毕业设计说明书调节拉杆冲压工艺模板.doc

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2调节拉杆冲压工艺

2.1 制件工艺性分析
图2.1为制件的二维零件图。图3-2 油箱盖零件

图2.1制件的二维零件图。
①材料: 该零件为调节拉杆, 材料08钢是碳素结构钢, 材料较薄, 具有较好的冲压性能。
②零件结构:该件结构较为复杂, 有较多的小孔而且孔不在一个平面上, 阶梯的弯曲, 小胀形和U形弯曲。零件外形尺寸无公差要求, 属大量生产, 因此能够用冲压方法生产。其中所有的弯曲半径都大于其相关资料所示的最小弯曲半径值, 因此能够弯曲成形。
③尺寸精度:零件图上未注公差的尺寸, 属自由尺寸, 工件的尺寸按IT14级来确定工件尺寸的公差。
结论: 适合冲裁、 冲孔、 胀形和弯曲。
2.2 工艺方案的选择
该零件包括落料、 冲孔、 胀形、 阶梯弯曲和U形弯曲五个基本工序, 能够采用以下工艺方案:
方案一: 先进行落料, 其次冲孔, 然后胀形, 再阶梯弯曲, 最后U形弯曲, 采用单工序模生产。
方案二: 先进行落料, 其次冲孔, 然后胀形与阶梯弯曲复合, 最后进行U形弯曲。
方案三: 先进行落料, 其次冲孔, 然后把胀形和冲与胀形同一个平面的孔复合, 再进行阶梯弯曲, 最后进行U形弯曲。
方案四: 把落料冲孔复合, 然后胀形与阶梯弯曲复合, 最后进行U形弯曲。
方案五: 把落料冲孔复合, 然后进行胀形与阶梯弯曲以及冲与胀形同一平面的小孔复合, 最后进行U形弯曲。
方案一模具都比较结构简单, 但需要五道工序、 五套模具才能完成零件的加工, 生产效率较低, 难以满足零件大批量生产的需求.由于零件结构较为简单, 为提高生产效率, 主要应采用复合冲裁。
方案二只需要四套模具, 冲压件的形位精度和尺寸易于保证, 且生产效率也高。但复合模模具比较结构复杂, 模具制造较为困难, 且模具寿命不长。
方案三也只需要五套模具, 冲压件的形位精度和尺寸易于较好的保证, 生产效率也较底。但复合模模具比较结构复杂, 模具制造较为困难, 且模具寿命不长。
方案四只需要三套模具, 生产效率很高, 零件的冲压件的形位精度和尺寸易于保证, 但复合模模具十分结构复杂, 模具制造困难, 且模具寿命不长。
方案五也只需要三套模具, 生产效率很高, 零件的冲压件的形位精度和尺寸易于较好保证, 但复合模模具十分结构复杂, 模具制造困难, 且模具寿命不长。
欲保证冲压件的形位精度, 又要进行大批量生产, 结合生产效率和模具寿命与制件的精度要求等条件, 经过以上五种方案的分析比较, 对该工件采用方案二为最佳。
2.3制件的展开
制件的展开尺寸如下图所示:

具体的展开计算按下式进行:

上式中圆角半径r见制件图中所标示的为准;
板料厚度t=1mm;
X0为中性层系数, 可由表查得。
2.4排样、 剪板

2.4.1排样的方案以及其材料利用率
1) 单行有搭边的直排样
材料利用率公式如下:

其中为一个进料距内的材料利用率; 为制件面积; 为一个进料距内的毛坯面积。
F=108.64X16-18X7+3.14X7.52/4-2X26-31.14X1/2+9X11-3.14X92/4+3.14X22/4+3.14X352X64/360-17.38X8.53/2+44.7X8+3.14X42/2
=1738.2-126+44.2-52-15.6+99-63.6+3.1+683.8-74.1+357.6+25.1
2619.7( mm)
F0=162.12X70.6211448.9( mm)

其排样方式如下图所示:

2) 直对有搭边的排样
材料利用率公式如下:

其中为一个进料距内的材料利用率; 为制件面积; 为一个进料距内的毛坯面积。
F=2619.7X2=5239.4( mm)
F0=162.12X84.3413673.2( mm)

其排样方式如下图所示:

3) 单行有搭边斜排样

假设一块板9料能够落12个的话。
F=2619.7X12=31436.7( mm)
F0=171.41X27.59X12+171.41X25.0761047.6( mm)

