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一、制件图的分析
. @( A" o; x) N/ O7 a) b) u1、所要冲压生产的制件图纸如下:
" ~7 {7 g( t3 y! J$ R2 c# j- [! n6 b! j! w& Z1 \: x) ~! `% b
9 o& l5 H1 @2 ~6 J8 k0 g& C1 t7 H
) b# Q4 w3 b% L) w5 b1 b (图1制件图)6 f+ x) J% w! g! H7 O, p2 T, P
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。4 W+ J# y' B* ^# I) v D/ C
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。. E& l: C& [* D/ Q; b( n) z2 l
二、模具结构的选取) N0 z2 C1 y4 Q& Z
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。
! l/ \ u/ j) {& q: K: d/ |2、为降低模具的制做成本,设计时采用了标准模架。% v5 [5 B7 H" G6 b4 q
1)落料模具模架尺寸 180mm×150mm(材料:HT200)
" q0 m ?6 t1 P/ Z9 p! k2)拉深模具模架尺寸 150mm×125mm(材料:HT200)+ K E* O4 s7 m3 e, }& J# c) V) E
3)冲孔模具模架尺寸 150mm×125mm(材料:HT200)
. w0 A7 C/ e4 r, ?" h% o$ ~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。% W9 `* p% R' T) l9 M, O T
三、落料模具设计
{& C T1 `. m, r2 ^; u1 T3 P1、落料件尺寸的确定
3 o4 v! v& f6 r8 V" W2 {) `1)制件图尺寸如图1所示,可按低盒形件处理。9 z' ^9 _8 U" }. W
2)切边余量取0.4mm。
, P' V4 [* e7 ^ z p/ l4 o3)弯曲的直边部分展开长度为:% u6 O ]* K5 P$ I7 ^" z
=H+0.57Rd n7 G' B4 W! @/ h% r) r
式中: ??弯曲的直边部分展开长度# ?, ]% m% u. A* K F9 `- B [' T
H--拉深总高度7 V( d8 Y$ {& t6 T% C. v
Rd--底部园角半径' L% j. \6 R7 {1 |+ D$ F3 f
4)落料件尺寸的确定
3 T+ a7 C8 i+ m8 A按低盒形件近似做图法得到如图2所示的毛坯尺寸:3 o8 @% ~5 N1 \' f
6 G4 a! Q0 M0 M+ J6 ^" V2 Y! ?8 ~ (图2落料毛坯图)
3 E7 n" i; e2 `7 `( N2、落料模具凸、凹模尺寸的确定
* { V/ o. c3 C9 h- ^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。
j5 r1 f7 w1 T u2)冲裁间隙(单边)Cmin=0.015mm* r, B% \0 |5 F8 Q* \" Y" i2 _* k# ]+ M
3)凸、凹模刃口尺寸计算公式: t2 j$ b+ ]9 h8 }" k! D& L* H0 C# E
设制件尺寸为 ! U M. r' X7 s7 Z
则:
8 }& z' \) p& D- J, Z5 j1 H : Q( F- M$ f* l8 T6 c
式中: ??分别为落料模具凹模、凸模的刃口尺寸
# C" A' o7 z3 b9 _) s8 f ??分别为落料模具凹模、凸模的制造公差: e4 Z5 t9 x1 i( w K3 J
??制件的制造公差; G1 h8 ]9 p- L7 O: e) ?! U( f
??单边最小冲裁间隙! ^$ ?& L: i) ~
??磨损系数(取X=1)
5 O- g3 {8 U. t! E" B! l1 v7 n4)凸、凹模刃口尺寸(略)- ]# e- @1 \" P; @
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。
' X: P2 d! ?/ D8 A( p" u1 N1 _/ [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。
. V1 U# ?6 T9 \. l$ z5、压力中心和冲裁力的计算(略)
( a! [& J' d) E! M6、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。
/ U( p; @; J3 a( v0 s四、拉深模具设计
