零件2的工藝性分析及工藝計(jì)算

1、零件2的工藝性分析及工藝計(jì)算2.1.1 工藝分析該零件形狀簡(jiǎn)單，對(duì)稱，由圓弧和直線組成，料厚1.5mm。制件要求表面不得有擦傷，劃痕；孔及輪廓邊緣不得有毛刺；沖裁件內(nèi)外形達(dá)到精度IT12,兩孔中心距公差為0.12。將以上精度與零件簡(jiǎn)圖中所標(biāo)注額尺寸公差相比較，可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。其他尺寸標(biāo)注，生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用沖孔落料倒裝復(fù)合沖裁模進(jìn)行加工，且一次成形。零件圖如圖2.188+62=150圖2.1零件圖2.1.2 排樣及工藝計(jì)算1排樣零件外形為直型槽，可以采用橫排或縱排；考慮到零件為小批量生產(chǎn)，如果采用橫排，則模具尺寸和結(jié)構(gòu)就會(huì)相應(yīng)增大

2、，從而增加模具生產(chǎn)成本，所以本設(shè)計(jì)決定采用縱排結(jié)構(gòu)。如圖2.2所示。圖2.2 排樣圖2搭邊查沖壓手冊(cè)表2.18為 ，確定搭邊值，a1。當(dāng)t=1.5時(shí)，a=2，a1=1.83 條料寬度B=92 （2.1）4 材料利用率 = % （2.2）式中 一個(gè)歩距沖裁件數(shù)目； A沖裁件面積（包括內(nèi)形結(jié)構(gòu)廢料）； B條料寬度； S進(jìn)距；取：n=1; A=3176.64；B=92；S=41.8 = 82.6% （2.3）2.2 沖壓力及壓力中心的計(jì)算1沖壓力 沖裁力公式為 P= （2.4） 式中 沖裁力； 沖孔沖裁力； 落料沖裁力。2 沖孔力 (2.5）式中 K系數(shù)（取K=1.3）； 孔的個(gè)數(shù)，。 沖孔周長(zhǎng)，m

3、m； 材料厚度，t=1.5 mm； 材料抗剪強(qiáng)度，查“沖壓手冊(cè)”表8.7，20鋼=275392MPa取MPa。所以 =11.362.81.5350=42861N 3落料力。 (2.6) =221.7mm所以 =1.3221.71.5350=151310.3N4卸料力 (2.7)式中 卸料系數(shù)，查“沖壓手冊(cè)”表2.37 =0.040.05，取=0.04 =0.04151310.3=6052.41N5 推料力 =n (2.8) 式中 推料系數(shù)，查“沖壓手冊(cè)”表2.37 =0.055 卡在凹模洞孔中的件數(shù)，n=4 所以 =40.05542861=9429.42 6總沖壓力沖裁時(shí)，壓力機(jī)的壓力值必須大

4、于或等于沖裁各工藝力的總和，即大于總的沖壓力?？偟臎_壓力根據(jù)模具結(jié)構(gòu)不同計(jì)算公式不同，當(dāng)采用彈壓卸料裝置和下出件的模具時(shí)，總的沖壓力為209653.13 （2.9）7計(jì)算壓力中心 由于該零件關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱，壓力中心即為零件的幾何中心。壓力中心（X=0,Y=0）2.3 凸模、凹模、凸凹模刃口及結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算2.3.1 落料凹模結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算1. 凹模結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 0.25=32.7 （2.7） 修磨量32335mm （2.8） 長(zhǎng)寬尺寸 a. 1.2H1.232.739.24mm （2.9） b. 1.5H1.532.749.05mm （2.10）長(zhǎng)度尺寸 88+239.24166.48mm 寬度尺寸

