① 沖壓生產的流程和注意事項
沖壓件製造流程:
1.根據材質、產品結構等確定變形補償量。
2.根據補償量設計模具沖壓出成品或半成品。
3.加工半成品至成品。
4.不良現象包括裂紋、起皺、拉傷、厚度不均、不成型等。
攻牙及螺紋加工:
1.內螺紋先鑽底孔直徑及深度(底孔尺寸根據螺紋規格確定尺寸);外螺紋先加工外圓至螺紋大徑尺寸(根據螺紋規格確定尺寸)。
2.加工螺紋:內螺紋用相應等級的絲錐攻絲;外螺紋用螺紋刀車削或板牙套絲即可。
3.不良現象包括絲亂扣、尺寸不統一、螺紋規檢驗不合格等。
附:材料主要根據使用要求選用銅、鋁、低碳鋼等變形抗力低、塑性好、延展性好的金屬或非金屬。
沖壓件是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力,使之產生塑性變形或分離,從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬塑性加工(或稱壓力加工),合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。
沖壓件主要是將金屬或非金屬板料,藉助壓力機的壓力,通過沖壓模具沖壓加工成形的,它主要有以下特點:
⑴ 沖壓件是在材料消耗不大的前提下,經沖壓製造出來的,其零件重量輕、剛度好,並且板料經過塑性變形後,金屬內部的組織結構得到改善,使沖壓件強度有所提高。
⑵沖壓件具有較高的尺寸精度,同模件尺寸均勻一致,有較好的互換性。不需要進一步機械加工即可滿足一般的裝配和使用要求。
⑶沖壓件在沖壓過程中,由於材料的表面不受破壞,故有較好的表面質量,外觀光滑美觀,這為表面噴漆、電鍍、磷化及其他表面處理提供了方便條件。
沖壓件是藉助於常規或專用沖壓設備的動力,使板料在模具里直接受到變形力並進行變形,從而獲得一定形狀,尺寸和性能的產品零件的生產技術。板料,模具和設備是沖壓加工的三要素。沖壓加工是一種金屬冷變形加工方法。所以,被稱之為冷沖壓或板料沖壓,簡稱沖壓。它是金屬塑性加工(或壓力加工)的主要方法之一,也隸屬於材料成型工程技術。
環球的鋼材中,有50~60%是板材製成的,此中大部分是經過沖壓榨成的成品。汽車的車身、散熱器片,汽鍋的汽包、容器的殼體、電機、電器的鐵芯硅鋼片等但凡沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、辦公呆板、保管器皿等產品中,也有大量沖壓件。沖壓是高效的臨蓐舉措,採取復合模,異常是多工位級進模,可在一台壓力機上完成多道沖壓技術操作,完成材料的自動生成。生成速度快,休息時間長,臨蓐成本低,集體每分鍾可臨蓐數百件,受到許多加工廠的喜愛。
沖壓件與鑄件、鍛件斗勁,存在薄、勻、輕、強的特性。沖壓可制出此熟手徑難於製造的帶有增強筋、肋、盤曲或翻邊的工件,以提高其剛性。由於駁回粗糙模具,工件精度可達微米級,且精度高、規格一致,能夠沖壓出孔窩、凸台等。在實際生產中,常用與沖壓過程近似的工藝性試驗,如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗材料的沖壓性能,以保證成品質量和高的合格率。
