拉伸、切边复合模的设计

~UG~ · 发表于 2010-10-3 09:49

拉伸、切边复合模的设计

拉伸、切边复合模的设计/ W/ X, y. M. w. z; a1 y# c6 H
1 R9 F# j' i) T$ C2 z( O1 r
格林特公司    潘建懿; R) N1 P. \1 F# V1 }4 H

+ M7 A! }% C% _; _. V编者按：本刊发表的潘建懿同志的文章值得一读。同时，结合工作实践，认真加以总结，提出自己的方法，倡导推广，这种精神也值得提倡。我们欢迎类似的文章，希望全市模具行业的技术人员在工作之余拿起笔来，为《余姚模具工业》增添新的花朵。3 ^6 E8 C1 M. n2 n: O, q
1 e# p# F- b5 y- Q' W4 A
摘要：通过对零件的工艺计算、分析、设计并改进了拉伸切边模的结构，保证零件尺寸，减少成本，提高效益。3 v: Z% a2 p# g+ _
$ W1 z8 H: w3 }* _' Y
关键词：拉抻,切边,复合模( H6 v: b; F3 E) j) b

0 g! q0 N# J! q% c5 ]1、引言# U5 l7 w7 |2 R( o% m$ `' v6 b, w
; l: k  S! f7 O' L4 b; q
我是格林特公司的技术员，1991年毕业于浙江大学轻化工机械，现在，主要从事产品设计，制图，平时有空时，常看一些模具书，并设计制图一些模具，公司正在开发新产品，领导要我协助负责该项目，此产品有一零件键帽，见图1，尺寸要求高，采用0.4mm厚不锈钢材料制造，不允许有裂纹等缺陷，根据原始设计者分析，做此产品需做三付冲模，下料模，拉伸模，切边模。6 h: p- Y5 c9 h! F+ M& e. U- @

0 x. Q0 D% T8 n) N5 g* ^    然后，根据仓库库存情况，公司有0.4mm厚不锈钢废条。于是，我经过分析，认为模具可设计成复合模，因为薄壁产品，可以把拉伸模与切边模复合在一起，根据这样工艺的改进，由原来的三个工序改成一个工序。不仅节约了材料，而且减少工序，降低了人工费用，减少成本，提高效益。 : Q/ u% G7 w$ R% Z4 {
图1所表示零件尺寸要求高，采用0.4 mm厚不锈钢材料制造，不允许有列纹等缺陷。
4 f, b. q1 ~6 A; w. {) |1 x9 v" J* G" T: G0 l+ A2 H, k
2、零件工艺分析
( t' R! Q! l8 Z( Z9 `% t% s6 {5 _! ~1 O$ N$ ^
该零件是一薄壁拉伸件，开始分析，此零件要通过下料、拉伸、切边三道工序才能完成，可我在以前的模具设计中，也碰到过薄壁零件的冲制，拉伸模与切边模可以合在一起，省去一副模具，省去一道工序，而该零件是用0.4mm厚不锈钢制成的，根据计算得，此零件的拉伸模与切边模可复合成同一模具，而且模具完成后，试冲了小批样件，经检测，零件尺寸符合要求，模具设计很成功。这样，我用一副模具、一道工序就可把零件完成。
, I. X- }6 e  ]! ]& @7 K! Y7 o5 }9 ^% b! g
3、工艺计算; N3 ~% u" J  d$ b7 _5 t* b  `6 O
' B& \, U; F6 x' U' v  [
拉伸毛坯计算- |" W; C4 a* A0 W

3 F( E* f. l/ |* `9 J$ w! r因为    R1=（3~5）×0.4=1.2
( G4 n0 V, f# a# ^3 k. m  F
- _+ D) B8 S& D# s零件内圆角R=2.5≥1.2    可拉伸成形。; v* D3 T: _3 E; a; D% r7 f+ M& o
$ O6 _: U+ M; d3 n) W
选取适当的修边余量△h=1, h=6＋1=7$ ?7 H5 m; z9 E7 ]7 y
% r* [0 v( F7 ]9 ~- A& K8 @) T
D=（d2＋4dh）1/2=(23.42＋4×23.4×7)1/2≈35
% i, i( i- f: U( @: e+ }
% T: q5 [: d, x' X/ N0 `6 h计算得M1=23.4/35=0.67
6 W% }. I& I: `9 @: D3 p, h) S! e+ t7 f% Y, U- O/ U6 ^
依照拉伸件的公式，由毛坯相对厚度T=0.4/35%=1.1 可大概知零件的拉伸系数为M=0.53~0.55) Q% w8 E- @& g0 M4 I0 \

& O  M# o) T" S$ o显然  M1≥M，故可一次拉伸+ y2 H4 Y. G. m9 J  i" v% ^6 O; A
& Z( d. M2 d/ l% U- t. a* i$ p
4.1拉伸模的计算
8 z& |- J5 g2 n8 ^" W+ T8 R1 R8 i* a, s/ |7 T
因  23-0.06-0.15=22.85+0.0902 W  l/ o+ j9 J1 y1 y/ u% A

