(2-5)冲裁排样设计
《冲压模具设计与制造》课程教学大纲DOC
《冲压模具基础》课程教学大纲课程编号:课程英文译名:课内总学时:72学时学分:4。
5学分课程类别:必修课开课对象:汽车制造与装配技术专业执笔人:编写日期:一、课程性质、目的和任务《冲压模具设计与制造》是汽车制造及汽车整形专业的一门主干专业技术课,它是一门将冲压成形加工原理、冲压设备、冲压工艺、冲模设计与冲模制造有机融合,综合性和实践性较强的课程。
其目的是使学生了解冲压变形规律,认识冲压成形工艺方法,冲压模具结构,冲压模具制造方法与手段,掌握冲压模具设计与计算方法,掌握冲压工艺与模具设计方法,冲压模具制造工艺方法,能进行中等冲压零件的冲压工艺编制,冲模设计与冲模制造工艺编制,并培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,培养学生逻辑思维能力,为毕业设计及毕业以后从事专业工作打下必要的基础。
二、教学基本要求本课程是冲压模具设计与计算,冲压模具结构,模具制造工艺方法为重点。
学外本课程应达到以下基本要求:1、能应用冲压变形理论,分析中等复杂冲压件变形特点,制定合理冲压工艺规程的能力。
2、协调冲压设备与模具的关系,选择冲压设备的能力。
3、熟悉掌握冲模设计计算方法,具备中等复杂冲模结构选择和设计的能力,所设计的冲模应工作可行、操作方便、便于加工和装配,技术经济性好。
4、具备正确选择冲压模具加工方法,制定中等复杂冲模制造工艺和装配工艺的能力.5、初步具备进行多工位级进模设计和制造的能力。
6、初步具备进行分析和处理试模过程中产生的有关技术问题的能力。
三、教学内容及要求:第1章冲压模具设计与制造基础1.1 冲压成形与模具技术概述掌握冲压与冲模概念;冲压工序的分类;冲模的分类;冲模设计与制造的要求;了解冲压现状与发展方向。
1.2 冲压设备及选用了解常见冲压设备;掌握冲压设备的选用;模具的安装。
1.3 冲压变形理论基础掌握塑性变形的概念;理解塑性力学基础;掌握金属塑性变形的一些基本规律;冲压材料及其冲压成形性能.1.4 模具材料选用掌握冲压对模具材料的要求;冲模材料的选用原则;冲模常见材料及热处理要求。
冲裁件的排样
冲裁件的排样录入: 151zqh 来源: 日期: 2007-12-7,12:26材料的利用率在冲压零件的成本中,材料费用约占 60%以上,因此材料的经济利用具有非常重要的意义。
冲压件在条料或板料上的布置方法称为排样。
不合理的排样会浪费材料,衡量排样经济性的指标是材料的利用率。
可用下式计算:一个进距内的材料利用率:η=A/A0×100%=nA/hB×100% (2—20)式中η——材料利用率;F——工件的实际面积;A0——所用材料面积,包括工件面积与废料面积;h——送料进距 (相邻两个制件对应点的距离);B——条料宽度。
n----一个进距内冲件数目。
从上式可看出,若能减少废料面积,则材料利用率高。
废料可分为工艺废料与结构废料两种(图1)。
搭边和余料属工艺废料,这是与排样形式及冲压方式有关的废料;结构废料由工件的形状特点决定,一般不能改变。
所以只有设计合理的排样方案,减少工艺废料,才能提高材料利用率。
1-结构废料; 2-工艺废料图 1 废料分类排样合理与否不但影响材料的经济利用,还影响到制件的质量、模具的结构与寿命、制件的生产率和模具的成本等技术、经济指标。
因此,排样时应考虑如下原则:1.提高材料利用率 (不影响制件使用性能前提下,还可适当改变制件形状)。
2.排样方法使应操作方便,劳动强度小且安全。
3.模具结构简单、寿命高。
4.保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。
排样方法根据材料经济利用程度,排样方法可分为有废料、少废料和无废料排样三种,根据制件在条料上的布置形式,排样又可分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多种形式。
图 2 排样1.有废料排样法:如图 2a)所示,沿制件的全部外形轮廓冲裁,在制件之间及制件与条料侧边之间,都有工艺余料 (称搭边)存在。
因留有搭边,所以制件质量和模具寿命较高,但材料利用率降低。
2.少废料排样法:如图 2b)所示。
沿制件的部分外形轮廓切断或冲裁,只在制件之间(或制件与条料侧边之间 )留有搭边,材料利用率有所提高。
【材料成型工艺--锻压】2-5排样
