性:φ7mm 的孔,尺寸精度要求一般,可采用冲孔工艺。此工件只有外形落料和冲孔两个工序。图示零件尺寸均为未注公差的一般尺寸,按惯例取 IT14 级,符合一般级进冲压的经济精度要求。3 排样设计3.1确定零件的排样方案设计模具时,条料的排样很重要。铁心片外形轮廓较简单,采用单列直排即可,材料利用率较高。图 2 条料的排样3.2条料宽度、导尺间宽度和材料利用率的计算查表取得搭边值为工件间 a=2.8mm 和侧面 a1=3.0mm。条料宽度的计算:拟采用无侧压装置的送料方式,由b-Δ =〔D max+2a+c1〕 0- Δ4D—条料宽度方向冲裁件的最大尺寸a—侧搭边值c1—导料销与最宽条料之间的间隙取 0.5mm代入数据计算,取得条料宽度为 111.5mm。导尺间距离的计算:由 s=D+2(a+c1),代入数据计算得导尺间距离为 112 mm。材料利用率的计算:不考虑原材料的尺寸及料头料尾: = %10BsnA式中 A—一个冲裁件的面积 mm2;n—一个进距内的冲裁件数量;B—条料宽度 mm; s—进距 mm得 = =47.1%%108.751562054 工艺方案的确定铁心片零件所需的基本冲压工序为落料和冲孔,可拟订出以下三种工艺方案。方案一:用简单模分三次加工,即落料—冲孔方案二:冲孔落料复合模。方案三:冲孔落料级进模。 采用方案一,生产率低,工件的累计误差大,操作不方便,由于该工件为大批量生产,方案二和三更具有优越性。级进模模具制造难度大,并且凸凹模的壁厚大于最小壁厚,因此选用复合模更为合理。5 模具结构形式的选择与确定1)正倒装结构:根据上述分析,本零件的冲压包括冲孔和落料两个工序,采用正装结构,即凸凹模安排在上模。62)送料方式:采用手动送料方式。3)定位装置:条料送进由导料尺进行导向,由固定挡料销定位。4)导向方式:为确保零件的质量及稳定性,选用滑动导柱、导套导向。由于已经采用了手工送料方式,为了提高开敞性和导向均匀性,采用中间导柱模架。5)卸料方式:本模具采用正装结构,工件留在凹模板孔洞中,由顶件块顶出;包在落料凸模上的废料由弹性卸料板刮下。6 压力中心的计算初选压力机6.1冲裁工序总力的计算由工件结构和前面所定的冲压方案可知,本工件的冲裁力包括以下部分。冲孔的力 P1,落外型料的力 P2;卸废料的力 FX 和顶件的力 FD;考虑到模具刃部被磨损、凸凹模间隙不均匀和波动、材料力学性能及材料厚度偏差等因素的影响,实际计算冲裁力时按下面公式:7P=KLtτ﹝1﹞式中 P—冲裁力(kN)L—冲裁件剪切周边长度(mm)t—冲裁件材料厚度(mm)τ—被冲材料的抗剪强度 (MPa)K—系数,一般取 1.3。上式中抗剪强度 τ 与材料种类和坯料的原始状态有关,可在手册中查询。为方便计算,可取材料的 τ=0.8σ b,故冲裁力表达式又可表示为:P=1.3Ltτ≈Ltσ b式中 σ b—被冲材料抗拉强度(MPa)。查得硅钢的 σ b=375—460Mpa,取 450 Mpa。冲裁力 F=P1+P2=(75+60+151+25+60+25+60+15+75+105+2 ×7×3.14)×0.35×450=101.4kN推件力 FX=KXFKX—卸件力系数,由手册查得 Kt=0.055F—冲裁力得 FX=5.58KNFD=KDF得 FD =8.1KN工序总力 P 总 =F+FX+FD=115.1KN。压力机公称压力必须大于等于 P 总。6.2初选压力机查文献[3]开式可倾压力机参数初选压力机型号为 J23-16 和J23-25,见表一。表一 所选择压力机的相关参数型号 公称压力/kN 滑块行程/mm 最大封闭高度/mm 工作台尺寸/mm 滑块底面尺寸/mm可倾斜角/·封闭高度调节量/mm8J23-25 250 65 270 560×370 130×260 30 55J23-16 160 55 220 450×300 220×110 25 456.3压力中心的计算模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。为了保证压力机和模具的正常工作,应使模具的压力中心与压力机的中心滑块中心线重合。否则,冲压时滑块就会承受偏心载荷,导致滑块导轨与模具的导向部分不正常的磨损,还会使合理的间隙得不着保证,从而影响制件的质量和降低模具的寿命,甚至损坏模具。