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1、总冲裁力计算13
2、压力中心计算13
3、冲模刃口尺寸计算14
4、冲压设备的选择15
5、模具三维立体爆炸图15
5、剖切模的工艺计算16
1、总冲裁力计算16
2、压力中心计算16
3、凸、凹模刃口尺寸计算17
4、剖切模主要零件轮廓尺寸及剖切过程17
5、冲压设备的选择19
四、模具工作零件加工工艺规程19
1、落料凹模加工工艺规程19
2、凸凹模加工工艺规程20
3、冲孔凸模加工工艺规程21
附1、专业英文翻译(ISO9000)
参考文献
防尘罩拉伸模设计
摘要:
本文详细介绍了汽车启动电机上的防尘罩的落料、拉伸、整型、修边冲孔、剖切,5副模具的设计过程及其工艺分析。
零件所用材料为08F,板厚1mm。
零件尺寸精度要求不高,但形状较复杂,工序较多。
本文附零件图、各模具总装图、复合模具三维模型爆炸图,另附专业中英文翻译一篇。
关键词:
防尘罩,拉伸模
DesignofDrawingDiesforDustGuards
Abstract:
Thistextintroducesthedesigningprocessandtheprocessingtechnologyof5setsofdiesduringproducingthedustguardsofstartingelectricmotorofautomobilesindetails,whichincludeblanking、drawing、forming、trimmingandpiercing、slittingthematerials.Thematerialforthepartsis08Fand1mmthick.Thereisnohighrequestputonthesizeaccuracyofthepart,butforitscomplicatedshape,morestepsareneeded.
Inthetext,therearepictureofparts、assembleddiesand3-DexplosionpicturesofthediemodeltogetherwithatranslationoftheprofessionalEnglish.
Keywords:
dustguards,drawingdies
一、冲压模具设计任务(工件示意图)
工件名称:
材料:
08F,t=1mm
零件如图1:
图1
二、拉伸件工艺性分析
1、拉伸件工艺分析
材料为08F,为优质碳素结构钢(已退火),其抗剪强度τ=220~310MPa,抗拉强度σb=280~390MPa,伸长率δ10为32%,屈服强度σs=180MPa,具有较好的拉伸性能。
拉伸件形状较复杂,既不属于圆筒形或矩形件的拉伸,也不属于球形件的拉伸。
从工艺分析考虑(考虑到其拉伸过程中金属的流动性与可靠定位)决定将两个冲件合起来拉伸比较合理;
拉伸件有R0.3的小圆角,不能一次拉伸时成型,需添加整形工序。
2、确定工艺方案及模具结构形式
经过分析,拉伸件成型的工艺方案有落料——拉伸——整形——修边和冲孔——剖切,六个工序。
可能的方案有以下几种:
方案1:
六道工序均采用单工序模制作,其特点是模具结构简单、寿命长、制造周期短、投产快,但工序分散,需用模具、压力机和操作人员较多,劳动量较大。
方案2:
落料、拉伸、整形、剖切采用单工序模,修边和冲孔采用复合模,操作比较安全,可以避免这两道工序中冲孔可能产生的定位不准的情况,且减少了一副模具,保留了方案1的优点,又提高了生产效率。
方案3:
使用连续模将所有工序集中在一副模具上制造,其特点是连续模工序高度集中,生产效率高,适用于大量生产,但模具结构复杂,安装、调试、维修比较困难,制造周期长。
综上所述:
考虑到工件要求不高、批量不大以及模具寿命、成本等多种因素,所以选择方案1。
虽然生产效率较低但是模具结构较简单,模具制造工作量小,成本低,寿命长。
三、模具工艺计算
1、毛胚落料模的工艺计算
1.预定毛坯尺寸:
采用长圆形毛坯形状计算公式,查表得:
修边余量δ=6mm。
长轴两端处毛坯直径D=2(凸缘宽度+δ)+(B2+4BH0-1.72Brp-0.57rp2)1/2≈96mm;
毛坯长度L=D+(A-B)=196mm;
毛坯宽度K=2(凸缘宽度+δ)+(2H0+B-0.86rp)≈122mm;
上式中H0=(1.05~1.10)H=39.9~41.8,取H0=41mm;
连接的圆弧半径Rc=(5D+3K)/8≈106mm。
毛坯如下图:
图2
2.排样与搭边:
为使生产效率高,简化冲裁模结构,便于定位,采用单排排样方案。
查表得:
最小搭边值a=1.2mm,b=2.0mm;
送料进距h=122+1.2=123.2mm;
条料宽度:
B=196+2×
2.0=200mm;
如图3:
3.总冲裁力计算:
由于模具采用刚性卸料装置和下出件方式,总冲裁力为F0=F+F1,式中F为冲裁力,F1为推件力。
F=Ltσb式中L——冲裁件的周长(mm);
t——板料厚度(mm);
σb——材料的抗拉强度(N/mm2)。
F1=nK1F式中K1——推件力系数。
K1=0.055,L=256.8069≈257mm。
