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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