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冲孔落料弯曲复合模具设计.doc
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冲孔落料弯曲复合模具设计.doc
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1 绪 论
改革开放以来,随着国民经济的高速发展,工业产品的品种和数量的不断增
加,更新换代的不断加快,在现代制造业中,企业的生产一方面朝着多品种、小
批量和多样式的方向发展,加快换型,采用柔性化加工,以适应不同用户的需要;
另一方面朝着大批量,高效率生产的方向发展,以提高劳动生产率和生产规模来
创造更多效益,生产上采取专用设备生产的方式。模具,做为高效率的生产工具
的一种,是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零
件,具有生产效率高,可实现高速大批量的生产;节约原材料,实现无切屑加工;
产品质量稳定,具有良好的互换性;操作简单,对操作人员没有很高的技术要求;
利用模具批量生产的零件加工费用低;所加工出的零件与制件可以一次成形,不
需进行再加工;能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品;
容易实现生产的自动化的特点。
2 弯曲件的工艺分析
图 2—1 零件图
如图 2—1 所示零件图。
生产批量:大批量;
材料: LY21-Y;
该材料,经退火及时效处理,具有较高的强度、硬度,适合做中等强度的零
件。
尺寸精度:按公差 IT14 查出来的。尺寸精度较低,普通冲裁完全能够。
其他的形状尺寸均未标注公差,属自由尺寸,可安 IT14 级确定工件的公差。
经查公差表,各尺寸公差为:Ø9
0
+0。30
20
0
-0.52
60
0
-0.52
工件结构形状:制件需要进行落料、冲孔、弯曲三道基本工序,尺寸较小。
结论:该制件可以进行冲裁
制件为大批量生产,应重视模具材料和结构的选择,保证磨具的复杂程度和
模具的寿命。
3 确定工艺方案及模具的结构形式
根据制件的工艺分析,其基本工序有落料、冲孔、弯曲三道基本工序,按其
先后顺序组合,可得如下几种方案;
(1) 落料——弯曲——冲孔;单工序模冲压
(2) 落料——冲孔——弯曲;单工序模冲压。
(3) 冲孔——落料——弯曲;连续模冲压。
(4) 冲孔——落料——弯曲;复合模冲压。
方案(1)(2)属于单工序模冲裁工序冲裁模指在压力机一次行程内
完成一个冲压工序的冲裁模。由于此制件生产批量大,尺寸又较这两种方案生产
效率较低,操作也不安全,劳动强度大,故不宜采用。
方案(3)属于连续模,是指压力机在一次行程中,依次在模具几个不同的
位置上同时完成多道冲压工序的模具。由于制件的结构尺寸小,厚度小,连续模
结构复杂,又因落料在前弯曲在后,必然使弯曲时产生很大的加工难度,因此,
不宜采用该方案。
方案(4)属于复合冲裁模,复合冲裁模是指在一次工作行程中,在模具同
一部位同时完成数道冲压工序的模具。采用复合模冲裁,其模具结构没有连续模
复杂,生产效率也很高,又降低的工人的劳动强度,所以此方案最为合适。
根据分析采用方案(4)复合冲裁。
3.1 模具类型的选择
由冲压工艺分析可知,采用复合冲压,所以模具类型为复合模。
3.2 定位方式的选择
因为该模具采用的是条料,控制条料的送进方向采用导料板。控制条料的送
进步距采用导正销定距。
3.3 卸料方式的选择
因为工件料厚为 1.5mm,相对较厚,卸料力大,故可采用刚性料装置卸料。
3.4 导向方式的选择
为了提高模具寿命和工件质量,方便安装调整,该复合模采用中间导柱模架
的导向方式。
4 模具设计工艺计算
4.1 计算毛坯尺寸
相对弯曲半径为:R/t=2/1.5=1.33>0.5
式中:R——弯曲半径(mm)
t——材料厚度(mm)
由于相对弯曲半径大于 0.5,可见制件属于圆角半径较大的弯曲件,应该先
求变形区中性层曲率半径 β(mm)。
β=r
0
+kt 公式(4—1)
式中:r
0
——内弯曲半径
t——材料厚度
k——中性层系数
表 4—1 板料弯曲中性层系数
r
0
/t
0.1
0.2
0.25
0.3
0.4
0.5
0.6
0.8
1.O
K
1
(V)
0.30
0.33
0.35
0.36
0.37
0.38
0.39
0.41
0.42
K
2
(U)
0.23
0.29
0.31
0.32
0.35
0.37
0.38
0.40
0.41
K
3
(O)
—
—
—
—
—
0.72
0.70
0.67
0.63
r
0
/t
1.2
1.5
1.8
2
3
4
5
6
8
K
1
(V)
0.43
0.45
0.46
0.46
0.47
0.48
0.48
0.49
0.50
K
2
(U)
0.42
0.44
0.45
0.45
0.46
0.47
0.48
0.49
0.50
K
3
(O)
0.49
0.56
0.52
0.50
查表 4—1,K=0.45
根据公式 4—1 β= r
0
+kt
=2+0.45X1.5
=2.675(mm)
图 4—1 算展开尺寸示意图
毛坯总展开长度 L0:
L0=2L3+L1+L2
由毛坯图的:L1=13 L2=60
L3=π/2(R+KT)=3.14/2×(2+0.45×1.5)=6.2mm
所以 L0=2×6.2+60+13=85.4mm(取 85.4
0
-0.87
mm
)
根据计算得:工件的展开尺寸为 20×85.4(mm),如图 4—2 所示。
图 4—2 尺寸展开图
4.2 排样、计算条料宽度及步距的确定
4.2.1 搭边值的确定
排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料,称为搭边。搭边
的作用是补偿定位误差,保持条料有一定的刚度,以保证零件质量和送料方便。
搭边过大,浪费材料。搭边过小,冲裁时容易翘曲或被拉断,不仅会增大冲件毛
刺,有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口,降低模具寿命。或影响送料工
作。
搭边值通常由经验确定,表 4—2 所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。
表 4—2 搭边 a 和 a1 数值
圆件及 r>2t 的工件
矩形工件边长 L<50mm
矩形工件边长 L>50mm
或 r<2t 的工件
材料厚度
工件间 a1
沿边 a
工件间 a1
沿边 a
工件间 a1
沿边 a
<0.25
0.25~0.5
0.5~0.8
0.8~1.2
1.2~1.6
1.6~2.0
2.0~2.5
2.5~3.0
3.0~3.5
3.5~4.0
4.0~5.0
5.0~12
1.8
1.2
1.0
0.8
1.0
1.2
1.5
1.8
2.2
2.5
3.0
0.6t
2.0
1.5
1.2
1.0
1.2
1.5
1.8
2.2
2.5
2.8
3.5
0.7t
2.2
1.8
1.5
1.2
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
2.5
3.5
0.7t
2.5
2.0
1.8
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.2
4.0
0.8t
2.8
2.2
1.8
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.2
4.0
0.8t
3.0
2.5
2.0
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.2
3.5
4.5
0.9t
搭边值是废料,所以应尽量取小,但过小的搭边值容易挤进凹模,增加刃口
磨损表 4—2 给出了钢(W
C
0.05%~0.25%)的搭边值。
对于其他材料的应将表中的数值乘以下列数:
钢(W
C
0.3%~0.45%) 0.9
钢(W
C
0.5%~0.65%) 0.8
硬黄钢 1~1.1
硬铝 1~1.2
软黄铜,纯铜 1.2
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