Standardi dizajna procesa spajanja kalupa za hardver i automobile i primjeri dizajna kalupa
Ostavite poruku
1. Analiza procesa žigosanja
Ovaj obradak ima samo dva procesa: izradu i probijanje. Materijal je čelik Q235-A, koji ima dobre performanse utiskivanja i prikladan je za brušenje. Struktura obratka je relativno jednostavna, s jednom rupom od φ8 mm i pet rupa od φ5 mm; razmaci između rupa i između rupa i rubova također zadovoljavaju zahtjeve, a minimalna debljina stijenke je 3,5 mm (debljina stijenke između četiri rupe od φ5 mm i rupe od φ8 mm na velikom kraju, te između rupe od φ5 mm i vanjskog kruga R16 mm). Sve dimenzije obratka unutar su slobodnih tolerancija i mogu se smatrati IT14 stupnjem, s niskom točnošću dimenzija; obični blanking može u potpunosti zadovoljiti zahtjeve.
2. Određivanje sheme procesa žigosanja
Ovaj obradak uključuje dva osnovna procesa: izradu i probijanje. Postoje tri moguće sheme procesa: Shema 1: Prvo brušenje, zatim probijanje. Jedno-proizvodnja kalupa. Shema 2: Blanking-kompozitno žigosanje. Proizvodnja složenih kalupa. Shema 3: Probijanje-prazno progresivno žigosanje. Progresivna proizvodnja kalupa.
Opcija 1 ima jednostavnu strukturu kalupa, ali zahtijeva dva procesa i dva seta kalupa, što rezultira visokim troškovima i niskom učinkovitošću proizvodnje, što otežava ispunjavanje zahtjeva srednje-serijske proizvodnje. Opcija 2 zahtijeva samo jedan kalup, a točnost izratka i učinkovitost proizvodnje su visoki, ali minimalna debljina stjenke izratka (3,5 mm) blizu je minimalne dopuštene debljine stjenke izbijača i matrice (3,2 mm), što rezultira slabom čvrstoćom kalupa i velikim poteškoćama u proizvodnji. Nadalje, gotovi dio ostaje na kalupu nakon utiskivanja, što utječe na brzinu utiskivanja prilikom čišćenja materijala na kalupu, čineći rad nezgodnim. Opcija 3 također zahtijeva samo jedan kalup, s visokom učinkovitošću proizvodnje, praktičnim rukovanjem, a točnost obratka također može zadovoljiti zahtjeve. Kroz analizu i usporedbu gornje tri opcije, Opcija 3 je najbolji izbor za proizvodnju štancanja ovog dijela.
3. Proračuni glavnog projekta
(1) Određivanje i proračun metode rasporeda
Prilikom projektiranja progresivnog kalupa, prvi korak je dizajn dijagrama izgleda trake. Ručka ima karakteristiku da je na jednom kraju velika, a na drugom mala. Kada su raspoređeni u ravnoj liniji, stopa iskorištenja materijala je niska. Trebalo bi usvojiti pravo-na-ravni raspored, kao što je prikazano u dijagramu rasporeda ručke na slici 8.2.2. Metoda izgleda osmišljena je kao -razmaknuto žigosanje, što može značajno smanjiti otpad. Intervalno utiskivanje uključuje rotiranje materijala trake nakon prvog utiskivanja za 180 stupnjeva vodoravno i utiskivanje po drugi put, izrezivanje drugog dijela izratka unutar intervala prvog utiskivanja. Vrijednost preklapanja je 2,5 mm i 3,5 mm, širina trake je 135 mm, udaljenost koraka je 53 mm, a stopa iskorištenja materijala po udaljenosti koraka je 78% (izračun prikazan u tablici 8.2.1). Prema standardima za lim, preporučuje se čelična ploča dimenzija 950 mm × 1500 mm. Svaka čelična ploča može se izrezati na 7 traka (135 mm × 1500 mm), a svaka traka može utisnuti 56 radnih komada, tako da je stopa iskorištenja materijala po čeličnoj ploči 76%.
