模具设计与制造重点难点
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压力机的主要技术参数
标称压力(KN):压力机距下止点的一小段距离(即标称压力行程,一般为10mm左右),所产生的最大压力。
滑块行程:滑块由上止点运动到下止点的距离。
模柄孔尺寸和工作台面尺寸。
闭合高度(H):滑块处于下止点时,其底面到工作台上平面的距离。
压力机选择的原则
压力机标称压力应大于等于冲压加工所须总压力。
压力机的行程应满足制件高度尺寸。
压力机冲压次数应符合生产率和材料变形速度的要求。
压力机的闭合高度与模具闭合高度的关系
第二章冲裁模设计
所谓冲裁,就是利用冲模将板料(以封闭的轮廓)与坯料分离的一种冲压方法。
冲裁主要指:冲孔、落料和切口。
冲孔:所冲的孔为要得到的形状和尺寸,即带孔部分为制件,冲落部分为废料。
落料:所冲外形轮廓为要求的形状和尺寸,即冲落的外形轮廓为制件,剩余部分为废料。
§2-1冲裁机理一、冲裁变形过程:
在模具间隙合理时,冲裁可主要分为三个阶段,如图1-4。
弹性变形阶段(OA):凸模刚接触板料,剪切力很小板料上翘,这时如果凸模后退,变形恢复。塑性变形阶段(AC):凸模开始压入板料,板料产生塑性变形并产生微裂纹。这时如果凸模后退,板料变形不会恢复。该阶段剪切力达最大值。
断裂分离阶段(CE):凸模继续下压,微裂纹扩展,当上下裂纹重合时,板料断裂,剪切过程结束。这个阶段剪切力急剧下降。
二、冲裁件断面特征
表面塌角(圆角带)
剪切面(光亮带)
断裂带
毛刺
三、冲裁件质量分析
影响冲裁件尺寸精度的因素:
模具制造精度
冲裁模间隙:间隙小,精度高。
冲裁件的相对厚度t/D:相对厚度大,精度高。
板料的力学特性
冲裁件的形状:简单,精度高。
影响毛刺大小的因素:刃口的锋利程度,凸凹模间隙的合理与否及均匀程度。
影响冲裁件断面质量的因素:
影响冲裁件断面质量的主要因素是凸凹模间隙
§2-2排样设计
一、材料的合理利用
材料利用率:冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比,它是衡量合理利用材料的经济性指标。
:一个步距内的材料利用率
一张板料(或带料、条料)上总的材料利用率
板料的裁剪方法
二、提高材料利用率的方法
冲裁所产生的废料:一类是结构废料;另一类是工艺废料。
工艺废料与结构废料
结构废料是由制件本身的形状决定,一般是固定不变的;工艺废料取决于搭边和余量的大小,也取决于排样方式和冲压方式。因此,要提高材料的利用率,就要合理排样,减少工艺废料。
设计合理的排样方案;
选择合适的板料规格和合理的裁板法(减少料头、料尾和边余料);
利用废料作小零件(如混合排样)等。
三、排样方法
1.有废料排样()
2.少废料排样(b)
3.无废料排样(c、d)
排样设计
搭边:排样时,制件和制件之间,制件与条料(板料)边缘之间的余料。
搭边的作用是补偿定位误差;保持条料刚度,以利送进。
搭边值的确定
搭边值大,材料利用率低;
搭边值过小,材料易被拉断,且产生毛刺,甚至损坏模具刃口,降低模具寿命。
搭边值的影响因素
材料的力学性能
板料的厚度
制件的形状和尺寸
送料方式
有无压料装置
§2-3冲裁间隙
冲裁间隙是指凹模与凸模尺寸之差值,在普通冲裁中均为正值,常用Z表示
对于圆形凸、凹模:
Z=Dd-dp 叫双边间隙
C=Z/2叫单边间隙
Z为冲裁工艺及模具设计中一个主要的工艺参数
一、间隙对冲裁工作的影响
间隙值关系到冲裁时弯曲、拉深、挤压等附加变形的大小
因此它对冲裁工序有很大的影响,主要有以下几个方面
1、间隙对精度及质量的影响
模具间隙是影响断面质量的主要因素,也是影响尺寸精度的主要因素
提高断面质量的关键在于延长塑性变形阶段、推迟裂纹的产生,以增大光亮带宽度
其主要途径就是减小间隙
2、间隙对冲裁力的影响
Z大,材料所受的拉应力增大,冲裁力有一定程度的降低
且落料件小于凹模尺寸,冲孔件大于凸模尺寸,因此,卸料力、推件力及顶件力均小
但继续增大Z值,由于刃口处上、下裂纹不重合的影响,冲裁力的下降变缓
并且由于毛刺增大,间隙减小,冲裁力增大。
3、间隙对模具寿命的影响
模具寿命通常以保证获得合格产品时的冲压次数来表示
间隙主要对模具的磨损和胀裂有影响
间隙过小,落料件或废料往往梗塞在凹模洞口,易导致凹模胀裂
间隙过大,零件毛刺增大,卸料力增大,反而使刃口磨损加大
在合理间隙时,模具磨损最小,模具寿命最高
二、间隙的确定
合理的间隙可以通过下列方式得到:
理论计算
经验公式计算
实用间隙表(P21表2.12)
确定凸、凹模合理间隙常用经验确定法
合理间隙的选择原则
当对制件精度和断面均有较高的要求时,应考虑选择较小的冲裁间隙,以满足冲裁件的精度要求和较为光洁、平直的断面。
当冲裁件对断面及精度均无较高要求时,在间隙允许的条件下,可选用偏大的间隙,以提高模具的寿命,减小冲裁力。
在通常情况下取中间值。
本节总结
提高断面质量的主要途径是减小间隙
间隙大,则冲裁力小、模具寿命长;间隙小时则相反
设计和制造模具时应采用最小合理间隙值
一、刃口尺寸的计算方法
凸凹模分别加工
所谓凸凹模分别加工,是在图纸上分别标注凸模、凹模的尺寸及公差,然后按要求分别加工,这样的模具具有互换性。
凸凹模分别加工
落料件(基准件为凹模,间隙取在凸模上):工件尺寸为。
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