4.2 压边力的计算
在拉深过程中,压边圈的作用是用来防止工件边壁或凸缘起皱的。随着拉深深度的增加而需要的压边力应减少。 则该零件的压边力为: Fy???D42??d1?2rd1?P2?
文献[8]
式中 FY???压边力(N)
D???毛坯直径mm (该零件毛坯直径为65mm) d???拉深件直径mm rd1???凹模圆角半径mm
P???单位压边力Mpa(P值可由表1—20查得)
表1—20在双动压力机上拉深时单位压边力的数值
工件复杂程度 难加工件 普通加工件 易加工件 单位压边力p/Mpa 3.7 3 2.5 4.2.1 计算圆角半径
一般来说,rd尽可能大些,大的rd可以降低极限拉深系数,而且还可以提高拉深件的质量。但rd太大会削弱压边圈的作用,可能引起起皱现象,因此rd大小要适当。
筒形件首次拉深时的凹模圆角半径可由下式确定: rd1?rp1?r?t2 文献[8] ?5?1.5/2 ?5.75mm 式中 r???工件底部的圆角半径
t???材料的厚度
凸模圆角半径过大,会使不与模具表面接触的毛坯宽度加大,使这部分毛坯容易起皱;
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如果过小时,会使毛坯沿压边圈的滑动阻力增大,对拉深不利,又因本工件为一次拉深成形,所以凸模圆角半径与零件底部圆角半径的数值相等。即:R凸?5mm
所以: Fy????D42??d1?2rd1?P
2?3.142?652??36.5?2?5.75??2.5?? 4?377(N2)所以总力为:
F?F总?F压边力(Fr) ?128711.66?3772 ?132433.66(N) ?132(KN)
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5 凸、凹模尺寸的确定
冲裁间隙是指冲裁凸模和凹模之间工作部分的尺寸之间,如无特殊说明,冲裁间隙一般是指双边间隙。冲裁间隙对冲裁过程有很大的影响,对模具寿命也有较大影响。
合理间隙值有一个相当大的变动范围,约为(5%~25%)t左右。取较小的间隙有利于提高冲件的质量取较大的间隙有利于提高模具的寿命。因此,在保证冲件质量的前提下,应采用较大间隙。
冲裁间隙的合理数值应在设计凸模与凹模工作部分尺寸时给予保证,同时在模具装配时必须保证间隙,沿封闭轮廓线的分布均匀,这样才能保证取得满意的效果。
表1—21冲裁模初始双边间隙
材料厚度t/mm 0.5 0.6 1.0 1.2 1.5 1.75 08、10、35、Q235 Zmin 0.040 0.048 0.100 0.126 0.132 0.220 Zmax 0.060 0.072 0.140 0.180 0.024 0.320 Q345 Zmin 0.040 0.048 0.100 0.132 0.170 0.220 Zmax 0.060 0.072 0.140 0.180 0.240 0.320 40、50 Zmin 0.040 0.048 0.100 0.132 0.170 0.220 Zmax 0.060 0.072 0.140 0.180 0.240 0.320 65Mn Zmin 0.040 0.048 0.090 Zmax 0.060 0.072 0.126 查表1—21得:z?0.132 文献[2]
5.1 凸、凹模配合加工时工作部分的尺寸
冲裁件的尺寸精度主要决定于凸凹刃口尺寸及公差,模具的合理间隙值也是靠凸凹刃口尺寸及其公差来保证。因此,正确确定凸凹刃口尺寸及公差,是冲裁件模设计中的一项重要工作。
凸凹刃口尺寸计算原则:
(1)落料件的尺寸取决于凹模,因此落料模先决定凹模尺寸,用减小凸模尺寸来保
证合理间隙。
(2)刃口磨损后冲件尺寸减小,取接近或等于冲件的最大极限尺寸。
(3)在选择模具制造公差时,既要保证冲件的精度要求,又要保证有合理的间隙一般冲
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模精度较冲件精度高2~3级。
复合模中落料部分刃口尺寸计算,圆形落料凹模和凸凹模中的凸模部分可采用分别加工法制造,拉深前的坯料直径取自由公差,可取其直径为?650?0.74(IT14),落料凹模及凸模的凸凹刃口尺寸计算如下:
落料凹模刃口尺寸:
??dDd?(Dmax?x?)0 文献[1]
?0.030?(65?0.5?0.74)0?64.63?0.0300(mm)凸凹模中落料凸模刃口尺寸为:
Dp?(Dmax?x??Zmin)0??p
?(65?0.5?0.74?0.132)0?0.020?64.500?0.020(mm)
式中 Dd、Dp???落料凸、凹模刃口尺寸mm Dmax???落料件的最大极限尺寸mm
????工件的制造公差,(mm,为自由公差,可按IT14级精度处理) x???磨损系数。当冲裁件精度为14级时,x?0.5 Zmin???最小合理间隙
?p、?d???凸、凹模制造公差,可有表1—22查得
表1—22冲裁时凸、凹模的制造公差
基本尺寸 ?18 凸模偏差?p 0.020 0.020 0.020 0.025 凹模偏差?d 0.020 0.025 0.030 0.035 >18~30 >30~80 >80~120 5.1.1拉深凸、凹模的间隙
拉深模的间隙是指单边间隙,间隙过小增加摩擦阻力,使拉深件容易破裂,且易擦伤零
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件表面,降低模具寿命;间隙过大,则拉深时对毛坯的校直作用小,影响零件尺寸精度。因此,拉深模的间隙单面一般比毛坯厚度略大一些。筒形件拉深时,间隙z可按下面方法确定:
单面间隙:Z?tmax?ct 文献[2] ?1.5?0.2?1.5 ?1.8mm 式中 tmax???板料最大厚度
c???间隙系数,第一次拉深为0.2 t???材料厚度
该拉深工序件为内形尺寸可取自由公差,故拉深件尺寸为?35?0.620作部分尺寸的计算公式可得:
凸模工作部分尺寸:
dp?(dmin?0.4?)0??p凹文献[1]
凸凹模中拉深凹模工作部分尺寸:
d??dd?(dmin?0.4??2Z)0
工件内径,单位mm,本工件为32mm
dp?(35?0.4?0.62)0?0.03?35.250?0.03mm
d(35?0.4?0.62?3.6)0.06d?0
?38.850.060mm
式中 dp`dd???冲孔凸凹模的刃口尺寸(mm) dmin???冲孔件孔的最小极限尺寸(mm) ????工件的制造公差(mm)
?p`?d???凸凹模制造公差
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(IT14),由拉深模工