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组合模具在折弯机上的应用

文章出处:admin人气:发表时间:2018-11-21 12:44

1制件及其成形工艺分析


公司研发的新产品组合式袋除尘器的部件。该制件材质为Q235,板料厚度为4mm,长度尺寸2,670mm,制件两端各有一排孔,每排为24个孔。因为制件尺寸比较长,且孔的直径大小及形状各异,孔距尺寸精度要求高,加工难度很高,是我公司生产中的难题,严重影响了公司新产品的开发推广。
针对此制件我们采用下面三种加工方案进行比
较和筛。
(1) 采用常规的压力机冲裁加工,需要多次更换折弯机模具,劳动强度高,制造中受影响因素多,会造成产品质量不稳定,很难满足图纸技术要求,并且生产效率也非常低,故此方案不合适。
(2) 采用大型数控转塔冲床,该设备较贵,并且我
公司没有该设备,外协制造价格太高,生产效率也满足不了生产需求,同时也增加了该新型袋除尘器的生产成本。故此方案也不太合适,在没有更好的方案前提下才能采用。
(3) 折弯机是一种常用的冲压机械辅助设备,其优点是有很长的工作平台和足够大的工作压力,有很多型号的折弯机的工作行程和开启高度均能满足冲孔单元使用要求,为冲孔单元的使用提供了方便和可能。如果能利用组合冲孔模具在公司现有设备 W67Y200/4000折弯机上加工,既能保证图纸要求,又能保证生产效率高而成本低,因此,我们从经济上的合理性与技术上的可能性出发,确定此方案可行,不仅节省投资,而且能够有效利用和发挥本公司现有生产设备的作用,但是还需要在设计上解决一系列问题:)

2方案可行性分析


             
+计 +            
    0
                             
70 11()±0. o.3=440 5x110士0·3=550 110士0. 士0· 3=550 ]用±0. 5 × 0=550 4×凵0 =440    
  4× 110土 5×凵0  
2530士0.3    
2670    
     
图1零件图
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经过对通用折弯机工作数据的采集,冲裁力及最大开启高度均无法满足组合模具的使用要求,针对这两点进行了改进,提出了合理的解决方案,使组合模具在折弯机上生产成为可能。
具体分析如下:
2 · 1单排24孔的冲裁力冲裁力的计算:
(1) 冲裁10一币13mm孔的冲裁力:10仁10 × 340×40 · 82×4=555,巧2N。
(2) 冲裁8一Imm孔的冲裁力P2:8说仁8 × 340 × 34 · 54×4=375,795.2N。
(3) 冲裁6一8rnrrD<13mm扁长孔1)3:6说仁6× 340×
50 · 82×4=414,69L2N。
P总=PI +P2+P3= 1,345,638 ·4N 135t 式中T一.,..一一剪切强度,查表取仁340N/mm L.一一一孔的周长一材料厚度
折弯机进行冲裁时最大冲裁力不超过1 /3,主要原因是因为液压系统工作中不能使压力突然巨变,造成冲击震动极其容易损坏机床,在没有相应措施下, 200t折弯机允许最大冲裁压力为小于67t,而上述制件的冲裁力为135t,故在设计时必须要考虑降低冲裁力的方法
解决方案:冲裁每排24孔时可通过阶梯冲裁的方法降低冲裁力,至少要分3个阶梯

2 · 2开启高度

折弯机最大开启高度为450mm,如果运用原设备折弯上?舾叨纫虿蛔憬薹ㄊ迪。
解决方案:机床开启高度不足,可以通过设计制造多组不同高度的过渡上?樘娲弁浠耐ㄓ蒙夏,从而解决开启高度不足的问题,同时还可以实现
阶梯冲裁的方案。

3组合模具的结构设计与优点

为了能够在折弯机上完成制件的冲裁,在模具结构设计上充分考虑了上述问题,最终确定了优化的结构方案,解决了这些难占

 
   
