弹簧钩冲压工艺与模具设计论文

弹簧钩冲压工艺与模具设计论文内容摘要：

于它以切去条料边缘少量材料形成的台肩定位，所以增加了材料的消耗和冲压力。 一般用于生产率要求高、步距较小、材料较薄的级进模。 在本设 计中在第一 工位设置了两 个 成型 侧刃， 侧刃的宽度即为步距 17mm，与 侧刃 配合定距的是导料板上的凸台阶 ， 凸台阶 挡住条料 的继续向前，完成条料的 定位 ，每当侧刃冲切掉条料两侧的材料以后，条料才可以继续向前送进，因此这样达到了定距的目的。 5．导料板设置 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 10 页 导料是条料的 向定位机构，对条料横向（宽度方向）定位，从而使条料沿直线送进。 否则，条料摆动会影向产品精度。 该模具采用无侧压导料板。 6．工序排样 多工位级进模的工序排样设计是多工位级进模设计的关键，是决定级进模优劣的主要因素之一。 根据该零件的要求以及上述工艺特点的分析 ,设计多工位连 续工序排样方案。 排样图如图 所示： 图 工序排样图 具体工位安排如下： 冲导正孔＋侧刃成型两侧半圆形状→冲异形六边形孔→冲异形槽→第 1 次弯曲→第 2 次弯曲＋顶部成型→两侧弯曲＋顶部校正→切断分离。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 11 页 第三章 工艺计算 冲压工艺力的计算 工艺计算是选用压力机、模具设计以及强度校核的重要依据。 为了充分发挥压力机的潜力，避免因超载而损坏压力机，所以计算是非常必要的。 冲裁力计算 冲裁力是冲裁过程中凸模对材料的压力，它是随凸模行程而变化的。 通常说的冲裁力是指 冲裁力的最大值。 平刃冲模的冲裁力可按下式计算： KLtF （ ） 式中 F—— 冲裁力（ N）； L—— 零件剪切周长（ mm）； t—— 材料厚度（ mm）； τ —— 材料抗剪强度（ MPa）。 K—— 系数 ,一般取 K=。 已知零件材料是 磷青铜 ,取  =260Mpa，材料厚度 t=,L 值由全部冲裁线即冲裁零件周长尺寸组成 ： 部位 周长 L/mm 冲裁力 F/N 1． 两个直径 6mm 的导正孔 +两侧的成型侧刃 12246 2． 中间六边形 65 8450 3． 两侧异形多边形 114 14820 4． 最终切断 8 1040 弯曲力的计算 为了合理地选择压力机和模具设计，必须计算弯曲力。 弯曲力的大小不仅与毛坯的尺寸、材料的力学性能、晚期半径等有关，而且和弯曲方式也有很大的关系，从理论上计算弯曲力比较繁杂，精确度亦不高，因此生产中常采用经验公式进行计算。 此此毕业设计中所涉及的弯曲均 视为 校正弯曲。 由参考文献 [3] 表 33得： 弯曲力 ： AqF （ ） 式中 F—— 弯曲 力（ N）； 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 12 页 A—— 弯曲校正部分投影部分面积 （ 2mm ）； q—— 单位校正力 （ MPa） ； 由参考文献 [3]中 ，查表 34 得 q=60～ 80 第一次弯曲： AqF ＝ 80＝ 5256N 第二次弯曲： AqF ＝ 80＝ 3984N 第三次弯曲： AqF ＝ 80＝ 20992N 最终，总的力为： wc FFF  ＝（ 12246+8450+14820+1040） +（ 5256+3984+20992）＝ ≈ 67 KN 卸料、顶件 力的计算 由参考文献 [3]中 公式 211 得： F卸 =K卸 F F顶 =K顶 F 所以 F卸 =K卸 F = 66784= N F顶 =K顶 F = 66784= N 综上所述，最终的所有合力为： 总F =F +F卸 +F顶 =66784++＝ N 冲压力合力的作用点称为冲模压力中心。 冲模压力中心应尽可能 和模柄的轴线以及和压力机滑块的中心线重合，以使冲模平稳地工作，减少导向 机构滑动件之间 的磨损，提高 运动精度以及 模具和压力机的寿命。 冲模压力中心的求法，采用求平衡力系合力作用点的方法。 由于绝大部分冲裁件沿冲裁轮廓的断面厚度不变，轮廓各部分的冲裁力与轮廓长度成正比，所以，求合力作用点可转化为求轮廓线的重心。 具体的方法如下： 1） 按比 例画出冲压轮廓线，选定直角坐标 xy。 2） 把图形分成几部分，计算各部分长度 L L … .Ln，并求出各部分重心位置的坐标值； 3） 按下列公式求出冲模压力中心的坐标值（ X0,Y0） 1 1 2 2012 ... nnnL x L x L xx L L L    南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 13 页 1 1 2 2012 ... nnnL y L y L yy L L L    在连续模中，由于压力太分散，所以先求出各个工步的压力中心再求出模具的总的压力中心。 对得到的一组平行力系再进行压力中心的计算和确 定。 经过计算 ， 最终的压力中心在第六个工位上，具体位置可以在总装配中看到，如图 ； 取最右端为零 点，计算压力中心位置为： y=(8450 34+14820 +5256 85+3980 119+1040 204)/22032 y= mm 图 压力中心图 位置图 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 14 页 第 四 章 模具总体概要设计 模具概要设计 级进模是用多个零件按照一定关系装配而成的有机整体，结构是模具的“形”。 