冲孔弯曲零件的冲压模具方案设计(二)

冲孔弯曲零件的冲压模具方案设计(二)

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冲孔弯曲零件的冲压模具方案设计(二)

2021-11-11

王稳

(苏州健雄职业技术学院,太仓 215400)

据此,完成此工件需要冲孔、落料两道工序。可进行的冲压工艺方案有四个:

方案一:四副模具。落料、冲孔复合(冲φ20mm孔);弯曲(外角弯曲、内交弯曲180°);弯曲(内角弯曲)。

方案二:四副模具。落料、冲孔符合(同方案一);弯曲(弯两外角);弯曲(弯两内角);冲孔(同方案一)。

方案三:三副模具。冲孔、切断、外角弯曲级进冲压;弯曲(弯两内角,通方案二);冲孔(同方案一)。

方案四:一副模具。所有工序组合,采用多工位级进模连续冲压。

比较以上四套方案,分析如下。方案四效率高,但模具结构复杂,制造周期长、成本高,安装、调试、维修困难,适于大批量生产,与产品生产批量不合,不予采纳。

编辑

方案二的优点是模具结构简单,制造周期短,但模具寿命长,弯曲时定位可靠、基准统一,操作方便;缺点是需要四副模具,工序较分散,占用设备和人员较多,不能有效减少工作时间,工作效率低。方案三与方案二在弯曲工艺上没有区别,只是采用了结构较复杂的级进、复合模,比方案二少用一副模具,但模具制造成本并不更低。

由于落料搭边,材料利用率稍高,但剪裁条料时,材料精度需严格控制。对于本项目要求,方案三应不如方案二合理。

方案一与方案二比较,模具数量相同,且第6、7工序的模具结构也完全相同,仅在第10、11工序,方案一的模具比较方案二的稍复杂。

除此,方案一具有方案二的所有优点,且由于外角弯曲时预弯内角,使得本来四处直角弯曲的两直边均得到校正,制件的回弹比方案二好,且容易控制。

综上分析,考虑本项目质量要求,选择方案一最为合理。

4 相关工艺计算

4.1 计算弯曲件展开长度

由于制件相对弯曲半径(查资料得)为r/t=0.4<0.5,则按中性层展开长度计算。查表得四个圆角的中性层内移系数为x=0.32。

4.2 冲裁排样设计

排样的选择依据有很多,如图3、图4所示。就企业而言,大都会对材料的利用率进行判断。根据材料利用率,排样方法一共有三种,有废料、少废料和无废料。

也可以以选择少、无废料的派样方法,以简化模具结构,降低冲裁力。当然,这种方法也有弊端,如因条料本身公差及条料导向公差影响,导致冲裁件的公差等级较低。

同时,因模具单面受力,会加剧模具的磨损,降低模具的寿命,直接影响冲裁件的断面质量。

根据材料利用率,本设计选用排样2的方案。

4.3 冲压力的计算弯曲外角、预弯内角。采用校正弯曲,忽略压料力,根据冲模设计手册表3-11的单位面积校正力数据(取50MPa),计算弯曲力:

F=AP=8450 (6)不计内角弯曲,自由弯曲力计算为:

F= 0.7KBt2σb / r +t

= 0.7 1.3× ×(20+10)×1.52 ×383/1.5+1.5 (7)

= 7841 N

F自为冲压行程结束的自由弯曲力;B为弯曲件的宽度; r为弯曲件的内弯曲半径;t为弯曲件材料厚度;σb 为材料的抗拉强度;K为安全系数,一般取K=1.3;a为系数;c为系数。总冲压力为:

F=F+F=16291 (8)选择冲压设备。各工序冲压力均较小,工件尺寸也较小,

可选用可倾式开式压力机。根据冲模设计手册以及压力机参数,考虑压力机行程应大于工件高度两倍的要求,兼顾模具大致尺寸及漏料方便,应选用合适压力机。

5 结语通过方案设计可以看出,方案的设计与制定必须通过项目组提供的所有信息进行设计,并与冲压工艺相结合,深入挖掘这些信息对应的技术内涵,前呼后应,全面兼顾,才能设计出合理的冲压方案。

模具方案设计中,满足加工工艺的同时,必须综合考虑生产效率、模具成本、生产条件、经济成本等多方面因素,从而达到方案的最优化设计。

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