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1、2.2設(shè)計任務(wù)書圖示沖裁件,材料為硅鋼板,厚度為0.5mm,生產(chǎn)批量為80萬/年。試制定工件沖壓工藝規(guī)程、設(shè)計其模具、編制模具零件的加工工藝編制。圖1產(chǎn)品零件圖零件名稱:鐵心片生產(chǎn)批量:80萬/年材料:硅鋼板材料厚度:t=0.5mm3.沖壓工藝與模具設(shè)計3.1沖壓件工藝分析①材料:該沖裁件的材料硅鋼板,具有較好的可沖壓性能。②零件結(jié)構(gòu):該沖裁件結(jié)構(gòu)簡單,只有兩個直徑為7的孔,比較適合沖裁。③尺寸精度:零件圖上所有未注公差的尺寸,屬自由尺寸,可按IT14級確定工件尺寸的公差。查公差表可得各尺寸公差為:零件外形:75mm52.5mm2
2、2.5mm15mmd=mm11.25mm結(jié)論:適合沖裁。3.2工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型該零件包括落料、沖孔兩個基本工序,可以采用以下三種工藝方案:①落料—沖孔,采用單工序模生產(chǎn)。②沖孔-落料復(fù)合沖壓,采用復(fù)合模生產(chǎn)。③沖孔-落料連續(xù)沖壓,采用連續(xù)模生產(chǎn)。方案①模具結(jié)構(gòu)簡單,但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工,生產(chǎn)效率較低,難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求。由于零件結(jié)構(gòu)簡單,為提高生產(chǎn)效率,主要應(yīng)采用復(fù)合沖裁或級進沖裁方式。方案②只需要一副模具,沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證,生產(chǎn)效率也高盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜,但由于零件的
3、幾何狀態(tài)簡單對稱模具制造并不困難。方案③也只需要一副模具,生產(chǎn)效率也很高但零件的沖壓精度較差。欲保證沖壓件的形位精度,需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正,故模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜。最后確定用復(fù)合沖裁方式。工件尺寸可知,材料為硅鋼板,材料厚度為0.5mm,厚度比較薄,平直度要求高,孔邊距較小,但工件結(jié)構(gòu)簡單,為便于操作,所以復(fù)合模結(jié)構(gòu)采用正裝復(fù)合模及彈性卸料和定位釘進行定位方式。3.3排樣設(shè)計及計算1.材料利用率力求在相同的材料面積上得到最多的工件,以提高材料的利用率。一個進距的材料利用率k的計算式:k=nA/bh×100%式中:k——
4、材料利用率n——個進距內(nèi)沖裁件數(shù)目b——條料寬度(mm)h——進距(mm)2.生產(chǎn)批量排樣時必須考慮生產(chǎn)批量的大小采用直排。根據(jù)材料厚度t=0.5mm,工件間搭邊值a1=2mm。(1)計算沖壓件毛坯面積:A=30×15×3+75×22.5-2×π×6=2811.42mm(2)條料寬度:b=75+2×2=79mm(3)進距:h=52.5+2=54.5mm(4)一個進距的材料利用率:K=n×A/(b×h)×100%=2811.42/(79×54.5)×100%=65.3%圖2排樣圖4工藝設(shè)計與計算4.1沖壓力的計算沖裁力計算:式中:F
5、——沖裁力t——材料厚度K——系數(shù),一般取值為1.3L——沖裁周邊長度——材料抗剪強度該工件材料是硅鋼片,它的抗剪強度b=549Mpa,經(jīng)計算,該工件沖裁周邊長度:L1=52.5×2+15×5+75+30×4=375mmL2=2π×6=37.68mm卸料力計算、頂件力計算式中為卸料力,為頂件力,F(xiàn)為沖裁力,分別為卸料力和頂件力的系數(shù)查表可有:=0.055,=0.063=總沖壓力那么壓力機的理論公稱壓力查表可得;壓力機的公稱壓力值為250KN4.2確定壓力中心由于工件x方向?qū)ΨQ,根據(jù)CAD軟件作圖計算,圖形如下:可有結(jié)論為:壓力中心
6、X:22.1081Y:37.5000由以上計算可知沖壓件壓力中心的坐標(biāo)為(22.1081,37.5000)。4.3凸凹模刃口尺寸計算刃口尺寸計算列于表1中。其中:落料部分以凹模為基準(zhǔn)計算,落料凸模按間隙值配制;沖孔部分以凸模為基準(zhǔn)計算,沖孔凹模按間隙值配制??走吘?1.25mm近似按孔心距計算。A.磨損后變大的尺寸:75mm52.5mm15mmmmmmB.磨損后變小的尺寸:22.5mm15mm11.25mmC.磨損后不變的尺寸:30±0.1mm30mm表1刃口尺寸計算基本尺寸及分類沖裁間隙磨損系數(shù)計算公式制造公差計算結(jié)果落料凹模D
7、=75Z=0.246Z=0.36制件精度為:IT14級,故x=0.5Δ/4D=相應(yīng)凸模尺寸按凹模尺寸配作,保證雙面間隙在0.246~0.36之間Z-Z=0.36-0.25=0.11mmD=D=同上D=D=同上D=同上同上Δ/4D=同上D=同上同上Δ/4D=同上沖孔d=同上同上Δ/4d=相應(yīng)凹模尺寸按凸模刃口尺寸配作,保證雙面間隙在0.246~0.36之間孔邊距L=11.25同上同上Δ/4Lp=孔心距L±=同上x=0.5Δ/8Ld=4.4主要模具零件結(jié)構(gòu)尺寸1、模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知本設(shè)計采用復(fù)合沖壓,復(fù)合模又可分為倒裝復(fù)
8、合模和正裝復(fù)合模,其各自的特點如下正裝復(fù)合模與倒裝復(fù)合模的比較1對于薄沖件能達到平整要求不能達到平整要求2操作不方便、不安全,孔的廢料用打桿打出操作方便、安全,孔的廢料通過凸凹模的孔向下漏掉3裝凹模的面積較大,有利于凹模鑲拼結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)如凸凹模較大,