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摩托车侧盖前支承的冲压工艺分析和模具设计实例

2014年07月02日 ⁄ 共 2000字 评论 6 条

福利老幺很久没有在冲压模具这个板块上写文章了,感觉自己能写的经验大多已经奉献出来了,其二也确实是心中没货了,今天要说到的摩托车侧盖前支承的冲压工艺分析是福利老幺在一本书上看来的,而其中的模具设计实例部份,也是来源自这个书本。感觉对大部分朋友应该有用,所以这里分享一下。

先来看产品图,如下:

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该产品的用料为Q215钢,厚度为1.5mm,这里福利老幺介绍一下,Q215钢管,是一种碳素结构钢(GB/700-1999),此类钢一般由转炉或平炉冶炼,其主要原料为铁水加废钢,钢中硫、磷含量高于优质碳素结构钢。此类钢的牌号由Q195,Q215A、B,Q235A、B、C、D,Q255A、B,Q275等钢级表示。抗拉强度(σb/MPa)为335-450,大多数时候,这种材质是不会作为拉深料的。

冲压工艺性分析
该零件端部四角为尖角,若采用落料工艺,则工艺性较差,根据该零件的装配使用情况,为了改善落料的工艺性,故将四角修改为圆角,取圆角半径为 2mm。另外,此外零件的“腿”较长,这里我们利用过弯曲和校正弯曲来控制回弹,则可以得到形状和尺寸比较准确的零件。

腰圆孔边至弯曲半径 R 中心的距离为 2.5mm。大于材料厚度 (1.5mm),从而腰圆孔位于变形区之外,弯曲时不会引起孔变形,故该孔可在弯曲前冲出。

以上内容为书本上的分析,很明显,在弯曲这一道环节,我们可以采用角度作补偿的方法来控制。同时由于零件的“腿”较长,我们在模具设计时可以考虑用滑块来脱料。

模具工艺方案
首先根据零件形状确定冲压工序类型和选择工序顺序。冲压该零件需要的基本工序有剪切(或落料)、冲腰圆孔、一次弯曲、二次弯曲和冲凸包。工艺方案提出了以下三种,如下图:

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第一种方法(图 12-2a)为一次成形,其优点是用一副模具成形,可以提高生产率,减少所需设备和操作人员。缺点是毛坯的整个面积几乎都参与激烈的变形,零件表面擦伤严重,且擦伤面积大,零件形状与尺寸都不精确,弯曲处变薄严重,这些缺陷将随零件“腿”长的增加和“腿”长的减小而愈加明显。

第二种方法(图 12-2b)是先用一副模具弯曲端部两角,然后在另一副模具上弯曲中间两角。这显然比第一种方法弯曲变形的激烈程度缓和的多,但回弹现象难以控制,且增加了模具、设备和操作人员。

第三种方法(图 12-2c)是先在一副模具上弯曲端部两角并使中间两角预弯 45°,然后在另一副模具上弯曲成形,这样由于能够实现过弯曲和校正弯曲来控制回弹,故零件的形状和尺寸精确度高。此外,由于成形过程中材料受凸、凹模圆角的阻力较小,零件的表面质量较好。这种弯曲变形方法对于精度要求高或长“脚”短“脚”弯曲件的成形特别有利。

采用方案
根据冲压该零件需要的基本工序和弯曲成形的不同方法,可以作出下列各种组合方案。
方案一:落料与冲腰圆孔复合、弯曲四角、冲凸包。其优点是工序比较集中,占用设备和人员少,但回弹难以控制,尺寸和形状不精确,表面擦伤严重。

方案二:落料与冲腰圆孔复合、弯曲端部两角、弯曲中间两角、冲凸包。其优点是模具结构简单,投产快,但回弹难以控制,尺寸和形状不精确,而且工序分散,占用设备和人员多。

方案三:落料与冲腰圆孔复合、弯曲端部两角并使中间两角预弯 45°、弯曲中间两角、冲凸包。其优点是工件回弹容易控制,尺寸和形状精确,表面质量好,对于这种长“腿”短“脚”弯曲件的成形特别有利,缺点是工序分散,占用设备和人员多。

方案四:冲腰圆孔、切断及弯曲四角连续冲压、冲凸包。其优点是工序比较集中,占用设备和人员少,但回弹难以控制,尺寸和形状不精确,表面擦伤严重。

方案五:冲腰圆孔、切断及弯曲端部冲腰圆孔、切断连续冲压、弯曲中间两角、冲凸包。这种方案实质上与方案二差不多,只是采用了结构复杂的连续模,故工件回弹难以控制,尺寸和形状不精确。

方案六:将方案三全部工序组合,采用带料连续冲压。其优点是工序集中,只用一副模具完成全部工序,其实质是把方案三的各工序分别布置在连续模的各工位上,所以还具有方案三的各项优点,缺点是模具结构复杂,安装、调试和维修困难。制造周期长。

综合上述,该零件 虽然对表面外观要求不高,但由于“腿”特别长,需要有效地利用过弯曲和校正来控制回弹,其方案三和方案六都能满足这一要求,但考虑到该零件件生产批量不是太大,故选用方案三,其冲压工序如下:
落料冲孔、一次弯形 (弯曲端部两角并使中间两角预弯 45°)、二次弯形(弯曲中间两角)、冲凸包。

模具设计
首先我们需要确定排样,如下图:

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2.材料利用率
具体如下图:

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上图中的零件面积我们可以自己计算出来。

模具结构形式
落料冲孔模具、一次弯形模具、二次弯形模具、冲凸包模具结构形式分别依次如下图:

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二次弯形模具、冲凸包模具结构如下:

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这里福利老幺要补充一点的是,该年生产量5万件,而书本上该实例就是按这个要求来设计的,这个年生产量是一个很重的参数,如果再大一点,福利老幺认为我们就很有必要开一套连续模来生产了。

评论 6 条 评论内容很精采,有内幕,而且绝对有干货

  1. 美美网赚网 2014年07月02日 13:40  @回复  Δ-49楼 回复

    这教程出的很详细啊。

  2. 我要网赚 2014年07月02日 15:06  @回复  Δ-48楼 回复

    站长是搞模具的吧?


    • 管理员
      管理员 2014年07月02日 15:09  @回复  ∇地下1层 回复

      恭喜您答对了,确实是从事冲压模具方面工作的!

  3. 攀引者-吸引力法则实践者 2014年07月17日 15:36  @回复  Δ-47楼 回复

    图纸外行看不懂

  4. 谈姚勇 2016年04月12日 10:06  @回复  Δ-46楼 回复

    站长这个设计是在哪本书上看到的啊


    • 管理员
      管理员 2016年04月12日 10:09  @回复  ∇地下1层 回复

      这都是以前的老书了,我自己也忘记了.

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