三、搭边值与条料宽度的确定 (一)搭边值的确定
搭边: 排样时制件之间以及制件与条料侧边之间留下的工艺废料 。
搭边的作用:
补偿定位误差,确保冲出合格零件; 增加条料刚度,方便条料送进;
搭边值过大,材料利用率低。搭边值小,材料的利用率高,但过小,冲 裁时容易拉断造成送料困难,使工件产生毛刺,有时还会拉入凸、凹模间隙 中,损坏模具刃口,降低模具寿命。
当条料的送进步距用侧刃定位时,条料宽度必须增加侧刃切去的
部分。
动画
条料宽度:
导料板间距离:
图 3-16 有侧刃的冲裁
Lmax—条料宽度方向冲裁件的最大尺寸; a—侧搭边值;n—侧刃数; b1—侧刃冲切的料边宽度,b1 =1.5~ 2.5mm; Z—冲切前的条料宽度与导料板间的间隙; y—冲切后的条料宽度与导料板间的间隙,y=0.1~ 0.2mm。
搭边值一般由经验确定,见表。
(二)条料宽度的确定
在排样方案和搭边值确定之后,就可以确定条料的宽度和导料板之间的 距离。
料带的宽度为制件的最大宽度与两侧搭边值之和。为保证送料顺利,不 因料带过宽而发生卡死现象,料带的下料公差规定为负偏差。料带在模具上 送进时,一般都有导料装置,有时还要有侧压装置。
最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值;最大条料宽度能 在冲裁时顺利地在导料板之间送进条料,并有一定的间隙。
作业
图 3-18 排样方案
在利Dyn用afoCrAm中E,软给件出一进种行借用毛计坯算机展来开计算及毛坯排尺样寸的反向计算的方法。
零件形状不同材料利用情况的对比
a)
b)
c)
d)
最小搭边值的经验数表之一,供设计时参考。 表 2.5.2搭边a和a1数值(低碳钢)
冲裁排样
(b)无侧压装置
(c)侧刃定距
条料宽度的计算
图(a)所示为有侧压装置的模具,故应按下 式计算: 条料宽度:B0-△=(Dmax+2a) 0-△ 导料板间距:B0=B+Z= Dmax+ 2a+Z Dmax:为工件垂直于送进方向的最大距离, mm; a:为侧搭边值,mm;见书48页表2-17 ; Δ:为条料宽度单向(负向)公差,mm, Z:为条料与导料板之间的间隙,mm, 此种情况也适用于用导料销导料的冲裁模, 这时条料是由人工紧靠导料销的一侧送进。
硬材料搭边值可少一些,软材料、脆材料搭 边值应大一些。 ②冲裁件的形状与尺寸 形状复杂或尺寸大时,搭边值应大一些,反 之可少一些。 ③材料厚度 厚材料的搭边值应大一些。 ④送料及挡料方式 手工送料或有侧压装置时,搭边值少一些;用 侧刃定距比用挡料销定距的搭边值要少一些。 ⑤卸料方式 弹性卸料比刚性卸料的搭边值要少一些。 2、搭边值的确定 ①查表法、②经验法
2)无侧压装置时条料宽度与导料板宽度的确定 图(b)所示为无侧压装置的模具,应按下式计算:
条料宽度: B0-△=(Dmax+2a+Z) 0-△ 导料板间距离: B0=B+Z= Dmax+ 2a+2Z
3)采用侧刃定距时条料宽度与导料板宽度的确定 图(c)所示,采用侧刃定距时,按下式计算:
条料宽度: B0-△=(Dmax+2a+nb1) 0-△ 导料板间距离: Bˊ=B+Z= Dmax+ 2a+ nb1 +Z B1ˊ=B+Z= Dmax+ 2a+ y
②少废料排样:只在冲裁件之间或冲裁件与条料侧 边之间留有余料,沿冲裁件的部分外形轮廓进行冲裁或 切断,冲裁材料利用率较高,模具结构较简单。
③无废料排样:冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与 条料侧边之间没有工艺余料,制件直接由切断条料获得。
冲裁排样设计
10
8
侧面a 2.0 1.5 1.2 1.0
工件间a1 2.2 1.8 1.5 1.2
侧面a 2.5 2.0 1.8 1.5
工件间a1 2.8 2.2 1.8 1.5
侧面a 3.0 2.5 2.0 1.8
1.8 1.2 1.0 0.8
条料宽度偏差 表2.5.4 条料宽度偏差
材料厚度t 条料宽度B ~0.5 ~20 >20~30 >30~50 0.05 0.08 0.10 >0.5~1 0.08 0.10 0.15 >1~2 0.10 0.15 0.20
9
导料板与条料之间的最小间隙Cmin 表2.5.5 导料板与条料之间的最小间隙
