第一章 设计步骤与实例
1.1:设计步骤:
一个模具工程师接受任务到完成任务进入模具加工阶段,需要有以下5个步骤:
1、 分析制件工艺性:
1) 审查制件是否具备冲压工艺性。 2) 审核制件冲压经济性。 2、 制定工艺方案: 1) 确定冲压方案。
2) 确定冲压类型和结构形式。 3、 相关工艺计算:
1) 排样、确定带料宽度,计算材料利用率。2) 计算冲压力,选择压力机。 3) 计算压力中心。
4) 确定凸、凹模间隙,计算刃口尺寸。 4、 模具结构设计:
1) 确定主要部件(如垫板、固定板、凹模、凸模)的外形尺寸。2) 确定弹性元件。
3) 选择模柄、模架等标准件。 5、 绘制装配图和零件图。
第二章 冲裁模具设计
2.1、如图2-1所示零件,其生产要求如下:
生产批量: 10万件每年 材 料: 1Cr13不锈钢 材料厚度: 1.5mm
图2-1 刃型挡片零件图 2.2、制件工艺性分析:
制件工艺性是指该零件采用冲压加工的难度 和经济性。分析时,要根据制件零件图或者实物,分析其几何形状、尺寸、料厚、结构工艺性、精度及表面粗糙度要求、制件材料、生产数量是否符合冲压要求。如果冲压工艺性不良,则需要提出修改意见,并与产品设计人员进行协商,经设计人员同意后才可以进行修改,并进行工艺方案的制订。
2.2.1 制件结构要求: 制件结构上要注意以下几点:
1、 冲裁件的形状。 冲裁件的形状应力求简单、对称,有利于
材料的合理利用。
2、 冲裁件内形及外形的拐角。冲裁件内形及外形的转角处要尽
量避免尖角,应以圆弧过渡,以便于模具加工时减少由于热处理产生的开裂,减少冲裁时尖角外的崩刃和过快磨损;一般R?0.25t(t为料厚)。
3、 冲裁件上凸出的悬臂和凹槽要避免过长,其最小宽度b>2t,
板料厚度<1mm时取值1mm;最长尺寸L?5t.
4、 冲裁件的孔边距与孔间距、孔与制件边缘的距离都不能太
小,一般a>2t,并不要小于3~4mm;c?1.5t.
5、 为了防止冲裁时凸模折断或者压弯,冲孔的尺寸不要过小。 2.2.2 制件精度和表面粗糙度要求
普通冲裁件的尺寸精度等级一般在IT10以下,较高精度可以达到IT8.而冲孔比落料件要高出一级。
普通冲裁件的表面粗糙度数值Ra一般低于6.3?m,一般冲裁件剪断表面粗糙度数值如表2-1所示。
表2-1 普通冲裁件的表面粗糙度数值 制件厚件t/mm ?1 1~2 6.3 2~3 12.5 3~4 25 4~5 50 表面粗糙度Ra/?m 3.2
2.2.3 刃型挡片的工艺分析 1、零件的尺寸精度分析
零件外形尺寸均未标注公差,按照企业要求,制件公差为?0.1mm,用一般精度的模具即可满足制件的精度要求。 2、零件结构工艺性分析
零件形状非对称,但无悬臂、凹槽等结构,外形简单,无尖角结构,t=1.5mm,圆弧半径R1.5mm,满足R?0.25t的要求,属于落料工序,可以冲裁成形。 3、制件材料分析
制件材料1Cr13不锈钢,抗剪强度r-314~372Mpa,抗拉强度
?b=392~461Mpa,伸长率?=20%。适于冲压成形。
综合以上分析,得到最终结论,该制件可以用冲压生产的方式进行生产。
2.3 制定工艺方案 2.3.1 制定冲压方案
确定制件工艺性后,需要根据其特性提出冲压工艺方案。这个步骤是制定该制件冲压工艺过程的核心内容。在此项工作中,要针对该制件的工序性、工序数、工序顺序及组合方式等进行分析,制定出几种不同的冲压工艺方案,最终确定该套模具的类型,模具的类型根据工序组合区分,包括单工序模、复合模和级进模三大类。 确定工艺方案的原则主要有以下三点: 1、 要保证冲裁件质量
在模具类型中,复合模冲出的制件精度高于连续模,而连续模又高于单工序模。所以精度要求较高的制件,可以采用复合模进行加工。
2、 要遵循经济性原则
在设计模具时,还要考虑成本。应在保证制件质量的前提下,尽量选用简易模具,从而提高经济效益。 3、 要保证安全生产
例如一些多工序小型制件,如果用用单工序模进行生产,在加工过程中容易造成操作失误,很不安全,所以应采用级进模进行冲压。
在制定时,首先需要确定制件的基本工序性质(如落料、冲孔、弯曲等)、工序数(单工序或多工序),进而确定工序的顺序,即提出可行性方案。
总之,确定出最终最佳方案是要综合考虑制件的精度、表面质量、生产数量、企业的实际条件等方面。 2.3.2 确定刃型挡片工艺方案
通过制件零件图可以知道,要加工该制件,只需要外形落料一个工序,所以本项目只设计一个单工序落料模。 2.4 确定冲压模具结构形式
在确定工艺方案后,需要根据所选模具类型(单工序模、复合模、级进模等)确定模具的各个部分的具体结构,包括进料方式、材料定位、定距方式、模架及卸料、压料、出件方式等;同时还应