文档介绍：(一)工艺分析
一、产品分析
本产品为安徽江淮客车有限公司扬州工业部的一协作产品。根据用户要求设计一整套模具。
二、冲压工艺分析
本产品的外型是中间凹下去且有通孔,四周有翻边的零件,其制品图如下如是:
由制品的外形可确定两套方案如下:
第一道工艺方案:落料----拉深----冲孔----翻孔
第二道工艺方案:落料---冲孔----拉深----翻孔
下面对两套方案进行比较筛选:
上两种方案的不同就拉伸放在第二道工序还是放在第三道工序,我认为这要考虑到在拉深过程中所引起的起趋和应力变形因素。如果先冲孔再拉伸,有可以会因为孔与零件边的距离太小而引起控的变形。拉深时凸缘变形区每个小扇形块在切向均受到压应力的作应,当应压力过大,扇形块又较薄超过此时扇形块所能承受的临界应力时,扇形块就会失稳弯曲而拱起。当沿着周围的每个小扇形块都拱起时,在凸缘变形区沿切向就会形成高低不变的皱褶,这种现象称为起皱。在此基础上还要考虑到应力变形所产生的影响。拉深过后其四周必然会出现应力变形而变得有些弯曲,而如果弯曲则第二道工序所做的冲孔则徒劳,影响了孔间距的精确性,同时孔也会发生变形。
综合上述因素选择第二道工序方案进行加工。所以本制品采用四道工序加工完成。
第一道落料
第二道拉伸
第三道冲孔
第四道切边
本制品批的批量在5万件左右,综合各因素的考虑与分析,本制品的材料选用10号钢,材料厚度t=1mm,其力学性能如下如示:
抗剪强度τ= 260~340MPa
抗拉强度= 300~440MPa
伸长率δ= 29%
屈服强度= 210MPa
三、冲裁件的排样
排样是指工件在、带料或板料上布置的方法。工件的合理布置(即材料的经济利用)与零件的形状有密切的关系。
按零件的不同几何形状,可得出其相适合的排样类型,而根据排样类型又可分为有搭边与无搭边两种。
本产品的排样图如图:
四、展开材料的尺寸:
由于本制品的第一道工序并非落料工序,而是由剪板机直接剪下,考虑到拉深工序所带来的应力变形的影响。留3毫米的余量进行加工。参照制品图可得到毛坯的展开材料见图
(二) 落料模设计
一、凸模、凹模的尺寸及公差
冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度,模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及其制造公差,是设计冲裁模的主要任务之一。
确定冲模刃口制造公差时,应考虑制造的公差要求。如果对刃口尺寸精度要求过高(即制造公差过小),会使模具制造困难,增加成本,延长生产周期;如果对刃口尺寸精度要求过低(即制造公差过大),则生产出来的制件可能不合格,会使模具的寿命降低。若制件没有标注公差,则对于非圆形件按国家标准“非配合尺寸的公差数值”IT14级处理,冲模则可按IT11级制造;对于非原形件,一般可按IT7—IT6级制造模具。
为了保证初始间隙值最大合理间隙2Cmax,必须满足下列条件:
︱+︱︱≤ -
=(2Cmax-2Cmin)
= ×
=
= (2Cmax-2Cmin)
= ×
=
本套模具选择整体式凸模结构,以凸模为基准时
D=
D= (D+2C)
D=
(2)凸模长度的确定
L = h+h+h+(15~20)mm
h—凸模固定板
h—卸料板
h—导料板
L = 147mm
(3)凸模材料
模具刃口要求较高的耐磨性,并能承受冲裁时的冲击力因此应有较高的硬度与适当的韧性。由于本套模具要求有较高寿命,综合各因素的考虑,选择Cr12MoV为本套模具凸模所采用的材料。
(4)凹模的外形一般有矩形与圆形两种。本套是拉深模且凹模是圆形的。凹模的外形尺寸应保证凹模有足够的强度、刚度和修磨量。它的尺寸一般是根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的。
凹模厚度H = kb( ≥15mm)
H ≥ 取H = 60mm
凹模壁厚为:
C = (~2)H ( ≥30~40mm)
C = (~2)
C = 51~
综合各因素的考虑,为节约材料选C = 48mm,其凸、凹模的图如下所示:
凸模图形如下:
凹模图形如下:
二、冲裁力的计算:
计算冲裁力的目的是为了选用合适的压力机,设计模具以及检验模具的强度。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力,以适应冲裁工艺的需求。
普通平刃冲裁模,其冲裁力Fp可按下式计算:
F=kt L
—材料的抗剪强度(MPa)
L—冲裁的周边总长(mm)
t—材料的厚度(mm)
kp—考虑到冲裁模刃口的磨损、凸模与凹模间隙的波动(数值的变化或分布不均)、润滑情况、材料力学性能