沖壓配備除了厚板用水壓機成形外,通常都採取凝滯壓力機。以今世高速多工位凝滯壓力機為焦點,設置裝備配置開卷、成品收集、保送等凝滯以及模具庫和快捷換模放置,並使用計算機法式管束,可組成高臨蓐率高的被動沖壓臨蓐線。在每分鍾臨蓐數十、數百件沖壓件的狀況下,在短暫功夫內完成沖壓、出件等工序,時常發生人身、配備和品質事變。因此,沖壓中的安全臨蓐是一個頗為緊要的題目。
1.沖壓時產生翻料、扭曲的原因
在級進模中,通過沖切沖壓件周邊余料的方法,來形成沖件的外形。沖件產生翻料、扭曲的主要原因為沖裁力的影響。沖裁時,由於沖裁間隙的存在,材料在凹模的一側受拉伸(材料向上翹曲),靠凸模側受壓縮。當用卸料板時,利用卸料板壓緊材料,防止凹模側的材料向上翹曲,此時,材料的受力狀況發生相應的改變。隨卸料板對其壓料力的增加,靠凸模側之材料受拉伸(壓縮力趨於減小),而凹模面上材料受壓縮(拉伸力趨於減小)。沖壓件的翻轉即由於凹模面上的材料受拉伸而致。所以沖裁時,壓住且壓緊材料是防止沖件產生翻料、扭曲的重點。
2.抑制沖壓件產生翻料、扭曲的方法
(1).合理的模具設計。在級進模中,下料順序的安排有可能影響到沖壓件成形的精度。針對沖壓件細小部位的下料,一般先安排較大面積之沖切下料,再安排較小面積的沖切下料,以減輕沖裁力對沖壓件成形的影響。
(2).壓住材料。克服傳統的模具設計結構,在卸料板上開出容料間隙(即模具閉合時,卸料板與凹模貼合,而容納材料處卸料板與凹模的間隙為材料厚t-0.03~0.05mm)。如此,沖壓中卸料板運動平穩,而材料又可被壓緊。關鍵成形部位,卸料板一定做成鑲塊式結構,以方便解決長時間沖壓所導致卸料板壓料部位產生的磨(壓)損,而無法壓緊材料。
(3).增設強壓功能。即對卸料鑲塊壓料部加厚尺寸(正常的卸料鑲塊厚H+0.03mm),以增加對凹模側材料的壓力,從而抑制沖切時沖壓件產生翻料、扭曲變形。
(4).凸模刃口端部修出斜面或弧形。這是減緩沖裁力的有效方法。減緩沖裁力,即可減輕對凹模側材料的拉伸力,從而達到抑制沖壓件產生翻料、扭曲的效果。
(5).日常模具生產中,應注意維護沖切凸、凹模刃口的鋒利度。當沖切刃口磨損時,材料所受拉應力將增大,從而沖壓件產生翻料、扭曲的趨向加大。
(6).沖裁間隙不合理或間隙不均也是產生沖壓件翻料、扭曲的原因,需加以克服。
3.生產中常見具體問題的處理
在日常生產中,會遇到沖孔尺寸偏大或偏小(有可能超出規格要求)以及與凸模尺寸相差較大的情形,除考慮成形凸、凹模的設計尺寸、加工精度及沖裁間隙等因素外,還應從以下幾個方面考慮去解決。
(1).沖切刃口磨損時,材料所受拉應力增大,沖壓件產生翻料、扭曲的趨向加大。產生翻料時,沖孔尺寸會趨小。
(2).對材料的強壓,使材料產生塑性變形,會導致沖孔尺寸趨大。而減輕強壓時,沖孔尺寸會趨小。
(3).凸模刃口端部形狀。如端部修出斜面或弧形,由於沖裁力減緩,沖件不易產生翻料、扭曲,因此,沖孔尺寸會趨大。而凸模端部為平面(無斜面或弧形)時,沖孔尺寸相對會趨小。
在具體的生產實踐中,應針對具體問題作具體分析,從而找出解決問題的方法。
以上主要介紹了沖裁時,沖件產生翻料、扭曲的原因及解決對策。
② 沖壓模具的製造工藝都有哪些技術
沖壓模具是將沖壓材料製造成零件的一種特殊工藝裝備,沖壓模具是實現少、無切削的重要工具,模具壽命的高低直接影響質量和效率。影響模具的壽命的因素有模具材料、材料熱處理和表面處理以及模具製造工藝。下面簡單介紹下沖壓模具的製造工藝:
一、沖壓模具的熱處理技術
模具材料的熱處理是模具製造過程中非常重要的工序,通過熱處理可以改變材料的組織和性能,保障模具的最終使用壽命。模具熱處理方法和工藝的選擇同樣要根據模具的條件、失效方式和對性能的不同要求來確定。改善熱處理設備、改進熱處理工藝、使材料的強度、韌性得到最佳配合;嚴格遵循熱處理工藝,控制加熱溫度、時間、冷卻速度,從而保證模具的使用性能。
二、沖壓模具的表面處理技術
冷沖模具的部位是刃口,凸模在沖裁和從板材中拔出時受到強烈的摩擦,因此對沖載模的要求是刃口表面要有很好耐磨性。表面處理既可以使基體保持足夠的強韌性,又可提高材料表面的耐磨性。常用的模具表面強化處理技術可分為三類:
(1)改變基體表面化學成分的方法,如滲金屬、滲碳、氮化等;
(2)不改變基體表面化學成分的方法,如激光表面改性技術、電子束表面處理等;
(3)在基體表面形成硬化層的方法,如鍍鉻、熱噴塗等。
每一種強化方法都有一定的適用范圍,因此要充分了解各種表面強化處理方法的特性,必須根據不同條件和對性能的不同要求,如對耐磨性、抗粘著性、韌性等不同性能的要求來選擇合理的表面強化處理方法。
三、沖壓模具的機械製造技術
冷沖模具的機械製造工藝通常是指沖模主要零件如凸模和凹模的製造方法,沖模主要部件的精度和表面質量直接影響到模具的使用壽命。
(1)電火花線切割工藝由於其具有高精度和高自動化等優點獲得了迅速的發展,在模具製造、成形刀具和精密復雜零件等方面得到了廣泛的使用。
(2)磨削工藝亦是影響模具壽命的重要因素之一,一方面合理磨削工藝將提高尺寸精度各表面粗糙度,同時合理的磨削工藝如磨削進刀量,砂輪選擇等均可影響磨削裂紋的產生,最終影響模具壽命。
四、沖壓模具相關技術
數控和計算機輔助設計的模具製造中發展的一個重要里程碑,無論從模具製造精度、表面粗糙度,製造周期等方面來考核,數控技術是模具發展的方向。超精工技術和集電化學、超聲波、激光等技術綜合在一起的復合工藝將會有廣闊的前景。同時先進的數字化測量和自動化系統的研製和發展也將是我國模具製造技術長遠發展的目標。
③ 模具中回針要高出分型面多少
那要看前模模芯比模胚高多少了,如果高5MM的話,回針高出分型面的長度就要在5MM以下,不然就會頂到模胚,無法正常合模。。
④ 模具中推桿的作用是什麼啊
把產品頂出模具用的。一般模具在注塑完後,產品會粘在模具上。在模具設計時,要設計產一定要粘在動模一邊,不能粘在定模。
產品成型後開模,用推桿把產品頂離模具。
⑤ 沖壓模具中調整桿是如何的,乍樣運作,起什麼作用
一般情況下調整桿起的作用是調整所要調整的成型芯子的高低,在高速沖模中由於各種原因會使沖件的成型尺寸變化(要求尺寸變大或變小),這就要拆模具把成型芯子加高或減小,拆模具後生產的製件又會變化,所以用調整桿來調整成型芯子的來打到製件的成型尺寸
⑥ 沖壓壓型模具為什麼要用頂桿
有冷沖模用的頂桿,有塑料模具、壓鑄模具所用的頂桿,還有橡膠模具所使用的頂桿,其作用都是一樣的,都是為了卸料、脫模。注塑模具、壓鑄模具上的頂桿一般是所成型產品上的一部分,頂桿與模板的孔配合間隙很小,可以防止漏料。頂桿的端面還要與產品的表面粗糙度相同,成為產品結構的一部分。製作壓鑄模具的頂桿所使用的材料也要求能夠耐高溫。而冷沖模具的頂桿,一般只是起到單純的脫模、卸料的作用。頂桿與孔的配合間隙大一些也不要緊。
