structure finite element analysis and interpretation of the die working reliability. Key wordsside bend bracket progressive die layout scheme die design 1 前言 1.1 模具工业的概括 模具是制造业的重要工艺基础在我国模具制造属于专用设备制造业。
中国虽然很早就开始制造模具和使用模具但长期未形成产业。
直到20世纪80年代后期 2 中国模具工业才驶入发展的快车道。
近年不仅国有模具企业有了很大发展三资企业、乡镇个体模具企业的发展也相当迅速。
虽然中国模具工业发展迅速但与需求相比显然供不应求其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。
由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距因此每年需要大量进口模具。
中国模具产业除了要继续提高生产能力今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。
结构调整方面主要是企业结构向专业化调整产品结构向着中高档模具发展向进出口结构的改进中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。
近年模具行业结构调整和体制改革步伐加大主要表现在:大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品塑料模和压铸模比例增大专业模具厂数量及其生产能力增加“三资”及私营企业发展迅速股份制改造步伐加快等。
从地区分布来看以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区南方的发展快于北方。
目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。
1.2 设计的目的与要求 “侧弯支架多工位级进模设计”选题来源于生产实际现场。
具有较强的实际应用价值。
该课题能较好的让学生综合运用大学所学课程加以解决。
通过该课题设计可以达到培养学生正确的设计思想与设计方法敢于创造革新培养学生综合、灵活应用所学知识去分析研究和解决工程设计中遇到的一些工程技术问题进一步提高学生调查研究、设计计算、理论分析、查阅资料及绘制图样等各方面的基本技能。
2 冲压工艺分析 2.1 技术分析 冲裁件的工艺性是指工件对冲压加工工艺的适合性它是从冲压加工角度对产品设计提出的工艺要求。
良好的工艺性体现在材料消耗少工序数目少模具结构简单而寿命长产品质量稳定操作简单等方面。
冲裁工艺的种类很多常用的有落料、冲孔、切断、切边、切口等其中落料和冲孔应用最多、从板料上冲下所需形状的工件或毛坯称为落料在工件或毛坯上冲出所需形状的孔冲去部分为废料称为冲孔。
落料与冲孔的变形性质完全相同但在进行模具设计时模具尺寸的确定方法不同因此工艺上必须作为两个工序加以区分。
根据冲裁的变形机理不同冲裁 3 工艺分为普通冲裁和精密冲裁两大类。
此处讨论普通冲裁。
此工件形状复杂要求精度较高。
如图1所示A、B、C一共有四处弯曲另外有两处切舌。
该冲压件材料为Q235钢具有良好的冲压性能适合冲裁。
该制件外形比较复杂需要多次弯曲另有冲孔切舌孔与边缘之间的最小距离为5mm满足要求。
精度全部标出由参考文献1附录表A查出冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT12-IT13满足 冲裁加工的经济精度要求。
综合而言工件的冲压性能良好。
2.1.1 冲裁件孔的最小尺寸 冲裁件上孔的尺寸受到凸模强度的限制不能太小。
查1表2.2得冲模的最小冲孔圆孔尺寸d≥0.35t0.525mm而该零件的最小冲孔尺寸为4.1mm能满足工艺性。
2.1.2 最小孔距、孔边距 冲裁件的孔与孔孔与边缘之间的距离c不能太小以免影响凹模强度和冲裁质量其距离主要与孔的形状和料厚有关通常取a≥1.5t2.25mm的最小孔间距为16mm孔边距为2.75mm均能满足工艺性要求通常取孔壁至零件直壁间的距离l≥R1.5t1mm2.25mm3.25mml6.85mm满足工艺性要求。
2.1.3 精度 冲裁件的经济精度不高于IT11级最高可达IT8IT10级冲孔比落料的精度约高一级。
本制件未注公差尺寸的极限偏差数值按IT14级取。
2.1.4 粗糙度 冲裁件的断面粗糙度一般为mRa505.12查1表2.7本制件的断面粗糙度为mRa3.6。
2.2 经济分析 所谓经济分析就是分析在冲压加工过程中如何采用尽可能少的生产消费获得尽可能大的经济效益在进行冲压工艺设计时应该运用经济分析的方法找到降低成本获取优异经济效果的工艺途径。
冲压件的制造成本包括 C总 C材 C工 C模 由图1可以看出该产品的生产纲领为大批量生产从冲压加工的经济性角度考虑适合采用级进模进行冲压生产。
另外可以通过多件同时生产提高材料的利用率工艺合理化等措施来进一步提高制件的经济性。
4 图1 制件图 Fig.1 Parts diagram 2.3 工艺方案的确定 2.3.1 方案种类 分析次产品知该产品成型工艺包括落料冲孔弯曲和切舌四个基本工序可以选择以下三种工艺方案 方案一采用冲孔落料弯曲切舌的顺序采用单工序模生产。
方案二采用冲孔-落料弯曲切舌的顺序并行的复合模与单工序模生产。
方案三采用冲孔落料弯曲和切舌的多工序级进模进行生产。
2.3.2 方案比较 方案一模具结构简单制造方便但需要四道工序六副模具成本较高生产效率低劳动强度大且更重要的是在第一道工序完成后进入下道工序必然会加大误差使工件精度、质量大大下降达不到相关的技术要求难以满足生产需要。
故而不采用此方案。
方案二至少需要三幅模具成本相对还是高但与方案一相比较冲裁的工件公差等级有所提高避免了多次冲裁的定位误差并且在冲裁过程中工件较平整。
但是误差也不小工件尺寸精度、质量还是难以满足生产需要。
故而不采用此方案。
方案三级进模是一种多工位高效率的生产方法。
能满足工件尺寸公差等级要 5 求且操作安全方便能实现自动生产加工。
虽然制造成本相对前两种方案较高但是考虑到此产品生产纲领为大批量生产综合其成型特点和经济性条件该方案的可行性比较高。
2.3.3 方案确定 综合以上各因素最终确定采用多工位级进模具对该产品进行大批量生产。
3 排样图设计 在冲压生产中节约金属和减小废料具有非常中要的意义特别在大批量生产中较好的确定冲裁件形状尺寸和合理的排样是降低成本的有效措施之一。
排样正确与否将影响到材料的合理利用、冲件质量、生产率、模具结构与寿命等。
排样方法的选择原则有 1冲裁小工件或某种工件需要窄带料时应沿板料顺长方向进行排样符合材料规格及工艺要求。
2冲裁弯曲毛坯时应考虑板料的轧制方向。
3冲件在条板料上的排样应考虑冲压生产率、冲模耐用度、冲模结构是否简单和操作的方便及安全等。
4条料宽度选择与在板料的排样应考虑选用条料宽度较大而步距较小的方案可经济的将板料切为条料并减少冲制时间。
5在可能的情况下要求产品设计修正产品零件的结构形状和尺寸以减少和消除设计废料的形成并有可能采取少、无废料排样方式。
连续模的定位方式有定位销定位、侧刃定距、导正销定位和自动送料机构定位等四种方式这四种定位方式各有优缺点各有不同的适用场合它们可以单独使用也可以互相配合使用。
相互配合使用效果更好。
多工位连续模中最常用的定位方式为侧刃定距它适用于mm5.11.0厚的板料。
单纯采用侧刃定距的多工位连续模由于侧刃凸模有制造误差以及侧刃刃口钝化而影响侧刃步距的精度所以只适用于36工位的连续模。
为了提高生产效率在采用自动送料的冲压过程中保持较高的精度一般不采用侧刃定距在高速冲床上采用自动送料机构加以导正销精确定位。
在本零件的设计中由于零件底部和凸
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