冲孔凸模的压力中心,为复杂凸模模具压力中心,因此压力中心的计算步骤如下①、按比例画出凸模的工作部分剖面图②、在任意距离处作 x-x 轴 y-y 轴③、分别计算出各线段和圆弧的重心到 x-x 轴的距离 y1, y2, y3,….. y12和到 y-y 轴的距离 x1, x2, x3, ……….x12, ④、大凸模的压力中心到坐标轴的距离下式确定:到 y-y 轴的距离x0= 12.321lxll=52.5mm到 x-x 轴的距离y0= =35.5mm12.321lyll⑤、由于其余二个凸模为规则的凸模 ,则总的压力中心为图 3 计算压力中心到 y-y 轴的距离 x0= = =52.5mm213llx607214.35.2.957. 到 x-x 轴的距离y0= = =33.6mm321lly604. .157.7 模具主要零件的设计与标准化7.1 工作零部件的计算由于制件孔为圆形孔结构简单精度要求不高,所以采用凸模和凹模分开加工的方法制作冲孔凸凹模。这时需要分别计算和标注凸模和凹模的尺寸和公差。 查取9Zmax=0.05mm,Z min=0.02mm 制件孔尺寸为 φ7 0+0.36mm;冲孔时,间隙取在凹模上,则:凸模尺寸 dT=(dmin+ x△) 0-δT凹模尺寸 dA=(dT+Zmin) 0+δAδT =0.4( ZMAX- Zmin) =0.012δA=0.6 ( ZMAX- Zmin)=0.018式中 dA dT——冲孔凹模和凸模的刃口尺寸,mmx——磨损系数, IT14 级时 x=0.5。Z——双面间隙,mm△——工件公差 mmδ——凸模和凹模的制造公差,mmdT=7.180-0.012 dA=7.200+0.018制件外形为复杂形状,所以利用凸凹模配作法,这种方法有利于获得最小的合理间隙,放宽对模具的加工设备的精度要求。采用配作法,计算凹模的刃口尺寸,首先是根据凹模磨损后轮廓变化情况正确判断出模具刃口各个尺寸在磨损过程中是变大还是变小,还是不变这三种情况,然后分别按不同的计算公式计算。a、凸模磨损后会增大的尺寸,第一类尺寸 A第一类尺寸:A j=(Amax-x△) 0+0.25△ b、凸模磨损后会减小的尺寸,第二类尺寸 B第二类尺寸:B j=(B min+x△) 0-0.25△c、凸模磨损后会保持不变的尺寸,第三类尺寸 C第三类尺寸:C j=(Cmin+0.5△)± 0.125△第一类尺寸有:75 0-0.74 67.50-0.74 150-0.43 250-0.52 1050-0.87(75-0.5×0.74)0+0.25×0.74 =74.630+0.185 ; (67-0.5×0.74)0+0.25×0.74 =67.130+0.185 ; (15-0.5×0.43)0+0.25×0.43=14.7850+0.1075;(25-0.5×0.52)0+0.25×0.52=24.740+0.13;(105-0.5×0.87)0+0.25×0.87=104.5650+0.2175;第二类尺寸有:25 0+0.52 (25+0.5×0.52)0-0.25×0.52=25.260-0.13;第三类尺寸有:60 0-0.74 (60-0.74+0.5×0.74)±0.125×0.74=59.63±0.092落料凸模的基本尺寸与凹模相同,分别是74.63mm,67.13mm,14.785mm,24.74mm,104.565mm,25.26mm,59.63mm 不必标注公差,但要在技术条件中注明:凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制,保证最小双面合理间隙值 Zmin=0.02mm。7.1.1 工作零部件的设计与标准化冲孔凸模,采用阶梯形结构以增加刚度,其高度由固定板高度和凹模板高度决定。
    展开阅读全文
    1
      金牌文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    0条评论

    还可以输入200字符

    暂无评论,赶快抢占沙发吧。

    关于本文
    本文标题:铁心片冲压成形及模具设计.rar
    链接地址:http://www.gold-doc.com/p-228663.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
    copyright@ 2014-2018 金牌文库网站版权所有
    经营许可证编号:浙ICP备15046084号-3
    收起
    展开