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一、制件图的分析2 J1 x' D9 x1 ?" E, ^
1、所要冲压生产的制件图纸如下:
/ Y* y( y0 N4 G m; I0 B' I3 J
. t6 t, A! e$ Q1 w* |) J
* d9 f* L4 `$ F# y. h4 B
4 B$ [; ^# D1 H (图1制件图): S% u B4 A/ {2 @8 `" c) `* s
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。$ | s& g# m3 c* M
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。& J) U! f- k9 i5 M# W3 q) ]
二、模具结构的选取
, ~+ c+ e, m8 `1 ^+ ] M- j1、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。4 O8 m E" R% V3 N6 x* k0 q
2、为降低模具的制做成本,设计时采用了标准模架。8 X; W; u& O3 O, \
1)落料模具模架尺寸 180mm×150mm(材料:HT200)( n. k; [7 A& p' O0 J
2)拉深模具模架尺寸 150mm×125mm(材料:HT200)" Y' e" s" ^" ~0 k
3)冲孔模具模架尺寸 150mm×125mm(材料:HT200)
0 Q% Q; D' s O3、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。% l" o4 Y+ {; c' ~$ x6 d) i1 s
三、落料模具设计
" n% N v) G/ ?5 W& I6 P4 n1、落料件尺寸的确定5 |# W* h% p' {+ c0 @* h% Y
1)制件图尺寸如图1所示,可按低盒形件处理。+ M. v# H: `) \+ u: l2 _; `4 }4 t: z% {* s
2)切边余量取0.4mm。
8 @( Y7 t+ r4 E3)弯曲的直边部分展开长度为:6 j C6 @, D! m
=H+0.57Rd
$ x) L: Q# }# ~: f& m2 }式中: ??弯曲的直边部分展开长度( R( `% m+ @: d
H--拉深总高度
9 h# [5 d- h* s& E: v Rd--底部园角半径& e7 q" e( J& }6 F5 L. ?! y C
4)落料件尺寸的确定+ l y! d# Y! Y8 X+ P
按低盒形件近似做图法得到如图2所示的毛坯尺寸:
' p/ j* O! q+ W5 f
4 U) \5 e) p4 ?5 G V) k; e0 X (图2落料毛坯图)
3 u: x1 o" j9 \# q) N2、落料模具凸、凹模尺寸的确定
, z) `3 _: A- H1)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。( ~. _4 ?$ V1 Z8 P& J6 D: V* A
2)冲裁间隙(单边)Cmin=0.015mm$ ~# H& n0 Y9 r Q/ e7 q
3)凸、凹模刃口尺寸计算公式
4 m) j& b9 @ \4 n 设制件尺寸为
8 z- I1 G a D3 K( y4 z7 ^ 则:
% ]# ^) B5 N2 s6 z6 h. L! N' k 8 D* p3 F$ @1 R [
式中: ??分别为落料模具凹模、凸模的刃口尺寸% x: M) H7 D% v1 o
??分别为落料模具凹模、凸模的制造公差
- J7 n* J+ k/ k% B, N& E9 Y6 C ??制件的制造公差
0 r, Y- }. y% ?8 y% T9 } ??单边最小冲裁间隙
5 d( a/ P4 W; Q0 D8 w ??磨损系数(取X=1)6 U$ W$ A& ^, }
4)凸、凹模刃口尺寸(略)
5 o2 j7 E2 d3 p6 x; L, K5 N n3、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。5 L5 }& O! d/ A; W g7 Z
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。. O& `) p$ q) Y* L$ s: x+ U
5、压力中心和冲裁力的计算(略)
& n3 k2 P( G: \) N' P5 N g6、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。% w, n5 K* A: v# ]
四、拉深模具设计* b* @4 B% z( m8 q. Q9 n- |
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。5 N5 ~$ A2 F6 M1 Q) ^3 ~* n
2、拉深模具凸、凹模尺寸的确定% w5 K- a. F4 Z
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。* J4 E5 j2 }, O* \5 X
2)拉深间隙7 @/ @( ~. e8 Z; e u, I" _# F" c7 u
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。
7 e( E8 X. O& R1 K1 z* Z, Y0 p" \$ L3 X3 U 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:" J) S/ G9 w; W" J4 [ t. i
(1)直边部分拉深间隙值 C=1t=0.6mm! Z2 A& u( p& C- c8 S |
(2)转角部分拉深间隙值 C=1.1t=0.66mm 4 `9 f" M) O$ k% [# H/ y; m
3)凸、凹模园角半径, Y4 c4 p7 ^2 t! S8 ^3 X5 l
=1mm (制件尺寸决定)5 G8 V7 S$ x9 M9 x0 ^
=2mm (便于拉深)" g2 `8 X1 R1 T* l
4)凸、凹模工作部分横向尺寸的计算公式
/ B3 {0 U. |) r, f ) D0 Z2 f! R$ Z0 v: P" }
; a7 | R {6 p7 o {0 r5 k0 ? 式中: ??分别为凹模、凸模工作部分横向尺寸
. r+ M1 ]0 u# Q3 @6 |% y ??分别为凹模、凸模的制造公差
+ e, w; s5 o& h- G }7 `, _7 e ??制件外形标注的最大尺寸
7 L6 j# X& M5 e; ]3 O! A ??凸模、凹模之间的单边间隙; W- z! L; a5 A$ C% Q% X8 p0 r
??制件的制造公差(单向公差)
, l, V9 E q' C U- t+ c5)凸、凹模尺寸(略)
; u' ?: W2 t4 ^0 M$ w& {3、压边装置
/ w0 ]% z* @/ v7 h' ^ 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)。) M1 Y( ~! _- D$ q2 y# W
4、拉深坯料定位
- u' j, b9 u5 j 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。
% g S1 t. i9 ^( r9 U+ r, E5、弹顶装置
5 ^/ b' T% q/ L$ H8 Y 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。; g1 _ @# C* J- M& s3 P1 ?" X
6、加热系统
7 M) j6 z! K x4 _' b用220V电热管加热,电热管环绕在拉深凹摸的周围。
* k \9 |2 ^, p, L五、冲孔模具设计% a" Y3 T2 Q7 q# n7 `' \
1、冲孔模具凸、凹模尺寸的确定
) [" A* O/ `1 G- A3 }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。! {/ c, V0 G" f6 b5 U3 n
2)冲裁间隙(单边)Cmin=0.015mm" V& z% e" a6 x5 T
3)凸、凹模刃口尺寸计算公式( f0 y: l- ]+ c2 q/ y5 F
设制件尺寸为
* h# _; h6 a, f# P+ W, q 则: ) J9 I. R! v0 W- _
* R& }" c/ B2 I9 U+ x 式中: ??分别为冲孔模具凸模、凹模的刃口尺寸- R$ [5 P( W/ B8 T, A+ X4 @5 W
??分别为冲孔模具凸模、凹模的制造公差8 o \9 o" u/ K. h! Q) E
??制件的制造公差
% {6 h% |' D: |# `$ o0 T+ X0 d ??单边最小冲裁间隙
! d7 Q K3 [9 T& ` ??磨损系数(取X=1)
+ X, _( K5 _6 \4)凸、凹模刃口尺寸(略)5 r& U r9 p4 e5 `
2、坯料的定位6 M5 Y' D) L9 A) l/ E
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。
. [8 T6 U3 c9 {- ]' z1 @( y5 g: h5 E3、卸料板和凸模之间的间隙仍然取0.1mm。
: r. O9 Q2 F1 R' q: f3 Y4、压力中心和冲裁力的计算(略) |
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