1. 拉伸模具的設計原理是什麼
拉深是利用模具將平板毛坯或半成品毛坯拉深成開口空心件的一種冷沖壓工藝。
拉深工藝可製成的製品形狀有:圓筒形、階梯形、球形、錐形、矩形及其它各種不規則的開口空心零件。
拉深工藝與其它沖壓工藝結合,可製造形狀復雜的零件,如落料工藝與拉深工藝組合在一起的落料拉深復合模。
日常生活中常見的拉深製品有:
旋轉體零件:如搪瓷臉盆,鋁鍋。
方形零件:如飯盒,汽車油箱
復雜零件:如汽車覆蓋件。
圓形拉深的基本原理
拉深的變形過程
用座標網格試驗法分析。
拉深時壓邊圈先把中板毛坯壓緊,凸模下行,強迫位於壓邊圈下的材料(凸緣部分)產生塑性變形而流入凸凹模間隙形成圓筒側壁。
觀察拉深後的網格發現:底部網格基本保持不變,筒壁部分發生較大變化。
1. 原間格相等的同心圓成了長度相等,間距增大的圓周線,越接近筒口,間距增大。
2. 原分度相等的輻射線變成垂直的平行線,而且間距相等。
3. 凸緣材料發生徑向伸長變形和切向壓縮變形。
總結:拉深材料的變形主要發生在凸緣部分,拉深變形的過程實質上是凸緣處的材料在徑向拉應力和切向壓應力的作用下產生塑性變形,凸緣不斷收縮而轉化為筒壁的過程,這種變形程度在凸緣的最外緣為最大。
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2. 拉伸模具拉伸坯料為什麼用二次,三次或多次拉伸成型
金屬拉伸的程度,是要受到金屬材料的塑形極限制約的。
一般對於較淺,變形程度不大的拉深件,可以一次成型;
但對於較深,較復雜的(比如,細筒狀的)拉深件,即使沒有超過塑形極限,也會有其他因素制約,造成拉伸時破裂。此時解決的方法之一——就是分步拉伸,各步驟分擔變形程度。最後成為成品。
當然,拉伸工藝的設計,有著相當多的制約因素需要考慮,有著相當多的方法可以解決,並不只限於以上一點——這正是材料工程中,沖壓課程需要解決的問題。
3. 請問模具設計時,,沖壓拉伸為什麼要定位不要大白話,盡量書面點啊謝謝
模具上定位零件的作用是使毛胚在模具上能有正確的位置。毛胚在模具中的定位有兩個內容:一是在送料方向上的定位,用來控制送料的進距;二是在送料方向垂直方向上的定位,通常稱為送進導向
夠書面了吧!
4. 模具設計有哪些基本的要點
模具設計的要點
1.模具設計的要點
(1)模具材料的選用:模芯材料的選擇以資源、成本、壽命要求為基本原則,以及耐熱、耐磨、耐蝕性要好,易於切削加工、熔焊、不生銹等。被用來做模具(模芯、模套)的材料主要有:碳素結構鋼(45 鋼應用最廣);合金結構鋼(如12CrMo、38CrMoAl等);合金工具鋼等。而對於擠管式模芯的結構特點,其長嘴定徑區是一個薄壁圓管,一般不易進行熱處理,其耐磨性要求較嚴,尤其是用於絕緣擠出的模芯,多用耐磨的合金鋼(如30CrMoAl)製成。模套材料的耐磨要求可以降低,而加工精度必須提高,往往模套以45 鋼製成,內表面鍍鉻拋光達▽7。
(2)擠壓式模芯(無嘴)的結構尺寸如下圖:
1-d 2-d 3-L 4-L 5-D
6-M 7-B 8-D 9-φ 10-φ
在材料確定後,以工藝的合理性,兼顧加工的可能性恰當設計各部尺寸,應注意的要點如下:
