厚板小孔冲裁模0雕刻刀具
2023-05-18 11:43:27
厚板小孔冲裁模
厚板小孔冲裁模 2011年12月10日 来源: 1 引 言 图1为电装品上的关键零件,要求产量很大,材料为35钢,料厚为5.4mm,加工前进行调质处理,硬度17~23HRC,它上面的6个Ø5.20+0.15mm通孔是零件装配用的关键孔,位置精度要求较高。过去一直采用钻削加工工艺:各台阶尺寸加工到位(数控车床)→钻6个预孔(Ø4mm台钻)→扩6个孔(Ø5.20+0.15mm台钻)→后续工序。生产效率较低,而且存在位置精度差、孔径不易控制等缺点,无法满足大批量生产的要求。经分析,设计了一副小孔冲裁模,经试制基本满足了产品图要求,生产效率得到了大幅度的提高,取得了一定的经济效益。
图1 零 件
2 工艺分析
小孔冲裁与普通冲裁的主要区别为:①凸模需要可靠的导向结构;②压料力很大,约为冲裁力的10%~15%;③冲裁间隙很小,约为料厚的1.7%;④模具的卸料精度好。
考虑到工厂的实际情况和产品的工艺要求,该模具设计在普通1000kN冲床上进行生产,对于凸模没有采用精度很高的全长导向结构,而在压料板和上模板之间增加了一对小导柱,以提高凸模在冲裁全过程中的运行精度。
为使产品材料在冲裁中处于三向受压状态,以降低在冲裁初期因材料的拉伸作用而造成的凸模受力不均的影响,设计中压料弹簧选用了日本产的极重载荷的矩形弹簧,在凸模接触材料的瞬间压料力约为72kN。
对于冲裁间隙,按资料介绍2z=0.017t=0.0901mm,但考虑到模具的加工精度和产品的工艺性(孔两面要倒1mm×45°的角),如完全按照资料推荐的冲裁间隙设计和加工,则可能使凸模的磨损加剧,而且对加工精度和设备精度要求太高;但如盲目的加大冲裁间隙,则会使产品的光亮带长度不够,无法满足产品质量要求。在实际试生产中经过多次调试,发现冲裁间隙控制在2z=0.15~0.2mm,孔的光亮带约为料厚的80%,能满足产品要求。
凸模长度校核:
Lmax≤270d2/P
式中 d——凸模的最小直径
P——冲裁力
Lmax——允许的凸模最小自由长度
冲裁力P=1.3τt×6×2πR=405kN,d=Ø5.3mm。
将各值代入式中得出Lmax≤60mm。而设计中凸模采用阶梯凸模,因此完全可行。
凸模压应力校核:
d≥4tτ/σ压
式中 t——材料厚度 τ——材料的抗剪强度 σ压 ——凸模材料的许用应力 d——凸模的最小直径
将各值代入式中得出σ压 ≥2350MPa,方能满足冲裁要求。在模具试用阶段,由于没有能满足该条件的材料,冲孔凸模暂时采用优质合金工具钢Cr12MoV。
3 模具设计
3.1 模具工作过程
图2为模具结构简图,将工件放在卸料器上,由凹模定位。上模下行, 压料板先压住工件, 使其贴紧凹模面,上模继续下行,增大压料力,进行冲裁。冲裁完后,上模上行,压料弹簧帮助凸模从材料中退出,卸料弹簧将工件顶出凹模面。
图2 模具结构1.下模座 2.专用螺母 3.卸料弹簧 4.卸料器 5.冲孔凹模6.导柱 7.导套 8.冲孔凸模 9.限位螺钉 10.压料弹簧11.上模座 12.浮动模柄 13.垫板 14.固定板 15.小导柱16.小导套 17.压料板
3.2 模具零件的设计
(1)凸模的设计和制造是本模具的关键,如图3所示,凸模由三阶梯组成,每级阶梯连接处不允许有应力集中点,R处全部由磨床靠磨出,并抛光。冲裁刃口由R0.1mm的圆角圆滑过渡,不允许有锋利的刃口,刃口尺寸Ø5.32-0.0150mm。另外冲孔凸模的硬度不应过高,硬度控制在55~58HRC。
图3 凸 模
(2)4根限位柱的长度应保证压料弹簧有足够的预压力,一般以压缩弹簧总长度的3%~5%为宜,而且4根限位柱的长度应保证一致,长度公差应控制在0.02mm为宜,以保证力量的均匀性。
(3)凹模的定位间隙应控制在0.02~0.04mm,6个凹模孔的位置
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