得:
F=Ltσb=257×
1×
390=100230N
F1=nK1F=1×
0.055×
100230=5512.65N
F0=F+F1=105742.65N
4.确定压力中心:
本零件外形为完全对称图形,且板厚均匀,所以其压力中心在零件表面的几何中心上。
5.凸、凹模刃口尺寸计算:
采用凸、凹模分开加工的方法:
凹模:
Dd=(D-xΔ)+δd
凸模:
Dp=(Dd-Zmin)-δp=(D-xΔ-Zmin)-δp
磨损系数x=0.75,工件的制造公差按自由公差取IT14,Δ=0.3mm,最小合理间隙(双边)Zmin=0.14mm,最大合理间隙(双边)Zmax=0.20mm,δp=-0.020mm,δd=+0.020mm。
经计算得:
Dd=195.775+0.020mm;
Dp=195.635-0.020mm。
满足|δp|+|δd|≤Zmax-Zmin条件。
6.模具轮廓尺寸计算:
根据落料尺寸查凹模周界L=315mm,B=200mm。
根据典型组合中固定卸料纵向送料典型组合尺寸选取:
凸模长度为75mm;
配用模架闭合高度H最大255mm,最小210mm;
孔距s=279mm,s1=175mm,s2=164mm,s3=90mm;
垫板厚度为10mm,上模固定板厚度为25mm,2件导料板长度厚度为260×
10,凹模厚度为35mm,卸料板厚度为20mm,承料板315×
60×
4mm,螺钉4×
M6×
12,6×
M12×
70,圆柱销2×
12×
70,4×
10×
50,螺钉6×
30,螺钉6×
65,圆柱销2×
70。
采用Cr12MoV,HRC58~60,凸、凹模采用CrWMn,落料HRC58~60,其他非标准零件用45钢。
7.模具总装图:
8.冲压设备的选择:
根据最大闭合高度和冲压力选取J23-25开式双柱可倾压力机,最大闭合高度为270mm,选中间导柱模架(GB/T2851.5-90)。
2、拉伸模的工艺计算
通过工艺方案的计算,一次拉伸成形有一定的困难,但考虑到08F材料的拉伸性能较好,如果下料尺寸掌握准确,是有可能一次拉伸成形的。
为此进行了一次拉伸成形的试验,图2为落料毛坯尺寸,图3为带料的排样图。
1.拉伸力计算:
P拉=kltσb=0.6×
316×
390=73944N
式中k=0.5~0.8,取0.6。
2.拉伸模工作部分尺寸计算:
⑴拉伸凹模圆角半径:
D-d=57-(18.5×
2)=20mm,t=1mm。
拉伸凹模圆角半径为4mm。
⑵拉伸模工作部分尺寸计算:
①凸、凹模基本尺寸:
查表得凸模与凹模单面间隙Z/2为1~1.1t,即1~1.1mm,取1.05mm;
查表得凸模与凹模制造公差δd=0.08,δp=0.05;
凹模基本尺寸:
dd=(dmin+0.4Δ)0+δd=136.160+0.08mm;
凸模基本尺寸:
dp=(dmin+0.4Δ+Z)0-δp=138.260-0.05mm;
②凸、凹模轮廓尺寸:
根据拉伸件尺寸查凹模周界L=160mm,B=100mm。
根据典型组合中弹压卸料纵向送料典型组合尺寸选取:
凸模长度为56mm;
配用模架闭合高度H最大170mm,最小140mm;
孔距s=136mm,s1=70mm,s2=76mm,s3=40mm;
垫板厚度为6mm,上模固定板厚度为16mm,2件导料板长度×
厚度为140×
6,凹模厚度为18mm,卸料板厚度为16mm,承料板160×
40×
3mm,螺钉2×
10,6×
M8×
45,圆柱销2×
8×
45,4×
6×
20,螺钉4×
20,卸料螺钉6×
48,螺钉6×
45。
该模具采用SiMnMo,HRC60~62,凹模采用Cr12MoV,HRC62~64,凸模采用Cr12MoV,HRC58~62,压边圈采用CrWMn,HRC54~58,其他非标准零件用45钢。
⑶压边力的计算:
为防止凸缘部分材料起皱,采用压边方法。
p压=Fq=52626.75N
F——压边面积(mm2),经计算约为19137mm2;
q——单位压边力(N/mm2),查表得2.5~3,取2.75N/mm2。
图4
图4为拉伸模结构,凹凸模单面间隙为1~1.10mm,拉伸凹模圆角半径取为R4mm,采用弹性卸料,所用橡皮为拉伸件高度的4倍。
经过试模,成功地拉出了制件,且表面光滑,无起皱、拉毛等现象。
如果落料毛坯尺寸偏小,则会起皱,料大会拉裂。
3.冲压设备的选择:
根据最大闭合高度和冲压力选取J23-16开式双柱可倾压力机,最大闭合高度为270mm。
3、整形模的工艺计算
同拉伸模工艺计算,将凹模的圆角改小至R0.3mm。
如下图:
该模具采用材料同拉伸模。
4、修边及冲孔复合模的工艺计算
1.总冲裁力计算:
由于模具采用弹性卸料装置和上出件方式,总冲裁力为F0=F+F2+F3,式中F为冲裁力,F2为顶件力,F3为卸料力。
F=Ltσb式中L——冲裁件的周长(mm);
t——板料厚度(mm);
σb——材料的抗拉强度(N/mm2)。
F2=K2F;
F3=K3F式中K2、K3——顶件力和卸料力系数。
K2=0.06,K3=0.04~0.05,由于制件多孔、轮廓复杂,取K
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