1)外錐角φ :根據機頭結構和塑料流動特性設計,錐角控制在45°以下,角度越小,流道越平滑,突變小,對塑料層結構有益。在擠出聚乙烯等結晶性高聚物時,對突變而導致的預留內應力的避免尤其重要,只有充分予以注意才能有效的提高製品的耐龜裂性能。角度的大小往往根據機頭內部結果特點決定。
2)模芯外錐最大直徑D :該尺寸是由模芯支持器(或模芯座)的尺寸決定的,要求嚴格吻合,不得出現「前台」,也不可出現「後台」,否則將造成存膠死角,直接影響塑料層組織和表面質量。
3)內錐最大直徑D :該尺寸主要決定於加工條件和模芯螺柱的壁厚,在保證螺紋強度和壁厚的前提下,D 越大越好,便於穿線。
4)模芯孔徑d :這是對擠出質量影響最大的結構尺寸,按線芯結構特性及其尺寸設計。一般情況下,單線取d =線芯直徑+(0.05~0.15)mm;絞合線芯取d=線芯外徑+(0.1~0.25)mm。既不能太大,也不能太小。因為過大了,一則形成線芯的擺動而造成擠出偏芯,再則會出現倒膠,既有害擠包層質量,又有可能造成斷線。而過小,則易刮傷線芯,也使模具壽命降低;對絞線而言,由於線徑不均,模孔d 過小時,則是斷線的主要原因。通常為加工便利,且模芯孔徑尺寸系列化,則多取模芯孔徑d 為整數。
5)模芯外錐最小直徑d :d 實際上是決定模芯出線埠厚度的尺寸,埠厚度△=1/2(d -d )不能太薄,否則影響使用壽命;也不宜太厚,否則塑料熔體流道發生突變,並且形成渦流區,引發擠出壓力的波動,而且易形成死角,影響塑料層質量,一般模芯出線埠的壁厚控制再0.5~1mm為宜。
6)模芯定徑區長度L :L 決定線芯通過模芯的穩定性,但也不能設計的太長,否則將造成加工困難,工藝上的必要性也不大,一般L =(0.5~1.5)d ,且模芯孔徑d 較大時選下限,否則,反之。
7)模芯錐體長度L :這往往是設計給出的參考尺寸,從上圖不難看出,
tgφ ∕2=(D -d )∕2 L ,亦即L =(D -d )∕【2(tgφ ∕2)】。
所以L 可以依據上述決定的尺寸確定,經計算確定L 的長度,如果太長或太短,與機頭內部結構配合不當,可回過頭來修正錐角φ ,然後再計算L 直至合適。
(3)擠壓式模套的結構尺寸如下圖:
1-d 2-d′ 3-l 4-a 5-b
6-L 7-D 8-D′ 9-φ
1)模套壓座外徑D:根據模套座(或機頭結構內筒直徑)設計,一般小於筒徑內孔0.5~1.5mm,此間隙是工藝調整偏芯、確保同心度的必要因素,間隙不能太小,否則滿足不了調偏的需要;間隙太大也不行,因為太大影響模套的穩固性,甚至在擠出過程中發生自行偏斜。
2)內錐最大直徑D′:這是模套設計的精密尺寸之一。其大小必須嚴格與模套座(或機頭內錐)末端內徑一致,否則組裝模套後將產生階梯死角,這是工藝所不允許的。
3)模套定徑區直徑d:這又是模套設計的精密尺寸之一。要根據產品直徑、各擠出工藝參數及擠制塑料特性來嚴格設計。一般d=成品標稱直徑+(0.05~0.15)mm。
4)模套內錐角φ:角φ是由D′、d及模套長度制約的,角φ又同時受到與其配套的模芯的外錐角的制約,角φ必須大於模芯外錐角3~10°,若沒有這個角度差,便保證不了擠出壓力,當然擠出壓力也不能太大,因為這樣會影響擠出產量,因此角度差也不能太大。角φ和D′、d一樣都不能按參考尺寸設計,因此三個尺寸必須同時精密計算,相互修正,並在加工中依照尺寸l和L進行調整。