5、 40+249.5138.1mm 即 166.48mm138.1mm35mm 根據(jù)沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)并考慮墊板標(biāo)準(zhǔn)（表14.43）按表14.6標(biāo)準(zhǔn)取凹模尺寸為250200352. 緊固件尺寸計(jì)算 緊固件直徑 由d/332.7/310.9mm 取12mm （2.11） 緊固件長(zhǎng)度L 緊固件配合長(zhǎng)度L 應(yīng)大于1.5d L18mm 內(nèi)六角螺釘 四個(gè)M1245 圓柱銷 兩個(gè)A12553 緊固件位置尺寸 距邊尺寸 取1.5d=1.5218mm （2.12） 螺孔間距 250-218214mm 200-218164mm 銷孔位置 銷孔邊距螺孔中心1.5d18 （2.13） 銷孔中心距螺孔中心2d=24 （2.1

6、4）銷孔中心距 214-218178 凹模建模如圖2.3所示 圖2.3 凹模建模圖2.3.2 沖孔凸模與凸凹模結(jié)構(gòu)尺寸確定1. 沖孔凸模結(jié)構(gòu)尺寸確定 凸模高度取55mm 凸模建模圖如圖2.4所示圖2.4 凸模建模圖2. 凸凹模結(jié)構(gòu)尺寸確定凸凹模高度取65mm 凸凹模建模圖如圖2.5所示圖2.5 凸凹模建模圖2.3.3 沖孔凸與凹模工作尺寸計(jì)算零件圖如圖2.4所示圖2.4 長(zhǎng)墊板7結(jié)構(gòu)尺寸模具采用復(fù)合模結(jié)構(gòu)，計(jì)算刃口尺寸適合采用尺寸轉(zhuǎn)換法計(jì)算。 零件尺寸查“沖模手冊(cè)”表10.8 零件包含三個(gè)尺寸：落料尺寸=,基準(zhǔn)型面為凹模；沖孔尺寸B=基準(zhǔn)型面為凸模；所以基準(zhǔn)型面尺寸為： = （2.14） =b

7、= （2.15） 式中 磨損系數(shù)，查“沖壓手冊(cè)”取 = 0.75 基準(zhǔn)型面（凹模）制造公差，取=； 基準(zhǔn)型面(凸模)制造公差，取= 工件的制造公差。 沖裁間隙：c= (2.16)一般沖裁件k取k=3 帶入公式：c= 所以凸凹模尺寸為：（用尺寸轉(zhuǎn)換法） = （2.17） = = （2.18）尺寸校核如果凸模尺寸為=81.51，凹模按凸模配單面間隙0.158，則凹模為87.51+20.16187.832，即沖件尺寸為87.832，符合沖件的要求，且有磨損量0.168，剩下兩個(gè)尺寸校核后都符合要求。 沖孔凸模： 落料凹模： 凸凹摸： *尺寸與凸凹模配單面間隙0.158-0.1612.4 模具總體結(jié)構(gòu)

8、設(shè)計(jì)2.4.1送料定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)送料定位機(jī)構(gòu)構(gòu)成定為機(jī)構(gòu)采用固定擋料銷控制送料得進(jìn)距，其他兩個(gè)固定導(dǎo)料銷起導(dǎo)料作用。查沖壓手冊(cè)表10.27取固定擋料銷GB119-76，A6202.4.2卸料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)卸料機(jī)構(gòu)裝配體如圖2.6圖2.6 卸料機(jī)構(gòu)裝配圖1.卸料機(jī)構(gòu)構(gòu)成卸料采用彈性卸料裝置，彈性卸料裝置由卸料板，卸料螺釘，橡膠組成。 2.卸料橡膠尺寸計(jì)算 橡膠得自由高度為 （3.54） （2.21） (其中2t+1+121.5+25mm)17.52020mm 橡膠裝備高度為（0.850.9）18mm （2.22） 橡膠壓力計(jì)算FAP A250200-4848-46439.36 （2.23）F46439.

