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拉深力的计算如式(3-3)
F?KLt?b (3-3) 其中,K为修正因数,可取0.5-0.8
L横截面周边长度,L1=29.3*3.14=92.00 mm;L2=17.4*3.14=54.64 mm。 则P(拉)1=0.8*92*0.7*400=20608.45N; P(拉)2=0.8*54.64*0.7*400=12238.46N。 压印力的计算
Py=Aq
其中 A 压印面垂直投影面积 ; A=(5/2)*(5/2)*3.14=19.5 mm2。 q 单位面积上的校正力 ; q=3000 MPa。 则 Py=19.5*3000=58500 N
则P(总)= 2*(P1+P2+P(切)+ P(冲)+ Px+Pt+ P(拉) + Py)=373260N 3.5.2压力中心的计算
x0=P1x1+P2x2+.。。。+Pnxn / P1+P2+Pn y0=P1y1+P2y2+.。。。+Pnyn / P1+P2+Pn
如图3-8所示,xn为各孔中心距y轴的距离,yn为各孔中心离x轴的距离,数值如下。
计算得x0=54621602 / 373260=146mm y0≈42.35mm+2.1mm =44.45 mm
图 3-8 各压力点的坐标
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3.6压力机的选择
次工件的拉深为浅拉深,所以,压力机的公称压力应该比冲压件的在压力大1.1倍左右即可,根据标准压力机的公称压力得,P=400 kN 根据以上数据可知,压力机选择J23-40。
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4模具设计
4.1 冲裁凹凸模刃口尺寸
设计刃口尺寸时分为落料和冲孔两种来分别设计,设计根据如下。
(1)模具的刃口尺寸公差由零件尺寸公差确定。
(2)以落料凹模尺寸为基准或以冲孔凸模尺寸为基准,并且分别取其冲压件尺寸最小值与最大值。
(3) 凹凸模刃的刃口的尺寸为了保证其精度,主要靠冲压件的公差来确定。要做到即实用又可靠。 4.2 凹凸模刃口尺寸的计算方法
当凹凸模分别加工时要计算出凹凸模各自的刃口尺寸及公差,而且还要在凹凸模的设计图样上进行标注。 根据以上计算原则,如式(4-1)可得 落料时(p67)
??dDd?(Dmax-x?)0
0?(Dmax?x??Zmin)0Dp?(Dd-Zmin) ??p??p (4-1)
Dd 凹模的刃口尺寸,mm;
Dp 凸模的刃口尺寸,mm; Dmax 最大极限尺寸,mm;
△ 冲件的制造公差,mm(若工件为自由尺寸,公差可按IT14级精处理); Zmin 最小合理间隙;可查表4-4;
δd,δp 凹凸模的制造制造公差,mm,按“入体”原则标注,可按1/4△-1/6△取值。
X 磨损系数,取0.5-1之间,与冲件精度有关,查表4-3可得。
零件尺寸60.5 模具尺寸 Dd1=(60.5-0.5*0.5)+00.125 =60.25 +0 0.125 mm; 零件尺寸19.3 模具尺寸 Dd2=(19.3-0.5*0.5)+00.125 =19.05+00.125 mm;
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零件尺寸3.5 模具尺寸 Dd3=(3.5-0.5*0.5)0
+0.125
=3.25 0
+0.125
mm;
零件尺寸60.5 模具尺寸 Dp1=(60.5-0.049)-00.125 =60.45-00.125 mm; 零件尺寸19.3 模具尺寸 Dp2=(19.3-0.049)-00.125 =19.25-00.125 mm;
零件尺寸3.5 模具尺寸 Dp3=(3.5-0.049)-00.125 =3.45-00.125 mm; 冲孔时如式(4-2)
0dp?(d min?x?)??p
??ddd?(d p?Zmin)(4-2) 0 dd 冲孔时凹模的刃口尺寸,mm; dp 冲孔时凸模的刃口尺寸,mm; dmin 冲孔件最小极限尺寸,mm;
+0.25 +0.25
零件尺寸6.4 模具尺寸dd1=(6.4+0.5*0.5+0.049)mm=6.70 mm; 00+0.25 +0.25 零件尺寸3.6 模具尺寸 dd2=(3.6+0.5*0.5+0.049)mm=3.90 mm; 00
零件尺寸3.0 模具尺寸 dd3=(3+0.5*0.5+0.049)+00.25 mm=3.30+00.25 mm; 零件尺寸6.4 模具尺寸 dp1=(6.4+0.5*0.5)-0.25mm=6.65-0.25 mm; 零件尺寸3.6 模具尺寸dp2=(3.6+0.5*0.5)-00.25 mm=3.85 -00.25mm; 零件尺寸3.0 模具尺寸 dp3=(3+0.5*0.5)-00.25mm=3.25 -00.25 mm; 4.3 拉深模
拉深模主要是将坯料用拉深模加工为自己需要的空心制品。锥形,圆筒形,球形,盒形等薄壁零件都可以用拉深工艺制成。和其他模配合可以加工出各种零件。所以,在各国的生产制造中,拉深工艺是不可小觑的。
圆筒形拉深件是拉深里最简单拉深件,在拉深过程中会出现许多的问题,主要有起皱和拉裂。
在拉深过程中,因为凸缘受切应力的作用,并且材料相对厚度t/D较小时,或者压应力太大时,会使材料起皱。在本次设计中,用压边圈来克服以上工艺缺陷。
拉深件的精度主要有两方面,沿深度方向的精度和直径方向的精度两方面。在一般情况下,拉深件的精度在IT13级以下。 4.3.1坯料尺寸的确定
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毛坯直径计算如(4-3) D??4A (4-3)
式中: A 拉深件表面积,mm.
由工艺设计中CAD得出,工件的表面积Ao=1656 mm2 则D≈46 mm
因为本次制作的零件拉深部分为阶梯形拉深,所以先确定拉深的次数,阶梯形拉深件用式(4-4)计算拉深系数值
h1h2h2d2hn?1dn?1dnh1h2hn?1m?(*?*???*?)/(?????1).. h2h3h3DhnDDh2h3hn
式中 hn —— 各级阶梯的高度,mm;
dn —— 个阶梯的直径,由大到小,mm; D —— 毛坯直径,mm。
如果通过上面计算拉深系数等于或大于同样毛坯一次拉深圆筒形各级(取最小直径)要求的拉深系数,这种阶梯零件可以一次拉深成形,小于的话需要多次拉深。
mj=[(3.6/1.5) * (29.3/46) + 6.4/46] / ( 3.6/1.4 + 1 )=0.48
m1=17.4/46=0.38
因为mj > m1
所以,该阶梯形零件可以一次拉深成形。 4.3.2 凸凹模结构的确定 (1) 凹凸模圆角半径的确定
本次浅拉深采用压边圈,由于料厚很小的浅拉深,所以确定凹凸模圆角半径都为0.3 mm (2) 凹凸模间隙
凸凹模之间的单边间隙称为拉深模间隙。如果间隙过小,就会增大摩擦力,毛坯受到极大的阻力,破坏拉深件,并且模具寿命会降低。如果间隙越开,拉深件会起皱量。
有压料装置的拉深模,凹凸模的单边间隙如式(4-5)
(4-4)
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