托架沖壓模具設(shè)計

<<1111'1化:r■/:; J案例2彎曲模零件名稱：托架(見圖9)生產(chǎn)批量：2萬件/年材料：08冷軋鋼板編制沖壓工藝方案設(shè)計模具結(jié)構(gòu)。0 F■■圖8彎曲件(一)確定工藝方案制成該零件所需的基本工序?yàn)闆_孔、落料和彎曲。其中沖孔和落料屬于簡單的分離工序，彎曲成形的方式可以有圖9所示的三種?！鯶CZZffiic圖9■ZCZZffiic圖9工藝方案零件上的孔，盡量在毛坯上沖出，以簡化模具結(jié)構(gòu)，便于操作。該零件上的①10孔的邊與彎曲中心的距離為6mm，大于l.Ot(1.5mm),彎曲時不會引起孔變形，因此①10孔可以在壓彎前沖出，沖出的①10孔可以做后續(xù)工序定位孔用。而4-①5孔的邊緣與彎曲中心的距離為1.5mm,等于1.51,壓彎時易發(fā)生孔變形，故應(yīng)在彎后沖出。完成該零件的成形，可能的工藝方案有以下幾種：方案一：落料與沖①10孔復(fù)合，見圖10(a),壓彎外部兩角并使中間兩角l預(yù)彎45°，見圖10(b)，壓彎中間兩角，見圖10(c)，沖4-①5孑L,見圖10d).

d).圖10方案一方案二：落料與沖①10孔復(fù)合，見圖10(a),壓彎外部兩角，見圖11(a),壓彎中間兩角，見圖11(b)，沖4-①5孑L,見圖10(d)。方案三：落料與沖①10孔復(fù)合，見圖10(a),壓彎四個角(12),沖4-①5孔，見圖10(d)。方案四：沖①10孔，切斷及彎曲外部兩角(圖13),壓彎中間兩角，見圖11(b)，沖4—①5孔，見圖10(d)。圖11方案二圖12壓彎四個角圖13沖孔(①10)、切斷及彎曲外部兩角連續(xù)沖壓

案五：沖①10孔，切斷及壓彎四個角連續(xù)沖壓（圖14）,沖4-①5孔，見圖10（d）。方案六：全部工序組合采用帶料連續(xù)沖壓，如圖15所示的排樣圖。在上述列舉的方案中，方案一的優(yōu)點(diǎn)是：①模具結(jié)構(gòu)簡單，模具壽命長，制造周期短，投產(chǎn)快；②工件的回彈容易控制，尺寸和形狀精確，表面質(zhì)量咼；③各工序（除第一道工序外）都能利用①10孔和一個側(cè)面定位，定位基準(zhǔn)一致且與設(shè)計基準(zhǔn)重合，操作也比較簡單方便。缺點(diǎn)是：工序分散，需用壓床，模具及操作人員多，勞動量大。方案二的優(yōu)點(diǎn)是：模具結(jié)構(gòu)簡單，投產(chǎn)快壽命長，但回彈難以控制，尺寸和形狀不精確，且工序分散，勞動量大，占用設(shè)備多。方案三的工序比較集中，占用設(shè)備和人員少，但模具壽命短，工件質(zhì)量（精度與表面粗糙度）低。方案四的優(yōu)點(diǎn)是工序比較集中，從工件成形角度看，本質(zhì)上與方案二相同，只模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。方案五本質(zhì)上與方案三相同，只是采用了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的級進(jìn)模。圖14沖孔（①10）、切斷及壓彎四個角連續(xù)沖壓圖15級進(jìn)沖壓排樣圖方案六的優(yōu)點(diǎn)是工序最集中，只用一副模具完成全部工序，由于它實(shí)質(zhì)上是把方案一的各工序分別布置到連續(xù)模的各工位上，所以它還具有方案一的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝、調(diào)試、維修困難、制造周期長。綜上所述，考慮到該零件的批量不大，為保證各項(xiàng)技術(shù)要求，選用方案一。其工序如下：①落料和沖①10孔；②壓彎端部兩角；③壓彎中間兩角；④沖4-①5孔。(二)工藝計算1．毛坯長度毛坯長度按圖16分段計算。毛坯總展開長度L0L0=2(l1+l2+l3+l4)+l5由圖7-15：l=9mm;L=25.5mm13l=22mm5l=2/n(R+kt)=3.14/2(1.5+0.14*1.5)2=3.32mml=l42L=2(9+3.32+25.5+3.32)+22=104.28(取104mm)0 -O.5圖16彎曲件毛坯長度計算圖2．排樣及材料利用率由于毛坯尺寸較大，并考慮操作方便與模具尺寸，決定采用單排。取搭邊a=2 a1=1.5則進(jìn)距h=30+1.5=31.5mm條料寬度B=104.28+2X2=108.28(取108mm)板料規(guī)格選用1.5X900X1800(mm)采用縱裁時：每板的條數(shù)：n1=900/108=8多余36mm每條的工件數(shù)：n2=18001.5/31.5=57件余3mm

每板的工件數(shù)：口=叫巧=8*57=456個利用率：n=456*30*104.28/900*1800*100%=88.1%經(jīng)計算橫裁時板料利用率僅為86.5％，故決定采用縱裁。3．計算壓力及初選沖床(1)落料與沖孔復(fù)合工序，見圖10(a)。沖裁力F1=(L+l)。c*tL=2(104.28+30)=268.56mml二n*10=32.3mmt=1.5mmo=400Mpab故P=(268.56+32.3)*400*1.5=179970(N)卸料力P=K*P=0.04*179970=7198.8(N)a00推件力P=n*Kt*P=4*0.055*179970

=39593.4(N)總沖壓力P=Pt+P+Pt00=179970+7198.8+39593.4=226762.2(N)=22.68(t)選用25噸沖床。(2)第一次彎曲，見圖10(b)首次壓彎時的沖壓力包括：預(yù)彎中間兩角、彎曲和校正端部兩角及壓料力等。這些力并非同時發(fā)生或達(dá)到最大值，開始只有壓彎曲力和預(yù)彎力，滑塊至一定位置時開始壓彎端部兩角，最后進(jìn)行鐓壓。為安全可靠，將端部兩角的壓彎力pw、校正力pa及壓料力pj合在一起計算。aj總沖壓力 p0=pw+p+p0wajP=Bt2ob/r+1=30*1.52*40/1.5+1.5=900(N)wpj=0.5pw=0.5*900=4500(N)pa=F*qF=1670mm2(校正面積)q=80MPa(單位校正力)故pa=1670*8=133600(N)得p0=9000+4500+133600=147100(N)=14.7(t)選用16噸沖床(3)第二次彎曲，見圖10(c)二次彎曲時仍需壓料力，故所需總的沖壓力：p0=pw+pj0wj式中pw=Bt2ob/r+t=30*1.52*40/1.5+1.5=9000(N)pj=0.5pw=4500(N)故p0=9000+4500=13500(N)選用16噸沖床4.沖4-?5孔，見圖10(d)4個5孔同時沖壓，所需的總壓力p0=pw+pePe=nnd*t*ob=4*n*5*1.5*4.=37680(N)p0=K0*ph=0.04*3