材料厚度t 无侧压装置 条料宽度B 100以下 ~0.5 0.5~1 1~2 2~3 0.5 0.5 0.5 0.5 100~200 0.5 0.5 1 1 200~300 1 1 1 1 有侧压装置 条料宽度B 100以下 5 5 5 5 100以上 8 8 8 8
ห้องสมุดไป่ตู้
B——料宽;待计算; S——步距:条料每次送进的距离。待计算; a,a1——搭边:排样时冲裁件之间及冲裁件与条料 侧边之间留下的工艺废料。查表(教材P65表2.5.2)
4
板料的送料方式
无侧压装置的送料方式 :
板料宽度B-=(Dmax+2a+C)- 式中——条料宽度的单向偏差,查教材表2.5.4。 C——导料板与条料之间的间隙,查教材表2.5.5 。
冲裁排样设计
垫圈的生产过程
剪板机
冲床
冲床
落料
1
排样:冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。
不同的排样方式不仅影响材料利用率(直接影响零件成本), 而且还对工件质量、模具寿命等有直接影响。
冲裁及冲裁模设计
第 2 章 冲裁
2 -2 冲裁模具间隙
2.2.1 间隙对冲裁件质量的影响
冲裁件的质量:断面质量、尺寸精度 a 间隙对断面质量的影响 小间隙、合理间隙、大间隙情况下的剪切过程 断面特征值与间隙的关系图。
17
第 2 章 冲裁
2-2 冲裁模间隙
间隙对断面质量的影响
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第 2 章 力、变形和冲裁件正常的断面状况 a)冲孔件 b)落料件
第 2 章 冲裁
2 -2 冲裁模具间隙
间隙的概念 模具凸凹模刃口缝隙间的距离。 单边间隙c、双边间隙z。 间隙对冲裁件的质量、模具寿命、冲裁力都有很大 的影响,是冲裁工艺和模具设计中的最重要的工艺参数。 2.2.1 间隙对冲裁件质量的影响 2.2.2 间隙对冲裁力的影响 2.2.3 间隙对模具寿命的影响 2.2.4 间隙的确定
12
第 2 章 冲裁
2-1 冲裁变形机理
2.1.5 断面特征
1)圆角带:冲裁过程中,纤维的弯曲与拉伸形成, 软材料圆角大。 2)光亮带:塑剪变形时,由于相对移动,凸凹模侧 压力将毛料压平形成的光亮垂直断面。
3)断裂带:刃口微裂纹受拉应力不断扩展形成的撕 裂面,导致断面粗糙并有斜度。 4)毛刺:由微裂纹位置与冲裁间隙等引起,是金属 拉断而形成的金属刺残留在冲裁件上
板 坯
F v 1
F v 2
F h 2
F h 2
F v 2
凹 模
板坯受力简图 Diagram of sheet metal under load
10
第 2 章 冲裁
2-1 冲裁变形机理
2.1.3 裂纹的形成与发展 裂纹产生的条件:当变形区的应变达到极限塑性应变值时, 就产生微裂纹 裂纹扩展的方向:沿着最大剪切应变速度的方向扩展 裂纹的成长过程:裂纹首先在低应力区产生,由于变形过 程中最大剪切应变的速度方向发生变化,使得新的裂纹不断产 生,旧裂纹的扩展不断停止,然后在旧裂纹的前端附近重新产 生新的裂纹,不断产生的微裂纹的根部汇成了一条主裂纹 极限塑性应变值除和材质外,还和应力状态、变形历史(损 伤程度)有关。
冲裁工艺与模具设计-冲裁模设计步骤及实例
第2章 冲裁工艺及冲裁模设计
实际确定冲裁工艺方案时,通常可以先拟定出 几种不同的工艺方案,然后根据冲件的生产批 量、尺寸大小、精度高低、复杂程度、材料厚 度、模具制造、冲压设备及安全操作等方面进 行全面分析和研究,从中确定技术可行、经济 合理、满足产量和质量要求的最佳冲裁工艺方 案。
或级进冲裁; 冲件尺寸较大时,料薄时可用复合冲裁或单工序冲裁,料厚时受
压力机压力限制只宜采用单工序冲裁; 冲件上孔与孔之间或孔与边缘之间的距离过小时,受凸凹模强度
限制,不宜采用复合冲裁而宜用级进冲裁,但级进模轮廓尺寸受 压力机台面尺寸限制,所以级进冲裁宜适应尺寸不大、宽度较小 的异形冲件; 形状复杂的冲件,考虑模具的加工、装配与调整方便,采用复合 冲裁比级进冲裁较为适宜,但复合冲裁时其出件和废料清除较麻 烦,工作安全性和生产率不如级进冲裁。
《冲压工艺及模具设计》
第2(章1冲)裁模具工类艺型及冲裁模设计
模具类型主要是指单工序模、复合模、级进模三种。有些单件试 制或小批量生产的情况下,也采用简易模或组合模。
模具类型应根据生产批量、冲件形状与尺寸、冲件质量要求、材 料性质与厚度、冲压设备与制模条件、操作与安全等因素确定。
(2)操作与定位方式
