冲压件冲压模具设计
冲压件模具设计常用公式
冲压件模具设计常用公式1. 材料和工艺参数计算公式1.1 冲击力的计算公式冲击力是冲压件模具设计中重要的参考指标之一,它可以用于确定模具的强度和稳定性。
冲击力的计算公式如下:F = K × A × T × σ其中,F表示冲击力,K表示冲击系数,A表示冲压件的有效面积,T表示冲压时间,σ表示材料的抗拉强度。
1.2 冲床力的计算公式冲床力是指冲床在冲压过程中对工件所产生的压力。
冲床力的计算公式如下:P = F / A其中,P表示冲床力,F表示冲击力,A表示冲压件的有效面积。
1.3 冲压时间的计算公式冲压时间是指冲床一次冲压周期所需的时间。
冲压时间的计算公式如下:T = (L / V) + t其中,T表示冲压时间,L表示冲压件的长度,V表示冲床的下行速度,t表示冲程停留时间。
1.4 最大冲床力的计算公式最大冲床力是指冲床所能承受的最大压力。
最大冲床力的计算公式如下:P_max = K × A × σ其中,P_max表示最大冲床力,K表示冲击系数,A表示冲压件的有效面积,σ表示材料的抗拉强度。
2. 模具结构设计公式2.1 模具剪切强度的计算公式模具剪切强度是指模具在剪切过程中所能承受的最大剪切力。
模具剪切强度的计算公式如下:P_shear = F / A_shear其中,P_shear表示模具剪切强度,F表示冲击力,A_shear表示模具剪切面积。
2.2 模具挤压强度的计算公式模具挤压强度是指模具在挤压过程中所能承受的最大挤压力。
模具挤压强度的计算公式如下:P_extrusion = F / A_extrusion其中,P_extrusion表示模具挤压强度,F表示冲击力,A_extrusion表示模具挤压面积。
2.3 模具弯曲强度的计算公式模具弯曲强度是指模具在弯曲过程中所能承受的最大弯曲力。
模具弯曲强度的计算公式如下:P_bending = F / A_bending其中,P_bending表示模具弯曲强度,F表示冲击力,A_bending表示模具弯曲面积。
冲压模具课程设计说明书 2
一、零件的工艺性分析1.工件的冲压工艺性分析如图1所示,该工件形状简单对称,为轴对称拉深件,在圆周方向上的变形是均匀的,属普通冲压件。
模具加工也比较容易。
试制定该工件的冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程。
图1 圆筒拉深件图2 拉深件的三维图2.工件材料化学成分和机械性能分析(1)材料分析工件的材料为08钢,属于优质碳素结构钢,优质沸腾钢,强度、硬度低,冷变形塑性很好,可深冲压加工,焊接性好。
成分偏析倾向大,时效敏感性大,故冷加工时应采用消除应力热处理或水韧处理,防止冷加工断裂。
08钢的主要机械性能如下:σ(兆帕) 280-390抗拉强度bσ(兆帕) 180屈服强度s抗剪强度(兆帕) 220-310延伸率δ 32%(2)结构分析工件为一窄凸缘筒形件,结构简单,圆角半径为r=7,厚度为t=0.5mm,满足筒形拉深件底部圆角半径大于一倍料厚的要求,因此,零件具有良好的结构工艺性。
(3)精度分析工件上尺寸均为未注公差尺寸,普通拉深即可达到零件的精度要求。
经上述分析,产品的材料性能符合冷冲压加工要求。
在零件工艺性分析的基础上制定其工艺路线如下:零件的生产包括落料、拉深(需计算确定拉深次数)、修边(采用机械加工)等工序,为了提高生产效率,可以考虑工序的复合,经比较决定采用落料与第一次拉深复合。
二、工件的拉深工艺分析及计算1.毛坯尺寸计算(1)计算原则相似原则:拉深前坯料的形状与拉深件断面形状相似;等面积原则:拉深前坯料面积与拉深件面积相等。
(2)计算方法由以上原则可知,旋转体拉深件采用圆形毛坯,其直径按面积相等的原则计算。
计算坯料尺寸时,先将拉深件划分为若干便于计算的简单几何体,分别求出其面积后相加,得拉深件总面积A。
图3 拉深件的坯料计算如图3所示,筒形件坯料尺寸,将圆筒件分成三个部分,每个部分面积分别为:(3)确定零件修边余量由于板料的各向异性和模具间隙不均等因素的影响,拉深后零件的边缘不整齐,甚至出现耳子,需在拉伸后进行修边。
冲压件模具设计常用公式
冲压件模具设计常用公式1. 冲裁力计算公式冲裁力是模具在冲裁过程中对工件施加的力的大小,可以使用以下公式进行计算:$$ P = K \\cdot T \\cdot L \\cdot S $$其中: - P 是冲裁力〔单位:N〕 - K 是系数〔根据材料和冲裁方式进行选择〕 - T 是材料的厚度〔单位:mm〕 - L 是冲裁长度〔单位:mm〕 - S 是材料强度的保险系数2. 冲孔力计算公式冲孔是冲压件模具中常见的一个工序,为了计算冲孔力,可以使用以下公式:$$ F = K \\cdot T \\cdot L \\cdot S $$其中: - F 是冲孔力〔单位:N〕 - K 是系数〔根据材料和冲孔方式进行选择〕 - T 是材料的厚度〔单位:mm〕 - L 是冲孔孔径〔单位:mm〕 - S 是材料强度的保险系数3. 模具开孔面积计算公式在冲压件模具设计中,开孔面积对模具的设计和选择起着重要的作用。
开孔面积可以通过以下公式计算:$$ A = L \\cdot W $$其中: - A 是开孔面积〔单位:mm²〕 - L 是模具的长度〔单位:mm〕 - W 是模具的宽度〔单位:mm〕4. 模具强度计算公式模具强度的计算是冲压件模具设计中的关键步骤之一。
可以使用以下公式计算模具的强度:$$ P_t = P \\cdot S_f $$其中: - P_t 是模具的强度〔单位:N〕 - P 是冲裁力或冲孔力〔单位:N〕 - S_f 是平安系数5. 模具寿命计算公式模具寿命的计算是冲压件模具设计过程中需要关注的一个重要指标。
可以使用以下公式计算模具寿命:$$ N_m = \\frac{S_m}{f \\cdot V_c} $$其中: - N_m 是模具的使用寿命〔单位:次〕 - S_m 是模具材料的疲劳强度〔单位:MPa〕 - f 是载荷系数 - V_c 是模具的速度〔单位:m/s〕6. 模具热应力计算公式模具在使用过程中会受到热应力的影响,为了进行热应力的计算,可以使用以下公式:$$ \\sigma = \\frac{Q}{A} $$其中: - σ 是热应力〔单位:MPa〕 - Q 是热量〔单位:J〕 - A 是模具横截面积〔单位:mm²〕7. 模具变形计算公式模具在使用过程中会发生一定的变形,为了进行变形的计算,可以使用以下公式:$$ \\delta = \\frac{{F \\cdot L}}{{E \\cdot A}} $$其中: - δ 是变形量〔单位:mm〕- F 是施加在模具上的力〔单位:N〕 - L 是模具的长度〔单位:mm〕 - E 是弹性模量〔单位:MPa〕 - A 是模具的截面积〔单位:mm²〕总结在冲压件模具设计过程中,常用的公式可以帮助工程师快速准确地进行相关计算,从而确保模具的性能和可靠性。
冲压件模具设计的常用公式
冲压件模具设计的常用公式
一、材料力学公式
1.应力公式:σ=F/A,其中σ为应力,F为受力,A为受力面积。
2.应力应变关系公式:σ=E×ε,其中E为杨氏模量,ε为应变。
3.屈服强度公式:σs=F/A0,其中σs为屈服强度,F为屈服点所受力,A0为初始横截面积。
二、材料成形公式
1. 塑性变形公式:ε = ln (h0 / hn) ,其中ε为塑性变形,h0为初始厚度,hn为最终厚度。
2.变形力公式:F=S×σs,其中F为变形力,S为变形面积,σs为屈服强度。
3.针对特定形状的材料成形公式,如直冲材料成形公式、弯曲材料成形公式等。
三、模具设计公式
1.强度计算公式:F=σ×A,其中F为受力,σ为应力,A为受力面积。
2. 弯曲应力公式:σ = M / (W × yc),其中σ为弯曲应力,M为弯矩,W为截面模量,yc为弯曲轴心距离。
四、装配公式
1.装配公差公式:A=A1+A2+A3,其中A为总公差,A1为尺寸公差,
A2为形位公差,A3为相对公差。
五、切削力公式
1. 切削功率公式:P = F × V × kc,其中P为切削功率,F为切
削力,V为切削速度,kc为切削功率系数。
以上是冲压件模具设计中的常用公式,通过这些公式的运用,可以对
冲压件进行力学、成形、模具设计、装配以及切削力等方面的优化和设计。
当然,具体的设计中还需要根据实际情况和不同材料的特性来选择合适的
公式。
冲压件模具设计常用公式
冲压件模具设计常用公式一、前言冲压件模具设计是冲压加工实现自动化、高效生产的关键环节,冲压件模具设计的好坏直接影响冲压品质和生产效益。
因此,在冲压件模具设计过程中,必须掌握一些常用公式,以便在实践中更加精准地解决模具设计中的各种问题。
本文将围绕冲压件模具设计常用公式进行阐述,以期为读者提供一些实用、有效的模具设计知识和技巧。
二、冲压件模具设计常用公式分类1. 材料折弯空间S材料折弯空间S是指冲压时材料在弯曲过程中被拉长的长度,用于计算按照弯缘角度和弯曲半径计算成品长度。
公式如下:S=K*L*(180°-2α)/π 式中,L是材料长度,α是折弯角度,K 是常数,其值根据材料厚度和折弯角度而定。
2. 冲压件毛坯重量M冲压件毛坯重量M是指冲压件在未经加工之前的重量,用于计算材料消耗。
公式如下:M=ρ*L*w*t 式中,ρ是材料密度,L是边长,w是厚度,t 是数量。
3. 模具壁厚t模具壁厚t是指冲压件模具中金属材料的厚度,包括上、下、左、右四个方向的壁厚,一般与压力有关。
可按照最小切削层厚度取值,公式如下:t=K*H/24 式中,K是常数,一般为6~10,H是加工硬度。
4. 补料长度L补料长度L是指冲压件模具中需要加上的余量,保证成品尺寸精度和质量,公式如下:L=αt/K 式中,α是成品弯缘角度,t是壁厚,K是常数,一般为4~6。
5. 小孔冲孔孔距P小孔冲孔孔距P是指在被加工材料上,两相邻的小孔冲或冲孔之间的距离,用于计算模具孔距间距。
公式如下:P=p*t 式中,p是小孔冲孔孔距系数,t是壁厚。
6. 冲模的直径D冲模的直径D是指用以冲剪及压穿时所用的模具直径大小,用于计算冲模的耐用程度。
公式如下:D=0.7√t 式中,t是最薄材料厚度。
7. 冲孔直径d冲孔直径d是指冲剪和冲孔过程中冲头的直径大小,直接影响冲穿质量和模具的使用寿命。
公式如下:d=0.9√H 式中,H是加工硬度。
三、总结本文从材料折弯空间S、冲压件毛坯重量M、模具壁厚t、补料长度L、小孔冲孔孔距P、冲模的直径D和冲孔直径d等七个方面介绍了冲压件模具设计常用公式,并为读者提供了详细的公式计算方法和实用技巧。
冲压模具设计
冲压模具设计一、冲压模具设计的步骤1.确定需求:首先要明确冲压件的形状、尺寸和质量要求,以及加工工艺的要求,包括材料选材、工艺流程等。
2.分析冲压过程:了解冲压过程中的受力情况,确定冲压件的受力情况,考虑冲压件的结构和形状。
分析完成后,可以确定模具的结构和工作原理。
3.制定设计方案:设计方案是根据需求和分析决策,形成的模具设计的主要思路,包括模具的结构形式、材料选材、零件加工工艺等。
4.细化设计:在设计方案的基础上,进一步细化设计,包括每个零件的尺寸、形状和工艺要求,确保每个零件都符合设计要求。
5.制作样品:制作模具样品,进行试验和调试,验证设计方案的可行性,确定调整和改进方案。
6.定稿设计:根据试验结果,对设计方案进行调整和优化,形成最终的设计方案。
二、冲压模具设计的关键要点1.良好的受力结构:冲压模具在工作过程中要经受巨大的冲击力和挤压力,因此必须具备良好的受力结构,包括合理的分布受力、合理的受力传递和合理的受力集中。
2.优秀的耐磨材料:冲压模具的工作环境往往十分恶劣,耐磨材料可以大大延长模具的使用寿命,提高生产效率。
3.精密的加工工艺:冲压模具的加工精度直接影响到冲压件的质量,因此必须采用精密的加工工艺,确保模具的精密度和可靠性。
4.优化的结构设计:冲压模具的结构设计要尽可能简单,降低成本,提高生产效率。
同时也要考虑模具的易维护性,方便维修和更换零件。
5.可靠的试验与调试:为了保证冲压模具的质量和可靠性,必须进行全面的试验和调试,包括模具的运行测试、冲压件的检测评价等。
三、结语冲压模具设计是一个复杂而细致的工程,需要综合运用材料学、结构设计、机械加工、模具试验等多方面的知识。
只有具备扎实的理论基础和丰富的实践经验,才能设计出高质量的冲压模具。
希望以上内容对冲压模具设计有所帮助,能够指导相关行业的人士更好地进行冲压模具设计工作。
冲压模具设计是一个复杂的过程,需要设计人员深入且全面地了解冲压工艺、材料特性、机械结构、模具加工工艺等多方面知识,并且需要经验丰富的工程师进行设计。
冲压工艺与模具设计课程设计
冲压工艺与模具设计课程设计冲压工艺与模具设计课程设计一、课程介绍冲压工艺与模具设计是一门专业的工程课程,旨在培养学生熟悉冲压工艺和模具的设计,制作及使用,具有较强的技术素养,能够胜任相应的专业技术工作岗位。
课程主要内容有:冲压工艺基础、冲压工艺设计、冲压模具设计、冲压机械组装、冲压操作及调试等。
二、教学目标1. 掌握冲压工艺的基础知识;2. 学会掌握冲压工艺设计;3. 学会掌握冲压模具设计;4. 掌握冲压机械组装、操作及调试;5. 培养学生抱着系统的、较强的理论与实践能力,具有较强的技术素养,能够胜任相关技术工作岗位。
三、教学内容1. 冲压工艺基础(1)原理:冲压原理、冲压件分类、制造工艺要求;(2)信息技术:计算机辅助设计、自动化控制技术。
2. 冲压工艺设计(1)工艺设计:材料分析、构型设计、加工工艺设计;(2)冲压工艺数据设计:冲压参数设计、加工参数设计、冲压缺口设计;(3)工艺过程设计:冲压过程设计、冲压加工组合设计。
3. 冲压模具设计(1)模具结构特性及原理:模具种类、模具结构特性、模具加工技术;(2)模具外形设计:模具尺寸设计、模具外形设计、模具开模方式设计;(3)模具细部设计:模具夹具设计、模具油道设计、模具放料口设计。
4. 冲压机械组装、操作及调试(1)机械组装:机床部件安装、工作台安装、冲程控制装置安装;(2)机械操作:调整冲程、挤压调节、调整冲头;(3)机械调试:机械功能调试、挤压参数调试、冲头快速调试。
四、教学安排本课程为2学期,每周3个小时,36学时。
主要采取实验操作和讨论报告的方式,在实验中锻炼学生的实践能力,在讨论中增强学生的专业综合能力。
五、教学考核及格考核和综合考核:成绩由实验操作50%、讨论报告50%组成。
冲压件模具设计的常用公式
冲压件模具设计的常用公式1. 强度和刚度计算公式1.1 拉伸强度计算冲压件在工作过程中会受到拉伸力的作用,因此计算冲压件的拉伸强度是非常重要的。
拉伸强度的计算公式如下:F = σ × A其中,F表示拉伸力,σ表示材料的抗拉强度,A表示冲压件的截面积。
1.2 刚度计算刚度是指冲压件在受力下的变形程度,计算冲压件的刚度可以确定其在工作过程中是否会发生过度变形。
刚度的计算公式如下:K = (E × A) / L其中,K表示刚度,E表示材料的弹性模量,A表示冲压件的截面积,L表示冲压件的长度。
2. 冲压参数计算公式2.1 冲头压力计算冲头压力是冲压件在冲床上受到的压力,计算冲头压力可以确定冲床的最小压力要求。
冲头压力的计算公式如下:P = F / A其中,P表示冲头压力,F表示冲压件的拉伸力,A表示冲头的截面积。
2.2 厚度计算冲压件的厚度是冲压件的重要参数之一,计算冲压件的厚度可以确定其制备过程中所需的原材料量。
厚度的计算公式如下:t = V / (A × L)其中,t表示冲压件的厚度,V表示冲压件的体积,A表示冲压件的截面积,L表示冲压件的长度。
3. 离型力计算公式冲压件在离型过程中需要克服一定的摩擦力,计算离型力是确定冲压模具设计是否合理的重要指标。
离型力的计算公式如下:F = μ × N其中,F表示离型力,μ表示冲压件和模具之间的摩擦系数,N表示冲压件的法线力。
4. 寿命计算公式冲压模具在工作过程中会受到疲劳载荷的影响,因此计算冲压模具的寿命可以指导模具的选材和使用。
寿命的计算公式如下:N = (S / K) × (F / σf)^b其中,N表示模具寿命的预测次数,S表示冲压次数,K表示对应于S次冲压的磨损系数,F表示冲压力,σf表示冲压件的疲劳强度,b表示指数。
结论以上是冲压件模具设计过程中常用的计算公式。
这些公式可以帮助工程师在设计冲压模具时进行强度、刚度、参数和寿命等方面的计算,以确保模具的设计合理和稳定性。
冲压模具设计的一般流程
冲压模具设计的一般流程
1.审查产品图纸:首先需要仔细审查产品的工程图纸,了解产品的各
个尺寸要求、工艺要求以及其他相关要求。
2.确定冲压工艺:根据产品的要求,确定适合的冲压工艺,选择冲压
机械设备,确定最佳的冲压工艺参数。
3.设计模具结构:根据产品的工程图纸和冲压工艺要求,设计模具的
结构。
包括上模、下模、保护板、导向机构和顶针等。
4.确定模具尺寸:根据产品的尺寸要求,确定模具的尺寸。
包括上模、下模的尺寸以及模具的总高度。
5.设计冲裁件:在冲压模具中,通常需要设计一些冲裁件,用于切割
产品或者打孔等。
根据产品的要求,设计相应的冲裁件。
6.进行模具分解:将整个模具分解为若干个零部件,根据设计要求,
分布绘制模具的各个零件的图纸。
7.图纸绘制:根据模具的总装图和各个零件的图纸,进行详细的绘制
和标注。
确保各个零件的尺寸和位置准确无误。
8.模具加工:根据图纸,通过数控机床等设备进行各个零件的加工。
包括铣削、车削、磨削等工艺。
9.模具装配:将各个零件按照设计图纸的要求进行装配,完成整个冲
压模具的制作。
10.模具调试:完成模具制作后,进行模具的调试,确保模具能够正
常运行,满足产品的工艺要求。
11.产出产品:经过模具调试后,使用冲压机械设备进行批量生产,产出满足产品要求的冲压件。
12.模具维护和修理:冲压模具在使用过程中,需要进行定期的维护和修理,确保模具长时间稳定运行。
冲压模具设计说明书
冲压模具设计班级: 学号: 姓名: 指导老师:材料:08F ,厚度1.5mm ,生产批量为大批量生产(级进模)。
1. 冲压件工艺性分析(1) 材料O8F 为优质碳素钢,抗剪强度τ=220~310Mpa 、抗拉强度b σ=280~390Mpa 、伸长率为10δ=32%、屈服极限s σ=180Mpa 、具有良好的冲压性能,适合冲裁加工。
(2) 结构与尺寸工件结构比较简单,中间有一个直径为22的孔,旁边有两个直径为8的孔,凹槽宽度满足b ≥2t ,即6》2x1.5=3mm,凹槽深度满足l b 5≤,即5《5x6=30。
结构与尺寸均适合冲裁加工。
2. 冲裁工艺方案的确定该工件包括落料和冲孔两个工序,可采用一下三种工艺方案。
方案一:先落料,后冲孔,采用单工序模生产。
方案二:落料——冲孔复合冲压,采用复合模生产。
方案三:冲孔——落料级进冲压,采用级进模生产。
综合考虑后,应该选择方案三。
因为方案三只需要一副模具,生产效率高,操作方便,工件精度也能满足要求,所以应该选用方案三比较合算。
3.选择模具总体结构形式由于冲压工艺分析可知,采用级进冲压,所以模具类型为级进模。
(1)确定模架及导向方式采用对角导柱模架,这种模架的导柱在模具对角位置,冲压时可防止由于偏心力矩而引起模具歪斜。
导柱导向可以提高模具寿命和工件质量,方便安装调整。
(2)定位方式的选择该冲件采用的柸料是条料,控制条料的送进方向采用导料板,无侧压装置;控制条料的送进步距采用侧刃粗定距;用导正销精定位保证内外形相对位置的精度。
(3)卸料、出件方式的选择因为该工件料厚1.5mm,尺寸较小,所以卸料力也较小,故选择弹性卸料,下出件方式。
4.必要的工艺计算(1)排样设计与计算该冲件外形大致为圆形,搭边值为a1=1.5mm,条料宽度为43.57mm,步距为A=88.4mm,一个步距的利用率为63.98%。
见下图S=1668.7-11x11x3.14-2x4x4x3.14=1188.28项目分类计算方法和结果排样冲裁件面积面积为1188.28mm条料宽度B=39.97+1.8+1.8=43.57mm 步距A=86.9+1.5=88.4mm材料利用率η冲压力的相关计算F 冲=KLt b τ=1.3*275*1.5*300=160875N F 卸=K 1F=0.04*160875=64350N F 推=nK 2F=4*0.055*160875=35392.5N F= F 冲+ F 卸+ F 推=260617.5N (3)计算模具压力中心代入公式X0=132.25115.69132.25396.14874.61132.2519.44115.6993.26132.250396.148++++++X X X X =19.73Y0=132.25115.69132.25396.14827.13132.250115.69)27.13(132.250396.148+++++-+X X X X =0(4) 计算凸、凹模工作部分尺寸并确定其制造公差 由于凸凹模的形状相对简单且材料较厚,冲裁间隙较大,可采用分开加工法确定凸凹模的刃口尺寸及公差。
冲压模具设计计算
冲压模具设计计算第⼆章冲压⼯艺设计和冲压⼒的计算2.1冲压件(链轮)简介链轮三维图如图2.1,材料为Q235,⼯件厚度3mm,模具精度:IT13为⼀般精度。
图2.1零件三维图图2.2零件⼆维图零件图如图2.2,从零件图分析,该冲压件采⽤3mm的Q235钢板冲压⽽成,可保证⾜够的刚度与强度。
并可看出该零件的成形⼯序有落料、冲孔、拉深、翻边,其难点为该成形件的拉深和翻边。
该零件形状对称,⽆尖⾓和其它形状突变,为典型的板料冲压件。
通过计算此零件可按圆筒件拉深成形,因其尺⼨精度要求不⾼,⼤批量⽣产,因此可以⽤冲压⽅法⽣产,并可⼀次最终成形,节约成本,降低劳动。
2.2确定冲压⼯艺⽅案经过对冲压件的⼯艺分析后,结合产品图进⾏必要的⼯艺计算,并在分析冲压⼯艺类型、冲压次数、冲压顺序和⼯序组合⽅式的基础上,提出各种可能的冲压分析⽅案[]10。
1)冲压的⼏种⽅案(1)落料、冲孔、拉深、翻边单⼯序模具⽣产。
(2)落料、冲孔复合模,拉深、翻边复合模⽣产。
(3)落料、冲孔连续进⾏采⽤级进模⽣产,拉深、翻边复合模⽣产。
(4)落料、冲孔、拉深、翻边复合模⽣产。
⽅案⼀:结构简单,需要四道⼯序,四套模具才能完成⼯件的加⼯,成本⾼。
⽅案⼆:加⼯⼯序减少,节省加⼯时间,制造精度⾼,成本相应减少,提⾼了劳动⽣产率。
⽅案三:在⽅案⼆的基础上加⼤了制造成本,既不经济⼜不实惠。
⽅案四:在⽅案⼆的基础上⼜减少了加⼯⼯序,⼜节省加⼯时间,制造精度⾼,成本相应减少,⼜提⾼了劳动⽣产率。
⼀个⼯件往往需要经过多道⼯序才能完成,编制⼯序⽅案时必须考虑两种情况:单⼯序模分散冲压或⼯序组合采⽤复合模连续冲压,这主要取决于冲压件的⽣产批量,尺⼨⼤⼩和精度等因素。
通过产品质量、⽣产率、设备条件、模具制造和寿命、操作安全以及经济效益等⽅⾯的综合分析,⽐较决定采⽤⽅案四。
即:落料、冲孔、拉深、翻边→成品。
2)各加⼯⼯序次数的确定根据⼯件的形状和尺⼨及极限变形程度可进⾏以下决定:落料、冲孔、拉深、翻边各⼀次。
冲压件模具设计的常用公式
冲压件模具设计的常用公式随着现代工业的发展,冲压件的应用越来越广泛,从家电到汽车、航空航天等领域都离不开冲压件的制造。
而冲压件的制造离不开模具的设计和制造。
在冲压件模具设计中,使用一些公式能够更好的指导设计过程,提高模具设计的效率和准确性。
本文将介绍一些冲压件模具设计中的常用公式。
1.冲压件的扁平公式在冲压件的设计中,往往需要先根据产品的图纸计算出其扁平尺寸。
用于判断冲压件的设计尺寸是否合理。
冲压件的扁平公式为:S=π(D+d)/2×√((D-d)/2)×F其中,S表示冲压件的扁平尺寸,D和d分别为模具的上模和下模的直径,F为强度系数。
2.模具的强度公式在冲压过程中,模具需要承受很大的压力和撞击力,因此模具的强度是非常重要的。
冲压件模具的强度公式为:σ= (K×(F×L))/((a-b)×b)其中,σ为应力,K为强度试验样本的应力系数,F为金属材料的屈服极限,L为冲压件的长度,a和b分别为上模和下模的外径。
3.折弯件的受载公式在冲压件的制造中,折弯件的制作也是非常重要的一个过程。
折弯件的受载公式为:M=W×L/2×sinα×t^2其中,M为折弯件的扭矩,W为载荷,L为支撑距离,α为折弯角度,t为材料的厚度。
4.齿轮的模数公式在冲压齿轮的设计中,需要根据参数计算出齿轮的模数。
齿轮的模数公式为:m=D/Z其中,m为模数,D为齿轮的直径,Z为齿轮的齿数。
5.模具内角的计算公式在冲压件模具的设计中,模具内角的大小和形状是非常重要的。
模具内角的计算公式为:Ψ=2arctan(0.5B/L)其中,Ψ为内角,B为压头直径(冷模),压头直径补偿(热模),L为模具凸部的长度。
以上就是冲压件模具设计中的一些常用公式。
通过使用这些公式,能够更好地指导冲压件模具的设计,提高冲压件的生产效率和质量。
冲压模具设计——第一章PPT课件
第二节 冷冲压设备
1
第一章 冲压加工概述与冲压设备
第一节 冲压加工概述 一、概念
• (冷)冲压——指在室温下,利用安装
在压力机上的模具对材料施加压力,使
其产生分离或塑性变形,从而获得所需
零件的一种压力加工方法。
加工对象:主要金属板材 加工依据:板材冲压成形性能(主要是塑性) 加工设备:主要是压力机 加工工艺装备:冲压模具
21
第一章 冲压加工概述与冲压设备
压力机技术规格 • (1)标称/公称压力:
• (2)滑块行程长度:成形拉深件和弯曲件应使滑 块行程长度大于制件高度的2.5~3.0倍。
• (3)行程次数
• (4)工作台面尺寸 长、宽尺寸应大于模具下模座尺寸,每边留出
60~100mm(50~70mm)。
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第一章 冲压加工概述与冲压设备
“一模一样”的关系。冲模没有通用性。
冲模是冲压生产必不可少的工艺装备。它决定
着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
冲模的功能和作用、冲模设计与制造方法和手
段,决定了冲模是技术密集、高附加值型产品。
4
第一章 冲压加工概述与冲压设备
冲 压 生 产 场 景
5
第一章 冲压加工概述与冲压设备
• 典型冲压模具
三、冲压工序分类
• 分离工序——是指坯料在冲压力作用下,变形部分 的应力达到强度极限σb以后,使坯料发生断裂而产 生分离。
• 分离工序主要有剪裁和冲裁等。
• 成形(变形)工序——是指坯料在冲压力作用下,
变形部分的应力达到屈服极限σs,但未达到强度极 限σb,使坯料产生塑性变形,成为具有一定形状、
尺寸与精度制件的加工工序。 • 成形工序主要有弯曲、拉深、翻边、旋压等。
冲压模具课程设计说明书
冲压模具课程设计说明书冲压模具课程设计说明书一、引言本文档旨在设计一个冲压模具课程,以满足学生对于冲压模具设计与制造的需求。
本课程设计说明书将详细介绍课程的目标、内容、教学方法、评估方式等。
二、课程目标1、了解冲压模具的基本概念和工作原理;2、掌握冲压模具的各种设计方法和技巧;3、熟悉冲压模具的制造工艺流程;4、能够根据产品要求进行冲压模具设计和制造;5、培养学生的创新能力和团队合作意识。
三、课程内容1、冲压模具概述1.1 冲压模具的定义和分类1.2 冲压模具的工作原理1.3 冲压模具的应用领域2、冲压模具设计基础2.1 零件设计和材料选择2.2 冲压件的材料性能与工艺2.3 冲压模具的设计要求3、冲压模具设计方法3.1 冲压模具的结构设计3.2 冲压模具的工艺设计3.3 冲压模具的热处理与表面处理4、冲压模具制造工艺4.1 冲压模具的基础加工4.2 冲压模具的装配与调试4.3 冲压模具的运行与维护5、冲压模具技术创新与发展趋势5.1 冲压模具的新材料与新工艺5.2 冲压模具的智能化与自动化5.3 冲压模具的绿色设计与可持续发展四、教学方法本课程将采用多种教学方法,包括讲授、实践操作、案例分析和团队项目等。
学生将通过理论学习和实践操作相结合的方式,全面掌握冲压模具的设计与制造技能。
五、评估方式学生的评估将综合考虑平时表现、作业完成情况、实践操作能力和项目成果等因素。
具体评估方式包括个人报告、课堂测试、作业评定、实践考核等。
六、附件本文档涉及以下附件:1、冲压模具设计案例集2、冲压模具制造流程图3、冲压模具材料选择表4、冲压模具装配调试图纸七、法律名词及注释1、冲压模具:工业生产中用于冲裁、成形等加工操作的专用工具。
2、创新能力:指个体或群体在解决问题或实现目标时所展现的创造性思维和行动能力。
3、团队合作意识:指个体在团队合作中能够主动思考、承担责任、协调合作,以实现团队共同目标的意识和能力。
冲压模具设计全套步骤和流程总算是弄明白了
冲压模具设计全套步骤和流程总算是弄明白了
1.确定冲压件的材料和尺寸:首先需要确定冲压件的材料和尺寸,这是冲压模具设计的基础。
2.分析冲压件的形状和结构:根据冲压件的形状和结构,分析其制作工艺和成形特点,为模具设计提供依据。
3.制定冲压工艺路线:确定冲压工艺路线,包括冲孔、切割、压弯等工艺步骤,以及每个工艺步骤的工艺参数。
4.进行模具结构设计:根据冲压件的形状和结构,设计模具的结构,并确定需要使用的模具类型,如冲模、模座、下模等。
5.进行模具分解:根据模具结构设计,进行模具的分解,确定每个零部件的形状和尺寸,以及相互之间的装配关系。
6.进行零件加工制造:根据模具分解结果,进行零部件的加工制造,包括铣削、切割、钻孔、磨削等。
7.进行模具装配:将零部件进行装配,形成完整的模具结构。
8.进行模具试模:使用已装配好的模具进行试模,测试冲压件的成形效果,包括尺寸和形状的准确度,以及工艺参数的合理性。
9.进行模具调整:根据试模结果,对模具进行调整,以改善冲压件的成形效果。
10.进行模具维护和保养:对模具进行维护和保养,保持模具的工作状态和工作性能,延长模具的使用寿命。
以上就是冲压模具设计的全套步骤和流程。
冲压模具设计需要考虑多个方面的因素,包括冲压件的形状和结构、冲压工艺路线、模具结构和装配、模具试模和调整等,通过合理的设计和精确的加工制造,能够提高冲压工艺的质量和效率。
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∑。
简单冲压件冲压垫片模具设计
内容提要本此设计说明书论述了级进模的下模由下模座、下模垫板、下模固定板、凹模镶块、抬料钉、导料板、卸料板,导柱导套、卸料板弹钉、卸料板限位器等零部件组成以及其设计计算过程。
其中下模固定板、凹模镶块、导料板、卸料板拉深翻边凸模等是关键零部件。
该级进模采用单出排样,有6个工位,上、下模固定板具有高精度、长寿命。
可快速更换凸模和凹模镶块,并且重复装配精度高,可延长模具的使用寿命。
采用双侧刃定距,在侧刃凹模镶块上设计一个与导料板一样高的限位刃凸台,既可初定位送料的步距,又可快速定位导料板。
同时在上模座上设计刚性的卸料板限位器,卸料板既可弹性压料又可刚性卸料﹐综合而言﹐该模具有以下特点﹕(1)下模固定板具有高精度、长寿命(2) 快速更换冲裁凹模镶块目录前言 (1)绪论 (2)第1章冲压工艺分析 (4)第2章主要工艺参数的计算 (5)2.1确定冲压的基本工序 (5)2.2确定基本工序尺寸公差 (6)2.3排样及材料的选用率 (6)2.4计算工序压力 (6)2.5冲压设备的选择 (7)2.6确定压力中心 (8)2.7冲模刃口尺寸及公差的计算 (8)2.8确定各个零件的结构尺寸 (9)第3章确定工艺方案及模具结构形式 (11)3.1工艺方案的确定……………………………………………………‥113.2模具结构形式选择的基本原则 (12)第4章模具设计计算 (10)4.1凹模板外形尺寸的确定 (13)4.2凸模固定板形外形尺寸确定 (13)4.3凸凹模垫板外形尺寸确定 (13)4.4卸料橡胶的选用 (14)第5章固定机构的设计 (16)5.1 模板类零件的固定 (16)5.2凸模的固定 (16)5.3凹模镶块的固定 (16)第6章设计并绘制总装配图并选取标准件 (18)6.1下模座的选用 (18)6.2上模座的选用 (19)第7章绘制非标准零件图 (20)第8章本模具的工作过程及特点 (21)8.1工作过程 (21)8.2本模结构特点 (21)第9章典型零件加工工艺编制 (23)9.1卸料板 (23)9.2挡料销 (23)结束语 (25)参考文献 (26)致谢 (27)摘要:随着模具的迅速发展,在现代工业生产中,模具已经成为生产各种工业产品不可缺少的重要工艺设备,为了扩展在工艺方面的知识面为了适应社会的要求,学校举行了课程设计,这次课程设计是在学习完冲模、模具制造等课程的基础上进行的,是对我综合能力的考核,是对我所学知识的综合运用,也是对我所学知识的回顾与检查。
冲压件模具设计的常用公式
冲压件模具设计的常用公式1. 孔孔距离计算公式孔孔距离是指两个相邻孔中心之间的水平距离。
在冲压件模具设计中,计算孔孔距离是非常重要的一项工作,它直接影响到模具的布局和孔的位置。
一般来说,孔孔距离可以通过以下公式进行计算:孔孔距离 = 孔中心线间距 + (孔直径 × K)其中,孔中心线间距是指相邻孔中心线之间的距离,由模具设计师根据实际情况确定。
孔直径是指孔的直径,K是根据孔的类型和布局确定的系数。
2. 弯曲凸模内缺口尺寸计算公式在冲压件模具设计中,弯曲凸模内缺口尺寸的准确计算是模具设计的关键之一。
弯曲凸模内缺口尺寸一般包括四个方面的因素:弯曲凸模高度、弯曲凸模厚度、弯曲凸模角度和弯曲凸模圆角半径。
弯曲凸模内缺口尺寸可以通过以下公式进行计算:弯曲凸模内缺口尺寸 = 弯曲凸模高度 + 弯曲凸模厚度 + 2 × 弯曲凸模角度 + 2 ×弯曲凸模圆角半径其中,弯曲凸模高度是指弯曲凸模的高度,弯曲凸模厚度是指弯曲凸模的厚度,弯曲凸模角度是指弯曲凸模的角度,弯曲凸模圆角半径是指弯曲凸模圆角的半径。
3. 切断凸模尺寸计算公式在冲压件模具设计中,切断凸模的尺寸计算也是一个非常重要的环节。
切断凸模尺寸一般包括两个方面的因素:切断凸模高度和切断凸模厚度。
切断凸模尺寸可以通过以下公式进行计算:切断凸模尺寸 = 切断凸模高度 + 切断凸模厚度其中,切断凸模高度是指切断凸模的高度,切断凸模厚度是指切断凸模的厚度。
4. 弹簧片厚度计算公式在冲压件模具设计中,弹簧片厚度的计算是决定弹簧片在模具中的适应性的一项关键任务。
弹簧片厚度一般由以下因素决定:弹簧片宽度、材料的应力、弹簧片长度、材料的性质等。
弹簧片厚度可以通过以下公式进行计算:弹簧片厚度 = (弹簧片宽度 × 弹簧片宽度 × 弹簧片长度 × 弹簧片长度)/ (16 × 弹簧片宽度 × 材料的应力)其中,弹簧片宽度是指弹簧片的宽度,弹簧片长度是指弹簧片的长度,材料的应力是指材料的屈服应力。
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目录前言 (2)设计内容 (3)一、工艺性分析 (3)二、工艺方案的确定 (3)三、模具结构形式的确定 (3)四、工艺设计 (4)(1)计算毛坯尺寸 (4)(2)画排样图 (4)(3)计算材料利用率 (5)(4)计算冲压力 (6)(5)初选压力机 (6)(6)计算压力中心 (6)(7)计算凸凹模刃口尺寸 (7)五、模具结构设计 (7)(1)模具类型的选择 (7)(2)定位方式的选择 (7)(3)凹模设计 (7)(4)凹模刃口与边缘的距离 (7)(5)确定凹模周界尺寸 (7)(6)选择模架及确定其他冲模零件尺寸 (8)六、绘制典型零件图和装配图 (10)七、结束语 (11)致谢 (11)参考文献 (12)前言随着经济的发展,工业产品技术的也在不断发展,各行各业对模具的需求量越来越大,技术要求也越来越高。
虽然模具种类繁多,但在“十一五”期间其发展重点应该是既能满足大量需要,又具有较高的技术含量,特别是目前国内尚不能自给、需大量进口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具。
又由于模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响。
因此,一些重要的模具标准件也必须重点发展,而且其发展速度应快于模具的发展速度,这样才能不断提高我国的模具标准化水平,从而提高模具质量,缩短模具生产周期及降低成本。
由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势,因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展。
而且应该是目前已有一定基础,有条件、有可能发展起来的产品。
如:1.大型精密塑料模具塑料模具占我国模具总量的比例正逐年上升,发展潜力巨大。
目前虽然已有相当技术基础并正在快速发展,但技术水平与国外仍有较大差距,总量也供不应求,每年进口几亿美元。
2.主要模具标准件目前国内已有较大产量的模具标准件主要是模架、导向件、推杆推管、弹性元件等。
这些产品不但国内配套大量需要,出口前景也很好,应继续大力发展。
虽然如此,我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。
这些主要表现在飞行器钣金件、高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面,无论在设计还是加工工艺和能力方面,都有较大差距。
覆盖件模具,具有设计和制造难度大,质量和精度要求高的特点,可代表覆盖件模具的水平。
虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到了国际水平,模具结构功能方面也接近国际水平,在模具国产化进程中前进了一大步,但在制造质量、精度、制造周期等方面,与国外相比还存在一定的差距。
标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具,是我国重点发展的精密模具品种。
有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具,已基本达到国际水平。
因此我们在学习完飞行器板金成形和模具相关基础课程后,老师让我们进行简单冲压件的模具设计,我们可经通过简单件的设计初步了解一下模具设计的过程。
设计内容一、工艺性分析此工件只有落料一个工序。
制件材料为Q235,具有良好的冲压性能,适合冲裁。
工件结构相对简单,厚度为2mm,工件的尺寸全部为自由公差,可看作IT14级,尺寸精度较低,普通冲裁完全能满足要求(图1),但应加以注意:图1(1)有一定批量,应重视模具材料和结构的选择,保证一定的模具寿命。
(2)冲裁间隙,凸凹模间隙的确定应符合制件的要求。
(3)各工序凸凹模动作行程的确定应保证各工序动作稳妥、连贯。
二、工艺方案确定根据制件工艺性分析,其基本工序只有落料,可得以下简单方案:(1)直接落料,单工序冲裁。
(2)先冲孔凹形区域,后落料制件。
(3)凹形区域两次冲孔成矩形,再落料成制件。
方案(1)为单工序冲压,制件生产过程较为简单。
方案(2)、(3)需冲孔后落料,容易造成制件废品率高,对设备要求高等。
综合各方面因素,方案(1)较为合理。
三、模具结构形式的确定。
因制件材料较薄,为保证制件平整,采用固定卸料装置。
为方便操作和取件可初选双立柱可倾压力机,横向送料。
采用圆柱头式挡料销。
生产效率高,材料消耗也小。
综上所述:由《模具设计指导》[1]书表5—3,5—8选用固定卸料横向送料典型组合结构形式,后侧导柱滑动导向模架。
四、工艺设计。
(1)计算毛坯尺寸。
制件长尺寸如图一。
(2)排样方式的确定及尺寸确定。
排样方式的选择方案一:有废料排样沿冲件外形冲裁,在冲件周边都留有搭边。
冲件尺寸完全由冲模来保证,因此冲件精度高,模具寿命高,但材料利用率低。
方案二:少废料排样因受剪切条料和定位误差的影响,冲件质量差,模具寿命较方案一低,但材料利用率稍高,冲模结构简单。
方案三:无废料排样冲件的质量和模具寿命更低一些,但材料利用率最高。
通过上述三种方案的分析比较,综合考虑模具寿命和冲件质量,该冲件的排样方式选择方案一为佳。
考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳。
因材料厚度2mm由参考书《模具设计指导》表4-4得材料厚度允许偏差为±0.13mm,属于A级精度。
故材料为A级精度的Q235。
由参考书《飞行器钣金成形原理与工艺》[3]表3-17圆件及r>2t圆角矩形边长l≤50 矩形边长l>50或圆角r≤2 材料厚度t工件间a1 侧边a 工件间a 侧边a1 工件间a1侧边a0.25以下 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.00.25~0.5 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.50.5~0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 1.8 2.00.8~1.2 0.8 1.0 1.2 1.5 1.5 1.81.2~1.5 1.0 1.2 1.5 1.8 1.92.01.6~2.0 1.2 1.5 1.5 2.0 2.0 2.2表3-17 搭边值和侧边值的数值选a=1.5mm,a 1=2mm.由式3—24,无侧压装置有:B0 -Δ= [D+2 (a1 +Δ)+b0)]0 -Δ其中:B —条料板公称宽度(mm )D —垂直于送料方向的工件尺寸(mm ) a 1—侧搭边值(mm )b 0—条料与导板之间的间隙(mm ) Δ—条料宽度公差(mm ) 查表3-18,有Δ=0.6mm,b 0=0.2mm 则;B = [D+2×(a1 +Δ)+b0)]=[52+2×(2+0.6)+0.2] = 57.4 mm 条料步距L=75+a=(75+1.5)mm=76.5mm.查参考书《模具设计指导》表4-8,选板料规格为冷轧钢板,尺寸为600mm ×1500mm ×2mm,每块剪成60mm ×1500mm ×2mm 的条料,可生产零件200件。
制件排样图如图:图2(3)计算材料利用率η。
η=A A×100% 其中: 制件的总面积A 0=2340mm 。
一个步距的条料的面积A=3925mm 故η=60%(4)计算冲压力。
1)、冲裁力的计算用平刃冲裁时,其冲裁力F一般按下式计算:F=Ltτb式中F—冲裁力;L—冲裁周边长度;t—材料厚度;τb—材料抗剪强度;K—系数,系数K是考虑到实际生产中,模具间隙值的波动和不均匀,刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数,一般取K=1.3。
计算冲裁件轮廓尺寸L=272mm由参考资料《模具设计指导》[1]表4-11得bσ=432~461Mpa,取bσ=450Mpa 由参考书《飞行器钣金成形原理与工艺》[3]表3-15表3-15 卸料力、推件力和顶件力系数料厚t/mm K推K顶K卸钢≤0.1>0.1~0.5>0.5~2.5>2.5~6.5>6.50.065~0.0750.045~0.0550.04~0.050.03~0.040.02~0.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金纯铜,黄铜0.025~0.080.02~0.060.03~0.070.03~0.09则:①F冲裁=1.3Ltkpτ=1.3Lt(0.7~0.9)bσ=Lt×bσ=450×286×2=257.4KN②F卸料=K卸F冲=0.05×257.4=12.87KN总冲裁力F= 257.4+12.87=270.27KN(5)初选压力机。
由参考文献《模具设计指导》[1]表4-33选取Y23-40型精冲压力机。
(6)计算凸凹模刃口尺寸。
对于形状复杂或薄材料的冲裁件,为了保证凸凹模之间的间隙值,并使其分布均匀,必须采用配合加工,这种方法是先加工好凸模或凹模作为基准件,然后以此基准件为标准加工凹模或凸模,使二者保持一定间隙。
由《飞行器钣金成形原理与工艺》[3]表3-14,表3-14 系数X料厚t(mm)非圆形圆形1 0.75 0.5 0.75 0.5工件公差△/mm1 1~2 2~4 >4 <0.16<0.20<0.24<0.300.17~0.350.21~0.410.25~0.490.31~0.59≥0.36≥0.42≥0.50≥0.60<0.16<0.20<0.24<0.30≥0.16≥0.20≥0.24≥0.30每个尺寸可取:x=1①凹模磨损后增大的尺寸,可按落料件凹模尺寸的公式计算Aid=(Amax-x△)+δd 0A max—垂直于送料方向的凹模刃口间的最大距离;错误!未找到引用源。
所以有: A1d = (42-1×0.17)+0.17/4 0=41.83+0.0425 0mmA2d = (75-1×0.2)+0.2/4 0 =74.8+0.05 0mmA3d = (52-1×0.2)+0.2/4 0=51.8+0.05 0mmA4d = (26-1×0.12)+0.12/4 0=25.88+0.03 0mm②凹模磨损后变小的尺寸,可按冲孔凸模尺寸的公式计算B id= (Bmin +x△)0 -δdB min—垂直于送料方向的凸模刃口间的最小距离;所以有: B1d =( 30+1×0.12)0 -0.12/4 =30.120 -0.03mm③凹模磨损后不变的尺寸Cid =C ±δd所以有:C1d=52±0.2/4=52±0.05mm④落料凸模的基本尺寸与凹模相同,分别是37.83mm, 69.8mm, 47.8mm, 19.88mm,30.12mm, 48.0mm。
凸模按凹模配制,配制时要保证最小合理间隙Zmin=0.160mm。
(7)计算压力中心。
由于该制件图形规则,压力中心在其几何中心上。
先画出凹模型口图,如图建立坐标系。
所以对于中心点坐标有:(38.7,19.9)mm五、模具结构设计:(1)模具类型的选择由冲压工艺分析可知,压力机一次冲裁即可完成一个工序,所以模具类型单工序冲裁模。