(2) Izračun sile utiskivanja
Ova matrica koristi progresivnu matricu, a predlaže se elastično rasterećenje i izbacivanje s dna. Relevantni proračuni za silu utiskivanja prikazani su u tablici 8.2.1. Na temelju rezultata proračuna predlaže se oprema za žigosanje J23-25 . (3) Određivanje centra tlaka i povezani proračuni
Prilikom izračunavanja središta tlaka prvo nacrtajte dijagram otvora konkavnog kalupa, kao što je prikazano na slici 8.2.3. Postavite xoy koordinatni sustav na simetričnu središnju liniju prikazanu na slici. Konturu probijanja rastaviti na 6 osnovnih isječaka L1 do L6 prema geometrijskim figurama. Upotrijebite analitičke metode za dobivanje koordinata (13.57, 11.64) središta tlaka C kalupa. Relevantni izračuni prikazani su u tablici 8.2.2. Iz gornjih rezultata proračuna može se vidjeti da sila probijanja izratka nije velika, a pomak središta pritiska od koordinatnog ishodišta O je mali. Kako bi se olakšala obrada i montaža kalupa, središte kalupa i dalje je odabrano u koordinatnom ishodištu O. Ako se koristi preša za bušenje J23-25, točka C je još uvijek unutar projektiranog područja rupe drške matrice za prešu, što ispunjava zahtjeve.
(4) Izračun dimenzija reznog ruba radnih dijelova
Prije određivanja metode proračuna za dimenzije reznog ruba radnih dijelova, prvo se mora razmotriti metoda obrade radnih dijelova i metoda sastavljanja kalupa. S obzirom na karakteristike ovog kalupa, oblik radnih dijelova je relativno jednostavan. Prikladno je koristiti žičanu eroziju za zasebnu obradu probijača, matrice, ploče za pričvršćivanje probijača i ploče za skidanje. Ova metoda obrade može osigurati koaksijalnost rupa ovih dijelova, pojednostavljujući rad na montaži. Stoga se veličina oštrice radnih dijelova izračunava prema metodi odvojene obrade. Specifični izračun prikazan je u tablici 8.2.3.
(5) Dizajn gume za skidanje
Projektni proračun gume za skidanje prikazan je u tablici 8.2.4. Debljina četiri odabrane gumene ploče mora biti dosljedna, inače će uzrokovati neravnomjernu raspodjelu sile, iskrivljeno kretanje i utjecati na normalan rad kalupa.
4. Cjelokupni dizajn kalupa
(1) Odabir vrste kalupa
Kao što se može vidjeti iz analize procesa utiskivanja, usvojeno je progresivno utiskivanje, tako da je vrsta kalupa progresivni kalup.
(2) Odabir metode pozicioniranja
Budući da ovaj kalup koristi trakasti materijal, smjer uvlačenja trakastog materijala kontrolira se pomoću vodeće ploče, bez uređaja za bočni pritisak. Udaljenost uvlačenja trakastog materijala kontrolirana je početnom udaljenosti pozicioniranja granične igle i finom udaljenosti pozicioniranja igle za vođenje. Položaj utiskivanja prvog komada može se odrediti vizualnim pregledom operatera jer duljina punila ima određenu marginu.
(3) Odabir metode istovara i izbacivanja
Budući da je debljina obratka 1,2 mm, što je relativno tanko, sila rasterećenja je također relativno mala, tako da se može koristiti elastično rasterećenje. Budući da se radi o progresivnoj proizvodnji kalupa, izbacivanje s dna je praktičnije za rad i poboljšava učinkovitost proizvodnje.
(4) Izbor metode vođenja
Kako bi se poboljšao životni vijek matrice i kvaliteta izratka, te olakšala instalacija i podešavanje, progresivna matrica usvaja metodu vođenja sa srednjim vodećim stupovima.
