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五金拉伸模具设计培训教材

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五金拉伸模具设计培训教材 模具设计教材 五金拉伸模具设计 五金模具设计 拉深模具设计培训教材 拉伸模具设计
资源描述:
拉深模的基本原理(一) 拉深是利用模具将平板毛坯或半成品毛坯拉深成开口空心件的一种冷冲压工艺。 拉深工艺可制成的制品形状有:圆筒形、阶梯形、球形、锥形、矩形及其它各种不规 则的开口空心零件。 拉深工艺与其它冲压工艺结合,可制造形状复杂的零件,如落料工艺与拉深工艺 组合在一起的落料拉深复合模。 日常生活中常见的拉深制品有: 旋转体零件:如搪瓷脸盆,铝锅。 方形零件:如饭盒,汽车油箱 复杂零件:如汽车覆盖件。 圆形拉深的基本原理 一、 拉深的变形过程 用座标网格试验法分析。 拉深时压边圈先把中板毛坯压紧,凸模下行,强迫位于压边圈下的材料(凸缘部 分)产生塑性变形而流入凸凹模间隙形成圆筒侧壁。 观察拉深后的网格发现:底部网格基本保持不变,筒壁部分发生较大变化。 1.原间格相等的同心圆成了长度相等,间距增大的圆周线,越接近筒口,间距增 大。 2.原分度相等的辐射线变成垂直的平行线,而且间距相等。 3.凸缘材料发生径向伸长变形和切向压缩变形。 总结:拉深材料的变形主要发生在凸缘部分,拉深变形的过程实质上是凸缘处的 材料在径向拉应力和切向压应力的作用下产生塑性变形,凸缘不断收缩而转化为筒壁 的过程,这种变形程度在凸缘的最外缘为最大。 二.各种拉深现象 由于拉深时各部分的应力(受力情况)和变形情况不一样,使拉深工艺出现了一些特有的现象: 1.起皱: A.拉深时凸缘部分的切向压应力大到超出材料的抗失稳能力,凸缘部分材料会失稳而发生隆起现象,这种现象称 起皱.起皱首先在切向压应力最大的外边缘发生,起皱严重时会引起拉度. B.起皱是拉深工艺产生废品的主要原因之一,正常的拉深工艺中是不允许的.常采用压力圈的压力压住凸缘部分材 料来防止起皱. C.起皱的影响因素: a). 相对厚度:t/D 其中t----毛坯厚度,D----毛坯直径 判断是否起皱的条件:D-d0.5mm,计算时以料厚中线为准。 当R1=R2时,D= R1≠R2 D= D= D= 五、 圆筒形件拉深系数 1. 拉深系数的概念。 拉深系数是指拉深后工件直径d与拉深前毛坯直径D之比。 M=d/D A.(M m1,则可一次拉深成形;如mz(1 ~2)t 3.凸凹模工作部分尺寸计算 拉深件尺寸精度主要取决于最后一道工序,拉深凸凹模尺寸,与中间工序尺寸无关,所以中间工序 可直接取工序尺寸作为模具工作部分尺寸,而最后一道工序则要根据工件内(外)形尺寸要求和磨损方 向来确定凸凹模工作尺寸及公差。 按尺寸标注方式: 标外形:Da=(D-0.75t)+ δn dt=(D-0.75-2Z)- δt 按内形标注:Da=(d+0.4t+2Z)+ δa dt=(d+0.4t) δt 其中δa和δt按IT8~9级精度。 拉深凸模出气孔按d=(5~10)mm 4. 采用压边圈条件及压边圈类型 (1) 不产生起皱的条件是:D-d22t (2) 压边装置的类型:刚性和弹性两类。 刚性压边圈:是双动压力机上利用外滑块压边,压边不随拉深的行程变化 而变化。 弹性压边装置:用于单动压力机上,压边力随冲床的行程变化而变化。 (3) 压边圈的类型: 平面压边圈:一般用于首次拉深 带弧形的压边圈:用于t/D0.3带有小凸缘圆角半径的拉深。 带限位装置的压边圈:保持压边力均衡,防止压边圈把毛坯压得太死。 十、拉深的质量分析: 1. 拉裂,起皱:由于压边力小,造成起皱,使拉入凹模型腔困难。 2. 拉裂:径向拉应力太大。 3. 起皱:切向压应力太小,失稳。 4. 工件边缘呈锯齿状:毛坯边缘有毛刺。 