5)模套定徑區長度l:一般取l=(1~3)d為宜,長一些對定型有利,但越長阻力越大,影響產量。所以,當d較大時,不能取上限。
6)模套壓座厚度b:按模套座深度(或機頭內筒出口處深度)設計,一般要大0.3~0.5mm。
7)模套外徑d′:根據模套壓蓋內孔設計一般要小於壓蓋內孔2~3mm,但也不宜過小,否則間隙過大將造成散熱不均勻。
8)模套總長L:這是設計給出的參考尺寸,由b和可調整的長度a來確定。
(4)擠管式模芯(長嘴)的結構尺寸如下圖所示:
1-d 2-d′ 3-δ 4-l 5-l′
6-L 7-D 8-M 9-D′
擠管式長嘴模芯的結構尺寸除定徑區外,其餘外形尺寸與擠壓式模芯設計基本相同,現對擠管式模芯定徑部分的尺寸設計做一簡述。
1)模芯定徑區內徑d:又叫模芯孔徑。該尺寸根據選用材料的耐磨性、半製品尺寸大小及其材質與外徑規整程度等設計,一般設計為d=d +(0.5~2)mm或d=d +(3~6)mm,主要因為線芯尺寸較小且規則,而纜芯較大且外徑尺寸不規則的緣故。為了模具系列化,通常將模芯孔徑加工成整數尺寸。
2)模芯定徑區外圓柱(長嘴)直徑d′:從上圖可看出d′決定於尺寸d及其壁厚δ,即d′=d+2δ。壁厚的設計既要考慮模芯的壽命,又要考慮塑料的拉伸特性及電線電纜塑料層的擠包緊密程度,一般設計為d′=d+2(0.5~1.5)mm,即模芯嘴壁厚為0.5~1.5mm。這個數值不能太大,否則拉伸比就大,塑料層拉伸後強度提高,而延伸率下降,影響電線電纜的彎曲性能;但也不能太小,太小因過薄使其使用壽命降低。
3)定徑區外圓柱(模芯嘴)長度l:該尺寸依據尺寸d考慮擠出塑料成型特性設計,一般設計為l=(0.5~2)d,d值大取下限,d值小取上限,用於擠護套的模芯取下限,擠絕緣時取上限。
4)定徑區內圓柱(承線)長度l′:該尺寸由加工條件,半製品結構特性決定。無論如何l′必須比l長度大2~4mm,這是確保模芯強度的必需,所以l′實際是參考l決定的。
(5)擠管式模套的結構型式與擠壓式模套基本相同。所不同之處是其結構尺寸中的模套定徑區的直徑及其長度,必須按與其配合的擠管式模芯來設計。
1)模套定徑區直徑d :該尺寸按擠管式模芯嘴外圓直徑d′、線芯或纜芯外徑、擠包絕緣或護套厚度等設計。一般設計為d =d′+2倍擠包厚度,並視絕緣(護套)厚度、產品結構要求及塑料的拉伸特性而定。
2)模套定徑區長度l :該尺寸往往根據塑料的成型特性和模芯定徑區外圓柱(模芯嘴)的長度l 而定,一般設計為l =l -(1~6)mm,而且擠包絕緣(護套)厚度小時取下限(即減去值取上限);否則,反之。
總之設計模具時,除考慮材料、加工、使用壽命外,還應滿足下列條件:1)增加模具的壓力,使塑料從機筒進入模具後,壓力增大且均勻穩定,從而增加塑料的塑化和緻密性,提高產品的質量;2)增長模具配合部分的塑料流動通道,使流動中的塑料進一步塑化,從而提高塑料塑化的程度;3)消除模具配合中產生的流動死角,使流道形成流線型,利於塑化好的塑料擠出;4)抽真空擠塑的模具,模芯的承線徑一般應在20~40mm,模套的承線徑一般在15~30mm。
