冲压工艺与模具设计实例分解
冲压磨具结构设计的实例解析学习成功案例提升自己
冲压磨具结构设计的实例解析学习成功案例提升自己冲压磨具在工业制造领域中扮演着重要角色,其结构设计的合理与否直接影响产品的质量和生产效率。
本文将通过一个成功案例的实例解析,探讨冲压磨具结构设计的关键要点,以提升读者自己在这一领域的专业能力。
一、案例背景分析某汽车制造公司在冲压生产过程中遇到了困扰多时的问题——冲裁加工时模具频繁易损坏,导致生产效率低下、成本高昂。
经过对问题的深入调研和分析,决定对冲压磨具的结构设计进行优化,以提高磨具的使用寿命和生产效率。
二、案例分析与解决方案该汽车制造公司对原有的冲压磨具结构进行了全面评估,并根据实际需求进行改进。
以下是该案例中的几个关键问题及其解决方案。
1. 冲压磨具材料选择原有的冲压磨具使用的材料强度不足,容易出现损坏现象。
为了解决这个问题,公司选择了一种更坚固耐用的合金钢材料,以增强磨具的耐用性和抗压能力。
2. 磨具结构优化通过对现有冲压磨具结构的深入分析,公司发现存在磨具结构复杂、加工独特等问题。
为了降低制造成本和提高生产效率,公司对原有结构进行了简化并优化流程。
他们采用了模块化的设计思路,通过设置可更换的零部件,提高了磨具的可维护性和灵活性。
3. 表面涂层技术应用为了进一步提升冲压磨具的使用寿命,该公司引入了表面涂层技术。
他们选取了合适的材料和涂层工艺,使冲压磨具表面形成了一层坚硬的保护膜,提高了其抗磨损和防腐蚀能力。
4. 冲裁动力系统升级经过对冲裁动力系统的分析,公司发现原有的动力输入方式存在一定的缺陷。
为了解决这个问题,他们采用了一种先进的液压传动系统,提高了冲压磨具的工作效率和精度。
三、成功案例的启示与学习通过这个成功案例的解析,我们可以得到一些关于冲压磨具结构设计的启示,并从中学习以提升自己。
1. 深入分析问题根源在解决冲压磨具结构设计问题时,我们首先要深入分析问题的根源,找出造成问题的原因。
只有找准问题所在,才能采取针对性的解决方案。
2. 结构优化与标准化冲压磨具结构设计的优化与标准化是提高生产效率和产品质量的关键。
冲压工艺与模具设计实例
冲压工艺与模具设计实例冲压工艺是一种通过对金属材料施加力量,使其通过模具形成所需要的形状的加工工艺。
冲压工艺在制造业中广泛应用,它可以生产各种金属零件,包括汽车零件、家电零件、电子产品外壳等。
下面是一个冲压工艺与模具设计的实例。
以汽车车门锁模具的设计为例,首先需要确定车门锁的设计要求,包括形状、尺寸、材料等。
然后进行模具的设计。
模具的设计分为上模和下模。
上模是用于将金属材料推入下模,并通过压力将材料压制成所需形状的部分。
下模是用于接收金属材料的零件,并承受压力以及塑性变形的部分。
在设计上模时,首先需要绘制车门锁的三维模型。
然后,根据所需形状和尺寸,进行刀具路径规划和切削力分析,确定上模的几何形状和结构。
在设计下模时,首先需要根据上模的几何形状绘制下模的轮廓。
然后,根据下模的结构要求,确定下模的结构件、导向件和固定件,并进行设计。
在模具设计过程中,还需要考虑材料的选择和热处理工艺。
根据车门锁的材料特性和所需强度要求,选择合适的模具材料,并进行热处理以提高模具的硬度和耐磨性。
在具体生产过程中,首先将金属材料放置在冲床上,并将模具安装在冲床上。
然后,通过冲击力将金属材料推入上模中,经过压力和塑性变形,使材料形成车门锁的形状。
最后,将成品从模具中取出,进行后续加工和组装。
通过冲压工艺和模具设计,可以高效地生产出符合要求的汽车车门锁。
冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低等优点,因此在制造业中得到广泛应用。
模具设计是冲压工艺的重要环节,合理设计的模具可以提高生产效率和产品质量。
通过不断改进和优化模具设计,可以进一步提高冲压工艺的效率和质量。
冲压工艺与模具设计实例
冲压工艺与模具设计实例冲压工艺是一种常用的加工方法,可以在金属板材上制造出形状各异的零件。
随着工艺技术的不断提升,冲压工艺已经成为了汽车、电子、家电等制造行业中不可或缺的一部分。
而模具则是冲压工艺的核心,是实现高精度、高效率生产的关键之一。
在本文中,我们将探讨冲压工艺与模具设计的一些实例。
一、冲压工艺的常见方法冲压工艺的基本原理是利用模具对金属板材进行加工,将其切割、弯曲、拉伸等,从而制造出所需的零件。
在实际生产中,常用的冲压方法包括以下几种。
1、冲裁法冲裁法是最基本的冲压加工方法,主要用于将相对简单的平面零部件从板料中裁出。
该方法适用于要求尺寸精度较低、批量较大的产品。
在冲裁法中,常用的模具种类包括:简单冲模、复合冲模、级进冲模等。
2、弯曲法弯曲法主要用于制造曲形零件,例如各种支架、角铁等。
它的优点是可以实现大经度的曲率控制,适用于高尺寸精度的产品。
在弯曲法中,常用的模具种类包括:简单弯模、复合弯模等。
3、拉伸法拉伸法是一种将板材拉伸成型的方法,适用于制造拉伸高度较大的零部件。
它的优点是可以制造出复杂的形状,缺点则是对板材的性能有较高的要求。
在拉伸法中,常用的模具种类包括:简单拉伸模、复合拉伸模等。
二、模具设计的注意事项模具的设计是冲压工艺中十分重要的步骤,它直接决定了产品的精度和品质。
在模具设计的过程中,需要注意以下几点。
1、材料选择模具的主要材料应该是坚固、耐磨的合金钢,以保证模具的使用寿命。
在选择材料时,还需要考虑到生产成本、耐腐蚀性和加工性能等因素。
2、结构设计模具的结构设计应该符合产品的形状尺寸,能够保证加工精度和产品品质。
模具的设计需要考虑到成型力度、冲孔位置、冲孔大小等因素。
3、表面处理为了防止磨损和腐蚀,在模具表面需要采用一定的表面处理方式。
常用的表面处理方式包括渗碳、氮化、电化学抛光等。
三、模具设计实例为了更好地阐述模具设计的重要性,我们介绍一个手机机壳模具设计的实例。
手机机壳是一款外壳非常薄的产品,具有较高的尺寸精度和表面要求。
冲压工艺与模具设计实例
冲压工艺与模具设计实例首先,汽车门板是汽车外部的重要组成部分,其工艺要求较为严格,所以在生产过程中需要采用冲压工艺来完成。
在进行冲压工艺设计时,首先需要根据门板的设计要求确定其尺寸、形状和材质。
然后根据这些参数来确定冲压工艺的具体流程和步骤,包括拉伸、冲裁、弯曲等。
接下来是模具设计。
模具设计是冲压工艺中非常重要的一环,其质量和精度直接影响到产出产品的质量和成本。
在进行模具设计时,首先需要根据门板的形状和工艺要求来确定模具的结构和尺寸。
然后根据这些参数来设计模具的具体形状和结构,包括上模、下模、剪切模、冲压模等。
在完成模具设计后,需要进行模具加工和调试。
模具加工是指根据设计图纸来制作模具的具体零部件,包括机加工、热处理、组装等。
而模具调试是指在完成模具加工后,需要对模具进行调试和试验,以确保其能够满足冲压工艺的要求。
最后,经过上述步骤,我们就可以将汽车门板的冲压工艺和模具设计完成。
这样一来,我们就可以通过冲压工艺来生产出符合设计要求的汽车门板,从而满足市场需求并获得经济效益。
这也充分体现了冲压工艺与模具设计在制造业中的重要性和应用价值。
冲压工艺与模具设计在汽车制造中的应用非常广泛,因为许多汽车零部件都需要使用冲压工艺来生产,其中汽车车门板就是一个非常典型的例子。
通过冲压工艺,可以使车门板具有良好的强度和表面质量,并且可以大大提高生产效率。
接下来我们将深入探讨汽车门板的冲压工艺与模具设计的相关内容。
首先我们要了解汽车门板的冲压工艺。
汽车门板常常采用多工序冲压工艺来完成,主要包括拉伸、冲裁、弯曲等工序。
在进行冲压工艺设计时,需要充分考虑材料的特性和板料的变形规律。
比如在进行拉伸工序时,需要注意材料的延展性和变形能力,确保拉伸后的板料能够满足设计要求。
在冲裁工序中,需要考虑板料的裁剪力和裁剪形状,以及切边拉伸等问题。
在弯曲工序中,需要考虑板料的抗弯性能和成形效果等因素。
只有理解和掌握了这些特性,才能够设计出合理的冲压工艺流程。
冲 压 工 艺 设 计 及 案 例 分 析
如 分 离 工 序 中 的 冲 孔 、 落 料 、 切边 , 成 形 工 序 中 的 弯 曲、翻边、拉深等。工序性质的确定主要取决于冲压 件 的 结 构 形 状 、 尺寸 精 度 , 同 时 需 要 考 虑 工 件 的 变 形 性 质和具体的生产条件。 • 工序性质的确定,应遵循以下原则。
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学习单元一 工艺方案的制定
• 2) 工 序 性 质 应 保 证 变 形 区 为 弱 区 • 弱 区 : 是 指 变 形 抗 力 小 的 区 域 , 根 据 阻 力 最 小 定 律 ,应
使 变 形 区 为 弱 区 , 以 达 到 变 形 容易 , 同 时 又 保 证 不 变 形 区的相对稳定。 • 如 图 8-2 所 示 的 起 伏 件 , 若 外 形 有 效 尺 寸 D 很 大 , 则 平 板 外 圈 部 分 与 所 要 胀 出 的 凸 起内 圈 相 比 强 弱 明 显 , 起 伏时外缘就不会发生收缩变形。若D很小,则不能保 证 不 变 形 区 的稳 定 , 只 好 改 变 工 序 性 质 。 • 有时变形区与非变形区强弱对比不明显,为了使变形 区 为 弱 区 , 就 需 要 增 加 工 序 。 如图 8-3 所 示 的 冲 压 件 , 外 径 尺 寸 是 100 mm, 翻 边 时 产 生 收 缩 变 形 。 当 改 为 115 mm 时 ,翻 边 时 外 径 不 再 收 缩 , 最 后 切 边 保 证 外 径 尺 寸 100 mm, 切 边 工 序 就 是 附 加 的 工 序。
• 3) 工 序 性 质 应 保 证 零 件 的 质 量 • 冲压件的几何形状或尺寸精度要求较高时,必须增加
校 形 工 序 或 其 他 工 序 。例 如 , 如 图 8-3 所 示 , 若 竖 边 的 厚 度 不 允 许 变 薄 , 就 不 能 采 用 翻 边 工 序 。 又 如 图 8- 5所 示 的 平 板 压 筋 件 , 由 于 筋 离 平 板 边 缘 很 近 , 将 使 压 筋 变 形 不 均 匀 , 制 件 产 生 较 大 的 翘 曲 或皱 折 , 因 而 必 须 增加拉深工序,提高制件周边的刚度后再压筋,压筋 后 则 需 修 边 。 这 里 拉 深和 修 边 工 序 便 是 保 证 零 件 质 量 而 增加的工序。
冲压工艺案例分析讲解
一、冲压制造案例分析和讲解图1所示冲裁件,材料为Q235,厚度为1mm,大批量生产。
试制定工件冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程。
零件名称:1#件生产批量:中批量材料:Q235一、冲压件工艺分析2. 工艺方案及模具结构类型3. 排样设计4.冲压力与压力中心计算工件如图找到坐标计算得24*12+60*0+24*12+14.5*24+38.6*27.97+14.5*24+31.4*12+31.4*12Y= ——————————————————————————————=2.5 24+60+24+14.5+38.5+14.5+34.1+31.4X=8.35.工作零件刃口尺寸计算落料部分以落料凹模为基准计算 ,落料凸模按间隙值配制;冲孔部分以冲孔凸模为基准计算,冲孔凹模按间隙值配制。
既以落料凹模、冲孔凸模为基准,凸凹模按间隙值配制。
刃口尺寸计算见表1。
表 1 刃口尺寸计算6.工作零件结构尺寸7.其它模具零件结构尺寸根据倒装复合模形式特点: 凹模板尺寸并查标准JB/T-6743.1-94,确定其它模具模板尺寸列于表2:根据模具零件结构尺寸 ,查标准GB/T2855.5-90选取后侧导柱125×25标准模架一副。
8.冲床选用根据总冲压力 F总=352KN,模具闭合高度,冲床工作台面尺寸等,并结合现有设备,选用J23-63开式双柱可倾冲床,并在工作台面上备制垫块。
其主要工艺参数如下:公称压力:1630KN滑块行程: 120mm行程次数: 60 次∕分最大闭合高度: 140mm连杆调节长度: 50mm工作台尺寸(前后×左右): 63*639.冲压工艺规程切料63*25的板料排样图设计10.模具总装配图图 4 模具装配图11.模具零件图上模座下模座凹模凸模垫板下模座板卸料板卸料螺钉挡料销螺钉导套凹模垫板1. 主要模具零件加工工艺过程落料凹模加工工艺过程材料 :Gr12 硬度 : 60 ~ 64 HRC冲孔凸模加工工艺过程材料: T10A 硬度: 56 ~ 60HRC凸凹模加工工艺过程材料 :Gr12 硬度 : 60 ~ 64 HRC凸模固定板加工工艺过程材料 :45# 硬度 : 24 ~ 28 HRC凸凹模固定板加工工艺过程材料 :45# 硬度 : 24 ~ 28 HRC卸料板加工工艺过程材料 :45# 硬度 : 24 ~ 28 HRC上垫板加工工艺过程材料 :T8A 硬度 : 54 ~ 58 HRC下垫板加工工艺过程材料 :T8A 硬度 : 54 ~ 58 HRC空心垫板加工工艺过程材料 :45# 硬度 : 24 ~ 28 HRC上模座加工工艺过程材料 :HT200下模座加工工艺过程材料: HT200推件块加工工艺过程材料 :45# 硬度 : 24 — 28 HRC2. 加工过程:详见素材资源库中的视频。
第九讲冲压模具设计实例分析
第八章 冲压模具结构及设计
9、模具的装配 根据级进模装配要点,选凹模作为装配基准件,先装下模,再装上模,并调整间隙、试冲、返修。
第八章 冲压模具结构及设计
二、拉深模设计与制造实例
零件名称:端盖 生产批量:大批量 材料:镀锌铁皮 材料厚度:1mm
第八章 冲压模具结构及设计
1、冲压件工艺性分析 冲压工序:落料、拉深; 材料:为镀锌铁皮,具有良好的拉深性能,适合拉深; 结构:简单对称; 精度:全部为自由公差,工件厚度变化也没有作要求,只是该工件作为另一零件的盖,口部尺寸 φ69可稍作小些。而工件总高度尺寸14mm可在拉深后采用修边达要求 。
第八章 冲压模具结构及设计
2、冲压工艺方案的确定 方案一:先落料,后拉深。采用单工序模生产。 方案二:落料-拉深复合冲压。采用复合模生产。 方案三:拉深级进冲压。采用级进模生产。 方案一:模具结构简单,但成本高而生产效率低; 方案二:生产效率较高,尽管模具结构较复杂,但因零件简单对称,模具制造并不困难; 方案三:生产效率高,但模具结构比较复杂,送进操作不方便,加之工件尺寸偏大。 结论:采用方案二为最佳工艺方案。
起粗定距的活动挡料销、弹簧和螺塞选用标准件,规格为8×16。
φ8mm导正销
第八章 冲压模具结构及设计
(3)导料板的设计 (4)卸料部件的设计
① 卸料板的设计 ②卸料螺钉的选用 (5)模架及其它零部件设计
第八章 冲压模具结构及设计
6、模具总装图(右图) 7、冲压设备的选定 8、模具零件加工工艺
模具关键零件因采用线切割,所以这些零件的加工 就变得相对简单。
第八章 冲压模具结构及设计
(4)冲压工序压力计算 拟采用正装复合模,固定卸料与刚性推件。 根据冲压工艺总力计算结果并结合工件高度,初选开式双柱可倾压力机J23-25。
冷冲压工艺制定及模具设计实例冲压与模具15640
具体内容包括冲压工艺规程卡片(如表8-4所示)、冲 压工序卡片、工艺路线明细表等。在大批量生产中,需要 制定每个零件的工艺过程卡和工序卡;成批生产中,一般 需要制定工艺过程卡;小批量生产一般只需要填写工艺路 线明细表。
对于重要的冲压件工艺制定和模具设计,往往还需要 编制计算说明书。计算说明书的内容包括:1冲压件工艺性 分析;2毛坯尺寸计算;3排样及剪板;4工序次数及工序件 形状和尺寸;5工艺方案的技术、经济性分析比较;6模具 结构形式分析;7模具主要零件结构、材料、公差、技术要 求等;8凸、凹模工作部分尺寸与公差确定;9模具主要零 件强度计算、压力中心、弹性元件选用和核算;10设备类 型、吨位、主参数等。
主要根据确定的冲压工艺和冲压件形状特点、精度 要求、生产批量、模具加工条件、操作是否方便与安全 等要求,以及利用现有通用机械化、自动化装置的可能 性等,选定冲模类型及结构形式。
此外还需要进行必要的计算,包括模具零件强度计 算、压力中心计算、弹性元件选用和核算,再进行模具 总装配图设计、列出模具零件明细表,设计模具凸、凹 模等工作零件以及非标准零件的技术图纸。
8.1.2 分析冲压件的工艺性
汽车前大灯外壳
连接件
8.1.3 冲压工艺方案的确定
1.确定工序性质
翻边零件图
翻边件的工序安排
直接翻边成形
一次拉深成形:采用落料并冲Ф11孔、拉深、冲Ф23孔 的工艺方案,使凸缘保持为弱区,则可以一次拉深成形。
不能采用:落料、拉深、冲Ф23孔的工艺方案 。
变形减轻孔的应用
8.1.3 冲压工艺方案的确定
2.工序数的确定 3.工序顺序的确定
弯曲前冲孔
多孔拉深件拉深后冲孔
4.工序的合并
冲压工艺与模具设计实例
冲压工艺与模具设计实例一、摩托车侧盖前支承冲压工艺设计二、微型汽车水泵叶轮冲压工艺与模具设计一、摩托车侧盖前支承冲压工艺设计图12-1所示为摩托车侧盖前支承零件示意图,材料Q215钢,厚度1.5mm,年生产量5万件,要求编制该冲压工艺方案。
⒈零件及其冲压工艺性分析mm的凸包定位且焊接组合在车架的电气元件支架上,腰圆孔用于侧盖摩托车侧盖前支承零件是以2个9.5的装配,故腰圆孔位置是该零件需要保证的重点。
另外,该零件属隐藏件,被侧盖完全遮挡,外观上要求不高,只需平坦。
图12-1侧盖前支承零件示意图该零件端部四角为尖角,假设采纳落料工艺,那么工艺性较差,依照该零件的装配使用情形,为了改善落料的工艺性,故将四角修改为圆角,取圆角半径为2mm。
此外零件的〝腿〞较长,假设能有效地利用过弯曲和校正弯曲来操纵回弹,那么能够得到形状和尺寸比较准确的零件。
腰圆孔边至弯曲半径R中心的距离为2.5mm。
大于材料厚度〔1.5mm〕,从而腰圆孔位于变形区之外,弯曲时可不能引起孔变形,故该孔可在弯曲前冲出。
⒉确定工艺方案第一依照零件形状确定冲压工序类型和选择工序顺序。
冲压该零件需要的差不多工序有剪切(或落料)、冲腰圆孔、一次弯曲、二次弯曲和冲凸包。
其中弯曲决定了零件的总体形状和尺寸,因此选择合理的弯曲方法十分重要。
(1) 弯曲变形的方法及比较该零件弯曲变形的方法可采纳如图12-2所示中的任何一种。
第一种方法(图12-2a)为一次成形,其优点是用一副模具成形,能够提高生产率,减少所需设备和操作人员。
缺点是毛坯的整个面积几乎都参与猛烈的变形,零件表面擦伤严峻,且擦伤面积大,零件形状与尺寸都不精确,弯曲处变薄严峻,这些缺陷将随零件〝腿〞长的增加和〝腿〞长的减小而愈加明显。
第二种方法(图12-2b)是先用一副模具弯曲端部两角,然后在另一副模具上弯曲中间两角。
这明显比第一种方法弯曲变形的猛烈程度缓和的多,但回弹现象难以操纵,且增加了模具、设备和操作人员。
冲压工艺与模具设计实例分解
冲压工艺与模具设计实例分解冲压工艺与模具设计是机械制造领域中非常重要的技术。
冲压工艺是利用冲床等设备对金属板材进行成型加工的工艺,而模具设计则是为了实现冲压工艺而设计制造的模具。
下面通过一个实例来详细介绍冲压工艺与模具设计的过程。
假设我们要设计制造一个简单的钥匙扣。
首先,需要根据钥匙扣的形状和尺寸确定钥匙扣的设计图纸,并明确所需的材料和厚度。
在完成设计图纸后,可以开始进行工艺规划和模具设计。
第一步是工艺规划。
根据钥匙扣的形状和材料属性,需要确定适合的冲裁方式。
通常,冲裁是最常用的冲压工艺之一、在冲裁过程中,需要先根据钥匙扣的尺寸和形状设计制作冲裁模具。
同时,需要考虑到冲床的选择和冲裁速度等参数。
第二步是冲裁模具设计。
冲裁模具通常由上模、下模和剪切刃组成。
在设计冲裁模具时,需要考虑到钥匙扣的形状和尺寸,以及冲裁力的大小等因素。
同时,还需要合理确定上模和下模的材料选择和加工工艺,保证模具的强度和耐用性。
第三步是模具零件的加工和装配。
根据冲裁模具的设计图纸,可以进行模具零件的加工。
通常,上模和下模是通过锁口和销针进行连接,因此需要进行零件的加工和装配。
第四步是模具试模和修正。
在完成模具的加工和装配后,需要进行试模和修正。
通过试模,可以检验模具的冲裁效果,发现问题并进行修正。
如果发现模具不合格或存在问题,需要根据具体情况进行调整和修正。
第五步是模具调试和优化。
在完成试模和修正后,可以进行模具的调试和优化。
通过模具调试,可以进一步优化冲压过程和提高生产效率。
在模具调试过程中,还需要对冲床进行调试和优化,以确保冲压过程的平稳进行。
通过以上步骤,就可以进行钥匙扣的冲压工艺与模具设计。
在实际应用中,冲压工艺与模具设计可以适用于各种金属材料和形状的产品。
同时,随着科技的不断进步,冲压工艺和模具设计也在不断创新和改进,以满足更加复杂和高要求的产品加工需求。
总之,冲压工艺与模具设计是机械制造领域中重要的技术。
通过合理的工艺规划和模具设计,可以实现高效、精确和可靠的金属板材加工。
模具设计精品教程-冲压模设计实例分析
冲压模设计实例分析【知识目标】➢熟悉并掌握冲压模设计的一般步骤;➢理解单工序模、复合模和级进模的设计方法。
【技能目标】➢根据冲压件的外形和所用材料,确定冲压工艺类型;➢能进行常见简单冲压模的设计。
【任务描述】如图12-1所示的冲压件,原料采用钢板,该选用哪种冲压工艺呢?怎样进行设计呢?图12-1 冲压件【任务分析】如图12-1所示的冲压件都可以使用冲压模进行生产,要正确选择合适的冲压工艺并设计相应的冲压模来生产这些零件,就要学习本模块的内容。
本模块包括单工序模设计实例详解,复合模设计实例详解和级进模设计实例详解。
【任务引导】(1)冲压模设计步骤一般应包括几步?(2)冲裁、弯曲、拉深等单工序冲压模设计的详细步骤是什么,如何进行设计?(3)复合模设计的详细步骤是什么,如何进行设计?(4)级进模设计的详细步骤是什么,如何进行设计?【知识准备】学习情境1 单工序模设计实例冲压模设计步骤一般应包括:1.分析冲压件的工艺性根据产品的技术图纸,分析冲压件的形状特点、尺寸大小、精度要求以及所选用的材料是否符合冲压工艺的要求。
良好的冲压工艺性应保证材料消耗少、工序数目少、占用设备数量少、模具结构简单而且使用寿命长、产品质量稳定、操作安全简单。
2.确定冲压工艺方案在冲压工艺分析的基础上,以极限变性参数及变形的趋向性分析为依据,提出各种可能的冲压工艺方案,进行综合分析、比较,确定适合于所给定的生产条件的最佳方案。
3.选定模具类型及结构形式,设计模具总装配图及零件图根据确定的冲压工艺和冲压件形状特点、精度要求、生产批量、模具加工条件、操作是否方便与安全等要求,选定冲模类型及结构形式。
此外还需要进行必要的计算,包括模具零件强度计算、压力中心计算、弹性元件选用和核算,再进行装配图设计、模具凸凹模等工作零件设计及标准零件的选取等。
4.冲压设备的选择根据工厂现有设备情况、生产批量、冲压工序性质、冲压件尺寸与精度、冲压加工所需的冲压力、计算变形力以及模具的闭合高度和轮廓尺寸等因素,合理选定冲压设备的类型规格。
冷冲压工艺模具设计实例
冷冲压工艺模具设计实例随着技术的不断发展,冷冲压工艺逐渐成为了制造业中的一个不可或缺的环节。
这个过程中的一个关键组成部分就是模具,是由模架、模头、模板以及其他紧固部件等组成。
冷冲压工艺模具的设计是一个十分复杂的过程,需要考虑材料的选择、模具的外形尺寸、产品的形状等多个因素。
本文将通过一个实例,阐述冷冲压工艺模具设计的具体过程。
首先,需要确定产品的形状、尺寸和设计要求。
在本文的实例中,我们需要设计的是一个U形金属弯制件,其长30毫米,宽15毫米,高20毫米。
设计要求弯制件的外观要光滑、无毛刺、无裂纹,并且弯曲角度要保持在90度,弯曲半径要保持在5毫米左右。
接下来,我们需要考虑模具的设计。
模具分为男模和女模,分别用于把钣金制品压制成所需的弯制形状。
在本文中,男模采用4个方形组合成的长方形,女模采用类似U形的形状设计。
男模和女模的外观应该与产品的形状完全一致,这样才能保证产品的质量并降低废品率。
在进行模具的设计时,需要考虑模具的尺寸。
考虑到冷冲压工艺中模具的尺寸可以影响到成品的尺寸,所以需要把模具的尺寸控制在一个合理的范围内。
在本文中,男模的尺寸为60毫米×30毫米×30毫米,女模的尺寸为80毫米×20毫米×25毫米。
与此同时,还需要考虑模具的材料。
可以采用碳钢、合金钢、特殊合金或者硬质合金等材料制作模具。
考虑到我们所需制作的弯制件是一种广泛用于各种交通运输车辆中的金属制品,需要考虑其强度、硬度、韧性、耐热性等方面的要求。
在本文中,我们采用了高速钢作为模具材料,其硬度和韧性都比较适中,并且其制作成本相对较低。
最后,还需要考虑一些其它因素,如模具的制造成本、制作周期、精度等。
在本文中,我们选择了传统的数控加工技术,制作周期为2周左右,精度误差控制范围在0.1毫米左右。
总之,冷冲压工艺模具设计是一个高度精密的过程,需要专业的设计人员根据具体的产品形态、尺寸、工艺要求等因素进行综合考虑,并且需要结合经验进行实际操作才能获得最终的理想产品。
冲压模具设计实例讲解
冲压模具设计实例讲解冲压模具是工业生产中常用的一种模具,它主要用于金属材料的成型加工。
冲压模具设计是冲压工艺中的重要环节,其设计合理与否直接影响到产品的质量和生产效率。
下面我将通过一个冲压模具设计实例来详细讲解其设计过程和要点。
我们以一个简单的盖板零件为例,来进行冲压模具的设计。
假设这个盖板零件由矩形材料(宽度80mm,长度100mm)制成,其上方有一个凸出的圆形凸台(直径50mm)。
首先,我们需要对盖板的形状和尺寸进行分析,在分析过程中确立产品的几何特征。
根据零件的外形和要求,将整个零件分解为以下几个部分:上模板、下模板、导向柱、顶针、顶模板以及凸台的凸模。
通过仔细测量和分析,确定每个部分的几何形状和尺寸。
其次,我们需要确定零件的材料以及厚度,并结合厚度来选择模具的材料。
在这个实例中,假设盖板材料为2mm的冷轧板(SPCC),则模具材料可以选择为优质合金工具钢。
第三步,我们根据零件的形状,在上模板和下模板上确定模具的开料位置和孔位。
开料位置应当考虑到材料的利用率和加工方便性,孔位的位置应与零件几何特征和加工工艺相匹配,以确保零件可以顺利成型。
在本实例中,下模板的开料位置经过综合考虑后确定在模具中心位置,上模板的开料位置则需要根据凸台的形状和位置来决定。
第四步,我们需要确定导向柱、顶针和顶模板的位置和尺寸。
导向柱的位置应当能够确保上下模板的精确定位,并保证模具在使用过程中的稳定性。
顶针的位置需要根据零件的特征来决定,以确保成型过程中零件的成型质量。
顶模板则需要根据零件的形状和材料选择合适的凸模形状和尺寸,以确保零件的成型质量。
最后一步,我们需要根据上述设计结果进行模具的绘图制作。
绘图要求精确、准确,需要包含所有的模具建构要素和加工尺寸等信息,以便制造部门进行模具加工和组装。
综上所述,冲压模具设计涉及到多个方面的考虑和决策,需要综合考虑零件的特征、工艺要求、材料特性等多个因素。
通过合理的设计和制作,可以保证模具的质量和使用效果,提高产品的生产效率和质量。
冲 压 工 艺 设 计 及 案 例 分 析
学习单元一 工艺方案的制定
• 二、冲压件的综合分析
• 冲压件的综合分析,是冲压工艺设计的起点,也是衡 量 冲 压 件 质 量 好 坏 的 先 决 条 件 , 它贯 穿 于 整 个 模 具 设 计 过程中。通过综合分析为工艺方案的确定奠定了基础, 同 时 又 为 工 艺 设计 提 供 了 工 艺 参 数 计 算 。 其 方 法 和 步 骤 如下:
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学习单元一 工艺方案的制定
• 2) 工 序 性 质 应 保 证 变 形 区 为 弱 区 • 弱 区 : 是 指 变 形 抗 力 小 的 区 域 , 根 据 阻 力 最 小 定 律 ,应
使 变 形 区 为 弱 区 , 以 达 到 变 形 容易 , 同 时 又 保 证 不 变 形 区的相对稳定。 • 如 图 8-2 所 示 的 起 伏 件 , 若 外 形 有 效 尺 寸 D 很 大 , 则 平 板 外 圈 部 分 与 所 要 胀 出 的 凸 起内 圈 相 比 强 弱 明 显 , 起 伏时外缘就不会发生收缩变形。若D很小,则不能保 证 不 变 形 区 的稳 定 , 只 好 改 变 工 序 性 质 。 • 有时变形区与非变形区强弱对比不明显,为了使变形 区 为 弱 区 , 就 需 要 增 加 工 序 。 如图 8-3 所 示 的 冲 压 件 , 外 径 尺 寸 是 100 mm, 翻 边 时 产 生 收 缩 变 形 。 当 改 为 115 mm 时 ,翻 边 时 外 径 不 再 收 缩 , 最 后 切 边 保 证 外 径 尺 寸 100 mm, 切 边 工 序 就 是 附 加 的 工 序。
• 1.工 序 性 质 的 确 定 • 工序性质:是指某种冲压件所需要的冲压工序的种类,
如 分 离 工 序 中 的 冲 孔 、 落 料 、 切边 , 成 形 工 序 中 的 弯 曲、翻边、拉深等。工序性质的确定主要取决于冲压 件 的 结 构 形 状 、 尺寸 精 度 , 同 时 需 要 考 虑 工 件 的 变 形 性 质和具体的生产条件。 • 工序性质的确定,应遵循以下原则。
冲压磨具结构设计案例分析成功案例的启示与借鉴
冲压磨具结构设计案例分析成功案例的启示与借鉴在冲压加工中,冲压磨具是非常重要的工具之一。
它不仅直接影响产品质量和生产效率,还关系到整个生产线的稳定性和成本控制。
本文通过分析一些成功的冲压磨具设计案例,总结出一些启示和借鉴,以提供给冲压工艺设计师和工装工程师参考。
一、案例一:汽车车身冲压件磨具设计该案例涉及到汽车车身冲压件的磨具设计。
为了实现高质量的冲压加工,并减少生产过程中的杂散变形和损伤,设计师采用了以下几点设计方案:1. 结构刚性优化:通过优化磨具结构,增加钢板厚度和加强磨具内部支撑结构,使磨具的整体刚性增强。
这样可以有效减少因冲击力而导致的磨具的扭曲和变形,保证冲压加工的稳定性。
2. 强化磨具表面处理:磨具的表面经过特殊处理,增加了硬度和耐磨性。
这样可以减少因摩擦而引起的磨损,延长磨具的使用寿命。
3. 优化导向系统:设计师对磨具的导向系统进行了优化,采用了高精度滑块导向和润滑系统。
这样可以确保冲压过程中的导向准确性,减少因导向偏差而导致的磨具损伤。
通过上述的设计方案,该案例中的冲压磨具提供了高质量的冲压加工,并且在长期使用中保持了较好的稳定性和寿命。
二、案例二:家用电器金属壳体冲压件磨具设计该案例涉及到家用电器金属壳体冲压件的磨具设计。
为了提高产品质量和生产效率,设计师采用了以下几点设计方案:1. 精确模具结构设计:通过精确的模具结构设计,确保金属壳体冲压件的尺寸和形状精度。
这可以避免冲压过程中产生的尺寸偏差和变形,保证产品的外观质量。
2. 合理分布冲孔:设计师根据冲压件的形状和结构特点,合理安排冲孔的位置和数量。
这样可以减少冲压过程中的扭力和应力集中,减少磨具的磨损和损伤。
3. 优化润滑系统:针对家用电器金属壳体冲压件的特点,设计师优化了润滑系统。
通过添加适当的润滑剂和优化润滑剂的供应方式,减少摩擦和热量,并提高冲压件的表面光洁度。
通过上述的设计方案,该案例中的冲压磨具实现了高效、稳定的冲压加工,提高了产品质量和生产效率。
冲压模具设计和制造实例
冲压模具设计与制造实例例:图1所示冲裁件,材料为A3,厚度为2mm,大批量生产.试制定工件冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程. 零件名称:止动件 生产批量:大批 材料:A3 材料厚度:t=2mm一、 冲压工艺与模具设计1.冲压件工艺分析①材料:该冲裁件的材料A3钢是普通碳素钢,具有较好的可冲压性能. ②零件结构:该冲裁件结构简单,并在转角有四处R2圆角,比较适合冲裁. ③尺寸精度:零件图上所有未注公差的尺寸,属自由尺寸,可按IT14级确定工件尺寸的公差.孔边距12mm 的公差为,属11级精度.查公差表可得各尺寸公差为:零件外形:65 mm 24 mm 30 mm R30 mm R2 mm零件内形:10 mm孔心距:37±0.31mm 结论:适合冲裁. 2.工艺方案及模具结构类型该零件包括落料、冲孔两个工序,可以采用以下三种工艺方案:+①先落料,再冲孔,采用单工序模生产.②落料-冲孔复合冲压,采用复合模生产.③冲孔-落料连续冲压,采用级进模生产.方案①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,生产效率较低,难以满足零件大批量生产的需求.由于零件结构简单,为提高生产效率,主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式.由于孔边距尺寸12 mm有公差要求,为了更好地保证此尺寸精度,最后确定用复合冲裁方式进行生产.工件尺寸可知,凸凹模壁厚大于最小壁厚,为便于操作,所以复合模结构采用倒装复合模及弹性卸料和定位钉定位方式.3.排样设计查冲压模具设计与制造表 2.5.2,确定搭边值:两工件间的搭边:a=2.2mm工件边缘搭边:a1=2.5mm步距为:32.2mm条料宽度B=D+2a1=65+2=70确定后排样图如2所示一个步距内的材料利用率η为:η=A/BS×100%=1550÷70××100%=%查板材标准,宜选900mm×1000mm的钢板,每张钢板可剪裁为14张条料70mm×1000mm,每张条料可冲378个工件,则η为:η=nA1/LB×100%=378×1550/900×1000×100%=%即每张板材的材料利用率为%4.冲压力与压力中心计算⑴冲压力落料力 F总=τ=××2×450=KN其中τ按非退火A3钢板计算.冲孔力 F冲=τ=×2π×10×2×450=KN其中:d 为冲孔直径,2πd为两个圆周长之和.卸料力 F卸=K卸F卸=×=KN推件力 F推=nK推F推=6××=KN其中 n=6 是因有两个孔.总冲压力:F总= F落+ F冲+ F卸+ F推=+++=KN⑵压力中心如图3所示:由于工件X方向对称,故压力中心x0=32.5mm=13.0mm其中:L1=24mm y1=12mmL2=60mm y2=0mmL3=24mm y1=12mmL4=60mm y4=24mmL5=60mm y5=27.96mmL6=60mm y6=24mmL7=60mm y7=12mmL8=60mm y8=12mm计算时,忽略边缘4-R2圆角.由以上计算可知冲压件压力中心的坐标为,135.工作零件刃口尺寸计算落料部分以落料凹模为基准计算,落料凸模按间隙值配制;冲孔部分以冲孔凸模为基准计算,冲孔凹模按间隙值配制.即以落料凹模、冲孔凸模为基准,凸凹模按间隙值配制.刃口尺寸计算见表16.工作零件结构尺寸落料凹模板尺寸:凹模厚度:H=kb≥15mmH=×凹模边壁厚:c≥~2H=~2×=~mm 实取c=30mm凹模板边长:L=b+2c=65+2×30=125mm查标准JB/T :凹模板宽B=125mm故确定凹模板外形为:125×125×18mm.将凹模板作成薄型形式并加空心垫板后实取为:125×125×14mm.凸凹模尺寸:凸凹模长度:L=h1+h2+h=16+10+24=50mm其中:h1-凸凹模固定板厚度h2-弹性卸料板厚度h-增加长度包括凸模进入凹模深度,弹性元件安装高度等凸凹模内外刃口间壁厚校核:根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为7mm,根据强度要求查冲压模具设计与制造表2.9.6知,该壁厚为4.9mm即可,故该凸凹模侧壁强度足够.冲孔凸模尺寸:凸模长度:L凸= h1+h2+h3=14+12+1440mm其中:h1-凸模固定板厚 h2-空心垫板厚 h3-凹模板厚凸模强度校核:该凸模不属于细长杆,强度足够.7.其它模具零件结构尺寸根据倒装复合模形式特点:凹模板尺寸并查标准JB/,确定其它模具模板尺寸列于表2:根据模具零件结构尺寸,查标准GB/选取后侧导柱125×25标准模架一副.8.冲床选用根据总冲压力 F总=352KN,模具闭合高度,冲床工作台面尺寸等,并结合现有设备,选用J23-63开式双柱可倾冲床,并在工作台面上备制垫块.其主要工艺参数如下:公称压力:63KN滑块行程:130mm行程次数:50次/分最大闭合高度:360mm连杆调节长度:80mm工作台尺寸前后×左右:480mm×710mm二、模具制造1、主要模具零件加工工艺过程制件:柴油机飞轮锁片材料:Q235料厚:1.2mm该制件为大批量生产,制品图如下:一冲裁件的工艺分析1、冲裁件为Q235号钢,是普通碳素钢,有较好的冲压性能,由设计书查得τ=350Mpa.2、该工作外形简单,规则,适合冲压加工.3、所有未标注公差尺寸,都按IT14级制造.4、结论:工艺性较好,可以冲裁.方案选择:方案一:采用单工序模.方案二:采用级进模.方案三:采用复合模.单工序模的分析单工序模又称简单模,是压力机在一次行程内只完成一个工序的冲裁模.工件属大批量生产,为提高生产效率,不宜采用单工序模,而且单工序模定位精度不是很高,所以采用级进模或复合模.级进模的分析级进模是在压力机一次行程中,在一副模具上依次在几个不同的位置同时完成多道工序的冲模.因为冲裁是依次在几个不同的位置逐步冲出的,因此要控制冲裁件的孔与外形的相对位置精度就必须严格控制送料步距,为此,级进模有两种基本结构类型:用导正销定距的级进模和用侧刃定距的级进模.另外级进模有多个工序所以比复合模效率低.复合模的分析复合模是在压力机一次工作行程中,在模具同一位置同时完成多道工序的冲模.它不存在冲压时的定位误差.特点:结构紧凑,生产率高,精度高,孔与外形的位置精度容易保证,用于生产批量大.复合模还分为倒装和正装两种,各有优缺点.倒装复合模但采用直刃壁凹模洞口凸凹模内有积存废料账力较大,正装复合模的优点是:就软就薄的冲裁件,冲出的工件比较平整,平直度高,凸凹模内不积存废料减小孔内废料的胀力,有利于凸凹模减小最小壁厚.经比较分析,该制件的模具制造选用导料销加固定挡料销定位的弹性卸料及上出件的正装复合模.二排样图设计及冲压力和压力中心的计算由3-6,3-8表可查得:a1=,a=,△=查书391.料宽计算: B=D+2a=62+2=64mm2.步距:A=D=a1=62+=62.8mm3.材料利用率计算:η=A/BS×100%=πR2-πR2+12/64=312-+/64×100%=%其中a是搭边值,a1是工作间隙,D是平行于送料方向冲材件的宽度,S是一个步距内制件的实际面积,A是步距,B是料宽,R1是大圆半径,R2是小圆半径,12×是方孔的面积,η为一个步距内的材料的利用率4.冲裁总压力的确定:L=231+2+12+2=周边总长计算冲裁力:F=KLtτ查设计指导书得τ=350MpaF=350≈180KN落料力:F落=τ=231350=卸料力:F卸=kF落==冲孔力:F冲=τ+12+2350=顶件力:F顶=-k2F落==冲裁总压力:F∑=F落+F卸+F冲+F顶=+++=F压=~F∑=246KN说明:K为安全系数,一般取;k为卸料力系数,其值为~,在上式中取值为;k2为顶件力系数,其值为~,式中取值为5.压力机的初步选用:根据制件的冲裁的公称压力,选用开式双柱可倾式压力机,公称压力为350k N 形号为J23-35 满足:F压≥F∑。
冲压模具设计和制造实例57181
冲压模具设计与制造实例例:图1所示冲裁件,材料为A3,厚度为2mm,大批量生产。
试制定工件冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程。
零件名称:止动件生产批量:大批材料:A3材料厚度:t=2mm一、冲压工艺与模具设计1.冲压件工艺分析①材料:该冲裁件的材料A3钢是普通碳素钢,具有较好的可冲压性能。
②零件结构:该冲裁件结构简单,并在转角有四处R2圆角,比较适合冲裁。
③尺寸精度:零件图上所有未注公差的尺寸,属自由尺寸,-0.740-0.52-0.52-0.52-0.52可按IT14级确定工件尺寸的公差。
孔边距12mm 的公差为-0.11,属11级精度。
查公差表可得各尺寸公差为:零件外形:65 mm 24 mm 30 mm R30 mm R2 mm零件内形:10 mm孔心距:37±0.31mm 结论:适合冲裁。
2.工艺方案及模具结构类型该零件包括落料、冲孔两个工序,可以采用以下三种工艺方案:①先落料,再冲孔,采用单工序模生产。
②落料-冲孔复合冲压,采用复合模生产。
③冲孔-落料连续冲压,采用级进模生产。
方案①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,生产效率较低,难以满足零件大批量生产的需求。
由于零件结构简单,为提高生产效率,主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。
由于孔边距尺寸12 mm 有公差要求,为了更好地保证此尺寸精度,最后确定 用复合冲裁方式进行生产。
+0.36 0-0.11工件尺寸可知,凸凹模壁厚大于最小壁厚,为便于操作,所以复合模结构采用倒装复合模及弹性卸料和定位钉定位方式。
3.排样设计查《冲压模具设计与制造》表2.5.2,确定搭边值:两工件间的搭边:a=2.2mm工件边缘搭边:a1=2.5mm步距为:32.2mm条料宽度B=D+2a1=65+2*2.5=70确定后排样图如2所示一个步距内的材料利用率η为:η=A/BS×100%=1550÷(70×32.2)×100%=68.8%查板材标准,宜选900mm×1000mm的钢板,每张钢板可剪裁为14张条料(70mm×1000mm),每张条料可冲378个工件,则η为:η=nA1/LB×100%=378×1550/900×1000×100%=65.1%即每张板材的材料利用率为65.1%4.冲压力与压力中心计算⑴冲压力落料力F总=1.3Ltτ=1.3×215.96×2×450=252.67(KN)其中τ按非退火A3钢板计算。
冲压磨具结构设计案例分享成功案例深度解析
冲压磨具结构设计案例分享成功案例深度解析冲压技术作为一种常见的金属加工工艺,在许多行业中被广泛应用。
而冲压磨具作为冲压工艺的重要组成部分,其设计准确与否直接关系到产品的生产效率与质量。
本文将分享一个成功的冲压磨具设计案例,并进行深度解析。
一、设计背景与问题分析在某汽车零部件生产厂家的冲压工艺中,存在一个难题——某汽车车门内板冲压工艺难度大,磨具寿命短。
经过分析,问题主要集中在以下几个方面:一是磨具结构设计不合理,导致在冲压过程中受力不均匀;二是磨具材料选择不当,无法满足长时间高频次使用的要求;三是工艺参数控制不准确,无法保证产品的一致性。
二、解决方案与设计过程针对上述问题,设计团队采用以下方案进行设计:1. 结构优化设计:通过对现有磨具结构的分析与改进,针对受力不均匀的问题,对磨具的支撑结构进行优化,增加衬套等辅助零件,提高磨具受力均匀性。
2. 材料选择与热处理:根据冲压磨具的使用要求,选择了高硬度、高抗磨性能的合金钢作为磨具的材料,并进行合适的热处理,提高其硬度与寿命。
3. 工艺参数调整:通过对冲压过程中的工艺参数进行调整,如冲床力度、冲击次数等,保证整个冲压过程的稳定性和可控性,提高产品的一致性。
三、设计案例的成功效果经过上述设计方案的实施,该汽车零部件生产厂家取得了明显的成效。
具体表现在以下几个方面:1. 提高磨具使用寿命:优化后的磨具结构能够均匀分布冲击力,减少了局部磨损的可能性,有效延长了磨具的使用寿命。
2. 降低生产成本:通过选用合适的材料和热处理工艺,减少了磨具更换频率,降低了生产成本。
3. 提高产品质量:通过调整工艺参数,保证了冲压产品的一致性,减少了因工艺参数不准确而导致的质量问题。
4. 提高生产效率:由于磨具使用寿命的提高,减少了磨具更换的频率,降低了停机时间,从而提高了生产效率。
四、深度解析与经验总结通过这个成功的冲压磨具设计案例,我们可以得出以下经验总结:1. 结构设计的重要性:合理优化磨具结构,能够改善受力分布情况,提高磨具使用寿命。
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第一节冲压工艺与模具设计的内容及步骤冲压工艺与模具设计是进行冲压生产的重要技术准备工作。
冲压工艺与模具设计应结合工厂的设备、人员等实际情况,从零件的质量、生产效率、生产成本、劳动强度、环境的保护以及生产的安全性各个方面综合考虑,选择和设计出技术先进、经济上合理、使用安全可靠的工艺方案和模具结构,以使冲压件的生产在保证达到设计图样上所提出的各项技术要求的基础上,尽可能降低冲压的工艺成本和保证安全生产。
一般来讲,设计的主要内容及步骤包括:⒈工艺设计(1) 零件及其冲压工艺性分析根据冲压件产品图,分析冲压件的形状特点、尺寸大小、精度要求、原材料尺寸规格和力学性能,并结合可供选用的冲压设备规格以及模具制造条件、生产批量等因素,分析零件的冲压工艺性。
良好的冲压工艺性应保证材料消耗少、工序数目少、占用设备数量少、模具结构简单而寿命高、产品质量稳定、操作简单。
(2) 确定工艺方案,主要工艺参数计算在冲压工艺性分析的基础上,找出工艺与模具设计的特点与难点,根据实际情况提出各种可能的冲压工艺方案,内容包括工序性质、工序数目、工序顺序及组合方式等。
有时同一种冲压零件也可能存在多个可行的冲压工艺方案,通常每种方案各有优缺点,应从产品质量、生产效率、设备占用情况、模具制造的难易程度和寿命高低、生产成本、操作方便与安全程度等方面进行综合分析、比较,确定出适合于现有生产条件的最佳方案。
此外,了解零件的作用及使用要求对零件冲压工艺与模具设计是有帮助的。
工艺参数指制定工艺方案所依据的数据,如各种成形系数(拉深系数、胀形系数等)、零件展开尺寸以及冲裁力、成形力等。
计算有两种情况,第一种是工艺参数可以计算得比较准确,如零件排样的材料利用率、冲裁压力中心、工件面积等;第二种是工艺参数只能作近似计算,如一般弯曲或拉深成形力、复杂零件坯料展开尺寸等,确定这类工艺参数一般是根据经验公式或图表进行粗略计算,有些需通过试验调整;有时甚至没有经验公式可以应用,或者因计算太繁杂以致于无法进行,如复杂模具零件的刚性或强度校核、复杂冲压零件成形力计算等,这种情况下一般只能凭经验进行估计。
(3) 选择冲压设备根据要完成的冲压工序性质和各种冲压设备的力能特点,考虑冲压加工所需的变形力、变形功及模具闭合高度和轮廓尺寸的大小等主要因素,结合工厂现有设备情况来合理选定设备类型和吨位。
常用冲压设备有曲柄压力机、液压机等,其中曲柄压力机应用最广。
冲裁类冲压工序多在曲柄压力机上进行,一般不用液压机;而成形类冲压工序可在曲柄压力机或液压机上进行。
⒉模具设计模具设计包括模具结构形式的选择与设计、模具结构参数计算、模具图绘制等内容。
(1) 模具结构形式的选择与设计根据拟定的工艺方案,考虑冲压件的形状特点、零件尺寸大小、精度要求、生产批量、模具加工条件、操作方便与安全的要求等选定与设计冲模结构形式。
(2) 模具结构参数计算确定模具结构形式后,需计算或校核模具结构上的有关参数,如模具工作部分(凸、凹模等)的几何尺寸、模具零件的强度与刚度、模具运动部件的运动参数、模具与设备之间的安装尺寸,选用和核算弹性元件等。
(3) 绘制模具图模具图是冲压工艺与模具设计结果的最终体现,一套完整的模具图应该包括模具和使用模具的完备信息。
模具图的绘制应该符合国家制定的制图标准,同时考虑模具行业的特殊要求与习惯。
模具图由总装图和非标准件的零件图组成。
总装配图主要反映整个模具各个零件之间的装配关系,应该对应绘制说明模具构造的投影图,主要是主视图和俯视图及必要的剖面、剖视图,并注明主要结构尺寸,如闭合高度、轮廓尺寸等。
习惯上俯视图由下模部分投影而得,同时在图纸的右上角绘出工件图、排样图,右下方列出模具零件的明细表,写明技术要求等。