这种排样会随着落料件数的增大, 其利用率也会增大。
综合以上三种排样方式, 利用第三种排样能够使材料的利用率最高, 因此选用第三种排样方式。
2.4.2剪板尺寸
零件外轮廓尺寸为168mm×51mm,考虑操作方便以及工艺方案, 以及查表得到的板料的搭边值为1.2mm,边距为1.5mm, 因此剪板尺寸为171mm×600mm, 采用单板12件的形式。
2.5确定模具压力中心
模具的压力中心, 就是冲裁力合力的作用点。确定冲模压力中心的目的, 在于确定模柄的位置。压力中心必须与模柄轴线重合或近似重合。否则, 冲裁时产生偏心冲击, 形成偏心载荷, 使冲裁间隙产生波动, 冲模刃口磨损不均, 影响冲件质量和冲模寿命。另外, 偏心冲击还会使冲模和设备的导向部分造成不均匀磨损。确定压力中心, 主要对复杂制件的落料模、 多凸模冲孔模以及级进模有意义。
冲模的压力中心按下述原则确定:
( 1) 对称形状的单个冲裁件, 冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。
( 2) 工件形状相同且分布位置对称时, 冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。
( 3) 形状复杂的零件, 多孔冲模, 级进模的压力中心可用解析法求出冲模压力中心。
由于此落料、 冲孔件较为复杂因此应用解析法来求出冲模的压力中心。
2.5.1落料模具压力中心的确定
由下图所示建立坐标, 有展开图中得到如下个段线段的数据并进行的计算:

L1=9( mm) x1=1.39(mm) y1=4.28(mm);
L2=22( mm) x2=13.24(mm) y2=3.4(mm);
L3=2( mm) x3=23.4(mm) y3=7.75(mm);
L4=26( mm) x4=35.45(mm) y4=12.72(mm);
L5=2( mm) x5=48.12(mm) y5=15.78(mm);
L6=18( mm) x6=56.99(mm) y6=17.61(mm);
L7=1.41( mm) x7=65.87(mm) y7=21.03(mm);
L8=30.64( mm) x8=80.76(mm) y8=26.39(mm);
L9=15.53( mm) x9=116.56(mm) y9=26.63(mm);
L10=42.74( mm) x10=23.4(mm) y10=14.89(mm);
L11=44.76( mm) x11=151.75(mm) y11=23.41(mm);
L12=90.64( mm) x12=58.06(mm) y12=34.8(mm);
L13=10.52( mm) x13=5(mm) y13=10.18(mm);
L14=14.13( mm) x14=101.75(mm) y14=29.78(mm);
L15=3.14( mm) x15=107.75(mm) y15=24.39(mm);
L16=5( mm) x16=126.37(mm) y16=29.16(mm);
L17=12.56( mm) x17=166.32(mm) y17=2.55(mm);
L18=39( mm) x18=119.34(mm) y18=46.61(mm);
L19=11.25( mm) x19=11.24(mm) y19=16.98(mm);

因此落料模具的压力中心坐标为( 72.74, 24.2) 。
2.5.2冲孔模具压力中心的确定
由下图所示建立坐标, 有展开图中得到如下个段线段的数据并进行的计算:

L1=3.45( mm) x1=13.5(mm) y1=12.26(mm);
L2=7.38( mm) x2=17.36(mm) y2=12.97(mm);
L3=7.69( mm) x3=17.2(mm) y3=13.78(mm);
L4=14.32( mm) x4=27.37(mm) y4=14.43(mm);
L5=14.32( mm) x5=25.9(mm) y5=18.95(mm);
L6=14.32( mm) x6=40.98(mm) y6=18.85(mm);
L7=14.32( mm) x7=39.52(mm) y7=23.37(mm);
L8=7.57( mm) x8=49.85(mm) y8=23.56(mm);
L9=7.57( mm) x9=39.52(mm) y9=24.83(mm);
L10=3.45( mm) x10=53.43(mm) y10=25.4(mm);
L11=9.42( mm) x11=89.21(mm) y11=37.02(mm);
L12=9.42( mm) x12=93.97(mm) y12=38.57(mm);
L13=9.42( mm) x13=98.72(mm) y13=40.11(mm);
L14=9.42( mm) x14=103.48(mm) y14=41.66(mm);
L15=7.85( mm) x15=104.51(mm) y15=32(mm);
L16=7.85( mm) x16=111.13(mm) y16=34.28(mm);
L17=9.42( mm) x17=111.41(mm) y17=28.56(mm);
L18=9.42( mm) x18=116.14(mm) y18=30.19(mm);
L19=9.42( mm) x19=120.87(mm) y19=31.82(mm);
L20=9.42( mm) x20=136.51(mm) y20=31.46(mm);
L21=7.85( mm) x21=155.73(mm) y21=12.9(mm);
L22=7.85( mm) x22=160.04(mm) y22=8.73(mm);
L23=7.85( mm) x23=164.36(mm) y23=4.56(mm);

