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一、制件图的分析
g' j; I% Y4 G) X) z1、所要冲压生产的制件图纸如下:1 ]% j }, O! j6 q
" n+ P/ _# D9 y5 S7 e( C9 }6 N& p F: i0 A1 A
& p( w8 P" Q9 L6 d' b* a3 b (图1制件图)
1 Q$ B: g: d4 Q' S1 w; u0 N2、从制件图可以看出,此制件用冲压方法进行生产需要四道工序,即:落料 拉深 修边 冲孔。考虑到实验的特殊情况,只需设计制造三套冲压模具,即:落料模具、拉深模具、冲孔模具,修边工序采用手工方式进行。( t; m9 O( @& U( V2 d3 B
3、此制件是和其它多种小零部件相互配合、有严格装配关系的零件,虽然图纸上的尺寸精度没要求那么高,但考虑到使用时的互换性,在进行模具设计时仍然要对模具的型腔尺寸精度要求高些。
& } q V9 c M$ ]- Z二、模具结构的选取5 H$ e0 z7 V' t# p0 a
1、此次制做的冲压模具是用来做实验的,为简化冲压模具的结构复杂程度、缩短模具的制做周期,设计时采用了单工序模具结构,便于调整。
, ^ {9 b+ _( j7 ^6 W2、为降低模具的制做成本,设计时采用了标准模架。
' T9 c* i u5 {: X1)落料模具模架尺寸 180mm×150mm(材料:HT200)
" U& a1 N2 S0 U8 I2)拉深模具模架尺寸 150mm×125mm(材料:HT200)
% U( R7 x7 i# t% q, j. U, ]3)冲孔模具模架尺寸 150mm×125mm(材料:HT200)
( R/ E: @: u" `" e" ^$ }3、由导柱、导套(材料:20#钢 渗碳淬火HRC60-62)组成的上、下模之间的导向定位系统采用滑动配合方式,配合间隙0.03mm,足以保证IT7-IT8级的尺寸精度。4 {: n4 ~% F8 i; U6 Z5 i6 \, S
三、落料模具设计. o0 x* }) T, E2 _ F# Q: j; S
1、落料件尺寸的确定7 t$ t' I E# s/ u& X+ S
1)制件图尺寸如图1所示,可按低盒形件处理。1 {: s% ?6 B# y5 B- B1 W
2)切边余量取0.4mm。$ q+ \; j! p% y7 Z
3)弯曲的直边部分展开长度为:( N. ]3 q; L# V- j j4 d
=H+0.57Rd; r, b! f6 e% ?$ L, f* z' w' j
式中: ??弯曲的直边部分展开长度7 O1 Z6 w: L- B! a" f
H--拉深总高度
5 A2 x$ w0 J# x5 h. ?, k- n8 C Rd--底部园角半径
, \8 K1 g2 \: c9 B! F$ {4)落料件尺寸的确定
% U5 w. U0 b- f5 Y W( ~9 Y按低盒形件近似做图法得到如图2所示的毛坯尺寸:0 s4 A8 z% @7 | c
4 l2 `! M, e2 X. S7 v) T. }2 t (图2落料毛坯图)1 a" L$ P. a2 R
2、落料模具凸、凹模尺寸的确定" I& Q# t+ h2 b) a4 a3 e
1)落料件的尺寸取决于凹模刃口尺寸。设计落料模具时应先考虑凹模刃口尺寸,并以凹模刃口尺寸为设计基准,缩小凸模刃口尺寸来获取冲裁间隙。
0 J. i6 K/ R4 L$ V$ ?2)冲裁间隙(单边)Cmin=0.015mm
7 x0 |9 Z. f( S3 y! J+ o3)凸、凹模刃口尺寸计算公式
% ?& g) \6 P8 o- _% ?/ g 设制件尺寸为
: Q7 r/ D+ M; T' F; L2 g7 ?0 T 则:
" \& `9 p4 r1 G' u
5 _9 w2 q2 j: \9 y" ^) K6 ^( w% R 式中: ??分别为落料模具凹模、凸模的刃口尺寸
+ }. A( y' ~2 E5 U; V. Q ??分别为落料模具凹模、凸模的制造公差
7 U8 l. s3 A8 `0 Q+ J. k3 q ??制件的制造公差
% T! u- Z" l2 b5 L ??单边最小冲裁间隙
; T6 I% ?6 v0 @( o/ y ??磨损系数(取X=1)& f6 {& r7 v) l* x2 n1 R5 S7 g
4)凸、凹模刃口尺寸(略)
" T5 v# L8 }, S p# G7 v3、为降低模具制造成本,没有进行排样设计,而是在凹模的相应部位设计了定位销(采用手工送料方式),以解决用小块板料落料生产时的定位问题。
2 ]1 E" F0 L) h4、因镁板的壁厚只有0.6mm,落料时包紧力不大,故采用弹性卸料装置。卸料板和凸模之间的间隙取0.1mm。
: K$ g4 c" K% ^+ Z5、压力中心和冲裁力的计算(略)
2 n8 @: ^7 F- _% C6、凹模采用柱孔口直筒形结构,既便于制造又解决了向下漏料的问题。
, p- t1 t7 R$ {2 L# `四、拉深模具设计+ M3 \2 n0 l8 R f