《冲压工艺及模具设计》
第2章 冲裁工艺及冲裁模设计
4 进行必要的工艺计算 在冲裁工艺与模具结构方案确定以后,为了进
一步设计模具零件的具体结构,应进行以下有 关工艺与设计方面的计算:
《冲压工艺及模具设计》
第2(章1冲)裁排工样艺设及计冲与裁计模算设计 根据冲件形状特征、质量要求、模具类型与结构方 案、材料利用率等方面因素进行冲件的排样设计。设 计排样时,在保证冲件质量和模具寿命的前提下,主 要考虑材料的充分利用,所以,对形状复杂的冲件, 应多列几种不同排样方案 (特殊形状件可用纸板按冲 件比例作出样板进行实物排样),估算材料利用率, 比较各种方案的优缺点,选择出最佳排样方案。 排样方案确定以后,查出搭边值,根据模具类型和定 位方式画出排样图,计算条料宽度、进距及材料利用 率,并选择板料规格,确定裁板方式 (纵裁或横 裁),进而确定条料长度,计算一块条料或整块板料 的材料利用率。
冲压排样图
搭边:
排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料。
搭边的作用:
1)是补偿定位误差和剪板误差,确保冲出合格零件; 2)是增加条料刚度,方便条料送进,提高劳动生产率; 3)搭边还可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉入模具间隙, 从而提高模具寿命。
1.搭边值的确定
p107表4-18为最小搭边值的经验数表之一, 供设计时参考。
P108,表4-19
2 无侧压装置时条料的宽度
条料宽度:
B0
( Dm ax
2a
C
)
0
P108,表4-19
随堂练习
φ38-00.3
有一落料件,材料20,料厚 T=2.0mm,采用无侧压装置的 导料板导料,确定条料宽度。
提示:搭边值查p107表4-18; 条料宽度p106公式4-11;
搭边值取大些。
(4)送料及挡料方式 用手工送料,有侧压装置的搭边值可以
小一些;用侧刃定距比用挡料销定距的搭边小一些。
教材
(5)卸料方式 弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。 P147
★ 计算条料宽度
条料宽度的计算(p106) 1 有侧压装置时条料的宽度
条料宽度:
B0
(Dmax
2a)
0
提示:搭边值查p107表4-18;条料宽度 p106公式4-11;排样图p109图4-24 ;
参考答案
知识点小结
1、排样与搭边 2、计算条料宽度 3、绘制排样图
冲裁变形过程(三个阶段)
载荷 p
σb σs
0
伸长
确定下图垫片的冲裁间隙
垫片 材质: 20 料厚:1.0mm
区分落料与冲孔
冲裁工艺与排样设计
2.冲裁件断面特征—四个特征区
(1)塌角(圆角)区
①板料弯曲、拉伸作 用形成; ②冲孔、落料工序中, 塌角区分别位于孔
断面的小端和工件
断面的大端;
③板料塑性越好,凸、
凹模间的间隙越大, 形成的塌角区越大。
(2)光亮带
①因剪切变形而形成,光
亮带垂直于板料平面;
②冲孔、落料工序中,
光亮带分别位于孔断 面的小端和工件断面
(5)材料利用率计算
S1
100%
S1
100%
S0 AB mm 2 式中: s1—一个进距内冲裁件实际面积,
s0—一个距内所需毛坯面积, 2 mm
A—送料进距,mm B—条料宽度,mm。
提高材料利用率的有力措施是: 选择合适的板料规格和合理的裁板法; 利用废料作小零件;
设计合理的排样方案,例如:
⑵ 改善操作性 排样应使操作方便、安全、劳动强度低。具体
地,应尽量减少条料翻动次数,利用率相近时应选
用条料宽度和进距小的排样方式。
⑶ 使模具结构简单合理,使用寿命高。
⑷ 保证冲裁件质量。 有废料排样
3.排样的类型
少废料排样
无废料排样 (1)有废料排样 冲裁件与冲裁件之间、
冲裁件与条料侧边之间均有
工艺废料,冲裁是沿冲裁件 的封闭轮廓进行的。
经验确定的低碳钢冲裁时常用最小搭边值/mm
⑵ 条料进距 模具每冲裁一次,条料在模具上前进的距离。 当单个进距内只冲裁一个零件时,送料进距的
大小等于条料上两个零件对应点之间的距离。
A D a1
式中:
A —送料进距,mm; D —平行于送料方向的冲裁件宽度,mm; a1—冲裁件之间的搭边值,mm。
冲裁件的排样
☞(P45冲压手册)
材料厚度t=3,矩形件边长>50mm,r=2,r<2t=6.故a1=2.8,a=3.2.