因此落料模具的压力中心坐标为( 95.5, 24.5) 。
2.6 计算工序压力和初选择压力机

2.6.1落料工序力的计算和压力机的初选择
1) 冲裁力
冲裁力的大小, 可按下式计算:

式中 P---------冲裁力( N) ;
K---------修正系数, 对于平口剪刃冲K=1, 对于斜刃口, 当时, K=0.04~0.7;
L---------冲裁件周边长度( mm) ;
t----------冲裁件材料厚度( mm) ;
--------材料的抗剪切强度( MPa) 。

2) 推件力
推件力可按下式计算:

式中 --------推件力( N) ;
--------推件力系数;
P----------冲裁力( N) ;
n----------同时卡在凹模中的制品及废料数。

3) 卸料力
卸料力计算的经验公式:

式中 --------卸料力( N) ;
P-----------冲裁力( N) ;
------系数。

工艺力

因此得到的总的冲压力为25.3026KN。
根据计算力, 能够选择100KN以上的压力机。
2.6.2冲孔工序力的计算和压力机的初选择
1) 冲裁力
冲裁力的大小, 可按下式计算:

式中 P---------冲裁力( N) ;
K---------修正系数, 对于平口剪刃冲K=1, 对于斜刃口, 当时, K=0.04~0.7;
L---------冲裁件周边长度( mm) ;
t----------冲裁件材料厚度( mm) ;
--------材料的抗剪切强度( MPa) 。

2) 推件力
推件力可按下式计算:

式中 --------推件力( N) ;
--------推件力系数;
P----------冲裁力( N) ;
n----------同时卡在凹模中的制品及废料数。

3) 卸料力
卸料力计算的经验公式:

式中 --------卸料力( N) ;
P-----------冲裁力( N) ;
------系数。

工艺力

因此得到的总的冲压力为13.21KN。
根据计算力, 能够选择100KN以上的压力机。
2.6.3胀形与阶梯弯曲工序力的计算和压力机的初选择
1) 弯曲力的计算:
自由压弯力是使板料产生弯曲变形时所需要的力。它与弯曲件的尺寸、 材料机械性能、 凹模支点距离、 凸模圆角半径、 凸凹模间的间隙及弯曲半径等因素有关。一般能够用下式来计算:

式中 --------自由压弯力( N) ;
--------弯曲件板料宽度 ( mm) ;
--------安全系数, 一般取1.3;
----------弯曲件板料厚度( mm) ;
----------弯曲件圆角半径( mm) ;
--------材料的强度极限( MPa) 。

2) 胀形模的胀形力:
胀形力计算公式如下:

式中 --------胀形力( N) ;
--------胀形后变形区的直径( mm) ;
--------胀形面积(mm2);
--------材料厚度( mm) ;
--------材料的强度极限( MPa) 。

工艺力为:

因此得到的总的冲压力为89.1096KN。
根据计算力, 能够选择100KN以上的压力机。
2.6.4 U形弯曲工序力的计算和压力机的初选择
1) U形弯曲力的计算:
U形弯曲力一般能够用下式来计算:

式中 --------自由压弯力( N) ;
--------弯曲件板料宽度 ( mm) ;
--------安全系数, 一般取1.3;
----------弯曲件板料厚度( mm) ;
----------弯曲件圆角半径( mm) ;
--------材料的强度极限( MPa) 。

2) 顶件力:
顶件力的计算公式如下:

式中 ----------顶件力( N) ;
----------自由压弯力( N) 。

总的弯曲力

因此得到的总的冲压力为1.24488KN。
根据计算力, 能够选择10KN以上的压力机。
2.7 填写工艺过程卡片
根据上述分析和计算, 将所需得工序、 工步填入冲压工艺卡片, 如所附录的工艺卡片所示。