二、工藝配模
配模是否合理,直接影響擠塑的質量和產量,故配模是重要操作技能之一。由於塑料熔體離模後的變化,使得擠出線徑並不等於模套的孔徑,一方面由於牽引、冷卻使製品擠包層截面收縮,外徑減少;另一方面又由於離模後壓力降至零,塑料彈性回復而脹大,離模後塑料層的形狀尺寸的變化與物料性質、擠出溫度及模具尺寸和擠出壓力有關。模具的具體尺寸是由製品的規格和擠塑工藝參數決定的,選配好適當的模具,是生產高質量、低消耗產品的關鍵。
1.模具的選配依據
擠壓式模具選配主要是依線芯選配模芯,依成品(擠包後)的外徑選配模套,並根據塑料工藝特性,決定模芯和模套角度及角度差、定徑區(即承線徑)長度等模具的結構尺寸,使之配合得當、擠管式模具配模的依據主要是擠出速倆的拉伸比,所謂拉伸比就是塑料在模口處的圓環面積與包覆與電線電纜上的圓環面積之比,即模芯模套所形成的間隙截面積與製品標稱厚度截面積之比值,拉伸比:
K=(D -D )/(d -d )
其中 D ――為模套孔徑(mm);
D ――為模芯出口處外徑(mm);
d ――為擠包後製品外徑(mm);
d ――為擠包前製品直徑(mm)。
不同塑料的拉伸比K也不一樣,如聚氯乙稀K=1.2~1.8、聚乙烯K=1.3~2.0,由此可確定模套孔徑。但此方法計算較為繁瑣,一般多用經驗公式配模。
2.模具的選配方法
(1)測量半製品直徑:對絕緣線芯,圓形導電線芯要測量直徑,扇形或瓦形導電線芯要測量寬度;對護套纜芯,鎧裝電纜要測量纜芯的最大直徑,對非鎧裝電纜要測量纜芯直徑。
(2)檢查修正模具:檢查模芯、模套內外表面是否光滑、圓整,尤其是出線處(承線)有無裂紋、缺口、劃痕、碰傷、凹凸等現象。特別是模套的定徑區和擠管式模芯的管狀長嘴要圓整光滑,發現粗糙時可以用細紗布圓周式摩擦,直到光滑為止。
(3)選配模具時,鎧裝電纜模具要大些,因為這里有鋼帶接頭存在,模具太小,易造成模芯刮鋼帶,電纜會擠裂擠壞。絕緣線芯選配的模具不易過大,要適可而止,即導電線芯穿過時,不要過松或過緊。。
(4)選配模具要以工藝規定的標稱厚度為准,模芯選配要按線芯或纜芯的最大直徑加放大值;模套按模芯直徑加塑料層標稱厚度加放大值。
3.配模的理論公式
(1)模芯 D =d+e
(2)模套 D =D +2δ+2△+e
式中:D ――模芯出線口內徑(mm);
D ――模套出線口內徑(mm);
d ――生產前半製品最大直徑(mm);
δ――模芯嘴壁厚(mm);
△――工藝規定的產品塑料層厚度(mm);
e ――模芯放大值(mm);
e ――模套放大值(mm)。
(3)放大值e 或e 的說明。
1)絕緣線芯模芯e 的放大值為0.5~3mm;
2)絕緣線芯模套e 的放大值為1~3mm;
3)生產外護套電纜用模芯e 的放大值、鎧裝電纜為2~6mm,非鎧裝為2~4mm;
4)生產外護套電纜用模套e 的放大值為2~5mm。
4.舉例說明模具的選配
1)生產絕緣線芯3×185mm 的實心鋁導體扇形電纜,其扇形(標稱)寬度為21.97mm(其最大寬度允許值22.07mm),絕緣層標稱厚度為2.0mm。(其最小厚度允許值為2.0×90%-0.1=1.7mm,模芯嘴壁厚為1.0mm,選用模具。