模具的优劣很大程度上体现在模具结构上，因此级进模的结构对模具的工作性能、加工性、成本、周期、寿命等起着决定性作用。 在此次模具的 结构设计大体可以分为两步：第一步根据工序排样的结果确定模具的基本结构框架，确定组成级进模的主要结构单元及形式，对模具制造和使用提出要求；第二步确定各结构单元的组成零件及零件间的连接关系。 结构设计的结果是模具装配图和零件明细表。 在 级进模结构设计 中概要设计是模具结构设计 的开始，它以工序排样图为基础，根据产品零件要求，确定级进模的基本结构框架。 结构概要设计包括： （ 1）模具基本结构： 定位方式 以及 导向方式确定。 卸料方式 以及 出件方式 确定； （ 2）模具基本尺寸：模具工作空间尺寸、各个 板 的厚度、 闭合 高度。 （ 3）模架基 本结构：模架的 类型。 导柱与导套 选配以及 模柄 类型的选择。 （ 4）压力机的选择：压力机的类型；压力机规格。 模具零件结构形式确定 本模具是一套 12 工位带料连续弯曲级进模 如图 (a)和图 (b)。 采用四导柱钢模架，滚 动导柱、导套机构导向，弹性卸料板卸料，采用浮顶装置顶料。 导料板 进行导向 ，侧刃粗定位，导正销精定位，完成零件的冲孔、切边 、弯曲 和 切断落料。 模具主要有上模座、凸模垫板 （上垫板） 、凸模固定板、 卸料板、导料板、凹模板 、凹模垫板 （下垫板） 、下模座。 凹模周界长 315mm,宽 200mm,模具总长 315mm，总宽 425mm。 模具的闭合高度是。 凸模固定板用于安装所有 冲孔凸模、 异形孔凸 、切边凸模、模弯曲凸模、 弯曲凹模和最终的切断凸模；凹模板用于容纳 所有冲孔 、切断 凹模和弯曲凹模 、弯曲凸模。 所有冲孔凸模、弯曲凸模。 弯曲凹模和切断凸模都采用单边挂台固定在卸料板上，装配后磨平。 其中最后一步弯曲南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 15 页 凸 模 采用镶块结构，与凹模垫板采用螺钉紧固、销钉定位的方式固定。 卸料板是一整块，采用六个螺钉和套管、垫圈的组合来达到弹性卸料的作用。 a) 模具 二维 总装图 b) 模具三维总装图 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 16 页 定位机构 为限制被冲材料的进给步距和正确地将工件安放在冲模上完成下一步的冲压工序，必须采用各种形式的定位装置。 用于冲模的定位零件有导料销、导料板、挡料销、定位板、导向销、定距侧刃和侧压装置等。 定位装置应避免油污、碎屑的干扰并且不与运动机构干涉。 定位精度要求较高时，要考虑粗精度和精精度两套装置，分步进行；坯料需要两个以上工序的定位时，它们的定位应该一致。 综上所述：在此次模具设计中 x 方向采用带侧刃进行粗定位，导正销精确定位； y 方向 上采用导料板与导正销进行定位。 本模具中，侧刃采用成型侧刃的形式。 在第一工位时成型侧刃和冲导正孔的凸模同时冲下。 在第二工位时，当条料沿着导料板送进一段距离后（一个步距），导料板上的台阶（相当与挡块的作用）挡住条料以阻止条料的继续前进，起到粗定位的作用，上模下行时，导正销首先插入到导正孔中，纠正送料误差，对条料进行精确定位。 采用的弹顶结构，在工作的时候可以起到顶料的作用，将条料顶出继续向前送料。 卸料机构 卸料机构的主要作用是把材料从凸模上卸下，有时也可作压料板用以防止材料变形，并能帮助送料导向和 保护凸模等。 可分为固定刚性卸料板以及弹性卸料板。 在本次模具设计中采用 弹性卸料板 ， 弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用，多用于冲制薄料，使工件的平面度提高。 在弯曲成型时，可以防止条料发生侧移。 为卸料板提供卸料力的是 六 处螺旋弹簧。 当上模上行时，卸料板将卡在凸模上的条料推下。 同时，在下模部分安装有弹顶装置，上模上行一段距离后，卸料板不再压住条料时，顶件块和浮顶装置将条料顶出最大的成型距离。 此时，条料完成了一个工位的成型，向前送进一个步距。 导向机构 对生产批量大，要求模具寿命和制件精度较高的冲模。 一般 应采用导向机构来保证上、下模的精确导向。 上、下模导向，在凸、凹模开始闭合前或压料板接触制件前就应该充分的合上。 导向机构有导柱、导套机构，侧导板与导板机构和导块机构。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 17 页 在此 副模具中由于零件的尺寸较小，对制件的精度要求较高。 所以采用四角滚 动导柱、导套 和浮动模柄配合 ，这样的四导柱导向精度比较平稳 ，精度较高。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 18 页 第五章 模具详细设计 工作零件 冲裁 凸模 凸模 结构 设计 凸模的高度根据凸模固定板、卸料板以及凸模在模具闭合状态下进入凹 模的深度和料厚来决定 ,由此可以计算得出冲裁凸模的长度。 在本模具中 由于异形孔的形状并不是十分的复杂 ,所以凸模 除了两个圆凸模外 均作成 单边挂台凸模形式，装配时要求端部回火，装配以后磨平端面。 举例， 如图 所示六边形凸模的长度为。