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一、制件图的分析
; L2 [1 F& g# g' O+ h* O" C4 l1、所要冲压生产的制件图纸如下:! n- q9 M0 E4 ]
3 c, W+ U& E1 W
! q! W* M1 w' z
- y* G: ]. [5 I& j7 g (图1制件图)8 J9 m$ Q* _7 _3 {. W; F
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。
. }1 e2 O" `4 b9 H2 T3、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。9 O: M# k" y5 B8 g" b
二、模具结构的选取* k7 y/ k# H# H( n6 A* 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。3 u4 O- X7 L% b) {9 D
2、为降低模具的制做成本,设计时采用了标准模架。' I3 J1 z- u, Z$ s2 I
1)落料模具模架尺寸 180mm×150mm(材料:HT200)
. h% ^: q5 t9 d: _& H+ W2)拉深模具模架尺寸 150mm×125mm(材料:HT200)# C! w6 k% ]: S9 k I& _
3)冲孔模具模架尺寸 150mm×125mm(材料:HT200)
* g' y q/ F9 l8 Z/ D) f3、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。
6 D2 S" m1 ~9 x6 ^7 T; X三、落料模具设计8 P$ [) _! V# O( b" t. l: r, f `
1、落料件尺寸的确定
- {- ^7 U9 P8 u+ { Z% @8 B7 P9 y1)制件图尺寸如图1所示,可按低盒形件处理。. x/ c$ S- V' w0 Z$ y" b
2)切边余量取0.4mm。
5 u# E9 r( j& X& z4 n& q5 Y3)弯曲的直边部分展开长度为:
& x/ g2 z. p) ^0 ~: i" g) ~3 @4 Y# |- T=H+0.57Rd
' Q8 ~% B+ ^: ^& O" v/ n; I7 e% p式中: ??弯曲的直边部分展开长度
) o0 E6 n: b% M! K0 vH--拉深总高度
8 h# Q3 C; l# N0 V+ n; D Rd--底部园角半径* q* K0 e6 q3 N
4)落料件尺寸的确定6 S* n6 F, w% C5 R
按低盒形件近似做图法得到如图2所示的毛坯尺寸:
8 {/ l# {& q/ o 7 Y, g! h% X5 I( h0 D! x, g5 u+ U
(图2落料毛坯图)
% {1 X. r. b& |9 e2 Y1 i2、落料模具凸、凹模尺寸的确定" I7 |% l5 J- @2 [; N
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。
* D! i# E, l) `- K8 W2)冲裁间隙(单边)Cmin=0.015mm4 F% v3 h, E& }; c
3)凸、凹模刃口尺寸计算公式
6 X# ~0 `2 D9 ]( `4 \. T 设制件尺寸为 & f6 u* B- V- y1 S3 u" I$ Z
则:
& D" j) W i( E( }* X2 x B 8 p8 | u: h: n' r
式中: ??分别为落料模具凹模、凸模的刃口尺寸2 D/ N" Q6 g- ^& u) x% e( _$ l A
??分别为落料模具凹模、凸模的制造公差
5 w. K" `/ h( X; s) u/ | ??制件的制造公差
5 T8 M5 z- g1 z* H+ M4 ~5 L" A. A ??单边最小冲裁间隙: ~3 G3 r, R0 W5 B
??磨损系数(取X=1)* R, _& i" C# K5 k' `
4)凸、凹模刃口尺寸(略)0 I% n, @' G% `* X4 x
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。2 c, L( }( {. i
4、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。
7 O: z H# ~3 x5、压力中心和冲裁力的计算(略)
, L- i8 p. I& }6 @/ K* T4 w6、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。
* {: z" D+ F- `- X# O' C" r9 t四、拉深模具设计
, j' `8 P. e5 _ f4 q) [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。( Z7 }* D0 h& X1 n* t r, s0 t
2、拉深模具凸、凹模尺寸的确定; U2 b, n8 e$ l; d- V: 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。
. w; z9 i# o% T2)拉深间隙
+ I8 o* i h: \% a9 T; _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。
3 ?/ u7 {7 j% z 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:; d7 c+ R3 p2 r: c6 O0 }8 S7 Y* ^% R
(1)直边部分拉深间隙值 C=1t=0.6mm, d4 ^; R, K- |8 B$ L
(2)转角部分拉深间隙值 C=1.1t=0.66mm
" }6 F: ^# a( _' A3)凸、凹模园角半径
* _, e& [+ C$ e5 D, Q =1mm (制件尺寸决定)7 D4 }0 _9 [3 g5 g) h
=2mm (便于拉深)- J8 y7 ?) k/ f9 P
4)凸、凹模工作部分横向尺寸的计算公式
9 G) a# V' z# O7 w2 {1 s/ l7 D/ S
$ {, s8 |& O8 W& s1 p- x
3 B8 v" w h* F, W. v! X 式中: ??分别为凹模、凸模工作部分横向尺寸
, j# o9 f: F+ I' F* I ??分别为凹模、凸模的制造公差$ u7 Q+ X$ `+ d: I/ |, o$ V
??制件外形标注的最大尺寸
# e( D: a2 U8 v3 C ??凸模、凹模之间的单边间隙
, S( _: f6 F/ g! P8 ^9 d6 w ??制件的制造公差(单向公差)- _' M9 d0 i" Q3 b( s- {4 k, W' O
5)凸、凹模尺寸(略)3 `0 o* ]" Y" E3 A
3、压边装置
! X7 G7 v2 c9 S4 B 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)。 ^6 z7 Z* o& V% j( X
4、拉深坯料定位
# i4 v7 X; O- [+ K% m 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。
! ?7 i" ], S' w! [8 {) T2 C, L4 q5、弹顶装置
2 @# x1 y3 o% E: R* B6 u8 v) h4 Q4 R 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。( {" N# H1 D4 t3 E$ C8 ]( }0 Z
6、加热系统
6 l2 |, U, w8 w& H用220V电热管加热,电热管环绕在拉深凹摸的周围。
- g7 m0 [. }. l/ N/ |五、冲孔模具设计
2 \" ` _& J* J. C) j) U5 q1、冲孔模具凸、凹模尺寸的确定
( D: R, y6 F# T- 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。. ~: o% m# U `5 w
2)冲裁间隙(单边)Cmin=0.015mm6 ^6 C+ o4 x, z+ ?- W9 R
3)凸、凹模刃口尺寸计算公式
1 b9 e1 o$ `6 G& i# R w5 O* d9 G 设制件尺寸为 / U/ B/ M* f) u8 m3 l$ F
则:
' b& H1 F1 h' ? $ T7 ^9 g: R8 k( m
式中: ??分别为冲孔模具凸模、凹模的刃口尺寸
* B7 R" | g8 c: n ??分别为冲孔模具凸模、凹模的制造公差: m8 t N! E: r6 G6 G* H( k
??制件的制造公差
9 ?! L1 L6 L. p ??单边最小冲裁间隙 x& Z4 H/ O, [! I3 T" Y* n
??磨损系数(取X=1)3 t3 `* p, l U8 Q0 E: m
4)凸、凹模刃口尺寸(略)
/ v# F6 k! U# T! J2、坯料的定位4 s" p+ W( g1 ?( x
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。
; E* n6 b8 g" g% |7 L3、卸料板和凸模之间的间隙仍然取0.1mm。" u F! @5 H' A+ w
4、压力中心和冲裁力的计算(略) |
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