機床中心軸托架的彎曲工藝設(shè)計

1、機床中心軸托架的彎曲工藝設(shè)計 【摘 要】本文在深入了解彎曲模的設(shè)計過程及要領(lǐng)和對機床中心軸托架的結(jié)構(gòu)進行深入分析的基礎(chǔ)上，通過對比不同工藝的優(yōu)缺點，最后確定出機床中心軸托架的彎曲工藝設(shè)計的最佳方案，并且對彎內(nèi)外角尺寸，凸凹模寬度，排樣方案等進行了計算，最后確定出機床中心軸加工的工藝卡片，為實際生產(chǎn)提供一定的借鑒。 【關(guān)鍵詞】托架；彎曲工藝；設(shè)計 1.引言 沖壓加工是通過模具對板材加壓力或拉力，使板材發(fā)生塑性變形，同時對板料施加剪切力使板材分離，從而獲得一定尺寸、形狀和性能零件的加工方法。沖壓加工需研究沖壓工藝和模具兩個方面的問題。根據(jù)常用的分類方法，沖壓工藝可以分為分離工序和成形工序兩大類。隨

2、著社會的發(fā)展，現(xiàn)階段沖壓成形已經(jīng)走向計算機輔助工程化和智能化的發(fā)展道路，從原來的經(jīng)驗、實驗分析階段開始走進有沖壓理論指導的科學階段。可使設(shè)計與加工時間縮短50%。 本文是在深入了解彎曲模的設(shè)計過程及要領(lǐng)和對機床中心軸托架的結(jié)構(gòu)進行深入分析的基礎(chǔ)上，對零件進行工藝分析，討論多個工藝方案的優(yōu)缺點，進行分析并且最終確定零件的加工工藝。 2.設(shè)計計算 2.1 工藝分析 加工工藝的確定需要考慮多種因素，最重要的是要兼顧質(zhì)量和效率。下面將對托架的加工工藝選擇做詳細闡述。 2.1.1 工件分析 此模具用于加工圖1所示的機床中心軸托架，材料為08鋼。 根據(jù)所給出的零件二維圖，首先在pro/e中運用參數(shù)化建模技

3、術(shù)實現(xiàn)零件的三維建模，如圖2所示。 該工件是中心軸托架，在10mm孔內(nèi)裝有心軸，托架通過4個5mm孔與機身連接，為保證良好的裝配工件，5個孔的公差等級均為it9級，表面不允許有嚴重的劃傷，該零件選用08鋼，其彎曲半徑均不大于該種材料的最小彎曲半徑，且工件精度要求不高，不需要校形，所有的孔可用高精度沖模沖出。因此，該零件可以用冷沖壓加工成形。 圖1 工件二維圖 圖2 工件三維實體模型 本設(shè)計主要考慮工件的彎曲工藝。彎曲件的工藝性主要考慮以下幾個方面。 1 彎曲半徑 彎曲件的彎曲半徑不宜過大和過小。過大因受回彈的影響，精度不宜保證；過小時會產(chǎn)生拉裂。 2 空邊距 如果彎曲毛坯上有預先沖制的孔，為使

4、孔不發(fā)生變化，必須使孔置于變形區(qū)之外，即孔邊距l(xiāng)，應符合以下關(guān)系。當彎曲件厚度t1.5mm，中心孔10mm孔邊距為7.5mm1.5mm，均滿足要求。 3 直邊高度 保證彎曲件直邊平直的直邊高度h不應小于2倍的壁厚，否則需先壓槽或加高直邊，彎曲后再切掉。 4 形狀與尺寸的對稱性 彎曲件的形狀與尺寸應盡可能對稱，高度也不應相差太大。 5 部分邊緣彎曲 當局部彎曲某一段邊緣時，為了防止在交界處由于應力集中而產(chǎn)生斷裂，可預先沖裁卸荷孔或切槽，也可以將彎曲線移動一段距離，以遠離尺寸突變處。 2.2 確定工藝方案 根據(jù)給出的工件結(jié)構(gòu)進行詳細分析得出：沖壓該零件所需的基本工序為沖孔、落料及彎曲，其彎曲工藝方

5、案有三種，因此，沖壓工藝方案可以有以下幾種。 方案一：首先為沖孔10mm和落料的復合，然后為彎曲外部兩角并使中間預彎45，然后彎曲中間兩角，最后沖4個孔5mm）。 方案二：首先為沖孔10mm和落料的復合同方案一，然后彎外部兩角，然后壓彎中間兩角，最后沖4個孔5mm，同方案一。 方案三：首先沖孔10mm和落料的復合同方案一，直直接彎壓四角，然后沖4個孔5mm，同方案一。 通過比較可以得出，當進行小批量生產(chǎn)時宜選擇方案一。 2.3毛坯展開尺寸計算 首先根據(jù)工件二維結(jié)構(gòu)圖進行毛坯尺寸的計算，工件尺寸如圖1所示。 由孔邊距公式1再考慮到彎曲時板料纖維的伸長，實際毛坯取l=107 m m 。 2.3.1