模芯D =d+e =21.97+1.5=23.47(mm)考慮到實體扇形及最大寬度,選取D =24mm。
模套孔徑D =D +2δ+2△+e
=24+2×1+2×2+3=33(mm)
2)生產電纜外護套,其型號為VLV,規格為1×240mm ,電壓為0.6/1kV,
選用模具。該電纜成纜後直徑為23.6mm,護套標稱厚度為2.0mm,取模芯嘴壁厚為1.5mm。
模芯孔徑 D =d+e =23.6+3=26.2≈27mm
模套孔徑 D =D +2δ+2△+e
=27+2×1.5+2×2+4=38mm
3)在實際生產過程中,模具的選配往往在操作規程或生產工藝卡中給出一定的經驗公式,如某廠φ65擠塑機給出的模具選配公式(△為塑料擠包層的標稱厚度)。
擠壓式 模芯(mm) 模套(mm)
單線
絞線 導線直徑+(0.05~0.10)
絞線外徑+(0.10~0.15) 導線直徑+2△+(0.05~0.10)
絞線外徑+2△+(0.05~0.10)
擠管式 模芯(mm) 模套(mm)
絕緣
護套 線芯外徑+(0.1~1.0)
纜芯最大外徑+(2~6) 模芯外徑+2△+(0.05~0.10)
模套外徑+2△+(1.0~4.0)
線芯或纜芯外徑不均時,放大值取上限;反之取下限。在保證質量及工藝要求的前提下,要提高產量,一般模套放大值取上限。
5.選配模具的經驗
1)16mm 以下的絕緣線芯的配模,要用導線試驗模芯,以導線通過模芯為宜。不要過大,否則將產生倒膠現象。
2)抽真空擠塑時,選配模具要合適,不宜過大,若大,絕緣層或護套層容易產生耳朵、起棱、松套現象。
3)擠塑過程中,實際上塑料均有拉伸現象存在,一般塑料的實際拉伸在2.0mm左右。根據拉伸考慮模套的放大值,拉伸比大的塑料模套放大值大於拉伸比小的塑料模套放大值,如聚乙烯大於聚氯乙稀。
4)安裝模具時要調整好模芯與模套間的距離,防止堵塞,造成設備事故。
5. 請問兩次拉深需要幾副模具是增加一次拉深就需要增加一副模具嗎
拉伸一次需要一套模具,拉伸兩次當然就需要兩套模具了。第一套拉伸模具應為落料拉伸,第二套拉伸模具是單純的拉伸。另外,還需要一套整形的模具和一套切邊的模具。
6. 拉伸模具的應用及特點是什麼
模具鋁板與模具鋼相比,具有顯著的優點:
1.重量輕。由於其密度只有一般模具鋼的36%,故運動慣性比較低,在生產過程中加,減速度均比較容易,能減低機器及模具的損耗。
2.機械加工容易及尺寸穩定性高。其切削速度比一般模具鋼快6倍以上,故大量減低模具加工時間,令模具可更快進行生產。
3.卓越的熱傳導率。其熱傳導率比一般模具鋼高,故可節省模具在生產時的冷切時間50%,從而提高模具的生產效率。所以Alumold在注塑模、吹塑模、低壓模、橡膠模等不同模具行業80%的產品中有廣泛應用。隨著市場的發展,目前在歐美市場超硬鋁已替代鋼做模
特點:1.高強度可熱處理合金。2.良好機械性能。3.可使用性好。4.易於加工,耐磨性好。5.抗腐蝕性能、抗氧化性好。7075鋁板主要用途:航空固定裝置,卡車,塔式建築,船,管道及其他需要有強度、可焊性和抗腐蝕性能的建築上的應用的領域。如:飛機零部件、齒輪和軸、熔絲零件、儀表軸和齒輪、導彈零件跳進閥零件、渦輪、鑰匙、飛機、航空及國防應用