5. 工件边缘高低不一:毛坯中心与模具中心不一致,或是由于材料壁厚 不均,凹模圆角半径,模具间隙不均。 6. 危险断面显著变薄:圆角半径(模具)太小,压力力太大。 7. 工件底部拉脱:凹模圆角太小。材料处于切割状态。 8. 工作凸缘折皱:凹模圆角半径太大,拉深未了时压力圈压不到,起皱 后被继续拉入凹模。 备注:冲头做补强时,脱料板必须用下图所示结构. (1). 模具安全; 由于在模具生产过程中,会出现以下诸多问题,导致模具损坏,主要问题有: A:送料不准或误送。产品放反或位置错误。 B:模具压字模,压线,以及一些模具力不平衡的情况,空打会损坏模具。 C:生产过程 中有废料跳出(特别是溥料冲孔)。落料孔堵塞。 D:连续模产品出模不顺。 E:入子以及其它部件被带出模面。 F:操作人员误操作等等。 针对以上问题,我们在设计过程中,一定要根据具体的情况,来解决有关模具安全问题。 送料不准或误送主要是指连续模的送,在送料机送料的情况下,防止事故的办法是设计检知装置,有两种 常用方法。一是检测销检知,二是光电检知。在手工送料(指试模以及机送开始阶段)的情况下,可通过刺破步距 和侧刃定步距来防止。 产品放反或位置错误主要是指工程模的产品定位,例有些产品左右基本对称,如不定位设计不合理,会造 成产品定位错误,因此不但要定位可靠,而且要有防呆作用。 对不能空打的模具,可设计限位柱,限位柱有内外之分(见限位柱设计标准),也可设计成磨压料槽的形 式。 溥料冲孔的废料跳出,对小孔可采用吸气装置,大孔可在冲头上加顶料销。落料孔堵塞主要在试模阶段由 试模人员加强检查,确保落料顺畅。 产品出料不顺一定要在设计过程中模拟其出模方式,为了方便产品出模,方式有多种多样,主要有铣斜面 ,加顶料销等等,必要时加吹气装置。 入子以及其它部件被带出模面,冲头,入子要设计扣位,也可用螺丝固定,上模固定销不能有从上模落下 的可能。 操作人员误操作现象,加强教育,防止模具空打(指不能空打的模具)以及模具过分压死。 (2). 人身安全: 主要从改善操作条件以及加强人员培训入手。例 A) 冲床上要安装红外线安全设备; B) 工人从模具中取产品时使用安全器;(冲床真空安全器,磁铁式手安全器,木柄安全器) 一般不可多人操作冲床; 冲裁间隙配置原则: 冲孔跟公 落料跟模 , 即冲孔的大小,是和冲头大小一样的(细微差别忽略),而冲出之物体(或为产品,或为凸米,或为打舌位等)的形状大小则 是和模腔一样大小(细微差别忽略) 。 设计图上特殊符号的说明 沖裁力計算標准﹕ 沖裁力是指沖壓時材料對公模的最大抵抗力﹒沖裁力的大小﹐主要与材料的性質﹐厚度和 沖件分离的輪廓長度有關﹒用平刃沖裁是時﹐沖裁力按下式計算﹕ P=1﹒3Ltb或P=LtC 式中﹐P為沖裁力(N或KN)﹔L為沖裁周邊長度(mm)﹔t為材料厚度(mm)﹔b 為材料抗剪強度(N/mm2)﹔C為材料抗拉強度(N/mm2)﹔1﹒3為考慮到板料厚度 公差﹐模具刃口鋒利程度﹐沖裁間隙以及材料機械性能等變化因素的系數﹒ 在沖裁完成之后﹐由于材料的彈性變形﹐材料和沖子表面接触﹐產生摩擦的作用﹐會使 沖件或廢料套在沖子上或卡在下模內﹒為了使沖裁順利﹐操作方便﹐就需要把套在沖子 上的材料卸下﹐把卡在下模內的材料推出﹒把卡在沖子上的料脫下的力稱為卸料力﹔把 卡在下模的料推出的力稱為推料力﹔而把卡在下模內的沖件頂出的作用力稱為頂件力﹒ 卸料力﹐推料力和頂料力的大小与沖件的材質﹐板厚沖裁輪廓尺寸以及沖子与下模刀口 表面的粗糙度有關﹒經驗公式如下﹕ Q=KP (卸料力) Q1=Nk1P (推料力) Q2=K2P (頂料力) K﹐K1﹐K2分別為卸料力系數﹐推料力系數﹐頂料力系數﹐其值見下表﹔P為沖裁力﹔ n=h/t(h為下模刃口高度,t為料厚)﹐為卡在下模孔內零件數﹒
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