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    鋁天花吊頂沖孔模具設計及其凸凹模加工工藝

    更新日期:2016年7月10日 大字 小字
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        室內屋頂裝飾常采用石膏板、PVC 板或者鋁天花等,石膏板可做出形狀復雜的吊頂,但易吸潮、脫落、安裝費時、費力、損耗大;PVC 板價廉,但時間長了易變形、老化、變色、不防火;鋁天花又稱金屬天花,用它裝飾屋頂,價貴,但大方,美觀,經久耐用,若表面經特殊工藝處理,可抗靜電、不落塵、不沾塵。
        鋁天花種類有方板、條板、掛片、仿木紋、格柵、屏障、鋁蜂窩板、鋁瓦楞復合板、異形幾種。其中的方板按尺寸分 300mm×300mm、600mm×600mm 幾種;按板面分孔形、井形、梯形幾種;按表面圖案分素面、藍天、白云幾種。鋁板厚度約 0.5~1.2mm。鋁天花大量使用在火車站、飛機場、體育館、博物館等大型工程室內裝飾。鋁天花用量大,需用模具進行加工制造。下面就制造方板鋁天花眾多模具中的一種進行設計。

        1.鋁天花零件工藝性分析
        圖1所示為 300 方板對角孔型鋁天花。材料為鋁板(鋁錳合金)LF21,鋁板厚度 δ=0.35mm,大批量生產。分析圖1可知,該鋁天花孔與外形對稱均布,結構簡單,尺寸精度要求不高,但正面有 841 個準3孔,要生產出該零件,采用單工序模具生產,經過剪板、落料、切角、沖孔、翻邊等幾道工序即可。



        2.模具結構設計
        300方板對角孔型鋁天花單工序沖孔模具結構如圖2所示。



        該模具結構設計簡單,制造周期短,成本低。上、下模依靠對稱均布的四導柱導套導向,滑動平穩,導向準確可靠。導柱和導套為回轉體零件,加工方便,凸、凹模間隙容易保證,且不會改變,所以該模具壽命長,安裝方便,完全能滿足產品生產批量大的特點。
        裝在上模部分的有沖頭固定板 4,墊板 6,沖針(凸模)12,聚胺脂橡膠 13,矩形彈簧 16,卸料板 17 等。作為彈性元件的聚胺脂橡膠 13 和矩形彈簧 16 與卸料板 17組成彈壓卸料裝置,能獲得較大的壓件力。卸料板 17 的設計,一方面考慮沖孔時始終能夠壓住板料,防止沖裁件變形,另一方面裝沖針的孔與沖針滑配,以防止沖針折彎、折斷和提高沖孔精度,所以在上模部分還設計了 4 組小導柱小導套導向定位,小導套壓入沖頭固定板 4 中,小導柱固定在卸料板 17 的孔中,使沖頭固定板 4 和卸料板17 的相對位置定位準確可靠。工作時,板料以下模部分裝有的定位板 18,定位板 27 定位。上模下壓,沖針(凸模)12 與沖孔下模(凹模)26 進行沖孔。
        下面對沖裁力進行計算和壓力機選擇。此模具為平刃口的凸模和凹模進行沖裁,其沖裁力的計算:P0=τLt,式中,P 0 -沖裁力,N;τ-材料抗剪強度,N/mm 2 ;L-材料輪廓長度,mm;t-材料厚度,mm。
        查表?。害樱?00N/mm 2
        計 算 :L =841 ×2πr =841 ×2 ×3.14 ×1.5 =7922mm,t =0.35mm,∴ P 0 =100×7922×0.35=277kN選用機床所需壓力:P=1.3P 0 =1.3×277=360kN按現有的機床規格選用 400kN 壓力機。

        3.凸凹模零件加工工藝設計
        沖針(凸模)12 與沖孔下模(凹模)26 的結構設計如圖 3、4 所示。



        沖針(凸模)采用材料 GCr15 滾動軸承鋼,熱處理:淬火 58~62HRC,該材料具有很高的強度或硬度,高的接觸疲勞抗力,一定的韌性,可防止受沖擊載荷損壞。沖孔下模(凹模)采用材料 Cr12MoV 冷模具鋼,淬火處理 58~62HRC,該材料具有高的硬度和耐磨性,以利于金屬的成形加工,保持模具的形狀和尺寸,高的疲勞抗力和足夠的韌性,以保證模具工作時不發生疲勞斷裂和脆斷,良好的工藝性即淬透性高和熱處理變形小。
        沖針(凸模)長徑比 L/d 為 20,屬細長軸,加工有一定難度;沖孔下模(凹模)26 的加工工藝遵循加工順序:加工精基準→粗加工主要面→精加工主要面→光整加工主要面。次要表面加工穿插在各階段之間進行。模具生產屬單件、小批量生產。故設計制定如表 1、表 2 所示的加工工藝流程。




        4.結 語
        模具結構設計簡單,制造周期短,成本低。沖針(凸模)也可設計成標準件,向相關廠家定做,這樣更省事、省時??傊撃>卟僮靼踩奖?,生產效率高,壽命長,具有良好的經濟效益,對同類零件的模具設計有一定的參考價值。
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