5. Dizajn glavnih komponenti
(1) Strukturni dizajn radnih dijelova
① Prazni udarac
Uzimajući u obzir oblik izratka i obradu, probijač je dizajniran kao ravni-prolazni tip, obrađen žičanim EDM strojem i fiksiran na podložnu ploču s dva M8 vijka. Pristajanje s pločom za pričvršćivanje bušotina je H6/m5. Njegova ukupna duljina L može se izračunati prema formuli 2.9.2: L=20+14+1.2+28.8=64mm. Za specifičnu strukturu pogledajte sliku 8.2.4(a). ② Probijanje
Budući da su sve probušene rupe kružne i nijedna od njih nije mali proboj koji zahtijeva posebnu zaštitu, koristi se stepenasti dizajn proboja. Ovo pojednostavljuje strojnu obradu i olakšava sastavljanje i zamjenu. Probijači za bušenje pet kružnih rupa φ5 mogu biti standardnog tipa BⅡ (veličina 5,15×64). Struktura bušilice za bušenje rupa φ8mm prikazana je na slici 8.2.4(b).
③ Umri
Matrica je integralna matrica. Sve rupe za bušenje obrađuju se pomoću stroja za elektroeroziju. Prilikom postavljanja položaja matrice na setu matrica, središte pritiska mora biti poravnato sa središtem drške matrice na temelju izračunatih podataka o centru pritiska. Njegove vanjske dimenzije mogu se izračunati prema formulama 2.9.3 i 2.9.4: Debljina matrice H=kb=0.2 × 127 mm=25.4 mm (k=0.2 iz tablice 2.9.5) Debljina stijenke matrice c=(1,5 ~ 2) H=38 ~ 50,8 mm Debljina matrice H=30 mm Debljina stjenke matrice c=45 mm Širina matrice B=b + 2c=(127 + 2 × 45) mm=217 mm Dužina matrice L=195 mm (smjer dodavanja) Dimenzije matrice su 195 mm × 217 mm × 30 mm, a struktura je prikazana na slici 8.2.4 (c). (2) Dizajn dijelova za pozicioniranje Dva klina za vođenje postavljena su na dno bušilice, koji koriste rupe φ5 mm i φ8 mm na izratku kao rupe za vođenje. Struktura klina za vođenje otvora za vođenje φ8 mm prikazana je na slici 8.2.5. Vođenje treba završiti prije nego što ploča za skidanje stegne lim. Uzimajući u obzir debljinu materijala i činjenicu da se donja ravnina ploče za skidanje proteže 1 mm preko čeone strane izbojca nakon sastavljanja, duljina ravnog dijela klina za vođenje je 1,8 mm. Zatik za vođenje je H7/r6 i postavljen je na čeonoj strani bušilice. Vodeći dio zatika za vođenje i rupa za vođenje opremljeni su s H7/h6. Pomični graničnik, opruga i vijak za grubu obradu i pozicioniranje standardni su dijelovi sa specifikacijom 8×16. (3) Dizajn ploče za vođenje Unutarnja strana ploče za vođenje dodiruje materijal trake, a vanjska strana je u ravnini s matricom. Razmak između ploče za vođenje i materijala trake je 1 mm, što određuje širinu ploče za vođenje. Debljina vodeće ploče odabire se prema tablici 2.9.7. Vodeća ploča izrađena je od čelika 45 s tvrdoćom toplinske obrade od 40-45HRC i pričvršćena je na matricu vijcima i klinovima. Potporna ploča postavljena je na dovodnom kraju ploče za vođenje. (4) Dizajn komponenti ejektora
① Dizajn ploče za izbacivanje
Obodne dimenzije ploče za izbacivanje iste su kao i dimenzije šupljine matrice, a debljina je 14 mm.
Ploča za izbacivanje izrađena je od čelika 45, s tvrdoćom gašenja od 40-45HRC.
② Odabir vijaka za izbacivanje
Na ploču za izbacivanje ugrađena su četiri vijka za izbacivanje, nazivnog promjera 12 mm i navoja M10×10 mm. Na repu vijka za izbacivanje treba ostaviti dovoljno prostora za kretanje. Nakon zatezanja vijaka za izbacivanje, ploča za izbacivanje trebala bi se protezati 1 mm preko čeone strane probojca. Sve pogreške mogu se podesiti ugradnjom podmetača između vijaka i ploče za izbacivanje.
