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一、止动件冲压件工艺性分析
1、零件材料:为Q235-A钢,具有冲裁;
2、零件结构良好的冲压性能,适合:相对简单,有2个φ20mm的孔;孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求,最小壁厚为14mm(φ20mm的孔与边框之间的壁厚)
3、零件精度:全部为自由公差,可看作IT14级,尺寸精度较低,普通冲裁完全能满足要求。
查表得各零件尺寸公差为:
外形尺寸:、、、、
内型尺寸:
孔中心距:60±0.37
二、冲压工艺方案的确定
完成该零件的冲压加工所需要的冲压基本性质的工序只有落料、冲孔两道工序。从工序可能的集中与分散、工序间的组合可能来看,该零件的冲压可以有以下几种方案。
方案一:落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。
方案二:冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。
方案一只需一副模具,工件的精度及生产效率都较高,工件最小壁厚14mm大于凸凹模许用最小壁厚3.6mm--4.0mm,模具强度好,制造难度中等,并且冲压后成品件可通过卸料板卸下,清理方便,操作简单。
方案二也只需一副模具,生产效率高,操作方便,工件精度也能满足要求,但是模具结构复杂,制造加工,模具成本较高。
结论:采用方案一为佳
三、模具总体设计
(1)模具类型的选择
由冲压工艺分析可知,采用复合模冲压,所以模具类型为复合模。
(2)定位方式的选择
因为该模具采用的是条料,控制条料的送进方向采用导料板,无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量,可以靠操作工目测来定。
(3)卸料、出件方式的选择
因为工件料厚为1.5mm,相对较薄,卸料力也比较小,故可采用弹性卸料。又因为是倒装式复合模生产,所以采用上出件比较便于操作与提高生产效率。
(4)导向方式的选择
为了提高模具寿命和工件质量,方便安装调整,该倒装式模采用导柱导向方式。
四、排样方案确定及材料利用率
(1)排样方式的确定及其计算
设计倒装式复合模,首先要设计条料排样图,采用直排。
方案一: 搭边值取2mm和3mm(P33表2-9),条料宽度为135mm
(采用无侧压导料装置,条料与导料板间隙为1mm) ,步距为63 mm,一个步距的材料利用率为73% 。
冲件面积A:
A=6186.5535mm2
条料宽度B:
B=130+2×2+1=135mm
步距S:
S=60+3=63mm
一个步距内的材料利用率η:
η=×100%=×100%=73%
每张钢板的材料利用率η:
η=×100%=×100%=70.3%
查板材标准,宜选950mm×1500mm的钢板,每张钢板可剪裁为7张条料(135mm×1500mm),每张条料可冲23个工件,故每张钢板的材料利用率为70.3%。
方案二:搭边值取2mm和3mm(P33表2-9),条料宽度为135mm(采用无侧压导料装置,条料与导料板间隙为1mm) ,步距为138 mm,一个步距的材料利用率为71.56% 。
冲件面积A:
A=6186.5535mm2
条料宽度B:
B=60+2×2+1=65mm
步距S:
S=130+3=133mm
一个步距内的材料利用率η:
η=×100%=×100%=71.56%
每张钢板的材料利用率η:
η=×100%=×100%=69.8%
查板材标准,宜选950mm×1500mm的钢板,每张钢板可剪裁为14张条料(65mm×1500mm),每张条料可冲11个工件,故每张钢板的材料利用率为69.8%。
结论:采用方案一为佳
五、主要设计计算
1、冲压力的计算
1、落料力F落:
F落=KLtτb=1.3×355×1.5×300=207675N
式中:F落—落料力(N);
L—冲裁周边的长度(mm);
T—材料厚度;
—材料的抗剪强度(Mpa),查表得退火Q235材料钢为300Mpa;
K—系数,一般取K=1.3。
2、卸料力F卸:
F卸=K卸×F落=0.05×207675=10383.75N (KX查P27表2.7)
式中:K卸—卸料力因数,其值由表查得K卸=0.05
3、冲孔力:
F冲= KLt=1.3×2π×10×2×300=48984N
4、推件力
推件力计算公式:F推=n K推×F冲
式中:K推—推件力因数,其值查表得K推=0.05;
n—卡在凹槽内的工件个数:n=h/t=6
推件力为:F推=6×0.05×48984=14695.2N
5、模具总冲压力为:
采用弹性卸料,下出件,冲压工艺总力FZ:
FZ=F+FX+FT+ F
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