图5—5
6 拉深模具设计 6.1 拉深件的工艺性
(1) 拉深件的形状尽量简单,对称。轴对称拉深件在圆周方向上的变形是均匀的模具加工与比较的方便,其工艺性能最好。其他形状的拉深件尽量避免急剧的轮廓变化。对于半敞及非对称的拉深件,工艺上还可以采用双拉深,然后剖切成两件的方法,以改善拉深时的受力状况。
(2) 拉深个部分尺寸比例要适当,应尽量避免设计宽凸缘和宽度大的饿拉深件,因为这类工件需要较多的拉深次数。要使它符合工艺要求,可将它分为两部分分别制造,然后在连接起来。如果工件空腔不深,但凸缘直径很大,制造也麻烦。
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(3) 拉深件的圆角半径要适合。拉深件的圆角半径应尽量大些,有利于成型和减少拉深次数拉深件底与壁,矩形件的四壁间圆角半径应满足
r1?t,r2?2t,r3?3t,(t为板料厚度),否则应增加整形工序。如增加一次整形的工序,其圆角半径可取r1?(0.1?0.3t),r2(0.1?0.3t).。
(4) 拉深件厚度的不均匀现象要考虑。多次拉深的工件内外壁上或带凸模拉深件的凸缘表
面,应允许有拉深过程中所产生的印痕。
(5) 拉深件厚度的不均匀现象要考虑。多次拉深的工件内外壁上或带凸缘拉深件的凸缘
表面,应允许有拉深过程中所产生的印痕,除非工件有特殊要求时才采用整形或赶形的方法来消除这些印痕。
(6)
拉深件上的孔位置要布置合理。拉深件上的孔位应设置在与主要结构面(凸缘面)
同一水平面上,或使孔壁垂直于该平面,以便冲孔和修边同时在一道工序中完成, (7) 拉深件的尺寸精度不宜要求过高。 6.2 圆筒形件的拉深 6.2.1 修边余量的确定
在拉深过程中,常因材料力学性能的方向性,模具间隙不均,板厚变化,摩擦阻力不等及定位不准确等影响,而使拉深件口部凸缘周边不齐,必须进行修边,故计算毛坯尺寸时按加上修边余量。修边余量可查下表: 工件尺寸 ≤10 25~50 50~100 d工件的相对高度h/d 0.5~0.8 1.8 2.5 0.8~1.6 1.6 2.0 1.6~2.5 1.4 1.8 1.2 1.6 a附表 2.5~4 3.5 3.0 2.5 2.2 100~150 4.3 3.6 3.0 2.5 22
h
150~200 200~250 >250 5.0 4.2 3.5 2.7 5.5 4.6 3.8 2.8 6 5 4 3 表2 a 确定是否加修边余量
根据冲压件相对高度 h/d=38.5/98.5=0.39<0.5 可不考虑加修边余量 6.2.2 确定是否加压边圈
根据坯料相对厚度 t/d×100=1.5÷154×100=0.97<1.5 需要压边圈 6.2.3 确定拉深次数
查《冲压模具简明设计手册》,圆筒形件(带压边圈)拉深系数m1=0.5~0.53,而工件的拉深系数为d/D=98.5/154=0.63>m1,则可一次拉深成型。 6.3 拉深模设计 6.3.1 凸 凹模间隙的确定
⑴ 拉深模的双边间隙Z=d凸?d凹。
(2) 间隙值应合理选取,Z过小会增加摸擦力,使拉深件容易破裂,且易擦伤表面和降低模具寿命;Z过大,有易使拉深件起邹,影响工件精度。
(3) 在确定间隙时,由于在拉深过程中毛坯外缘有变厚现象,故应考虑材料厚度偏差及拉深件的精度要求。
(4) 拉深时不用压边圈,取Z=(2-2.2)tmax,末次拉深用小值,中间拉深用大值。拉深时使用压边圈,Z=2(tmax?kt)。式中tmax为板料厚度的最大极限尺寸,mm;t为板料厚度的基本尺寸,mm;k为间隙系数。见下表;
拉深次数 0.5~2 1 第一次 0.2 板料厚度/mm 2~4 0.1 4~6 0.1 23
2 第一次 第二次 0.3 0.1 0.5 0.3 0.1 0.6 0.3 0.1 0.5 0.3 0.1 表3 0.25 0.1 0.4 0.25 0.1 0.4 0.25 0.1 0.4 0.25 0.1 0.2 0.1 0.35 0.2 0.1 0.35 0.2 0.1 0.35 0.2 0.1 3 第一次 第二次 第三次 4 第一次 第二次 第三次 5 第一次 第二次 第三次 6.3.2 拉深凸凹模的刃口尺寸 查《标准公差数值》 零件尺寸?100 ?凹??凸?0.087,拉深单边间隙 D凹(?D?0.75?)0凸?0?0.87,凸凹模制造公差按IT9级制造,查表得
Z/2?1.1t
?0?凹?100(?0.75?0.87)00?0.087??99.347596.0475?0.08700?0.087
?D?Z)(?99.3475?2?1.1?1.5)D(凹?凸?0.087落料凸模和拉深凹模组成落料拉深凸凹模,拉深凸模和冲孔凹模组成拉深冲孔凸凹模 6.4 卸料,压边弹性元件的确定
冲压工艺中常用的弹性元件有弹簧和橡胶等,但是由于这副模具所需的卸料力较大,如果选用弹簧,即使使用
8个弹簧,每个弹簧所承担的负荷也将达到
,拉深复合模,模具的行程较大,F预?F卸n?12.078kN?1.5kN.同时由于这是一副落料难,即使是选用了弹簧用橡胶作为卸料的弹性也给弹簧的选用带来困大的模架。因此我们选,也势必造成为了安装元件。弹簧而选用较
6.4.1 橡胶的尺寸 (1)确定橡胶的高度
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H自?L工0.3?h修磨?装400.3?6?139mm(2)确定预L和H,L?0.1H?0.1?137?13.7mmH?H?L?139?13.7?125.3mm预自装自预
(3)确定橡胶的横截面积3AA?F/q?12.07?10/0.5?24140mm2选用橡胶卸料或顶件时,与弹簧选用方法相似,也应根据卸料力和要求的压缩量校核橡胶的工作压力和许可的压缩量,看能否满足冲裁工艺的需要。
由于橡胶的压缩特性为非线性,故压缩量不能过大。为使橡胶耐久的工作,最大压缩时不能超过其厚度的35%,预压缩时约为其厚度的10%—15%.
图6—1
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