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一、制件图的分析
+ j* M% r) K! `: Q- ?- h: V/ t1、所要冲压生产的制件图纸如下:& D- l; Y* r% q, T7 N
. c/ T q& H' {6 @
' e4 K9 Y. @1 Y7 |# U2 ^" G# x I% B/ n2 `2 Z1 t) O4 h% y( x
(图1制件图)& ]. i+ ^" J# ^% Y8 c5 m
2、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。
7 B8 z; |3 |3 J# W8 P3、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。
" }+ ?3 ]* p7 P' q$ l7 g二、模具结构的选取* j' [9 \) I. O. g) S
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。
1 M0 W r7 q5 l& R& {2、为降低模具的制做成本,设计时采用了标准模架。
# y/ ? _( v2 h) u1)落料模具模架尺寸 180mm×150mm(材料:HT200)
' |$ ?* J8 ^# l2)拉深模具模架尺寸 150mm×125mm(材料:HT200)! F: t, l7 I9 F, I0 W3 Y. f7 D5 @
3)冲孔模具模架尺寸 150mm×125mm(材料:HT200)& q. I2 m( A& b" 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。" m( U4 f" J9 ]6 n. N5 F! q2 g
三、落料模具设计, p3 r7 y& K) Z: p6 s
1、落料件尺寸的确定% [0 x/ C& K5 o* w# n
1)制件图尺寸如图1所示,可按低盒形件处理。9 A5 B3 {) k, ~; g
2)切边余量取0.4mm。* S0 w7 x- H y8 a% l
3)弯曲的直边部分展开长度为:
: L, [: Q6 ^( }! H& g- T! B=H+0.57Rd
0 P- G+ R- a! V+ z: i式中: ??弯曲的直边部分展开长度
7 O g R. V$ D) R+ hH--拉深总高度0 e; ?$ L; r7 N* `
Rd--底部园角半径 S# m, ^, _( A4 A& T
4)落料件尺寸的确定
8 a$ s' E0 D. x按低盒形件近似做图法得到如图2所示的毛坯尺寸:0 Z9 H4 h5 z$ a A
) z- W) s7 c9 H (图2落料毛坯图)
O2 I1 ]! h, q7 `- J3 c6 ~' D4 l1 `2、落料模具凸、凹模尺寸的确定* ^2 D- G: e$ a* D& R: Z
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。( a0 J( o$ Z( t# @) {; m2 Z8 Q
2)冲裁间隙(单边)Cmin=0.015mm# O: e. E2 ]! y
3)凸、凹模刃口尺寸计算公式
, f/ W% Y: e( I4 d4 @/ Z8 ~$ | 设制件尺寸为
$ X" d! d! x, G! I& J0 f 则: * S1 Q( I/ {" x% |8 Q3 I9 u
2 w5 y: c; e) w3 U2 x
式中: ??分别为落料模具凹模、凸模的刃口尺寸; |7 D6 U I4 u3 K' f/ g& `
??分别为落料模具凹模、凸模的制造公差
% T& _. _8 v6 l N# y ??制件的制造公差
8 ]. h9 v) a' l ??单边最小冲裁间隙
! F' `: l, D- G: H# X% h0 A( p ??磨损系数(取X=1)
& Y1 f F3 `6 p9 ^% w% [% k4)凸、凹模刃口尺寸(略)8 `1 Q( u* a, u* {" d
3、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。
4 Q l/ j6 T! \6 j' V4、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。
, X# J F7 }4 x- v | F0 R0 ~' w5、压力中心和冲裁力的计算(略)
@8 U& z' f* W, |$ U" {' n6、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。3 v& t( g% V# P1 E
四、拉深模具设计
% R- t9 e: b4 r5 X/ K1、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。
* c7 r7 y1 _* l2、拉深模具凸、凹模尺寸的确定! O" J& L2 v8 ^8 F" f
1)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。
9 R) M& {8 }. ] y2)拉深间隙
: Z. U) ?0 }2 c5 V+ J0 F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。
) i0 B& d. o; i$ n$ b& W# g 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:
, U$ P! W! r: z, L' F (1)直边部分拉深间隙值 C=1t=0.6mm( W- q( n% f8 S( a' h! ^
(2)转角部分拉深间隙值 C=1.1t=0.66mm
, t" ?8 J9 M# H- {4 k3)凸、凹模园角半径
. K( O' M F" ^ =1mm (制件尺寸决定)
/ ~/ U1 T3 W& {4 z: z/ E9 S =2mm (便于拉深), f1 B% r" Z+ Q$ r
4)凸、凹模工作部分横向尺寸的计算公式% e7 ~; } F+ ?+ J5 ?1 S
8 U- U& [! V$ E5 I& r" [4 O( W
$ G% O! [3 B5 Y. U# V5 G 式中: ??分别为凹模、凸模工作部分横向尺寸, U n+ n; U- N4 S( [ O0 D2 ^
??分别为凹模、凸模的制造公差4 c( U$ c/ g* P% Z7 h
??制件外形标注的最大尺寸 v: W, a4 A% `2 ]2 L
??凸模、凹模之间的单边间隙9 f6 g8 Z7 L" c( Z1 f- G+ }6 N
??制件的制造公差(单向公差)1 X M5 `4 V$ E7 u) C" F3 x
5)凸、凹模尺寸(略)2 N. u8 ]2 j- e# S5 H& \
3、压边装置; p7 r5 @4 h( o$ C' V! j
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)。5 C& Y( v( r9 C
4、拉深坯料定位3 x1 J6 W9 q" |& U0 ?! m/ k
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。
: H( i& N* e+ z1 e( v" m6 x5 n5、弹顶装置; C& s. S7 t9 A \6 D# I T' S2 `# {
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。
& k2 [8 ?+ I2 V4 c: m3 A$ w- h6、加热系统
r0 K+ B6 J* w用220V电热管加热,电热管环绕在拉深凹摸的周围。
: @2 O3 o; ^1 H6 U! B. P( O, u( \五、冲孔模具设计
3 E& l6 _( |' R$ B2 U4 V: Q4 f1、冲孔模具凸、凹模尺寸的确定, y) `' _# l" f6 k
1)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。
8 o, x7 i) c3 Z7 F# C2)冲裁间隙(单边)Cmin=0.015mm
+ v8 H; R! c) ]7 C3 E9 ~3)凸、凹模刃口尺寸计算公式: W- n% m! N% E! f( d! e
设制件尺寸为
* Y) M4 B# J; G/ E$ g9 z, z 则:
{7 }$ p% u; @* }9 F5 b
! ~- Y' q! |0 c; G2 ` 式中: ??分别为冲孔模具凸模、凹模的刃口尺寸: w* |+ u; w. @* h0 r
??分别为冲孔模具凸模、凹模的制造公差
. L. E! J, O" _' T ??制件的制造公差* w8 p. ^: K) P' [; ~+ ^
??单边最小冲裁间隙
- q) @( l( k5 `+ K, Z ??磨损系数(取X=1)3 [+ z. w) v- C" e; l
4)凸、凹模刃口尺寸(略)
8 E, w# V' a. ?# J: M2、坯料的定位* g) ^6 c8 v' [
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。 y& y% n+ H# Q( v
3、卸料板和凸模之间的间隙仍然取0.1mm。
; F: m9 r/ {/ @0 ]) ^+ ^4、压力中心和冲裁力的计算(略) |
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