拉伸、切边复合模的设计的论文

xiaocheng

关键词：拉抻,切边,复合模
1、引言
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。
      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。
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。
2、零件工艺分析
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。
3、工艺计算
拉伸毛坯计算
因为    R1=（3~5）×0.4=1.2
零件内圆角R=2.5≥1.2    可拉伸成形。
选取适当的修边余量△h=1,  h=6＋1=7
D=（d2＋4dh）1/2=(23.42＋4×23.4×7)1/2≈35
计算得M1=23.4/35=0.67
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
显然  M1≥M，故可一次拉伸
4.1拉伸模的计算
因  23-0.06-0.15=22.85+0.090
考虑到零件精度较高，拉伸间隙取1.03T即0.41
模具设备选用J23-16压力机
Z=1.03×0.4×2=0.82
凹模Dd=(D+0.4△+Z)+δd=（22.85+0.4×0.09+0.82）+0.040=23.71+0.040
凸模Dd=（D+0.4△）-δP  =（22.85+0.4×0.09）0-0.03=22.890-0.03
其中△为制造公差0.09
δd凹模的制造公差0.04
δp凸模的制造公差0.03
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：

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。  
    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
如图2修改前的模具结构
4.3工件拉伸后还需切边，制作切边膜
根据切边计算公式如下：
23-0.06-0.15=22.940-0.09
d=22.94+0.4×2=23.74
查表得冲裁的初始双面间隙Zmin=0.02  Zmax=0.028
凸模Dp=(  D-X△-Zmin)-δp=(23.74-0.5×0.09-0.02)-δp=23.670-0.02
凹模Dd=(D-X△)+δd=(23.74-0.5×0.09)+0.0250=23.70+0.0250
X为磨擦系数0.5
△为制件制造公差0.09
δp凸模的制造公差为0.02
δd 凸模的制造公差为0.025
5.模具的改进
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。
其中凹模Dd=23.71+0.040
凸模小端Dp小=22.890+0.03
凸模大端DP 大=23.680-0.02
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。
改进后的模具结构如图3
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
如图3修改后的模具结构
5.3改进后效果
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。