9、361.0649225.72N6052.41N（查沖壓手冊(cè)表10.7按壓縮量25%得P1.06）符合強(qiáng)度及壓力要求。3.其他機(jī)構(gòu)尺寸確定 卸料螺釘確定 選取圓柱頭內(nèi)六角螺釘M1280 卸料板厚度為20mm2.4.3 出件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)出件機(jī)構(gòu)裝配體如圖2.7圖2.7 出件機(jī)構(gòu)裝配體1.出件機(jī)構(gòu)構(gòu)成沖制的制件由頂塊，頂桿，打板，打桿組成剛性出件裝置推出。沖孔廢料通過(guò)凸凹模得內(nèi)孔從沖床臺(tái)面孔漏下。制件由頂塊塊推出。2.出件機(jī)構(gòu)尺寸確定 頂桿取GB119-76，850 頂板取11010 其他零件尺寸應(yīng)結(jié)合模具結(jié)構(gòu)確定2.5 其他零件尺寸的確定1.模架及導(dǎo)柱導(dǎo)套尺寸確定 根據(jù)最新沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用手冊(cè)表7.

10、1模架選用適用中等精度，中小尺寸沖壓的沖?；瑒?dòng)導(dǎo)向?qū)菍?dǎo)柱模架，從前向后送料方便，易于取件。上模座GB/T2855.1，25020050下模座GB/T2855.2，25020060導(dǎo)柱GB/T2861.1，32190 35190；導(dǎo)套GB2861.681，3211548 35115482.其他尺寸給定 模柄根據(jù)最新沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用手冊(cè)表7.29，選旋入式模柄A5091沖孔凸模墊板厚度取12mm，落料凹模墊板取10mm沖孔凸模固定板取20mm 凸凹模固定板取23mm3.模具的閉合高度（50+12+20+10+25+1.5+20+18+23+60）mm=239.5 （2.24）2.6 壓力機(jī)的確

11、定1. 壓力機(jī)的選擇 根據(jù)沖壓手冊(cè)表9.3由模具閉合高度及模具結(jié)構(gòu)選用開式壓力機(jī)。 壓力機(jī)J23-252. 壓力機(jī)主要參數(shù) 公稱壓力：250N滑塊行程：80mm 最大閉合高度：250模柄孔尺寸：5080 工作臺(tái)尺寸：370mm560mm3.零件建模 裝配體及工程圖3.1 設(shè)計(jì)構(gòu)思在進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)及零件設(shè)計(jì)時(shí)，需首先根據(jù)條料排樣圖確定總體結(jié)構(gòu)，然后以此為基礎(chǔ)，詳細(xì)設(shè)計(jì)其中的組成零件。這一過(guò)程實(shí)際上就是自頂向下的設(shè)計(jì)過(guò)程。模具組成零件的形狀除受成形工藝形狀約束外，還受其在模具中所處的位置及其他零件的關(guān)系約束，只有總裝在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，才能獲得零件的相關(guān)約束，進(jìn)行零件的設(shè)計(jì)。 為此，在利用CATIA進(jìn)行建

12、模時(shí)，應(yīng)采用自頂向下的設(shè)計(jì)模式，依次實(shí)現(xiàn)模具結(jié)構(gòu)及零件的設(shè)計(jì)。具體表述為：首先，根據(jù)條料排樣圖確定模具的總體框架結(jié)構(gòu)，從典型結(jié)構(gòu)庫(kù)中實(shí)體化一種導(dǎo)向結(jié)構(gòu)圖，然后直接在該總體結(jié)構(gòu)下，設(shè)計(jì)其他相關(guān)模具零件，以使零件設(shè)計(jì)和裝配設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)。這樣，在設(shè)計(jì)某一零件時(shí)，其相關(guān)零件的形狀變化可被自動(dòng)處理，從而保證設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)一致性。當(dāng)零件設(shè)計(jì)完成后，可將裝配結(jié)構(gòu)中的每一零件輸出到相應(yīng)的文件中，用來(lái)產(chǎn)生相應(yīng)零件的工程圖，并標(biāo)注相關(guān)尺寸、技術(shù)要求等。3.2零件建模3.2.1零件基本建模過(guò)程CATIA的零件建模一般是基于特征的實(shí)體建模，其一般步驟是：選定基準(zhǔn)面作為草圖繪制的平面；繪制草圖；將草圖進(jìn)行拉伸、旋轉(zhuǎn)等生成基本特