☞
所选方案为有侧压(如图2-13)☞P46
条料宽度100~150,厚度t=3,选择调料的宽度偏差Δ=-1.1。
材料厚度t=3,调料宽度>100,有侧压,故C1=8。
☞P47
b1=2.5,c1‘=0.20。
一张板料上总的材料利用率η总=n总A/LB。
n总--------一张板料上冲裁件总数目
L--------板料长度
B--------板料宽度
A=120×120-π×2²=14400-12.5=14387.44mm²,n=1。
b=120+3.2×2=126.4mm,h=120+2.8=122.8mm。
冲裁金属材料的搭边值☞(P44冲压手册)
a冲裁件面积包括内形结构废料n一个进距内冲裁件数目b条料宽度h进距一张板料上总的材料利用率总n总alb
冲裁件的排样
直排法:(如右图所示)
材料利用率η=nA/bh×100%100。
A------冲裁件面积(包括内形结构废料)
n-------一个进距内冲裁件数目
b-------条料宽度
h-------ห้องสมุดไป่ตู้进距
第二章 冲裁工艺及冲裁模设计
普通冲裁件的断面情况:
普通冲裁变形所得到的冲裁件端面常带有一定的锥度,并且 都有明显的区域特征,不同的是各区域的大小占整个断面的比例 不一样。 光亮带 产生于塑性变 圆角带
发生在弹性变形后 期和塑性变形初期, 由金属的弯曲和拉伸 而形成。其大小与材 质有关。
形阶段,断面主 要受剪应力和压 应力作用。断面 平整、光滑。通 常占整个区域的 1/2~1/3,与材质 有关。
第二章 冲裁工艺及冲裁模设计
普通冲裁原理
冲裁间隙 冲裁模刃口尺寸的计算(重点) 冲裁件的排样(重点) 冲压工艺力(重点) 压力中心的计算(重点) 冲裁件的工艺性 冲裁模的基本形式及特点 冲裁模主要零、部件结构和设计(重点) 冷冲模的设计程序(重点)
2.1 普通冲裁的基本原理
冲模刃口尺寸、制造公差的大小主要取决于 冲裁件的形状和精度。
刃口尺寸的计算方法
冲模刃口 尺寸公差带 分析图
1. 凸、凹模分开加工时的刃口计算
δd+δp≤Zmax-Zmin 运用该方法必须使模具的制造公差与间隙满足 或 δp= 0.4(Zmax-Zmin) δd= 0.6(Zmax-Zmin)
根据刃口尺寸的计算原则,分开加工时凸、凹模刃口尺寸 的计算公式如下:
推件力Pd: Pd = KdP
冲压工艺力的计算:
(它是选取压力机吨位的主要依据,具体计算要考虑模具的结构型式) 采用刚性卸料自然漏料方式:Pz≥P+Pt = P +nKtP 采用刚性打料、弹性卸料的倒装结构方式:Pz≥P + Px = P + KxP 采用弹性卸料和弹性顶料方式:Pz≥P + Px + Pd = P + KxP + KdP 采用弹性卸料自然漏料方式:Pz≥P + Px + Pd = P + KxP + nKdP (选择压力机时,压力机的公称压力N必须大于或等于Px)
冲裁排样设计
第五次课 冲裁工艺与冲裁模设计(三)
第六节 冲裁排样设计
三、搭边
搭边:
排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料。
搭边的作用:
一是补偿定位误差和剪板误差,确保冲出合格零件; 二是增加条料刚度,方便条料送进,提高劳动生产率; 搭边还可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉人模具间隙,从而 提高模具寿命。
《冷冲压工艺与模具设计》
第五次课 冲裁工艺与冲裁模设计(三)
第六节 冲裁排样设计
一、材料的合理利用(续)
2.提高材料利用率的方法(续)
《冷冲压工艺与模具设计》
第五次课 冲裁工艺与冲裁模设计(三)
一、材料的合理利用(续)
2.提高材料利用率的方法(续)
减少工艺废料的有力措施是:
设计合理的排样方案; 选择合适的板料规格和合理的裁板法 (减少料头、料尾和边余料); 利用废料作小零件(如混合排样)等。
《冷冲压工艺与模具设计》
第五次课 冲裁工艺与冲裁模设计(三)
第六节 冲裁排样设计
五、排样图
在确定条料宽度之后,还要选择板料规格,并确定裁板 方法(纵向剪裁或横向剪裁)。值得注意的是,在选择板料规 格和确定裁板法时,还应综合考虑材料利用率、纤维方向 (对弯曲件)、操作方便和材料供应情况等。当条料长度确定 后,就可以绘出排样图。
作业布置:
P69:习题2-6排样。
《冷冲压工艺与模具设计》
第五次课 冲裁工艺与冲裁模设计(三)
零件形状不同材料利用情况的对比 《冷冲压工艺与模具设计》
第五次课 冲裁工艺与冲裁模设计(三)
《冷冲压工艺与模具设计》
第五次课 冲裁工艺与冲裁模设计(三)
《冷冲压工艺与模具设计》
(完整版)模具设计与制造毕业设计论文9066657
摘要当今社会的进步和发展,使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求,然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来。
因此,模具的发展与人们的生活关系越来越紧密。
我们利用模具加工各种的工件,以便来满足人们的需要,模具的发展给我们带来了新的生活,新的时代。
因此这次我们的毕业设计要求设计一副模具以便检验自己所学模具有关方面的知识是否牢固。
由于产品的材料和工艺特性不同,生产用的设备也各异,模具种类繁多,但用的最为广泛的大约有以下几种:冷冲压模、塑料成型模、锻造模、精密铸造模、粉末冶金模、橡胶成型模、玻璃成型模等。
其中以冷冲压模、塑料模的技术要求和复杂程度较高。
