偏心轮精冲复合模设计

newmaker

欢迎访问e展厅 展厅 3 冲压模具/锻压/冷镦模具展厅 冲压模, 级进模, 拉深冲裁模, 冷冲模, 冲床模具, ... 1概述 偏心轮是厨房机械设备中的重要零件之一。它的尺寸精度及表面 粗糙度的要求都较高，材料为碳素工具钢T8A，厚度2mm。 旧工艺采用剪条料、落圆片、冲偏心圆孔(或冲孔落料复合工艺)，然后精车偏心圆孔的工艺 方法来加工该零件。这种工艺的缺点是效率低、质量不稳定和一致性差。如果采用三动精冲 压力机，精冲模具，用精冲技术可解决不再精车偏心圆孔的问题。但是这种设备和精冲模具 的价格十分昂贵，是普通压力机的20倍左右，所以目前偏心轮的加工都没有采用。为此，在 普通冲裁工艺基础上，研制设计了一副在普通压力机上使用，能进行落料冲孔的精冲复合模 ，成形后的零件不再需要精车偏心圆孔，其尺寸精度及表面粗糙度都能满足产品的技术要求 ，生产效率及质量均大幅度提高。 2排样 在拟制精冲工艺时，排样的要求比普通冲裁工艺要高，它是根据材料的抗拉强度的大小而决 定，故偏心轮零件在排样的搭边及沿边值都较大。搭边a=2.4 mm，沿边b=2.6mm。 3精冲压力的计算 精冲总压力是完成工件精冲所需的总压力，是选用精冲压力机的主要因素之一，也是考虑精 冲模具强度的重要依据。 精冲工艺过程是在压料力、反压力和冲裁力三者同时作用下进行的，并且在冲裁过程中， 板料始终处于被压紧状态。 所推导的公式，偏心轮精冲压力计算如下： 外轮廓周边长Le=100.48mm 内轮廓周边长Lf=50.24mm 内外轮廓周边长L1=150.72mm 板料厚度t=2mm 材料抗拉强度σb=650N/m2 可得 齿圈压板齿形高h=0.6mm 与材料有关的系数k2=1.9 冲裁力P１=0.9Lt·t·σb=0.9×150.72×2×650=176342N=176.34kN 压料力Ｐ２=k２·Le·4h·σb=1.9×100.48×4×0.6×650=297823N=297.83kN 反压力P３=20%Ｐ１=0.2×176.34=35.27kN 精冲总压力P0=P1 P2 P3=176.34 297.83 35.27=509.44kN 4精冲模具结构设计 精冲零件的好坏与精冲模具的设计质量有直接的关系，合理的模具结构是制造合格 精冲零件的关键。因此，根据具体的零件形状、尺寸及材料，必需要正确、合理设计模具的 结构。 根据上述计算的精冲压力及按模空间，选用JA21-100型1000kN开式双柱固定台压力机。 偏心轮精冲工艺的工作过程是：随着压力机滑块下行，通过聚氨酯橡胶和弹簧的伸长作用， 使双齿圈压板和卸料板把板料压紧，凹模和凸凹模进行普通落料，双台阶凸模和凸凹模进行 普通冲孔，滑块继续下行，双台阶凸模和凸凹模进行精修。精冲完毕滑块回升，双齿圈压 板 通过聚氨酯橡胶块的伸长把冲好的制件退出，卸料板通过弹簧把条料搭边卸出，偏心孔废料 落入凸凹模的偏心孔处而排出，整个精冲工作完毕。此后，把条料向前送进，其中偏心圆孔 受到挡料销而定位，将继续重复进行精冲工艺。 5主要零件的设计 5.1双台阶凸模 双台阶凸模是精冲模具的关键零件，它的形状和尺寸直接影响精冲模具的刃口间隙和精冲零 件剪切面的表面粗糙度，它的强度直接影响精冲模具的寿命。 双台阶凸模与普通冲裁凸模不同，它呈阶梯形。 双台阶凸模的前端先进行普通冲孔，然后该凸模的中端对先冲孔的撕裂斜断面进行 精修。整个冲裁过程中板料始终是被压紧的。双台阶凸模的前端面与中端面之间有段距离h ，其值一般取板料厚度，即h=2mm。采用双台阶凸模进行冲孔、精修孔时，其间隙为 d0=d 0.03-z d1=d 0.03-z′ D凹=d 0.03 式中d0——双台阶凸模前端直径，mm d1——双台阶凸模中端直径，mm D凹——凹模内孔直径，mm z——普通冲孔双面间隙，mm(一般取z=12%t) z′——精修冲孔双面间隙，mm(一般取z′=0.7%t) 按偏心轮零件的尺寸，代入上述公式得 d0=16 0.03-0.24=15.79mm d1=16 0.03-0.014=16.016mm D凹=16 0.03=16.03mm 为了防止制件精冲后的塌角，双台阶凸模d0、d1端均用锋利刃口冲裁。 双台阶凸模是在十分恶劣的条件下工作的，在冲击载荷作用下，承受高压和瞬时高温，刃口 工作表面在高压和瞬时高温下，和制件的新生表面之间产生相对滑动摩擦，因此要选用硬 度高、耐磨性好、强度大及韧性佳的模具材料。对精冲偏心轮的材料(碳素工具钢T8A)，必 需选用高速工具钢W6MO5Cr4V2，热处理硬度HRC60～62。为了进一步提高双台阶凸模的尺 寸稳定性和耐磨性等性能，高速工具钢在淬火后还须进行深冷处理(-196℃)，硬度HRC63.9 。 5.2双齿圈压板 双齿圈压板是在压板上由围绕冲件内、外边缘，并保持一定距离的凸起尖状齿圈组成。在精 冲过程中，用双齿圈压板上凸起的尖状齿圈预先压入板料，增加对板料的三向压应力，限 制剪切区以外的材料流动，以达到防止产生材料撕裂的目的。并使冲件平整，不致产生弯曲 变形。它在精冲后又起到卸料的作用。 1.双齿圈压板 2.双台阶凸模 d齿—双齿圈压板外径d凸—双台阶凸模外径 为了增加双齿圈压板的强度及硬度，故选用高铬工具钢Cr12MOV，热处理硬度HRC58～60。 5.3聚氨酯橡胶块 聚氨酯橡胶，是一种介于橡胶和塑料之间的人工合成弹性材料。它有比较大的硬度范围，良 好的耐磨、耐油、耐老化、耐辐射、强度高、弹压力大等特性。并容易进行车、铣、刨、磨 、钳等机械加工。 用聚氨酯橡胶制造的弹性元件，应满足下列要求 肖氏硬度HS＞85 抗拉强度σb=25～35MPa 永久变形8%～10% 耐曲挠10万次以上无裂纹 聚氨酯橡胶块放在模具内部的形状，一般不宜做成圆柱形，最好做成细腰形，以免受压后胀 坏模具。 聚氨酯橡胶块的截面积、高度、块数用压料力可计算出。 其它零件如上下模块、凹模、凸凹模、卸料板、挡料销、弹簧等与普通冲裁模设计方法相同。 6结束语 在当今机械行业的广泛应用情况下，追求产品价格及质量的日益剧烈，采用先进的精冲技术 是一项行之有效的最佳途径，它既能提高产品质量，又明显减少机械加工工时，从而大大降 低了产品成本，经济效益显著。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (12/23/2006)