CAD软件在连杆级进模中的应用(上)

HEATS · 发表于 2010-9-12 09:15:26

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　　前言

　　连杆类冲压零件在电器行业中作为一种连接件使用相当普遍，且尺寸精度要求较高，它起到力的传递连接力的作用，如果尺寸满足不了产品设计要求，将对产品整个传动机构造成严重影响可能使传动机构不能正常工作。

　　其次本身的形状较为复杂，多种不同性质的冲压为一身，因此形成具有一定难度。

　　生产此类零件有两种方案:一种是采用常规的工序分散的多付简单模具中实现，另一种是工序集中在一付模具级进模中实现。前者需要的设备、模具和工人的数量多，工人的劳动强度大，且由于是多付模具完成零件的整个生产过程，各种因素将造成加工积累误差，尤其是对一些精度高，产量大的连杆类零件质量和数量都难以在单工序模中得以保证。当制件形状比较复杂，形状较小时，单一工序模具凹凸模的强度将受到约束，还很难处理前后工序的定位，前后形成工序间的干涉等问题。

　　本文就图1所示零件进行级进模设计，着重阐明连杆类零件级进模中CAD设计的优越性。

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　　图1

　　1零件工艺分析

　　图1所示连杆零件集冲裁、定伸、弯曲局部修光、成形弯曲等不同性质的冲压工序为一体。图示为该零件的排样图。从零件的精度来看，2-Φ3+0.05D有对称度要求IT10级，连杆高度尺寸精度IT11级，成形弯曲开档尺寸精度IT11级，其它尺寸精度均IT16级。属普通冲裁，但成形件的形状比较复杂，成形方向不同。由于零件的产量很大，故考虑采用级进模结构，并从设计角度考虑以后可在高速冲床上进行生产，设计肩格式导板。

　　该零件的主要成形难点是部分定伸弯曲方向与送样方向有15°夹角，在设计该模具时，考虑到加工困难，上、下同时采用镶拼式结构，所以对模具设计和加工要求就更高。因此，弯曲工序的安排是排样设计的关键所在，也是能否实现级进冲压的关键。根据多工位级进冲压弯曲工序的分解原则，首先利用模具的上、下动作完成切除零件外形多余的废料，在定伸弯曲之前考虑局部修光。在完成上述冲裁弯曲之后，通过顶料装置，将条料顶起，且高出定伸弯高度2mm，以便顺利送料。弯曲方案一但确定，就可以安排其它工序，作出排样图。

　　1.1常规手工设计

　　1.1.1各工位及型腔确定

　　将零件各弯曲通过查表计算进行手工板筋展开，绘制其平面几何图形，根据几何图形在各工位上分解后，确定其相对位置尺寸和各分解图形几何尺寸，这个工作过程的理论计算是一个相当复杂繁锁的，特别是对无规则几何图形就更困难，只要有一个工位的计算出现微小的误差(差错)，那么，对整个级进模各工位图形的设计产生较大的影响。

　　1.1.2压力中心确定

　　为保证冲模的正确平衡地工作，冲压力中必须通过模柄轴线而和机床滑块的中心重合，这样能提高模具寿命，减少冲模和机床导轨的磨损，避免出现冲压事故。

　　对于单一对称的图形，压力中心位于其轮廓图形几何中心，复杂开头的图形，可用解析几何法求压力中心。

　　公式:

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　　对于多个图形，压力中心运用上述公式分别求解后，按多形腔求出压力中心，公式同上。

　　1.2运用CAD设计(UG软件)

　　1.2.1将零件建立模形

　　在modeling中可运用各种模块、曲线Curve建立零件实体模型，并对零件模型进行特征Feature运用和编辑。

　　1.2.2零件板筋展开

　　在先定义材料厚度a值确定弯头表达式(expression)bndcl=(b+K*a)rad(c)进入Application进行板筋展开，计算机自动将零件全部展开成平面图形。

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