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4.3 拉深凸、凹模工作部分的尺寸
4.3.1 凹模圆角半径rd
rd与毛坯厚度、零件的形状尺寸和拉深方法等有关,可查设计资料确定,也可按卡契
马利克经验公式计算:
rd?0.8?D?dd?t (4.3)
式中 rd --------------------- 凹模圆角半径; D--------------------- 毛坯直径; dd--------------------- 凹模内径; t ---------------------- 板料厚度。
此处rd可查《冲压工艺学》【1】表4-6得 第一次拉深凹模圆角半径rd1= (7~10)t, 因为此零件拉深高度较小,故第一次拉深圆角半径应取较小值, 取rd =7t =3.5mm
4.3.2 凸模圆角半径rp
对于首次拉深,凸模圆角半径一般可取rp = rd = 3.5mm
4.3.3 凸、凹模间隙c
决定间隙c时,不仅要考虑材质和板厚,还要考虑工件的尺寸精度和表面质量要求。不采用压边圈时: c =(1~1.1)tmax
采用压边圈时:
c = tmax + kt
式中, tmax-------材料最大厚度,为0.5mm k----------间隙系数,取0.1
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查《冲压工艺学》【1】表4-2,可知该零件需要采用压边圈,故: c =0.5+0.1 x 0.5 =0.55mm
4.3.4 凸、凹模尺寸及制造公差
对于多次拉深的第一次拉深和中间工序的毛坯尺寸公差没必要限制,,此时,可取模具尺寸等于毛坯过渡尺寸。取凹模为基准,则: 凹模尺寸 Dd = D+δd
凸模尺寸 Dp = (D-2c)-δp
查《冲压工艺学》【1】表4-7可得δd =0.03;δp =0.02。 首次拉深后,圆筒直径D1 = Dm1 = 72x0.55 =39.6,取D1 =40mm 故凹模尺寸 Dd =40+0.03mm
凸模尺寸 Dp =(40-2x0.6)-0.02 =38.9-0.02mm
4.4 确定拉深工序尺寸
首次拉深后:
d = D×m1= 39.6mm ,
为方便计算,取 d = 40mm; 由前面计算可知凸凹模圆角半径:
rp = rd = 3.5mm, 此处取工件首次拉深后圆角半径等于凸凹模圆角半径,故 r = 3.5mm 根据下式来计算首次拉深后工件的深度H
D =(d?2r)2?2?r(d?2r)?4d(H首?r)?8r2
代入数值,得 H首 ≈ 24mm
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4.5 拉深力及拉深工的计算
生产中常用下面经验公式计算拉深力:
首次拉深: F1 =πD1tσbK1 (4.5.1)
式中, t =0.5mm, σb =325MPa, D1 =40mm
K1为修正系数,查《冲压工艺学》【1】表4-9,得K1 =1,则
F1 =40x0.5x325x1π =20420.35N
单次行程所需的拉深功可按下式计算: 首次拉深: A1 =
?1F1maxH首 (4.5.2)
1000查《冲压工艺学》【1】表4-9,得修正系数λ1=0.8 故 A1 =
0.8?20420.35?24 =392.07J
1000拉深所需压力机的电机功率为 N = 取不均衡系数ζ=1.4; 压力机效率 η1 =0.6; 电机效率 η2 =0.9; 压力机每分钟行程次数n=120 故 N =
392.07?1.4?120kW =1.993 kW
60?75?0.6?0.9?1.36?10A?n(kW)
60?75??1?2?1.36?10若所选拉力机的电机功率小于计算值,则应该选取功率较大的压力机。
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4.6落料工艺尺寸的计算
4.6.1 凸、凹模间隙值的计算
凸模和凹模尺寸计算的方法有凸模和凹模分开加工法、凸模和凹模配合加工法。凸模和凹模分开加工法,要分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差,实用于圆形或简单形状的工件;而对于形状复杂或料薄的工件,为了保证凸、凹模间一定的间隙,必须采用配合加工。所落料的形状为简单的圆形板,故采用分开加工法。
毛坯外形尺寸如下:
O720-0.74 图2 毛坯
根据近年来的研究与使用经验,在确定间隙值时要按要求分类选用。对于尺寸精度、断面垂直度要求 高的制件应选用较小间隙值,对于断面垂直度与尺寸精度要求
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不高的制件,应以降低冲裁力、提高模具寿命为主,可采用较大间隙值。其值可按下面间隙表选用:
表1 冲裁模初始用间隙2c(mm)(电器、仪表行业)
45 10、15、20、30钢Q215、Q235钢板H62、H68(软) 08、10、15钢板 紫铜(软) T7,T8(退火) 板,冷轧钢带 材料名称 65Mm(退火) H62、H65(硬) H62、H68(半硬) L21~LF2 磷青铜(硬) 铍青铜(硬) LY12 硅钢片 140~190 400~600 2cmax 0.06 0.10 0.16 0.20 0.24 0.31 0.38 0.42 0.55 0.65 0.81 2cmin 0.03 0.06 0.10 0.13 0.16 0.21 0.27 0.30 0.39 0.49 0.58 2cmax 0.05 0.08 0.13 0.16 0.19 0.25 0.31 0.34 0.45 0.55 0.66 磷青铜(软) 铍青铜(软) 70~140 300~400 2cmin 0.02 0.04 0.07 0.10 0.13 0.15 0.20 0.22 0.29 0.36 0.43 2cmax 0.04 0.06 0.10 0.13 0.16 0.19 0.24 0.26 0.35 0.42 0.51 硬铝 LY12(退火) ≤70 ≤300 2cmin 0.01 0.025 0.045 0.065 0.075 0.10 0.13 0.14 0.18 0.23 0.27 2cmax 0.03 0.045 0.075 0.095 0.105 0.14 0.17 0.18 0.24 0.29 0.35 力学性能 HBS ≥190 σb/MPa ≥600 2cmin 0.04 0.08 0.12 0.17 0.21 0.27 0.34 0.38 0.49 0.62 0.73 厚度 t(㎜) 0.3 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0 2.5 3.0 3.5 第 19 页 共 43 页