6、 彎外角的計算 按照工藝方案一，首先應彎兩45外角，故對其進行工藝分析計算。凸模圓角半徑：，大于其最小圓角半徑，則r凸=1.5mm。由圓角半徑選用原則1可知，t=1.5mm 凹模深度l0要適當。若l0過小，則彎曲件兩端的自由部分長，回彈大且不平直；如l0過大，則凹模用料過多，且需要較大行程的沖床。因此，l0的大小要根據(jù)彎曲件的要求確定。如彎曲件直邊的平直度要求高且沖床行程足夠大時，可采用較大的凹模深度。彎曲時，彎曲件全部被壓入凹模中。由公式45，因為寬度b=22mm ，mm考慮到下一次彎曲會使工件變薄伸長，故取l0=15mm。 此時由于內(nèi)角的彎曲角度不大，故凸凹模的圓角半徑粗略設(shè)為r凸=10m

7、m，r凹=20mm。 如果彎曲零件的角度不等于90時，凸凹模的尺寸差值與角度有一正切關(guān)系，如圖3。 圖3彎外角計算示意圖 其尺寸 式中得x=0.621mm。此x對以后的凸凹模建模有用。 由于v形零件彎曲時，凸模與凹模之間的間隙是靠調(diào)整壓力機的閉合高度來控制的，因此不需要在設(shè)計制造模具時確定間隙。 彎內(nèi)角的計算與彎外角的工藝分析計算相同，不再詳述，計算得r凸=1.5mm。r凹=4t=41.5=6mmc=1.575mm。 2.3.2 凸凹模寬度尺寸計算 因為工件標注內(nèi)形尺寸 ， 由制造公差表3，gb/t 1804查的=0.21mm。同樣由標準公差it值表3，選取凸凹模的制造偏差為it8，則=0.0

8、33mm，得帶入上面的公式，再按生產(chǎn)實踐的經(jīng)驗進行修正，所以mm，mm。 2.3.3 排樣方案及其計算 為了保證零件的精確、條料的強度和剛度，便于手工送料，采用單排有廢料排樣，據(jù)參考文獻2搭邊a和數(shù)值表查得：a=1.0mm，=1.2mm。 由參考文獻表2-142查得；=0.5mm，計算出條料標稱寬度mm，進距： mm。 選擇板料規(guī)格為：900mm1800mm 先將板料剪切成17張900mm105.88mm的條料，再利用此條料進行沖裁，通過公式： 可計算出此條料可沖裁的工件數(shù)=28.82個，即可沖裁28個工件。則在整個板料上可沖裁的工件為個材料利用率為可見此種排法的材料利用率很高，方案可行。 2

9、.3.5 各工序沖壓力的計算和沖壓設(shè)備的選取 由于本文著重彎曲的設(shè)計計算，故對落料和沖孔工序以及沖4個5mm孔的工序不作討論，只討論兩個彎曲工序。 1 彎45角 最大自由彎曲力為 1，帶入數(shù)據(jù)得=5265n。 校正力計算公式為其中，a=1683mm2，取=90 mpa，則n 頂件力的計算公式為系數(shù)取為0.5，則fq=0.5 f自=2632.5n 根據(jù) f機f校和f機f自+fq得f機151470n。 查參考文獻4開式可傾工作臺壓力機主要參數(shù)表，選用壓力機型號為j23-25，其公稱壓力為250kn。 2 彎內(nèi)角 最大自由彎曲力計算公式為，帶入數(shù)據(jù)得f自=6142.5n。 校正力的公式為 其中，a=

10、750mm2，p=90 mpa，則=67500n 頂件力的計算公式為 ，取系數(shù)為0.5，則fq=0.5 f自=3017.25n 根據(jù) f機f校和f機f自+fq，所以f機67500n。 查參考文獻4開式可傾工作臺壓力機主要參數(shù)表，選用壓力機型號為j23-16a，其公稱壓力為160kn。 2.4 制定工藝卡片 對所確定的工藝方案一進行細化，得到機床中心軸托架的冷沖工藝路線，略。 3.結(jié)論 本文主要完成了機床中心軸托架的彎曲工藝分析的設(shè)計和分析。通過不同工藝方案的比較，最終確定出最優(yōu)的工藝方案。 在設(shè)計過程中，最難的、也是最重要的工作是計算型腔的結(jié)構(gòu)尺寸。在設(shè)計時，確定出首次彎曲的凸凹模形狀尺寸具有突破性的意義，也是后續(xù)設(shè)計工作能夠順利進行的前提。其次，定位裝置的確定也是本次設(shè)計的難點和重點之一。 參考文獻： 1鄭家賢.沖