随着工业产品质量的不断提高,冲压产品生产正呈现多品种、少批量,复杂、大型、精密,更新换代速度快的变化特点,冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。
为适应市场变化,随着计算机技术和制造技术的迅速发展,冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计(CAD)、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造(CADCAM)技术转变。
在本次毕业设计中利用计算机辅助设计(CAD)绘制模具主要工作零件图和模具的总装配图,运用了数控切削加工、数控线切割电加工等先进加工技术。
是一次对所学知识的全面总结和运用,是巩固和加深各种理论知识灵活运用的实践过程。
在这次设计中根据所给题目的要求,首先对冲压件进行了分析,分析该零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可满足零件精度的要求,再从零件的形状、尺寸标注及生产批量等情况看,选择加工方案。
根据对零件的综合分析,在这次设计中我设计的模具是倒装落料冲孔复合模,主要介绍的是冲裁工艺、冲裁模的结构与设计、冲裁模落料冲孔的工作原理等。
希望能够灵活运用所学的专业知识和技能,圆满完成此次的毕业设计。
参考文献课题:垫片落料冲孔复合模零件简图:如图所示工件名称:垫片挡片生产批量:大批量材料:10号钢厚度:31 冲裁工艺设计1.1 冲裁件的工艺性分析冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。
冲裁工艺与排样设计40页PPT
31、别人笑我太疯癫,我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣,抱怨者 的牢骚 ,这是 羊群中 的瘟疫 ,我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望, 辛勤耕 耘,忍 受苦楚 。我一 试再试 ,争取 每天的 成功, 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ,我继 续拼搏 。
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33、如果惧怕前面跌宕的山岩,生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ,睁大 眼睛, 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ,心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的,也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ,也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂,怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
第2章 冲裁工艺与冲裁模
1 1 1 1 Ld ( Lmin ) Td ( Lmin ) 2 2 2 8
0 绪论 一、冲压概念
2.凸模与凹模配合加工
配合加工法是指配做时,先制出一个基准件(如凹模),然后根据基准件 的实际尺寸,再按最小合理间隙Zmin配做另一件(如凸模)。
1.冲裁力的计算
平刃口冲裁模的冲裁力可按下式计算:
FP K PtL
式中,F—冲裁力,单位N; k—系数; L—冲裁件周边长度,单位㎜; t—板料厚度,单位㎜;τ b——材料抗剪强度,单位为MPa; 系数k是考虑到实际生产中各种因素对冲裁力的影响。 根据经验,一般取k=1.3。 抗剪强度τ 的数值,取决于材料的种类和状态,可在有关手册中查取。 一般取τ b=0.8σ b。 估算冲裁力公式: F=Ltσ
Ap A K T
0
p
0 绪论 一、冲压概念
② 凸模磨损后尺寸增大。
B p B K
Tp 0
③ 凸模磨损后尺寸没有变化。 (根据工件尺寸的标注形式不同其计算也各异) 工件尺寸为正偏差标注,如C+0Δ,可按下式计算。 T 即 C p C 0.5 2p 工件尺寸为负偏差标注,如,可按下式计算。 Tp C C 0 . 5 即 p 2 工件尺寸为对称偏差标注,如,可按下式计算。 即 C p C Tp 2 式中, Ap、Bp、Cp——凸模刃口尺寸; A、B、C——工件孔的基本尺寸。
0 绪论
2.2 冲裁件尺寸精度及结构工艺性
2.2.1 冲裁件尺寸精度和表面粗糙度
1、金属冲裁件的内、外形的经济精度不高于ITll级,如表2-1。 一般落料精度最好低于IT10级,冲孔精度最好低于IT9级。冲裁剪切 面的近似表面粗糙度值件见表2-2。 2、非金属冲裁件的内外形的经济精度为IT14、IT15级。 3、冲裁尺寸标注应符合冲压工艺要求。例如下图2-5所示的冲裁件, 其中图a的尺寸标注方法就不合理,因为,两孔中心距会随模具的磨 损而增大。如改为图b的标注方式,则两孔中心距与模具磨损无关。
冲裁模具平面示意图
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图2-20 正装式复合模
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图2-21 倒装式复合模
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图2有废料排样和少、无废料排 样的主要形式