超硬鋁合金硬度,密度及機械性能
用鋁合金製造的模具具有一下特點:
1、材質均勻性好:熱處理技術卓越,產品在300℃厚度(直徑)以下,強度、硬度基本保持一致;
2、表面精度高,減少材料的浪費
3、加工性能好:將化學成分、強度及硬度的偏差降至最小,加工中杜絕『粘刀』、『崩刀』現象;
4、高速機加工,幾乎不變形:完美的預拉伸(T651)工藝處理,徹底消除內應力,在加工和受力時不易翹曲、開裂及變形;
5、材質緻密性好:獨有的晶粒細化工藝保證,絕無沙孔、橫紋、氣泡及雜質;
7. 五金模具設計拉伸模具的間隙應該如何確定
在設計成品之前,前期准備工作已經很全面了,包括如下幾個方面
1、必需的圖紙、金型仕樣書的內容等的確認:
在正式的金型設計之前,下列圖紙或文件通常要具備:
① 部品圖;②金型設計製作仕樣書;③設計製作契約書;④其他
並且要對上述資料完全理解,不明確處要得到客戶的確認。
2、把握圖面的概要
部品圖決定了金型設計的最終目的,必須透徹地理解。日本客戶提供的部品圖是按照JIS制圖規定採用三角法繪制的,通常由以下部分構成:
正面圖、平面圖、側面圖、斷面圖、詳細圖、參考圖、注記、公差一覽、仕上記號一覽、標題欄、其他
在視圖過程中要注意以下方面:
①公差要求較嚴格處;②對金型構造有影響的部位;③現有圖面無法理解的部分;④注記中特別突出的事項⑤特殊的材料和熱處理要求;⑥部品壁厚較薄處(t<0.6mm)⑦部品壁厚較厚處;⑧外觀上有無特別仕樣要求⑨三維曲面部分;⑩設計者、日期、納期、價格等
3、部品立體形狀的理解
部品圖是二維繪制的,要通過視圖轉換成設計者頭腦中的三維形狀,而手繪立體圖對此很有幫助。准備好紙和鉛筆。首先繪制出製品的大致外形輪廓,然後再根據自己對部品圖的理解,繪制出部品各部位的斷面圖。
上述這些對將來分型面的確定、入子的分割非常重要。如果條件允許,使用粘土等輔助物來幫助理解會更好。
4、標題欄的檢討
部品圖的標題欄一般註明了圖面中的公差、部品的材料等一些內容,必須要認真研讀。①部品名;②圖名;③圖番;④材質(包括收縮率);⑤仕樣,指材質的詳細仕樣,如生產廠家、商品名、樹脂代號;⑥尺度;⑦設計者;⑧變更欄;
5、注記部分的檢討
⑴.澆口種類、位置、數量.
如無特殊要求,則金型設計者在自行決定後需徵得客戶的同意。
⑵.入子分割線的要求.
由於入子分隔線會在製品表面形成接痕,影響外觀,尤其對折疊部位有害,所以設計者應遵守部品圖的規定。
五金模具是在工業生產中,用各種壓力機和裝在壓力機上的專用工具,通過壓力把金屬材料制出所需形狀的零件或製品,這種專用工具統稱為五金模具。
模具設計
(1). 進行材料(產品材料,模具材料)方向的研討。
(2). 凹凸模間隙大小。
(3). 導正銷位置和數量充分。
(4). 是否考慮廢料反彈,順送模出料是否順暢。
(5). 是否設計了監視器,廢料反彈感測器。
(6). 定位板和浮升銷選擇適當。
(7). 螺栓(包括卸料螺栓)數量,大小,位置是否選擇適當。
(8). 考慮沖裁力,選擇沖床。