⑦ 普通沖床裝模高度,模具高度怎麼解釋怎樣裝模調模請詳細說明。
裝模高度:裝模時的高度;
模具高度:模具閉合生產是的高度;
裝模高度一般大於模具高度。
以下是裝調模步驟:
一、准備:
1、量測模具總高度:按設計高度的總高度直接調取值,未知的需墊片與材料厚度相同的進行合模量測;
2、沖床預調位置(非電動調整):沖床下死點高度:模具總高度+4mm(防止異常損壞模具),切勿將模具放在沖床上
A、針對有模高指示器的,先扭松防滑螺母(一般在牛頭內的右側),再用合適的扳手進行旋轉調模桿,將位置預先調至上述高度;
B、針對無模高指示器的,先將沖床運行至下死點,用合適的扳手鬆開防滑螺母(一般在沖桿上),再用合適的扳手旋轉沖桿方型位用直尺量取上下沖床檯面高度達上值止;
二、裝模:
1、在寸動下將沖床運行至上死點,壓下急停,確保沖床不會下滑(必要時可斷開電源);
2、清理沖床上下檯面和模具異物;
3、模具定位:用推車或叉車小心將模具推入沖床和定位中心(有模柄還需對正上模柄孔);
三、調模:
1、模具高度粗調:將沖床的速度調至更低,寸動沖床至下死點,搬動模具進行位置精細調整後,降低模高至稍緊後,鎖緊上下模壓板上螺母;
2、模具高度精調:寸動沖床至上死點,在模具內放入該段沖壓材料進行試沖一次,檢查沖壓質量,通過反復更換材料和在上死點細調模高再沖壓至達要求為止;
3、模具高度鎖定記錄:沖壓至要求後將沖床上防滑螺母鎖緊,並記下模高和機台編號記錄。
四、沖壓中的因模高影響品質:按三、2項操作即可
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⑧ 沖壓模具的工作原理
沖壓模具的原理 沖壓--是在室溫下,利用安裝在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,從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。
一、沖壓模的工作過程:
落料沖裁模,其工作原理如下,直接或問接固定在上模上的組成模具的上模, 它通過模柄與沖床滑塊相聯結。固定在下模上的零組成了模具的下模,並利用壓板固 定在沖床的工作台上。上模與下模通過導、導導向。工作時,條料靠著擋料送進定位, 當上模隨滑塊下降時,卸料先壓住板料,接著凸沖落凹上面的材料獲得工件。這時工 件卡在凸模與頂塊之聞,廢料也緊緊箍在凸模上。在上模回升時,工件由頂塊靠頂板 借彈簧的彈力從凹模洞口中頂出;同時箍在凸模上的廢料,由卸料板靠彈簧的彈力卸 掉,再取走工件,至此完成整個落料過程。再將條料送進一個步距,進行下一次沖裁 落料過程,如此往復進行。
二、 沖壓模的分類:
1、敞開模:結構簡單,尺寸小、重量輕、製造易、成本低、但壽命低、精度差、
適於精度要求不高,開頭簡單,小批量或試制的沖裁件。
2、導板式:精度比敞開模高,適於開頭簡單,工件尺寸不大的沖裁件。要求壓 力機行程不大於導板厚度。
3、導柱式:導柱導向保證沖裁間隙均勻,沖裁件的工件尺寸精度高,模具使用 壽命長,安裝方便,適於大批量生產。
