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气动冲孔机及冲孔刀具改造降低冲压力要求的研究进展

浏览数量:20     作者:本站编辑     发布时间: 2017-09-29      来源:本站

  摘要: - 该项目涉及气动小型冲床的设计,对不同材料(铝和塑料)的薄板(1-2毫米)进行穿孔操作。作为该项目工作的主要目的,减小冲压力要求是通过冲压工具设计的改进,即通过在冲头面上提供剪切来获得的。随后,它导致冲压力需求量的减少。此外,在关于冲压力要求的计算的基础上开发了机器的CATIA模型。

  关键词: - 推力,剥离力,冲头,单剪和双剪,百分比渗透和气动缸。

  一,引言:如果适合该方法,气动冲孔机总是比液压冲孔机更适合生产类似产品。由于它使用压缩空气而不是一些相当昂贵的液压流体,因此生产大量产品相对更经济。气动冲压机使用压缩空气产生高压以施加在活塞上。电磁阀控制进出气缸的空气的定向流动。聚氨酯管用于从气压缸到冲头组件的压力传递。供给冲头的高压空气迫使其在材料上,当冲头下降到片材上时,冲头施加的压力首先引起片材的塑性变形。由于冲头和模具之间的间隙非常小,塑性变形发生在局部区域,并且与冲头和冲头的切削刃相邻的板材发生。模具边缘变得高度受压,这导致随着变形的进行,在板材的两侧开始断裂。

II。机器描述: - 气动冲孔机是使用各种部件开发的。组件有气缸,压力调节器,电磁阀/方向控制阀,流量控制阀,压缩机,安装台。该圆筒用于冲压工具的上下运动,该冲压工具在铝/塑料材料片上进行冲压操作。压缩机向气缸提供压缩空气,这引起活塞杆的运动。气动自动化部件广泛使用由橡胶化合物制成的密封材料。为了有效和无故障地操作这些密封件,需要对它们进行涂油或润滑以减少摩擦和腐蚀。为了润滑压缩空气驱动设备,最有效和最经济的方法是将润滑剂注入为设备供电的压缩空气中。电磁阀/方向控制阀用于控制空气的方向。

  III。工作原理: - 来自压缩机的压力为8至12 bar的压缩空气通过一个输入连接到电磁阀的管道。电磁阀通过控制定时单元启动。电磁阀有两个输出和一个输入。当定时控制单元被致动时,进入输入的空气通过两个输出流出。由于活塞底部的高气压,活塞下方的空气压力大于活塞上方的压力。这使活塞杆向上移动,进一步向上移动力臂,由控制单元枢转。该作用力传递给冲头,冲头也向下移动。冲头由冲头导向器引导,冲头导向器被固定,使得冲头被清楚地引导到模具。材料位于冲头和模具之间。因此,当冲头下降时,材料被剪切成所需的冲头轮廓,并且坯料向下移动通过模具间隙。

  IV。设计程序: -

  1.材料选择: - 为了准备任何机器零件,应根据设计和安全性正确选择材料类型。工程应用材料的选择由以下因素给出: -

1)材料的可用性

2)材料适用于产品的应用。

3)材料对于所需工作条件的适应性,

4)材料成本。

  该机器基本上由低碳钢制成。选择的原因是:

1.市场上现有轻度钢材,

2.使用经济,

3.它有标准尺寸,

它具有良好的机械性能,即具有良好的机械性能。

5.它具有中等安全系数,因为高安全系数会导致不必要的材料浪费和大量选择。安全系数低导致不必要的失败风险,

6.它具有很高的拉伸强度,

7.低热膨胀系数。

  要冲压的板材的材料被视为铝和塑料,因为它们在当前情况下取代了许多金属,因为它们具有显着的特性和特征。

  2.现有冲头设计的力计算: -

  使用的术语和公式:

•切削力: - 必须作用于坯料以切削坯料或块料的力。

•剥离力: - 由于夹紧冲头的冲孔材料的回弹(或弹性)而产生的力。

•切削力= L x t x Tmax

•剥离力=切削力的10%-20%

•L =要切割的周边长度,单位为mm

•t =板厚(mm)

•Tmax =剪切强度,单位为N / mm2

•计算压力的公式如下 -

•按压力=切削力+剥离力

  铝板样品计算

  这是一个计算不同厚度铝板所需冲压力的样本计算。

•总切割长度,L = 50 mm。

•如果板材厚度,t = 1mm。

•铝的最大抗拉强度,Tmax = 180 N / mm2

•总切削力= L x t x Tmax

•总切削力= 50×1×180

•总切削力= 9000 N.

•剥离力=切削力的15%= 1350 N.

•压力=切削力+剥离力= 9000 N + 1350 N = 10350 N.

气动冲孔机的评论(1)

  塑料板的样品计算

  这是一个计算不同厚度塑料板所需冲压力的样本计算。

•切割总长度L = 50 mm。

•如果板材厚度,t = 1mm。

•塑料的最大抗拉强度,Tmax = 90 N / mm2

•总切削力= 4500 N.

•剥离力= 675 N.

•压力=切削力+剥离力= 4500 + 675 N = 5175 N.

气动冲孔机的评论(2)

3.冲头设计的修改:

  冲孔剪切:如果冲头的表面垂直于运动轴,则同时切割整个周边。通过使冲头面倾斜角度(称为剪切的特征),可以显着减小切割力。现在以渐进的方式切割周边,类似于一把剪刀的动作或饮料罐的开口。

气动冲孔机的评论(3)

气动冲床的评论(4)

Fmax =以牛顿(N)冲压厚度为t的薄板所需的最大力

K =渗透百分比

t =片材厚度,单位mm

I =给予工具的剪切量(以t表示),单位为mm

i)铝板

1)对于I = t / 5& K = 0.6

F = 0.75Fmax

2)对于I = t / 4& K = 0.6

F = 0.705Fmax

3)对于I = t / 3& K = 0.6

F = 0.643Fmax

4)对于I = t / 2& K = 0.6

F = 0.545Fmax

5)对于I = t / 1& K = 0.6

F = 0.375Fmax

气动冲孔机的评论(5)

气动冲床的评论(6)

4.铝和塑料板的力比较: -

•对于铝,冲压力(F)= 11643.75 N.

•对于塑料,冲压力(F)= 5796 N.

•由于气缸将设计为具有最大的冲压力(在这种情况下为铝),因此塑料板的厚度可以进一步变化。

•因此,可以打孔的塑料板的最大厚度计算为

Faluminium = 1.15 x(L x Tmax x t)塑料

11643.75 = 1.15 x 50 x 90 x t

t = 2.25毫米

可冲压的塑料板的最大厚度= 2.25 mm


5.气缸设计: -

•所需力= 12000 N(四舍五入11643.75至12000 N)

•工作压力= 10 bar

•要找到气缸的孔径,我们使用以下公式: -

•根据公式,气缸的孔径= 123.6 mm

•根据标准孔径= 125 mm

根据孔径,

•活塞杆直径= 32 mm

•行程长度= 200 mm

五,CATIA设计的气动冲孔机: -

  在根据冲压力要求进行的计算的基础上开发了CATIA气动冲孔机模型。

VI。结论: - 气动冲床适用于小型和中型工业。基于冲头面上提供的剪切力,冲压力减少25%至60%,从而增加刀具寿命降低刀具加工成本。因此,通过这种力的减少,我们能够轻松地冲压厚度达2.25mm的薄板,用于拉伸强度为90N / mm2的塑料薄板和高达1.5mm的具有抗拉强度的铝板180 N / mm2。

七。未来范围: - 在该机器中,压缩空气用于移动冲压工具以进行冲压操作。循环完成后,空气通过电磁阀的出口移出。这种空气被释放到气氛。将来可以开发该机构以再次使用该空气来进行气缸的工作。

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