(5) Dizajn seta matrica i ostalih komponenti
Ova matrica koristi set matrica središnjeg stupića vodilice. Vodilica se nalazi u sredini matrice, sprječavajući iskrivljenje matrice zbog ekscentričnog momenta tijekom utiskivanja. Specifikacije seta matrice odabiru se na temelju perifernih dimenzija šupljine matrice. Vodilice imaju vrijednosti d/mm × L/mm od φ28×160 odnosno φ32×160; čahure za vođenje imaju vrijednosti d/mm × L/mm × D/mm od φ28×115×42 odnosno φ32×115×45.
Debljina gornje baze matrice Hgornja matricaje 45 mm; debljina gornje matrice Hjastučićje 10 mm; debljina ploče za pričvršćivanje Hfiksnije 20 mm; debljina donje baze kalupa Hdonja matricaje 50 mm.
Stoga je zatvorena visina kalupa: HZatvoreno = Hgornja matrica + Hjastučić + L + H + Hdonja matrica - h2= (45 + 10 + 64 + 30 + 50 - 2) mm=197mm. Gdje je: L-duljina bušilice, L=64mm; H-debljina matrice, H=30mm; h2-dubina probijanja koja ulazi u matricu nakon probijanja, h2= 2 mm.
Očito je da je zatvorena visina ovog kalupa manja od maksimalne visine montaže kalupa (220 mm) odabrane preše J23-25, te se stoga može koristiti.
6. Crtež sklopa kalupa
Na temelju gornjeg dizajna može se dobiti crtež sklopa kalupa prikazan na slici 8.2.6. Gornji dio kalupa uglavnom se sastoji od gornjeg šablona, podložne ploče, sedam probijača, ploče za pričvršćivanje probijača i ploče za skidanje. Koristi se elastična traka s gumom kao elastičnim elementom. Donji dio kalupa sastoji se od donje baze kalupa, konkavne šablone i vodeće ploče. Otpad od probijanja i gotovi dijelovi ispuštaju se kroz otvore za pražnjenje.
Prilikom dodavanja trake, pomični graničnik 13 koristi se kao grubi razmak. Dva klina za vođenje 4 postavljena su na probijač za slijepe ploče, koristeći rupe od φ5 mm i φ8 na traci kao rupe za klin za vođenje za vođenje, služeći tako kao precizna udaljenost za uvlačenje trake. Nakon dovršetka prvog koraka utiskivanja, traka se podiže i pomiče naprijed, postavlja na pomični graničnik 13 kroz otvor za zatvaranje i gura naprijed da se zategne. Tijekom utiskivanja, klin za navođenje 4 na bušilici vrši precizni razmak. Položaj pomičnog graničnika pomaknut je prema naprijed za 0,2 mm od idealnog geometrijskog položaja. Nakon dovršetka grubog pozicioniranja tijekom utiskivanja, kada se izvodi precizno pozicioniranje pomoću klina za vođenje, stožasta nagnuta površina na klinu za vođenje povlači traku natrag za oko 0,2 mm kako bi se dovršio precizan razmak. Koristeći ovu metodu, točnost razmaka može doseći 0,02 mm.
7. Odabir opreme za žigosanje
Kroz provjeru, preša otvorenog-tipa s dvo-stupom J23-25 je odabrana da ispuni zahtjeve. Njegovi glavni tehnički parametri su sljedeći:
Nazivni pritisak: 250KN
Hod klizača: 65 mm
Maksimalna zatvorena visina: 270 mm
Maksimalna visina montaže matrice: 220 mm
Dimenzije radnog stola (sprijeda/straga × lijevo/desno): 370 mm × 560 mm
Dimenzije podloge (debljina × promjer rupe): 50 mm × 200 mm
Dimenzije rupe za dršku matrice: φ40mm × 60mm
Maksimalni kut nagiba: 30 stupnjeva