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有废料排样和少、 表2-8 有废料排样和少、无废料排 样的主要形式
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表2-9 最小搭边值
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表2-9 最小搭边值
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图2-37 圆形凸模
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螺孔(或沉孔 或沉孔)、 表2-26 螺孔 或沉孔 、销孔之间及 至刃壁的最小距离
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表2-27(a) 冲裁凹模刃口形式
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表2-27(a) 冲裁凹模刃口形式
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凹模厚度系数k 表2-28 凹模厚度系数
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表2-29 倒装复合模的凸凹模最小壁 厚δ
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冲裁件外形与内孔尺寸公差△ 表2-4 冲裁件外形与内孔尺寸公差△
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表2-5 冲裁件孔中心距公差
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图2-9 无导向开式单工序冲裁模
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图2-10 导板式侧面冲孔模
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图2-(10) 导板式单工序冲裁模
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图2-11 斜楔式水平冲孔模
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图2-(11) 全长导向结构的小孔冲模
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图2-12 导柱式落料模
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图2-35 复杂形状凸模压力中心
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冲裁模初始双面间隙值Z(一 表2-21 冲裁模初始双面间隙值 一)
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冲裁模初始双面间隙值Z(一 表2-21 冲裁模初始双面间隙值 一)
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冲裁模初始双面间隙值Z(二 表2-22 冲裁模初始双面间隙值 二)
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冲裁模初始双面间隙值Z(二 表2-22冲裁模初始双面间隙值 二) 冲裁模初始双面间隙值
冲裁件的排样
NA BL
100%
式中 N—一张板料上冲件总数 L—板材长度(mm)。
总的利用率ηΣ比一个进距内的材料利用 率η要低。
原因:条料和带料有料头和料尾的影响, 另外用板材剪成条料还有料边的影响。
冲裁过程中所产生的废料分为两种情况: 1结构废料 由于工件结构形状的需要,如工件 内孔的存在而产生的废料,称为结构废料
搭边的最小宽度大约取为毛坯的厚度。
影响搭边值大小的因素主要有:
1 材料的力学性能
塑性好的材料,搭边值要大一些,硬度高与强 度大的材料,搭边值可小一些。
2 材料的厚度
材料越厚,搭边值也越大。
3 工件的形状和尺寸
工件外形越复杂,圆角半径越小,搭边值越大。
4 送料及挡料方式
手工送料,有侧压板导向的搭边值可小一些。
2 条料宽度的确定
确定原则:最小条料宽度要保证冲裁时工件
周边有足够的搭边值,最大条料宽度要能在冲 裁时顺利地在导料板之间送进,并与导料板之 间有一定的间隙。
无侧压装置的导料板之间送料时,条料宽度计 算: B0 [D 2(a1 ) b0]0
式中B—条料标称宽度(mm); D—工件垂直于送料方向的最大尺寸(mm); a1—侧搭边(mm); △—条料宽度的公差(mm),查表; b0—条料与导料板间的间隙(mm),查表。
0.10~0.20 mm
进距:条料在模具上每次送进的距离。进距
的计算与排样方式有关。
每次冲一个零件的进距 A的计算公式为:
A=B+α
式中B—平行于送料方向工件的宽度; α—冲件之间的搭边值
2工艺废料 工件之间和工件与条料边缘之间存 在的搭边,定位需要切去的料边与定位孔,不 可避免的料头和料尾废料,称为工艺废料.