|# q$ I9 h; k- q( r" F3 M1、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。, q+ `3 ]8 s( v
2、拉深模具凸、凹模尺寸的确定
6 `/ Q! s( m* y$ P* o1)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。
/ J$ s: O2 H3 O: c, b5 O2)拉深间隙3 K/ O* \) ^# ^9 L- U' r$ p
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。
$ a" I" h0 g/ B! \) | 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:
+ ]. C* Z: l4 D* K/ k- z8 s6 X (1)直边部分拉深间隙值 C=1t=0.6mm
0 z: T0 `/ a2 t% P (2)转角部分拉深间隙值 C=1.1t=0.66mm
" I. a6 i) O3 q4 M% @3)凸、凹模园角半径1 ~; {% s0 N5 p. W$ p5 J* E1 \( M
=1mm (制件尺寸决定)
3 t/ x5 M( g$ p, r =2mm (便于拉深)5 N: t# ^7 @$ a6 B& Y6 _* P* u, G
4)凸、凹模工作部分横向尺寸的计算公式% a; ^% \& Z; B% z2 k0 i0 d" e
0 V2 p% o# _3 X; m
9 O, P+ M, g2 k- s& e 式中: ??分别为凹模、凸模工作部分横向尺寸
) C- z: X# z+ g3 @ ??分别为凹模、凸模的制造公差$ t! j% g; l3 ~. [' R q
??制件外形标注的最大尺寸
" e' o: T6 R( U* D2 n, }2 h! c ??凸模、凹模之间的单边间隙
1 a i& A5 c" I3 }( z ??制件的制造公差(单向公差)$ K8 y' A, O, D& l
5)凸、凹模尺寸(略)
1 Z8 \* Q" J3 Y* {9 c- n! z( u3、压边装置
2 B E$ T5 t$ d; 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)。- A! V$ p& O; w& O. B& J* l; m: {
4、拉深坯料定位9 W: s6 ]2 V) @+ U
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。
# w* M- G* u- V. D5、弹顶装置
; Y t& U% X2 n5 y. s" Y# y2 X 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。- X" q. U4 k( d# V0 J5 f
6、加热系统
9 f7 j- H7 @! y( k5 ?用220V电热管加热,电热管环绕在拉深凹摸的周围。
' D3 }# r6 M! D' A5 ?6 K& o五、冲孔模具设计4 o) l( q, O2 Y0 _* f3 r( D1 s
1、冲孔模具凸、凹模尺寸的确定/ V* L8 {" b6 }, D
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。
: j% \1 D& @3 r2 L5 `) A2)冲裁间隙(单边)Cmin=0.015mm0 N& Y) @/ G5 | f! B6 z
3)凸、凹模刃口尺寸计算公式6 q9 r$ M0 \6 F0 S
设制件尺寸为 + y( g1 s* C' D! t' w) @3 G1 o
则: : N0 \% |- F% Z$ E5 l- N* H
( s, [/ H. W+ I( {/ A7 }+ Y8 Q. q
式中: ??分别为冲孔模具凸模、凹模的刃口尺寸5 \# J# _. H/ E8 w5 R- H
??分别为冲孔模具凸模、凹模的制造公差% ~# }- A9 x, }) L) x5 W
??制件的制造公差2 f( t, {+ |: |; K6 U
??单边最小冲裁间隙- Y' s% f9 t# b0 \
??磨损系数(取X=1)6 n/ n( d+ |2 M, k; p# Z
4)凸、凹模刃口尺寸(略)5 ? l% }, A7 u: X+ s& t/ D% O
2、坯料的定位
; `) Z: L. Y% a0 m B$ I% T4 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。
# }* X3 _$ I2 j$ h8 S, I, X3、卸料板和凸模之间的间隙仍然取0.1mm。4 X3 d+ D0 g W# ?
4、压力中心和冲裁力的计算(略) |
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