小角板零件的模具设计及冲压工艺

点击次数:71次   更新时间:2015-01-27 11:00:37   【 】   【关闭
小角板落料冲孔复合模及弯曲模设计 
1.1小角板工艺性分析 
材    料:Q235 材料厚度:2 mm 制造精度:IT10 生产批量:大批量 零件简图:如图2.1所示 
 
 
工件厚度t=2mm,孔的边缘线距弯曲线的距离L>2t。弯曲时,孔不会变形。 因此在工艺安排上应该先冲裁,再弯曲便可以达到图纸要求。 根据以上分析,该工件宜先冲孔落料,再弯曲达到图纸要求。 
2.2 小角板冲裁模设计 
2.2.1小角板冲裁工艺性分析 
 
1)制造精度 
工件尺寸公差按IT10级制造。查标准公差表,各尺寸公差如图2.2所示。无其他特殊要求。查有关手册可知,利用普通冲裁方式可以达到零件图纸要求。   
 
2)结构与尺寸 
工件结构简单,外形对称。孔的直径(相对厚度)大,孔壁>1.5t,这些结构因素均宜冲裁。 
3)材料  
表2.1   常用冲压材料的性能和规格     
 
   
碳素结构钢Q235,抗拉强度σb=380~470MPa,抗剪强度τ=310~380 MPa,断后伸长率δ10=21~25%。此材料具有较高的弹性和良好的塑性,其冲裁加工性能比较好。 根据以上分析,该小角板零件的工艺性较好,可以进行冲裁加工。 2.2.2确定冲裁工艺方案 
该零件冲裁包括落料和冲孔两个基本工序,可采用的冲裁工艺方案有单工序冲裁,复合冲裁和级进冲裁。 
一般对于上面这样的工件通常采用先落料再冲孔的加工方法。由于该工件的生产批量为大批量,则有以下几种方案进行比较。 
该零件包括落料、冲孔两个基本工序,表2.2中列有三种工艺方案。  序号 
工艺方案 
结构特点 
单工序模生产: 落料→冲孔 
  模具结构简单,但需要两道工序、两套模具才
能完成零件的加工,生产效率低,难以满足零件中批量生产的需求。且两道工序中的定位误差,将导致孔心距尺寸精度难以保证 
复合模生产: 落料-冲孔复合 
  同一副模具完成两道不同的工序,大大减小了
模具规模,降低了模具成本,提高了生产效率,也能提高压力机等设备的使用效率;操作简单、方便,适合中批量生产;能可靠保证孔心距尺寸精度 
级进模生产: 冲孔-落料连续 
  同一副模具不同工位完成两道工序,生产效率
高,模具规模相对第二种方案要大一些,模具成本要高;两工位之间的定位要求非常高,否则无法保证孔心距尺寸精度 
              表2.2   方案比较 
经过比较:由于零件属于大批量生产,因此采用单工序冲裁效率太低,而且不便
 
 
于操作;级进冲裁设备要求高,定位非常难难于保证精度;而采用复合冲裁,冲出的零件精度和平直度都较好,生产效率也高,而且零件的孔边距不小,模具强度也能够保证。 
根据以上分析,该零件宜采用复合冲裁工艺方案。 由此确定工序如下:下料——冲孔落料——检验。 2.2.3确定模具总体结构方案 
1)模具类型 
根据零件的冲裁工艺方案,采用复合冲裁模。如图2-4所示。 
 
根据上表比较:采用倒装复合模。 
2)操作与定位方式 
虽然零件的生产批量较大,但合理安排生产可用手工送料方式能够达到批量要求,而且能降低模具成本,因此采用手工送料方式。考虑零件尺寸以及厚度,为了便于操作和保证零件的精度,宜采用导料销导向、固定挡料销定距的定位方式。 
3)卸料与出件方式 
考虑零件的厚度较薄,采用弹性卸料方式。 4)模架类型与精度 
由于零件厚度较薄,冲裁间隙较小,因此采用受力平衡、导向平稳的后置导柱模架。考虑零件精度以及冲裁间隙,采用Ⅰ级模架精度。 
 
2.2.4工艺与设计计算 
1)冲裁件总长计算 
工件相对弯曲半径r/t>0.5,弯曲前,后中性层长度不变的原则。中性层曲率半径可按下式计算: 
               ρ=r+Kt               (2-1) 式中ρ——中性层曲率半径,[ρ]为mm; 
r——弯曲半径,[r]为mm; 
K——中性层位移系数,查表取K=0.32; t——材料厚度,[t]为mm。 
可以算得: 
        ρ=r+Kt=2+0.32×2=2.64mm 当工件的弯曲角为90度时: 
L=l1+l2+πρ/2=(90-4)+(40+15-4)+ 3.14×2.64/2 ≈141mm(取整) 根据以上计算,冲裁件如图2.4所示: 
                                
2)排样设计 (1)排样 
冲裁件在板料或条料上的布置方式,称为冲裁件的排样,简称排样,排样的合理
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