4、連續模:條料要求精確定位,使內孔與外形相互位置精度得到保證。生產率 高,具有一定的沖裁精度,適於大批量生產。
5、復合模:沖壓件的內外形相互位置精度高,適合於大批量生產。
⑨ 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
⑩ 麻煩各位模具方面的高手指教一下
上模:上模是整副沖模的上半部,即安裝於壓力機滑塊上沖模部分。
上模座:上模座是上模最上面的板狀零件,工件時緊貼壓力機滑塊,並通過模柄或直接與壓力機滑塊固定。
下模:下模是整副沖模的下半部,即安裝於壓力機工作檯面上模具部件術語
上模:上模是整副沖模的上半部,即安裝於壓力機滑塊上的沖模部分。
上模座:上模座是上模最上面的板狀零件,工件時緊貼壓力機滑塊,並通過模柄或直接與壓力機滑塊固定。
下模:下模是整副沖模的下半部,即安裝於壓力機工作檯面上的沖模部分。
下模座:下模座是下模底面的板狀零件,工作時直接固定在壓力機工作檯面或墊板上。
刃壁:刃壁是沖裁凹模孔刃口的側壁。
刃口斜度:刃口斜度是沖裁凹模孔刃壁的每側斜度。
氣墊:氣墊是以壓縮空氣為原動力的彈頂器。
反側壓塊:反側壓塊是從工作面的另一側支持單向受力凸模的零件。
導套:導套是為上、下模座相對運動提供精密導向的管狀零件,多數固定在上模座內,與固定在下模座的導柱配合使用。
導板:導板是帶有與凸模精密滑配內孔的板狀零件,用於保證凸模與凹模的相互對准,並起卸料(件)作用。
導柱:導柱是為上、下模座相對運動提供精密導向的圓柱形零件,多數固定在下模座,與固定在上模座的導套配合使用。
導正銷:導正銷是伸入材料孔中導正其在凹模內位置的銷形零件。
導板模:導板模:板模是以導板作導向的沖模,模具使用時凸模不脫離導板。
導料板:導料板是引導條(帶、卷)料進入凹模的板狀導向零件。
導柱模架:導柱模架是導柱、導套相互滑動的模架。
沖模:沖模是裝在壓力機上用於生產沖件的工藝裝備,由相互配合的上、下兩部分組成。
凸模:凸模是沖模中起直接形成沖件作用的凸形工作零件,即以外形為工作表面的零件。
凹模:凹模是沖模中起直接形成沖件作用的凹形工作零件,即以內形為工作表面的零件。
防護板:防護板是防止手指或異物進入沖模危險區域的板狀零件。
壓料板(圈):壓料板(圈)是沖模中用於壓住沖壓材料或工序件以控制材料流動的零件,在拉深模中,壓料板多數稱為壓料圈。
壓料筋:壓料筋是拉延模或拉深模中用以控制材料流動的筋狀突起,壓料筋可以是凹模或壓料圈的局部結構,也可以是鑲入凹模或壓料圈中的單獨零件。
壓料檻:壓料檻是斷面呈矩形的壓料筋特稱。
承料板:承料板是用於接長凹模上平面,承托沖壓材料的板狀零件。
側刃:側刃是在條(帶、卷)料側面切出送料定位缺口的凸模。
側壓板:側壓板是對條(帶、卷)料一側通過彈簧施加壓力,促使其另一側緊*導料板的板狀零件。
頂桿:頂桿是以向上動作直接或間接頂出工(序)件或序料的桿狀零件。
齒圈:齒圈是精沖凹模或帶齒壓料板上的成圈齒形突起,是凹模或帶齒壓料板的局部結構而不是單獨的零件。
限位套:限位套是用於限制沖模最小閉合高度的管狀零件,一般套於導柱外面。
限位柱:限位柱是限制沖模最小閉合高度的柱形件。
定位銷(板):定位銷(板)是保證工序件在模具內有不變位置的零件,以其形狀不同而稱為定位銷或定位板。