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B02 B2 y D 2a y
图2.5.5 侧刃定位的条料宽度
Ⅰ–冲方孔 Ⅱ – 冲圆孔 Ⅲ –落料 1 –前侧刃 2 –前侧刃挡块 3 –后侧刃挡块 4 –后侧刃
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第五节 冲裁排样设计
五、排样图
一张完整的排样图应标注条料宽度尺寸B、条料长度L、板料 厚度t 、端距l 、步距S、工件间搭边a1和侧搭边a。并习惯以剖 面线表示冲压位置。 排样图是排样设计的最终表达形式。它应绘在冲压工艺规程 卡片上和冲裁模总装图的右上角。
第五节 冲裁排样设计
一、材料的合理利用(续)
2.提高材料利用率的方法 冲裁所产生的废料:一类是结构废料;另一类是工艺废料。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
一、材料的合理利用(续)
2.提高材料利用率的方法(续)
减少工艺废料的有力措施是:
设计合理的排样方案; 选择合适的板料规格和合理的裁板法 (减少料头、料尾和边余料); 利用废料作小零件(如混合排样)等。
模具寿命。
排样方案是模具结构 设计的依据之一。
(a)43.8% (b)68.3% (c)71.0% (d)82.2%
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第五节 冲裁排样设计
一、材料的合理利用
1.材料利用率 材料利用率:冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比, 它是衡量合理利用材料的经济性指标。 A 100 % 一个步距内的材料利用率 BS
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
复习上次课内容
1.凸、凹模刃口尺寸计算原则
2.凸、凹模刃口尺寸的计算方法 3.凸、凹模分别加工时,其刃口尺寸计算应注意什么? 4.凸、凹模配合加工时,其刃口尺寸计算应注意什么?
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第五节 冲裁排样设计
排样: 冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。 合理的排样: 提高材料利用率、降低成本,保证冲件质量及
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第五节 冲裁排样设计
五、排样图
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
零件形状不同材料利用情况的对比
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
A B c D 2(a c)
图2.5.4 有侧压装置时条料宽度的确定
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
3.用侧刃定距时条料的宽度与导料板间距离 条料宽度:
B ( B2 nb) 0 ( D 2a nb) 0
导料板间距离:
B01 B c
模具寿命。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第五节 冲裁排样设计
三、搭边
1.影响搭边值的因素 (1) 材料的力学性能 硬材料的搭边值可小一些;软材料、脆 材料的搭边值要大一些。 (2)材料厚度 材料越厚,搭边值也越大。 (3) 冲裁件的形状与尺寸 零件外形越复杂,圆角半径越小, 搭边值取大些。 (4) 送料及挡料方式 用手工送料,有侧压装置的搭边值可以 小一些;用侧刃定距比用挡料销定距的搭边小一些。 (5)卸料方式 弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。
根据工件在条料上的布置形式,排样可以分为以下几种:
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第五节 冲裁排样设计
三、搭边
搭边:
排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料。
搭边的作用:
一是补偿定位误差和剪板误差,确保冲出合格零件; 二是增加条料刚度,方便条料送进,提高劳动生产率;
搭边还可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉入模具间隙,影响
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第五节 冲裁排样设计
一、材料的合理利用(续)
1.料利用率
总
nA1 100 % LB
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第五节 冲裁排样设计
一、材料的合理利用(续)
1.材料利用率(续) 板料的裁剪方法:
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
A B c D 2a c
图2.5.3 有侧压装置时条料宽度的确定
1 –导料板 2 –凹模
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
四、条料宽度与导料板间距离的计算
2.无侧压装置时条料的宽度与导料板间距离 条料宽度:
B [ D 2(a ) c]0
导料板间距离:
利用结构废料的措施有:
当材料和厚度相同时,在尺寸允许的情况下,较小尺寸的冲 件可在较大尺寸冲件的废料中冲制出来。 在使用条件许可下,也可以改变零件的结构形状,提高材料 利用率,如图所示。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第五节 冲裁排样设计
二、排样方法
根据材料的合理利用情况,条料排样方法可分为三种: 1.有废料排样(a) 2.少废料排样(b) 3.无废料排样(c、d)
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第五节 冲裁排样设计
三、搭边
2.搭边值的确定 P47表2.5.2为最小搭边值的经验数表之一,供设计时参考。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
四、条料宽度与导料板间距离的计算
1.有侧压装置时条料的宽度与导料板间距离 条料宽度:
B ( D 2a ) 0
导料板间距离: