Sep 06, 2023
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轉(zhuǎn)發(fā)自: 設(shè) 計 與 研 究 7
作者:王 穩(wěn)
(蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院,太倉 215400)
摘 要:本文主要是一個沖孔彎曲零件的沖壓模具方案設(shè)計,包括工藝性分析、沖壓工藝方案、相關(guān)工藝設(shè)計等內(nèi)容。模具方案設(shè)計中,筆者通過自身的模具專業(yè)知識,綜合考慮生產(chǎn)效率、模具成本、生產(chǎn)條件、經(jīng)濟成
本等多方面因素,設(shè)計出具有可行性的最優(yōu)化方案。
關(guān)鍵詞:沖壓 尺寸計算 沖壓工藝
DOI:10.16107/j.cnki.mmte.2017.0855
1 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性分析
本設(shè)計沖裁件如圖1所示。它的技術(shù)要求及生產(chǎn)信息如下:材料-08F;未注公差等級IT14;生產(chǎn)量為大批量。
圖 1 沖孔彎曲件
2 工藝分析
(1) 材料性能。該沖裁件的材料為08F鋼,其強度、硬度很低,塑性、韌性極高,具有良好的冷變形性和焊接性,正火加工切削性好,退火后的導(dǎo)磁率較高,剩磁較少,但淬透性、淬硬性極低。因此,冷加工時,應(yīng)采用消除應(yīng)力熱處理或韌水處理,用來防止加工斷裂。
(2) 彎曲工藝。彎曲件結(jié)構(gòu)、尺寸簡單而對稱,相對彎曲半徑為1.5,彎曲長度尺寸IT14級,屬于經(jīng)濟度,故彎曲工藝性較好。但是,由于對表面的質(zhì)量要求較高,在彎曲方式上應(yīng)加以注意。另外,要控制好制件的回彈。
3 沖壓工藝方案
初擬該零件的 彎曲成形方式得出三種方式。方式一為
一次彎曲;方式二 為外角,再內(nèi)角兩次彎曲;方式三為也
是先外角,再內(nèi)角 兩次彎曲,但彎曲內(nèi)角時先進行預(yù)彎。
2017
(3) 沖裁工藝。彎曲件展開尺寸大致在45mm×10mm,尺寸中等偏小,輪廓尺寸精度IT14級,各孔直徑均大于允許的最小沖孔直徑,很合適沖裁。但是,2-φ2孔距彎曲變形區(qū)太近,且彎曲后的回彈也會影響孔距尺寸37.5mm,故應(yīng)安排在所有彎曲工序之后沖出;各孔的尺寸精度較高,應(yīng)嚴(yán)格控制沖裁間隙。
根據(jù)以上分析,本次設(shè)計零件的沖壓工藝性良好,適用沖壓成型的成型方法。由于制件生產(chǎn),為了保證模具的復(fù)雜程度和模具壽命,對模具材料與模具結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)該給予重視。比較起來,方式一不可取,因為彎曲行程較大,工件與凸模臺肩、凹模表面的摩擦嚴(yán)重,制件表面質(zhì)量差,回彈也較大,不能滿足項目要求;方式二、方式三的彎曲避免了方式一的缺陷,均可取。
沖裁工序的安排,沖4-φ20mm孔安排在彎曲后,落料與沖φ20mm孔兩工序組合也合理,但考慮沖裁件結(jié)構(gòu)簡單,一復(fù)合模沖裁為好。
據(jù)此,完成此工件需要沖孔、落料兩道工序??蛇M行的沖壓工藝方案有四個:
方案一:四副模具。落料、沖孔復(fù)合(沖φ20mm孔);彎曲(外角彎曲、內(nèi)交彎曲180°);彎曲(內(nèi)角彎曲)。
方案二:四副模具。落料、沖孔符合(同方案一);彎曲(彎兩外角);彎曲(彎兩內(nèi)角);沖孔(同方案一)。
方案三:三副模具。沖孔、切斷、外角彎曲級進沖壓;彎曲(彎兩內(nèi)角,通方案二);沖孔(同方案一)。
方案四:一副模具。所有工序組合,采用多工位級進模連續(xù)沖壓。
比較以上四套方案,分析如下。方案四效率高,但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造周期長、成本高,安裝、調(diào)試、維修困難,適于大批量生產(chǎn),與產(chǎn)品生產(chǎn)批量不合,不予采納。方案二的優(yōu)點是模具結(jié)構(gòu)簡單,制造周期短,但模具壽命長,彎曲時定位可靠、基準(zhǔn)統(tǒng)一,操作方便;缺點是需要四副模具,工序較分散,占用設(shè)備和人員較多,不能有效減少工作時間,工作效率低。方案三與方案二在彎曲工藝上沒有區(qū)別,只是采用了結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的級進、復(fù)合模,比方案二少用一副模具,但模具制造成本并不更低。由于落料搭邊,材料利用率稍高,但剪裁條料時,材料精度需嚴(yán)格控制。對于本項目要求,方案三應(yīng)不如方案二合理。方案一與方案二比較,模具數(shù)量相同,且第6、7工序的模具結(jié)構(gòu)也完全相同,僅在第10、11工序,方案一的模具比較方案二的稍復(fù)雜。除此,方案一具有方案二的所有優(yōu)點,且由于外角彎曲時預(yù)彎內(nèi)角,使得本來四處直角彎曲的兩直邊均得到校正,制件的回彈比方案二好,且容易控制。
綜上分析,考慮本項目質(zhì)量要求,選擇方案一最為合理。
4 相關(guān)工藝計算
4.1 計算彎曲件展開長度
4.1.1 工序件尺寸計算
基金項目:江蘇省現(xiàn)代教育技術(shù)研究 2016 年度課題“基于 FluidSIM+WS200 的液壓氣動課程仿真與實踐教學(xué)研究”階段性成果(2016-R-48889);年度學(xué)院“三級聯(lián)動”科研基金項目與專項“盤類零件澆冒口自動切割設(shè)備研發(fā)”(2017SJLD16);2017 年江蘇高校“青藍工程”項目。
(1) 計算彎曲件的展開料長度
=17 +(2*5)+(2*8.5)+1.5 (1)
≈ 41.5mm
式中,L為胚料展開總長度,單位mm;li為直角長度,單為mm。
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