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故条料宽度为104.5mm。
表5-1 搭边值和侧边值的数值
材料厚度t(mm) ≤0.25 >0.25~0.5 >0.5~1.0 >1~1.5 >1.5~2.0 >2.0~2.5
圆件及类似圆形制件 工件间a 1.0 0.8 侧边a1 1.2 1.0 矩形或类似矩形制件长度≤50 工件间a 侧边a1 1.2 1.0 1.5 1.2 矩形或类似矩形制件长度>50 工件间a 1.5~2.5 1.2~2.2 侧边 a1 1.8~2.6 1.5~2.5 0.8 1.0 1.2 1.0 1.3 1.5 1.0 1.2 1.5 1.2 1.5 1.8 1.5~2.5 1.8~2.8 2.0~3.0 1.8~2.6 2.2~3.2 2.4~3.4 1.5 1.9 1.8 2.2 2.2~3.2 2.7~3.7 表5-2 普通剪床用带料宽度偏差△(mm)
条料厚度t(mm) ≤50 ≤1 >1~2 >2~3 >3~5 条料宽度b(mm) >50~100 0.5 0.6 0.8 1.0 >100~200 0.6 0.7 0.9 1.1 >200 0.7 0.8 1.0 1.2 0.4 0.5 0.7 0.9 表5-3 侧刃冲切得料边定距宽度b1(mm)
条料厚度t(mm) 金属材料 ≤1.5 >1.5~2.5 >1.5~2.5 1.5 2.0 2.5 条料宽度b(mm) 非金属材料 2.0 3.0 4.0 13
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5.1.3 确定步距
送料步距S:条料在模具上每次送进的距离称为送料步距,每个步距可冲一个或多个零件。进距与排样方式有关,是决定侧刃长度的依据。条料宽度的确定与模具的结构有关。
进距确定的原则是,最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值;最大条料宽度能在冲裁时顺利的在导料板之间送进条料,并有一定的间隙。
级进模送料步距S
S=Dmax+a1 公式(5-2)
Dmax零件横向最大尺寸,a1搭边
S=47.1+3 =50.1mm
排样图如图5-1所示。
5.1.4 计算材料利用率
冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率,它是衡量合理利用材料的重要指标。
一个步距内的材料利用率
η=A/BS×100% 公式(5-2)
式中 A—一个步距内冲裁件的实际面积;
B—条料宽度; S—步距;
由此可之,η值越大,材料的利用率就越高,废料越少。废料分为工艺废料和结
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构废料,结构废料是由本身形状决定的,一般是固定不变的,工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小,也决定于排样的形式和冲压方式。因此,要提高材料利用率,就要合理排样,减少工艺废料。
排样合理与否不但影响材料的经济和利用,还影响到制件的质量、模具的的结构和寿命、制件的生产率和模具的成本等指标。因此,排样时应考虑如下原则: 1)、提高材料利用率(不影响制件使用性能的前提下,还可以适当改变制件的形状)。 2) 、排样方法使应操作方便,劳动强度小且安全。 3) 、 模具结构简单、寿命高。
4) 、保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。
一个步距内冲裁件的实际面积,根据CAD软件-工具-查询-面积:
A=3408.5mm2
所以一个步距内的材料利用率
Η=A/BS×100% 公式(5-2) =3408.5/104.5×50.1×100%
=65.1%
根据计算结果知道选用直排材料利用率可达65.1%,满足要求。
5.2 冲压力的计算
5.2.1 弯曲力的计算
本设计只做螺母盒的成形模具设计,所以只需计算螺母盒的弯曲力即可。
弯曲力是指弯曲件在完成预定弯曲时所需要的压力机施加的压力,是设计冲压工艺过程和选择设备的重要依据之一。弯曲力的大小与毛坯尺寸、零件形状、材料的机械性能、弯曲方法和模具结构等多种因素有关,理论分析方法很难精确计算,在实际生产中常按经验公式进行计算。
1)自由弯曲时的弯曲力公式
0.6KBt2?b0.7KBt2?bFVz?FUz?r?tr?tV形弯曲件: ; U形弯曲件:;
式中:
FVz、
FUz——自由弯曲力;B——弯曲件的宽度;t——弯曲件厚度;r—
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—内圆弯曲半径;
?b——弯曲材料的抗拉强度;K——安全系数,一般取1.3。
2)、校正弯曲力公式
FJ?FqA
——校正力;
式中:
FJFq——单位面积上的校正力,Mpa,见表-3;A——弯曲
件被校正部分的投影面积,mm2。
表-3 单位校正弯曲力 单位(MPa)
3)计算
本弯曲件弯曲部分,有2处U形弯曲08AL的σb=325MPa
0.7KBt2?bFUz?r?tU形弯曲力:
=
0.7×1.3×(25+40)×1.2×1.2×325
2+1.2 =8650.6875N 所以总的弯曲力F=8650.69N
5.3 压力中心的确定
模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作,应使模具的压力中心与压力机滑块的中心相重合,否则,会使冲模和力机滑块产生偏心载荷,使滑块和导轨之间产生过大的摩擦,模具导向零件加速磨损,降低模具和压力机的使用寿命。冲模的压力中心,可以按下述原则来确定: 1).对称形状的单个冲裁件,冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。
2).工件形状相同且分布位置对称时,冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。 3).形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可以用解析计算法求出冲模压力
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