13、征；對(duì)基體特征添加附加特征，如倒角、加孔或抽殼等，生成所需要的零件。當(dāng)然，在草圖繪制時(shí)或生成零件前，有可能要進(jìn)行鏡像、陣列等特征操作，也可能用拖動(dòng) 的方式，對(duì)零件的特征進(jìn)行剪切、復(fù)制、粘貼等操作，以實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的改變零件的形狀和大小。CATIA將設(shè)計(jì)過(guò)程的每一步記錄下來(lái)，并形成特征樹，放置在窗口的左側(cè)。設(shè)計(jì)者可以在特征樹上對(duì)任意特征進(jìn)行修改，還可以調(diào)整特征進(jìn)行修改，還可以調(diào)整各特征的構(gòu)建順序，以改變零件 的形狀，大大提高建模速度。3.2.2 零件的典型建模3.2.2.1凹模板 操作步驟為：1）在草繪平面內(nèi)作凹模板外形、刃口和銷孔；2）用拉伸命令將平面拉伸為實(shí)體；3）用異性孔向?qū)疃嗣嫔舷鄳?yīng)的位

14、置作出銷釘孔；4）用環(huán)形陣列命令作出另外兩個(gè)銷釘孔或與上步一起作出；5）用拉伸切除命令作出大孔。3.2.2.2凸模操作步驟為：1）在草繪平面里繪制出凸模的外形；2）根據(jù)凸模的高度將凸模拉伸成實(shí)體；3）在凸模的的后端拉伸出一定形狀和厚度的凸臺(tái)。3.2.2.3凸模操作步驟為：1) 在草圖中先做一個(gè)圓拉伸成形，作為與凸凹模固定板配合用；2 ) 在此基礎(chǔ)上做出凸凹模外形，拉伸成形3.2.3 其他零件建模特征1繪制零件的基本草圖；2.在特征工具欄里選擇合適的操作方式；3.設(shè)置屬性管理器；4.確定選擇的特征操作方式，生成零件。3.3 裝配設(shè)計(jì)3.3.1 配合方式每個(gè)零件在自由空間中都具有六個(gè)自由度：三個(gè)平

15、移自由度和三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，裝配過(guò)程中通過(guò)平面約束、直線約束和點(diǎn)約束等幾種方式進(jìn)行零部件自由度的限制；常用的配合方式有：1重合 將所選擇的面、邊線及基準(zhǔn)面(它們之間相互組合或與單一頂點(diǎn)組合)定位以使之共享同一無(wú)限長(zhǎng)的直線；2平行 定位所選的項(xiàng)目使之保持相同的方向，并且彼此間保持相同的距離；3同軸心 將所選的項(xiàng)目定位于共享同一中心點(diǎn)；4距離 將所選的項(xiàng)目以彼此間指定的距離定位；3.3.2 銷釘 螺釘?shù)陌惭b將銷釘和螺釘?shù)妮S線與和他們相配合的孔進(jìn)行軸心重合操作，然后將螺釘和銷釘安裝到孔的一定位置。3.3.3干涉檢驗(yàn)零件裝配完成以后，個(gè)別零件之間可能出現(xiàn)型號(hào)干涉的情況，需對(duì)裝配體進(jìn)行干涉檢查；否則零件有可能無(wú)法安裝或正常工作。需對(duì)零件重新進(jìn)行裝配或修改零件尺寸，直到消除干涉為止，表明各個(gè)零部件被正確安裝，可以正常工作。干涉檢查結(jié)果如圖所示。 圖3.1