冰箱下底板模具设计与制造Word文档格式.docx

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弯曲有孔的工序件时,如果孔位于弯曲变形区内，则弯曲时孔要发生变形，为此必须使孔处于变形区之外。

一般孔边至弯曲半径R中心的距离按材料厚度确定：

　　　　当ｔ﹤2ｍm时，L≥t；

t≥2mｍ时,Ｌ≥2ｔ．

　　　　　图１.２　弯曲件孔边距　

对于该工件,t=0.3５ｍm﹤2mm,通过计算确定L﹥0.35mｍ，所以孔位于弯曲变形区之外,可以先冲孔再弯如果孔边至弯曲半径r中心的距离过小不能满足上述条件，则孔位于弯曲变形区之内。

曲，因此确定该工件的工序为先冲孔再弯曲

该工件包括落料、冲孔和弯曲三个基本工序，可有以下工艺方案:

方案一：

先落料，后冲孔，再弯曲。

采用单工序模生产。

方案二：

先落料冲孔，在弯曲采用落料冲孔复合模和弯曲模生产。

方案三：

先冲孔—落料,在弯曲　　采用冲孔落料级进模和弯曲模生产。

方案一模具的结构简单,但需三道工序三副模具，成本高而且生产效率低难以满足中批量生产要求。

方案二需要二副模具，对于落料冲孔复合模，工件的精度及生产效率都较高，而且工件最小壁厚6．5５mｍ，远大于凸凹模允许最小壁厚1．4mm,模具满足强度要求。

方案三也需要二副模，该工件本身就较大。

若采用级进模生产,模具的体积太大,成本高，而且材料很薄，采用下出料,落料件会发生弯曲变形，进而影响弯曲工序的进行。

通过对上述方案的分析比较，该工件的生产采用方案二为佳。

确定了工件的工艺方案,下面分别对落料冲孔复合模和弯曲模进行设计。

2．落料冲孔复合模设计

2.1工件工艺分析

该工件只有落料和冲孔两个工序,材料Φ2３5钢，具有良好的冲压性能,适合冲裁，工件结构相对简单,有9个Φ3.5mｍ的孔，4个Φ10ｍm的孔,4个Φ2.9mm的孔，和1个Φ18mｍ的孔,孔与孔，孔与边缘之间的距离也满足要求,最小壁厚6．55mm工件的尺寸全部为自由公差，可看作ＩＴ１４级，尺寸精度低,普通冲裁完全满足要求。

　　　　　图2.1冲裁工件简图

２.2冲压工艺方案为落料冲孔复合模。

2．3主要设计计算

2.3.1弯曲件坯料尺寸计算

2.3.1.１弯曲中性层位置的确定

根据中性层的定义,弯曲件的坯料长度应等于中性层的展开长度。

中性层位置以曲率半径

表示,通常用下面经验公式确定:

=r+xt=1.4＋0.42×

0.35=1．５47

　　　式中:

ｒ—弯件的内弯曲半径

　　　　　t—材料的厚度

　　　x—中性层位移系数,取ｘ＝0.42

2.3.1.2弯曲件坯料尺寸的计算

　　　图2.2　r＞0．5t弯曲

中性层确定后，利用下述公式初步计算坯料长度，还需反复试弯曲不断修正,才能最后确定坯料的形状及尺寸。

该工件圆角半径ｒ＞0.5t，其弯曲件变薄不严重，按中性层展开的原理，坯料总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和，即

　　Lz＝ｌ1+l2＋ｌ3+2

　　式中：

Lz——坯料展开总长度

——弯曲中心角

计算得

　L=（4０-0.35-１.4）+（40-0.35×

2-1.4）+（78－０.3５-1.４）＋

　　＝64５.86mm

所以弯曲件展开尺寸为:

645.8６ｍm×

316mm

２.3．2排样方式的确定及其计算

该工件的形状是规格的矩形，应该采用直排的方式,如图２.３所示

搭边值取２.2mm和3.5mm，通过计算，条料的宽度为６50.８6mm，这里宽度取６52mm,步距为３18.2mm。

　　　　　　　　图2．3工件排样图

2.3.3冲压力计算

该模具采用复合模,拟定选择弹性卸料，顶件装置，冲压力的相关计算如下:

落料力:

　　　　　F落＝KLT

式中：

F－－-冲裁力

Ｌ----冲裁周边长度

　　T----材料的厚度

－-－-材料抗剪强度,取抗剪强度为300MPａ

　　　Ｋ-－--－系数,一般取1.3

　F落=1.3×

0．3５×

３00×

19２3.72=2６２58７.78N

冲孔力：

　　Ｆ冲=KLＴ

=1．3×

０.３5×

300×

317．45=4３331.93N

冲裁力:

　　Ｆ=F落+Ｆ冲=30５91９.7１N

弹性卸料力:

　　　　　F卸=KXF=０．05×

F=１５２95．９9N

式中：

F---冲裁力

　　　ＦX--－－卸料力系数,取0.05查表２．６.１[1］

顶件力：

　　F顶=KDF=0.0８×

F=24473.58N

　式中:

Ｆ---　冲裁力

　　　　FD－---顶件力系数,取０.08查表2.6.1[1]

冲压工艺力总和FＺ　

　　　　　　　　F=F+F卸+Ｆ顶＝3４5６89.28Ｎ

　根据计算结果和结合模具的实际尺寸,冲压设备拟选Ｊ21-4００A。

2.３．4压力中心的确定及相关计算

计算压力中心时,先画出凸凹模型口图,如图２.3所示。

在图中将XOY坐标系建立在图示的对称中心线上,将冲裁轮廓线按几何形状分解成L１~L9,共9组基本线段,用分析法求得模具的压力中心C点的坐标（８.４６0）有关计算如下表:

　　　　　　　　　　　图２．４凹模型口图

　　　　　　　　　表1压力中心数据

基本要素长度

Ｌ/mm

各基本要素压力中心的坐标值

X

Y

L1=32.97mｍ

-3１2.93

０

L2=62.8ｍm

－252.9３

Ｌ3＝2１.9８mｍ

-236.93

Ｌ4=21.98ｍｍ

1５1.07

Ｌ5=62.８mm

１9７.０7

Ｌ６＝18．２１2mm

２５6.93

L7=78.５mm

284.93

L/ｍm

L８＝1８.212mm

３１4.9３

Ｌ９=19２3.7２mm

合计2241.１7４mm

８.4６

由以上计算结果可以看出，该工件冲裁力不大，压力中心偏移坐标原点Ｏ较小,为了便于模具的加工和装配，模具中心仍选在坐标原点Ｏ。

若选用Ｊ21-400Ａ冲床，Ｃ点仍在压力机模柄孔投影面积范围内，满足要求。

２．３.5工作零件刃口尺寸计算

在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。

结合该模具的特点，工作零件的形状相对简单,适宜采用线切割机床分别加工落料凸凹模,凸凹模固定板,落料凹模以及卸料板,和冲孔凸模固定板,由于该工件材料很薄,Zmax和Zmin的差值很小,因此工作零件刃口尺寸计算就按配作加工的方法来计算，具体计算如下:

该工件属于落料冲孔件,落料时选凹模为设计基准件,只需计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模刃口实际尺寸按间隙配作。

冲孔时选凸模刃口为设计基准件，只需计算冲孔凸模尺寸及制造公差,凹模刃口尺寸由凸模刃口实际尺寸按间隙配作。

查表２-10得落料冲裁刃口双面间隙Zｍaｘ=0.０5ｍm,Ｚｍｉn=0.02mm,工件的公差等级为IT１4级,磨损系数X=0.5。

模具按IT８级制造。

2.3.5.1落料凹模刃口尺寸

由公差表查得，凹模的公差尺寸为645.8６0-2，3160-１．35。

凹模磨损后尺寸会增大属于第一类尺寸，计算公式如下:

　　　　Aj=（Amａx-x

）+

A０

A1＝（Ａmaｘ-x

A0　＝（645.8６-0.5×

2）0+0.125　=64４.860+0.１25

A２=（Amax-ｘ

A0=（3１6-0.５×

1.３5）+0.8９0=315.33+0．89０

落料凸模的基本尺寸与凹模相同,分别是６44.8６mm,3１5．３３mm,不必标注公差，但要在技术条件中注明：

凸模实际刃口尺寸与凹模配制，保证最小双面间隙值Zmin=0.02mｍ。

2.3.5.2冲孔凸模刃口尺寸计算

由公差表查得，凸模的公差尺寸Φ

，Φ

凸模磨损后尺寸会减小属于第二类尺寸，计算公式如下：

　　　　　Bj=（Bmｉn+ｘ

ｂ0

Bj=（Ｂmin+x

））+

b0=（2.9＋0.5×

0．25）-0．0１80=３.03-0.0180mｍ

Bj=（Bmin+x

b0　＝（１0+0．5×

０.3６）－0.027０=10.18-0.０2７０ｍm

Bj=（Ｂｍin+ｘ

b0=（18+0．5×

0.４3）－０.０33０=18.２2-0．０330ｍｍ

Ｂj=（Ｂmin＋ｘ

ｂ0＝（3.５+0.5×

０.３0）－0.01８0=3.６5-0.0180mm

冲孔凹模的基本尺寸与凸模相同,分别是３．03mｍ,10.18ｍｍ,18.22mm,3.６５mｍ，不必标注公差，但要在技术条件中注明:

凹模实际刃口尺寸与冲孔凸模配制，保证最小双面间隙值Ｚmin=0.02mm。

２.3.5.３孔心距

凸模和凹模磨损后基本尺寸不变化,不必考虑磨损的影响。

由公差表查得,各孔心距的公差尺寸分别是232±

１.15,２2０±

1.15,58±

０．７4,29６±

1．3０。

其孔中心距Ld可按下式确定：

　　Ｌd=L±

　　　式中：

LdL——工件孔心距的公称尺寸：

——工件制造公差

下面对各尺寸进行计算：

L1=L±

=（23２±

０.12５×

2×

1.１5）mm=（23２±

0．288）mm，

L2=　L±

=（2２0±

０．１２５×

２×

1.15）ｍm=（220±

L3=L±

=（５8±

0.1２5×

０.74）mｍ=（58±

0．1８5）mm，

L4＝　Ｌ±

=（2９6±

0.125×

1.３0）ｍm=（296±

0.3２5）mｍ,

2．３.6卸料橡胶的设计计算

卸料橡胶的设计计算见下表。

选用8块橡胶板的厚度务必一致，不然会造成受力不均匀，运动产生歪斜,影响模具的正常工作。

　　表2卸料橡胶的设计计算

项目

公式

结果

备注

卸料板的工作ｈ工行程ｈ工

h工=h1+h2+t

２．３5mｍ

h1为凸凹模凹进卸料板的高度1mm

h为凸凹模冲裁后进入凹模的深度１ｍm

橡胶的工作行程

H工

Ｈ工=ｈ工+h修

６．35mm

H为凸凹模修模量，取５mm