8 `% j5 [+ I& |8 \8 ]5 X  \. O7 v考虑到零件精度较高，拉伸间隙取1.03T即0.41
' o7 F2 P( I( F# \: c9 A& G
/ i: F$ M7 n) a9 \% K! h$ m模具设备选用J23-16压力机* w9 ~8 Z( O! A9 i
" Z( T) s0 y$ o, C/ E) v/ O
Z=1.03×0.4×2=0.82
! Z# T2 X8 y/ L+ z& ?; B4 k2 j; r$ I3 `- U; l
凹模Dd=(D+0.4△+Z)+δd=（22.85+0.4×0.09+0.82）+0.040=23.71+0.040
5 C. [% I$ Z- p+ H
& \2 y' `. S+ K2 t" R  P凸模Dd=（D+0.4△）-δP  =（22.85+0.4×0.09）0-0.03=22.890-0.03
1 J, c0 j/ N& v/ ~; G- }6 R+ r
" {6 c6 u" q1 K( ]$ J6 X. ^+ }其中△为制造公差0.09% E' l6 w6 i# |% |* D3 Q$ J- V

6 u: X2 \; b+ Y& x4 Bδd凹模的制造公差0.049 j( n! `  A" [& M# R
, n6 K: q/ g9 j/ o4 e5 H, O" F
δp凸模的制造公差0.032 g" u8 c# R, I5 R; p
2 h+ t% F! a1 Z6 O1 o8 q/ i3 R
4.2根据上述分析，设计了如图2所示的模具结构，模具的工作过程如下：
9 q/ a& ^' {2 m' L
- C& N2 ]8 a, \8 ]( I: h( R2 [! Z将料放于凹模上，压边圈5夹紧坯料，凸模拉伸坯料，首先，从外部经过凸模3拉伸成型，然后，从内部经过推板把零件推出来。
4 c9 v+ f# N0 Y7 K 1、模柄 2、模板 3、凸模 4、橡胶 5、卸料板 6、压边圈 7、推板 8、聚氨酯橡胶 9、凹模 10、下模板: H/ m, C2 M/ Q, k

1 q) {3 }5 G  z0 z2 g4 Y如图2修改前的模具结构
; }2 ~+ I& v# S
" |+ E+ ^. l9 R4.3工件拉伸后还需切边，制作切边膜
2 ?3 J+ e  O+ k9 j  J% y+ M, l% @* K: p/ j$ q" c6 b
根据切边计算公式如下：
. G  ?; P7 W; D" S! J' k9 E! K  v" q& _: u5 E+ Z/ d; M
23-0.06-0.15=22.940-0.09
' I8 r# }) F: V4 H( ~8 M7 W) p1 ~1 v' T
d=22.94+0.4×2=23.74
1 t4 A3 U9 g4 ^+ D3 s! T6 V3 n1 ]+ H, l, f
查表得冲裁的初始双面间隙Zmin=0.02 Zmax=0.028
) E5 k0 |: r* @4 P; A: S8 u# \9 ?, ]2 J* a4 T* I( ~
凸模Dp=(  D-X△-Zmin)-δp=(23.74-0.5×0.09-0.02)-δp=23.670-0.02$ P  e/ f' C5 y5 s9 n, ~6 `
4 u# E( f$ R: e5 h/ w. g7 b
凹模Dd=(D-X△)+δd=(23.74-0.5×0.09)+0.0250=23.70+0.0250( a6 [. f1 S8 u

: J5 B$ [/ R$ p  [8 `9 Q( [X为磨擦系数0.5
. c' R5 F/ _2 O" I9 s, I  `
5 b/ Q1 k8 G+ F3 x, E△为制件制造公差0.093 {  t. R8 B6 H6 k, @0 Y& K
4 B* i5 U* W7 e: }0 F
δp凸模的制造公差为0.02
! @" C  b8 W+ ]) e. D/ d! z
  z% h+ h' B6 H/ [" [% H3 T6 r: ~δd 凸模的制造公差为0.025
" j- W, {  S8 ?5 B& q, V/ G0 U( @, h8 C5 [
5.模具的改进
6 G3 ]- K5 |0 L. X- |# b. ]1 S. F4 s7 M' M, i
5.1为了提高效益，节约成本，充分利用成本，充分利用0.4×1000×40的边角料，故需修改模具结构，省去下料模，由原来的三副模具改成一副模具，模具改进要点：拉伸模与切边模复合成同一模具。
8 a7 g5 x- x' z- I+ T
, B6 o. y0 n& A# F, u其中凹模Dd=23.71+0.040
& l* w7 |* J; L1 p* l% E
' J, f' I. U" D  B# g1 a凸模小端Dp小=22.890+0.03
0 H4 _' ~- r' i" I9 ^# {7 G
! y& h, R, l0 q& ?8 U凸模大端DP 大=23.680-0.02
+ J, {+ I, E/ B9 T模具的工作过程如下：将料放于凹模上，压边圈5夹紧坯料，凸模拉伸坯料，首先，从外部经过凸模3拉伸成型，当达到拉伸高度6时，自动冲裁切边。然后，从内部经过推板把零件推出来。
! d' I& z8 }7 K4 T7 {8 t& b: S* V5 I  l, N; a: ?, s
改进后的模具结构如图3
4 v5 I+ K9 e# o# C0 n, P7 C4 _3 F3 ]9 t
  V' r3 U, q$ \" O8 F# u# ?! w5 h1、模柄 2、模板 3、凸模 4、橡胶 5、卸料板 6、压边圈 7、推板 8、聚氨酯橡胶 9、凹模 10、下模板
4 A' V: h8 s6 N% w5 z6 l* t7 d5 R/ E: E( q* G1 {
如图3修改后的模具结构$ }! P3 d9 l! c

5 M- Y6 }* K' Z8 o& C1 z- V5.3改进后效果
) \9 }& R+ @( I/ Y
' F& ^/ d! k2 [模具制成后，在试冲小批零件后，经检测，结果几何尺寸符合要求，现在，此产品已大批生产，其配套产品也远销欧美。6 o" x8 `  R7 n! A- x- e6 m

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