本次要做的锁扣级进模设计包含了产品的工艺分析、模具的结构设计、零部件尺寸的计算以及大量 CAD 制图任务等,可以让人更深入的了解整个设计过程。虽然不会给模具业带来什么影响,但对于本人来说是一次不错的体验,希望能有更深的认识和发现。
3 方案论证
3.1 冲压件结构特点
如图1为某塑壳断路器一个锁扣制件图,锁扣作为断路器的“三扣”之一,是断路器的关键性零件。所用材料为冷轧钢板45钢,料厚t=2.0ram,月需求为10万只左右。从图1可以看出,该制件形状较为简单,主体为两侧需折弯的对称件。有1处矩形内孔,2处9O。折弯,需要用到冲裁、折弯两种冲压成形工艺。制件主体折弯后为对称结构,制件弯曲成形后的2—55mm敞开形圆孑L有同轴度要求,以保证制件在组装后,绕固定轴作旋转运动,与跳扣搭接在弹簧等制件的作用下达到自锁功能。因此,在冲压模具排样时,此处应考虑在同一工位上冲孑L的工艺措施来保证制件弯曲成形后同轴度要求。制件有冲裁毛刺要求,即制件弯曲成形后,冲裁毛刺面应在制件的内侧。
3.2 冲压件材料特性
最常用中碳调质钢,综合力学性能良好,淬透性低,水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理,大型件宜采用正火处理
45指的是含碳量碳(C)0.45%;
特性:强度硬度、塑性、韧性等综合性能好,易于深冲、拉延、弯曲和焊接。 用途:钢板用作深冲压和深拉延的容器,如搪瓷制品、仪表板、汽车驾驶室盖板等。 圆钢用作心部强度要求 不高的渗碳或氰化零件。
化学成分:含碳(C)量是0.42~0.50%,Si含量为0.17~0.37%,Mn含量0.50~0.80%,Cr含量≤0.25%,Ni含量≤0.30%, Cu含量≤0.25%。
物理性能: 密度7.85g/cm3,弹性模量210GPa,泊松比0.31。
力学性能:正火:850 淬火:840 回火:600 抗拉强度:不小于600Mpa 屈服强度:不小于355Mpa 伸长率:16% 收缩率:40% 冲击功:39J 钢材交货状态硬度:不大于 未热处理:229HBS 退火钢:197HBS
3.3 冲压件材料成型性能
45号钢为 优质碳素结构用钢 ,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板,梢子,导柱等,但须热处理。
45#钢广泛用于机械制造,这种钢的机械性能很好。但是这是一种中碳钢,淬火性能并不好, 45号钢可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度,又希望发挥45#钢优越的机械性能,常将45#钢表面渗碳淬火,这样就能得到需要的表面硬度。
45钢淬火后没有回火之前,硬度大于HRC55(最高可达HRC62)为合格。
实际应用的最高硬度为HRC55(高频淬火HRC58)。
45钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。
调质处理后零件具有良好的综合机械性能,广泛应用于各种重要的结构零件,特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。但表面硬度较低,不耐磨。可用调质+表面淬火提高零件表面硬度。
渗碳处理一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件,其耐磨性比调质+表面淬火高。其表面含碳量0.8--1.2%,芯部一般在0.1--0.25%(特殊情况下采用0.35%)。经热处理后,表面可以获得很高的硬度(HRC58--62),芯部硬度低,耐冲击。
如果用45钢渗碳,淬火后芯部会出现硬脆的马氏体,失去渗碳处理的优点。现在采用渗碳工艺的材料,含碳量都不高,到0.30%芯部强度已经可以达到很高,应用上不多见。0.35%从来没见过实例,只在教科书里有介绍。可以采用调质+高频表面淬火的工艺,耐磨性较渗碳略差
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