零件图一般根据模具总装配图测绘,也应该有足够的投影各必要的剖面、剖视图以将零件结构表达清楚。
此外,要标注零件加工所需的所有结构尺寸、公差、表面粗糙度、热处理及其他技术要求。
对于一个完整的生产过程,冲压工艺与模具设计是密不可分的,二者相互联系,相互影响,因此前述督可能需要交叉、反复进行。
若方案有变化,则需重新进行设计计算。
⒊编写工艺文件及设计计算说明书为了规范生产,加强管理,每一种冲压产品的生产需写相应的工艺文件(如工序卡片)。
对零件冲压工艺和模具设计应编写设计计算说明书,以供日后查阅。
设计计算说明书应该包括冲压件的工艺分析以及模具设计的主要内容。
第二节冲压工艺与模具设计实例一、摩托车侧盖前支承冲压工艺设计图12-1所示为摩托车侧盖前支承零件示意图,材料Q215钢,厚度1.5mm,年生产量5万件,要求编制该冲压工艺方案。
⒈零件及其冲压工艺性分析mm的凸包定位且摩托车侧盖前支承零件是以2个9.5焊接组合在车架的电气元件支架上,腰圆孔用于侧盖的装配,故腰圆孔位置是该零件需要保证的重点。
另外,该零件属隐蔽件,被侧盖完全遮蔽,外观上要求不高,只需平整。
图12-1侧盖前支承零件示意图该零件端部四角为尖角,若采用落料工艺,则工艺性较差,根据该零件的装配使用情况,为了改善落料的工艺性,故将四角修改为圆角,取圆角半径为2mm。
此外零件的“腿”较长,若能有效地利用过弯曲和校正弯曲来控制回弹,则可以得到形状和尺寸比较准确的零件。
腰圆孔边至弯曲半径R中心的距离为2.5mm。
大于材料厚度(1.5mm),从而腰圆孔位于变形区之外,弯曲时不会引起孔变形,故该孔可在弯曲前冲出。
⒉确定工艺方案首先根据零件形状确定冲压工序类型和选择工序顺序。
冲压该零件需要的基本工序有剪切(或落料)、冲腰圆孔、一次弯曲、二次弯曲和冲凸包。
其中弯曲决定了零件的总体形状和尺寸,因此选择合理的弯曲方法十分重要。
(1) 弯曲变形的方法及比较该零件弯曲变形的方法可采用如图12-2所示中的任何一种。
第一种方法(图12-2a)为一次成形,其优点是用一副模具成形,可以提高生产率,减少所需设备和操作人员。
缺点是毛坯的整个面积几乎都参与激烈的变形,零件表面擦伤严重,且擦伤面积大,零件形状与尺寸都不精确,弯曲处变薄严重,这些缺陷将随零件“腿”长的增加和“腿”长的减小而愈加明显。
第二种方法(图12-2b)是先用一副模具弯曲端部两角,然后在另一副模具上弯曲中间两角。
这显然比第一种方法弯曲变形的激烈程度缓和的多,但回弹现象难以控制,且增加了模具、设备和操作人员。
第三种方法(图12-2c)是先在一副模具上弯曲端部两角并使中间两角预弯45°,然后在另一副模具上弯曲成形,这样由于能够实现过弯曲和校正弯曲来控制回弹,故零件的形状和尺寸精确度高。
此外,由于成形过程中材料受凸、凹模圆角的阻力较小,零件的表面质量较好。
这种弯曲变形方法对于精度要求高或长“脚”短“脚”弯曲件的成形特别有利。
图12-2弯曲成形a)一副模具成形b)、c)两副模具成形(2) 工序组合方案及比较根据冲压该零件需要的基本工序和弯曲成形的不同方法,可以作出下列各种组合方案。
方案一:落料与冲腰圆孔复合、弯曲四角、冲凸包。
其优点是工序比较集中,占用设备和人员少,但回弹难以控制,尺寸和形状不精确,表面擦伤严重。
方案二:落料与冲腰圆孔复合、弯曲端部两角、弯曲中间两角、冲凸包。
其优点是模具结构简单,投产快,但回弹难以控制,尺寸和形状不精确,而且工序分散,占用设备和人员多。
方案三:落料与冲腰圆孔复合、弯曲端部两角并使中间两角预弯45°、弯曲中间两角、冲凸包。
其优点是工件回弹容易控制,尺寸和形状精确,表面质量好,对于这种长“腿”短“脚”弯曲件的成形特别有利,缺点是工序分散,占用设备和人员多。
方案四:冲腰圆孔、切断及弯曲四角连续冲压、冲凸包。
其优点是工序比较集中,占用设备和人员少,但回弹难以控制,尺寸和形状不精确,表面擦伤严重。
方案五:冲腰圆孔、切断及弯曲端部冲腰圆孔、切断连续冲压、弯曲中间两角、冲凸包。
这种方案实质上与方案二差不多,只是采用了结构复杂的连续模,故工件回弹难以控制,尺寸和形状不精确。
方案六:将方案三全部工序组合,采用带料连续冲压。
其优点是工序集中,只用一副模具完成全部工序,其实质是把方案三的各工序分别布置在连续模的各工位上,所以还具有方案三的各项优点,缺点是模具结构复杂,安装、调试和维修困难。
制造周期长。
综合上述,该零件 虽然对表面外观要求不高,但由于“腿”特别长,需要有效地利用过弯曲和校正来控制回弹,其方案三和方案六都能满足这一要求,但考虑到该零件件生产批量不是太大,故选用方案三,其冲压工序如下:落料冲孔、一次弯形 (弯曲端部两角并使中间两角预弯45°)、二次弯形(弯曲中间两角)、冲凸包。
⒊ 主要工艺参数计算(1) 毛坯展开尺寸 展开尺寸按图12-3分段计算。
毛坯展开长度l l l l l L 222254321++++=式中 l 1=12.5mm;l 2=45.5m;l 3=30mm;l 4和l 5按()xt r +2π计算。
其中圆周半径r 分别为2mm 和4mm ,材料厚度t=1.5mm ,中性层位置系数x 按t r 由表3-2查取。
当r=2mm 时取x=0.43,r=4mm 时取x=0.46。
将以上数值代入上式得()()()mm L 1695.146.04225.143.0222305.4525.122=⨯++⨯+++⨯+⨯=ππ 考虑到弯曲时材料略有伸长,故取毛坯展开长度L=168mm 。
对于精度要求高的弯曲件,还需要通过试弯后进行修正,以获得准确的展开尺寸。
(2) 确定排样方案和计算材料利用率1) 确定排样方案,根据零件形状选用合理的排样方案,以提高材料利用率。
该零件采用落料与冲孔复合冲压,毛坯形状为矩形,长度方向尺寸较大,为便于送料,采用单排方案 (见图12-4)。
图12-3毛坯计算图图12-4排样方案搭边值a和a1由表2-12查得,得a=2mm,a1=1.8mm。
2) 确定板料规格和裁料方式。
根据条料的宽度尺寸,选择合适的板料规格,使剩余的边料越小越好。
该零件宽度用料为172mm,以选择1.5mm×710mm×1420mm的板料规格为宜。
裁料方式既要考虑所选板料规格、冲制零件的数量,又要考虑裁料操作的方便性,该零件以纵裁下料为宜。
对于较为大型的零件,则着重考虑冲制零件的数量,以降低零件的材料费用。
(3) 计算材料消耗工艺定额和材料利用率。
根据排样计算,一张钢板可冲制的零件数量为n=4×59=236(件)。
材料消耗工艺定额kg G 04998.023********.014207105.1=⨯⨯⨯==量一张钢板冲制零件的数一张钢板的质量材料利用率%100⨯⨯=一张钢板面积零件面积一张钢板冲制零件数量η ()%10014207105.61312221682362⨯⨯⨯-⨯-⨯⨯=πη =79.7%零件面积由图12-5计算得出。