1、拉深的总高度比较小,只有5mm,设计时采用了一次拉深成形工艺。
" }" o0 ]# @3 J4 K) w3 ~2、拉深模具凸、凹模尺寸的确定
* M. Y( M2 G% T4 L1)此制件是要求外形尺寸零件(便于装配),设计时应以凹模为基准件,间隙通过减小凸模尺寸获得。
3 }: w9 D% B) {9 v6 P6 k( u9 W2)拉深间隙
( A6 _" i9 W. L, \( [! ^3 @拉深间隙值C的大小对拉深力、制件质量、模具寿命等影响很大。间隙过大,制件易起皱,有锥度、精度差;间隙过小,则有害摩擦加大,制件变薄严重,甚至破裂。因此,确定合适的拉深间隙值C是很重要的。* t* N% c0 @4 Y6 S" a
考虑到镁板的拉深性能差(需把拉深模具和坯料加热到合适的温度才能进行拉深生产)、制件精度要求较高等诸方面的因素,拉深间隙取值如下:1 e! A' l1 ~! L& E
(1)直边部分拉深间隙值 C=1t=0.6mm7 S- d9 ]0 t7 i% ]* ]+ s
(2)转角部分拉深间隙值 C=1.1t=0.66mm
% _0 U$ q- b, w$ B3)凸、凹模园角半径
2 h) t6 ?3 O, |' L1 ?& E =1mm (制件尺寸决定)
* h' }8 }7 H; R1 N/ K =2mm (便于拉深)
' R3 b, s4 r! n8 f/ x) `4)凸、凹模工作部分横向尺寸的计算公式
8 c% K0 a. a* U; j0 @ . K+ H$ _' z9 _8 q X
" ^& a* }5 W' Q' H) M C3 b+ E 式中: ??分别为凹模、凸模工作部分横向尺寸5 e0 x) W2 w' \0 U+ g d. f
??分别为凹模、凸模的制造公差
- a+ Y( _6 {+ o# a. S9 c ??制件外形标注的最大尺寸; d! g! L4 W; N# h, y
??凸模、凹模之间的单边间隙
$ J. r- n4 G$ ^6 l9 L/ ?4 L ??制件的制造公差(单向公差)
* ]/ D4 X# I- P! ~; Q5)凸、凹模尺寸(略)
/ q1 R& V. u- w0 Y! y4 Q' E% d3、压边装置8 O3 \- D9 |* V* Z8 d- Q' v; W
为了防止拉深过程中制件起皱,设计时采用了橡胶式弹性压边装置,同时兼起卸料板作用(单边间隙0.1mm)。( r% N! d* @. Q* J
4、拉深坯料定位
% n! v4 K: X. M$ M9 v 考虑到在拉深时镁板坯料和拉深模具需要加热,从而会引起模具尺寸的微小变化、做实验生产批量不大等因素,设计时定位装置没有采用周边定位法,而是在相应部位使用定位销定位。
- x; H/ L& b& x& d1 t* x1 i+ j5、弹顶装置5 X0 B: d3 ^8 R/ c$ n! n, M
为了保证拉深时底面的平整和拉深制件不滞留在凹模,设计时采用了橡胶式弹顶机构。但要注意,调整时应使弹顶机构的预紧力小于压边装置的压边力,这样才能使拉深工序顺利进行。
* @4 O5 R* G9 H3 J. ?1 v6、加热系统& n9 j1 L6 Y9 Y( A2 l1 c
用220V电热管加热,电热管环绕在拉深凹摸的周围。5 T, ?6 V! W! E" I, r2 v j3 D% C
五、冲孔模具设计+ G% h. @: Z; ^+ T; Z: q* V# Z
1、冲孔模具凸、凹模尺寸的确定
3 y5 L8 I& u( G$ |" n& P6 h1 S% a1)冲孔件的尺寸取决于凸模刃口尺寸。设计冲孔模具时应先考虑凸模刃口尺寸,并以凸模刃口尺寸为设计基准,扩大凹模刃口尺寸来获取冲裁间隙。
( q7 F1 x6 [) z7 y0 w+ |2)冲裁间隙(单边)Cmin=0.015mm
0 ^0 M" U0 T- t/ J3)凸、凹模刃口尺寸计算公式5 m+ h% q4 Z3 ?. f5 e0 T/ h# {4 _
设制件尺寸为 ) o O X$ a/ x7 r0 D
则:
) s0 l, c; `0 U5 s/ s E1 g% j) q2 q( m: \1 y
式中: ??分别为冲孔模具凸模、凹模的刃口尺寸$ ~9 ]9 W( i3 p$ X5 B! n
??分别为冲孔模具凸模、凹模的制造公差2 W- ]5 s( L/ c1 o! a
??制件的制造公差
; I& Q: A& Q+ t. b' ~ ??单边最小冲裁间隙
% E; k- E0 w9 c. r0 f/ j ??磨损系数(取X=1)7 \4 |, F* K: |7 |" L8 N
4)凸、凹模刃口尺寸(略)
; Y) _, h# F( d2、坯料的定位 T. h) p' T( @5 l
冲孔是手机外壳冲压生产的最后一道工序,其坯料是拉深、修边后的半成品制件,可利用坯料的凹腔来准确定位。
9 H6 [6 P( ]+ j) S- M0 t/ o3、卸料板和凸模之间的间隙仍然取0.1mm。
# `1 S5 x& e( \, T# Z. t4、压力中心和冲裁力的计算(略) |
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