模具单元结构如图2所示。其工作过程为:组合模具通过定位销《3精确地在下模固定板上定位,再通过螺钉固定在下模固定板] 4上,下模固定板一上加工有符合工件图纸要求的精确孔距。工作时折弯机上模下行压住组合模具凸模固定板8及凸模1 1,同时带动弹性体9及卸料导向套1下行,当卸料导向套1下行接触到工件时,便停止下行,弹性体9压缩,同时压紧工件,凸模固定板8及凸模1 1继续下行实现冲裁。当冲裁完成后折弯机上模上行,弹性体9开始作用将工件压紧,以防止凸模1 1将工件带起实现脱料。折弯机上模上行一定距离后,弹性体9恢复自由状态,此时在弹簧10及限位板3的作用下,组合模具恢复到初始状态,为下一次工作做好准备。
7
图2组合模具单兀
1.卸料导向套2、5、7 ·螺钉3 ·限位板4.模体
6·垫圈8 ·凸模固定板9 ·弹性体10.弹簧
11.凸模12 ·凹模13 ·定位销14下模固定板
因该折弯机闭合高度只有450mm,而该组合模具闭合高度加下模板厚度40mrn再加上折弯机上模有效高度145mm,总高度要达到499mm,故必须要去掉折弯机上模才能够解决闭合高度不足的问题。具体结构见图3所示,通过设计制造过渡上?橛行Ц叨任 35mm,这样总计模具最大开启高度为314 + 40 + 35: 389mm<450mm(小于折弯机最大开启高度)。
冲裁力的分布优化:为了降低模具冲裁的力量,采用阶梯型冲裁。为了模具制造及维修方便,在设计模具时采用相同的闭合高度,而完成阶梯冲裁的功能则借助折弯机连接装置来实现。
对阶梯冲裁力进行分析的结果,单位冲裁力最大发生值是在冲裁四阶段中塑性变形一撕裂时刻产生,
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对于料厚为4mm的Q235板来讲是在约3/5厚度时产生,即凸模进人材料约2 · 8mm时产生(通过实验数据得出),故在凸模设计时,阶梯高度差选择在2 · 8一 3.Omm时较为合适,与常规冲裁相比较小,这是因为冲床和液压机的力量传递原理不相同(备注:如果阶梯尺寸安排合理,冲裁将近结束时有缓冲装置,在折弯机上进行冲裁时也可以将冲裁力瞬间最大值达到折弯机最大冲裁力的65%)。
针对本制件的冲裁,在兼顾模具结构及机床闭合
高度条件的前提下,尽可能地考虑采用多阶梯冲裁,最终确定分为4阶梯冲裁,即将24个孔的过渡上?榉治4组,每组6件,每组高度递减为2 ·95mm,同时在冲裁结束时设计有缓冲装置,保证冲裁过程平稳有序,如图3所示,模具安装图及冲孔顺序如图4所示。
优点:每一个单元模具均可以独立使用,根据不同的孔距要求在较大范围内任意组合,可以达到一模多用,特别适合品种多批量大的冲压件。模具机械加工简单,并且组装与维修都非常方便。


 
   
过渡上?
图3阶梯冲裁示意图
  限位块              
 
                0 禍孬                                     0
4
         
   
   
   
235 门0±0.
× 11()士
o.3=44 5 × 110士0.3=550   × 11()士0.3=55
2530
  5 ×凵0=550   4× 11()=440    
 
    士0.3    
  3    
折弯机上滑块
将零件单排孔从左到右依次排序为仁24。
冲压次序:气)4、6、12、14、20、22;2 ].、3、8、13、18、23;囹2、7、10、16、四、24;@5、9、I l、巧、] 7、21。
图4模具安装图及冲裁顺序
4结束语 的加工拓展了思路。
该组合模具投人使用后,冲裁过程很平稳,孔距 该组合模具不仅保证了制件的技术要求,同时对精度达到0山,“之内,制件可一次加工成形,效率非有限设备的应用和推广起到比较理想的效果。0 常高,彻底解决了客户的生产难题。www.huyundaopian.com 锐云机械著
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