固定板:固定板是固定凸模的板狀零件。
固定卸料板:固定卸料板是固定在沖模上位置不動的卸料板。
固定擋料銷(板):固定擋料銷(板)是在模具內固定不動的擋料銷(板)。
卸件器:卸件器是從凸模外表面卸脫工(序)件的非板狀零件或裝置。
卸料板:卸料板是將材料或工(序)件從凸模上卸脫的固定式或活動式板形零件。卸料板是有時與導料板做成一體,兼起導料作用,仍稱卸料板。
卸料螺釘:卸料螺釘是固定在彈壓卸料板上的螺釘,用於限制彈壓卸料板的靜止位置。
廢料切刀:廢料切刀有兩種。1.裝於拉深件凸緣切邊模上用於割斷整圈切邊廢料以利清除的切刀。2.裝於壓力機或模具上用於將條(帶、卷)狀廢料按定長切斷以利清除的切刀。
始用擋料銷(板):始用擋料銷(板)是供材料起始端部送進時定位用的零件。始用擋料銷(板)都是移動式的。
拼塊:拼塊是組成一個完整凹模、凸模、卸料板或固定板等的各個拼合零件。
擋塊(板):擋塊(板)是供經側刃切出缺口的材料送進時定位用的淬硬零件,兼用以平衡側刃所受的單面切割力。擋塊(板)一般與側刃配合使用。
擋料銷(板):擋料銷(板)是材料沿送進方向的定位零件,以其形狀不同而稱為擋料銷或擋料板。擋料銷(板)是固定擋料銷(板)、活動擋料銷(板)、始用擋料銷(板)等的統稱。
墊板:墊板是介於固定板(或凹模)與模座間的淬硬板狀零件,用以減低模座承受的單位壓縮應力。
復合模:復合模是在壓力機一次行程中,在同一工位上完成兩道或更多工序的沖模。
保持圈:保持圈是滾珠導柱模架中容納並限制滾珠(子)位置的多孔管狀零件。
活動擋料銷(板):活動擋料銷(板)是在模具內可以上下或左右活動的擋料銷(板)。
帶齒壓料板:帶齒壓料板是精沖模中壓料板的特稱,因壓料面帶齒圈而得名。
推桿:推桿是以向下動作直接或間接推出工(序)件或廢料的桿狀零件。
浮動模柄:浮動模柄是隨上模座同時上下,但其中心軸孔與上模座平面所成的角度可在一定范圍內自由活動的模柄。
推板:推板是在凹模或模塊內活動的板狀零件,以向下動作直接或間接推出工(序)件或廢料。
斜楔:斜楔是模具中改變直線運動方向的楔形零件,多數斜楔使垂直運動變為水平運動。
彈彈頂器:頂器是裝於壓力機工作台下或模座下的沖壓輔助裝置,由氣壓、液壓、彈簧、橡膠等推動,對下模的頂板,頂桿等提供向上壓力和促使其向上移動。
彈壓卸料板:彈壓卸料板是由彈簧、橡膠、液壓、氣壓等作用的活動卸料板。
硬質合金沖模:硬質合金沖模是以硬質合金作為模具工作部分材料的沖模。
漏料孔:漏料孔是與沖裁凹模也直接貫通,用於排除廢料或工(序)件的孔。
漏料斜度:漏料斜度是刃壁以下凹模孔的每側斜度。漏料斜度用以使廢料或工(序)件暢通墜落。
滾珠導柱模架:滾珠導柱模架是導柱與導套分別對滾珠(子)相互滾動的模架,簡稱滾珠模架。
模柄:模柄是突出於上模座頂面的圓柱形零件,工作時伸入壓力機滑塊孔中並被夾緊固定。
模架:模架是上、下模座和導柱、導套的組合件,可以帶模柄或不帶模柄。大多數模架是標准件。
模框:模框是容納凹模拼塊的基體。
頂板:頂板是在凹模或模塊內活動的板狀零件,以向上動作直接或間接頂出工(序)件或廢料。
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