本科毕业论文---汽车雨刷电机外壳冲压工艺及模具设计
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冲压模具毕业设计1。
绪论1。
1冲压的概念、特点及应用冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件(俗称冲压或冲压件)的一种压力加工方法。
冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工,且主要采用板料来加工成所需零件,所以也叫冷冲压或板料冲压。
冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一,隶属于材料成型工程术。
冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模.冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。
冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。
冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素,只有它们相互结合才能得出冲压件。
与机械加工及塑性加工的其它方法相比,冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。
主要表现如下.(1) 冲压加工的生产效率高,且操作方便,易于实现机械化与自动化.这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工,普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次,高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上,而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。
(2)冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度,且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。
(3)冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件,如小到钟表的秒表,大到汽车纵梁、覆盖件等,加上冲压时材料的冷变形硬化效应,冲压的强度和刚度均较高。
(4)冲压一般没有切屑碎料生成,材料的消耗较少,且不需其它加热设备,因而是一种省料,节能的加工方法,冲压件的成本较低。
但是,冲压加工所使用的模具一般具有专用性,有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形,且模具制造的精度高,技术要求高,是技术密集形产品。
所以,只有在冲压件生产批量较大的情况下,冲压加工的优点才能充分体现,从而获得较好的经济效益。
重庆科技学院院(系)冶金与材料工程学院专业班级材控普2012-01学生姓名学号 1指导教师职称评阅教师职称2016年5 月27 日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
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与我一同工作的同志对本设计(研究)所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
毕业设计(论文)作者(签字):年月日摘要本论文是对摩托车悬挂板的模具设计进行研究的。
通过对摩托车悬挂板的冲压工艺进行分析,比较了悬挂板的排样和几种不同冲压工序(单工序、复合工序、连续工序)的优缺点,最后为了使摩托车悬挂板的模具制造成本降低、生产效率高和工人好操作性,我选择了一副落料冲孔复合模进行对摩托车悬挂板坯料的加工和一副拉深模进行对零件的成型。
本科学生毕业设计轿车雨刮器结构设计与运动仿真毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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摘要本次设计的任务是电位器接线片零件冲压工艺分析和模具的具体结构设计。
通过查阅了相关文献资料,对接触片零件进行工艺性分析,选择并确定符合于给定条件的最优工艺方案,及进行了工艺与设计的有关计算,如:选择基本工序,确定其顺序、工序数目及工序组合形式。
介绍了主要零部件的设计理念,详细剖析了设计过程中一些思路,以及某些非标准零件的使用特点。
阐述了工位级进模的设计要点, 使产品质量达到设计要求。
然后以此为基础,设计出冲压模具主要零件的结构。
并在设计中,介绍了零件的排样图、定位设计、冲裁力的计算和压力中心的计算。
关键词:电位器接线片;翻边模;级进模;模具设计目录摘要 (I)目录.................................................................................................................... I I 1 绪论. (1)1.1 概述 (1)1.2 冲压技术的进步 (1)1.3模具的发展与现状 (2)1.4模具CAD/CAE/CAM技术 (3)1.5冲压模具及级进模的发展现状 (5)1.6课题的主要特点及意义 (8)2 冲压工艺方案的确定 (11)2.1制件工艺分析 (11)2.2零件成型工艺分析 (13)3 冲裁工艺方案及模具结构的确定 (14)3.1方案种类 (14)3.2方案比较及确定 (14)3.3模具结构形式的确定 (14)4 级进模排样设计 (16)4.1级进模排样简介 (16)4.2排样的设计原则 (17)4.2.1确定冲压方向 (17)4.2.2 确定排样形式 (17)4.3工序顺序的安排 (17)5 主要零件的尺寸计算 (19)5.1凸、凹模刃口尺寸的计算方法 (19)5.1.1 凹凸模加工方法: (19)5.1.2 按凸模与凹模图样分别加工法 (20)5.2孔凹凸模工作部分尺寸计算 (21)5.2.1 冲1 mm孔 (22)5.2.2 落“T”形料 (22)6 多工位级进模工艺零件的设计 (24)6.1凸模结构的设计 (24)6.2凸模长度的设计 (25)6.3凸模的强度计算 (26)6.3.1 凸模承受能力的校核 (27)6.3.2 失稳弯曲应力校核 (27)6.4凹模结构的设计 (28)6.5凹模的固定形式 (30)6.6凹模的厚度设计 (30)6.6.1 凹模的厚度 (30)6.6.2 凹模的刃壁高度及凹模镶块尺寸设计 (31)6.7模板的设计 (31)6.8卸料弹簧的选用 (32)6.9其他零件的设计 (32)7 冲压设备的选用 (33)7.1冲压力的计算 (33)7.2压力机的选择 (34)8 级进模结构零件的设计 (36)8.1模架的设计 (36)8.2模架导向零件设计 (37)8.3模柄的设计 (38)8.4支撑零件的设计 (38)8.5卸料装置 (39)9 模具的整体设计 (40)9.1模具的整体设计 (40)9.2模具工作原理 (40)10 模具的装配 (42)结论 (44)致谢..................................................................................... 错误!未定义书签。
大学毕业设计题目外壳的冲压工艺及模具设计专业班级学生学号指导教师二〇一四年五月五日1前言1.1冷冲压定义及其特点冷冲压是一种简单的金属加工方法,它是建立在金属塑性变形的基础上。
利用模具和冲压设备对板料金属进行加工,以获得所需要的零件和尺寸。
冷冲压和切削加工相比较,具有生产率高、加工成本低、材料利用率高、产品尺寸精度稳定、操作简单、容易实现机械化和自动化等一系列优点,特别适合于大量生产。
1.2冷冲压工艺的应用领域及发展现状由于板料零件具有重量轻,在满足产品的强度和刚度的情况下,可以根据其不同的用途,采用不同材料加工成各种尺寸的零件,以满足不同需要。
因此在现代汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表和各种民用轻工产品中,都大量使用冷冲压零件。
而且在国防方面,如飞机、导弹、枪弹、炮弹等产品中,采用冷冲压加工的零件比例也是相当的大的。
随着汽车和家用电器等的飞跃发展,许多先进工业国家,对发展冷冲压生产给予高度重视。
例如美、日等国家模具产业已经超过机床工业。
我国冲压模具无论在数量上,还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展,但与世界先进国家相比仍有很大差距,一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具仍需大量进口,特别是中高档轿车的覆盖件模具,目前仍主要依靠进口。
一些低档次的简单冲模,已趋供过于求,市场竞争激烈。
当今现状表现为:一、进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技术含量较低的中低档模具,因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模具总体满足率,这些模具的发展已滞后于冲压件生产,而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率;二、由于我国的模具价格要比国际市场价格低许多,具有一定的竞争力,因此其在国际市场的前景看好。
近年来,我国冲压模具水平已有很大提高,大型冲压模具已能生产单套重量达50 多吨的模具,精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。
模具CAD/CAM技术的应用,显著缩短了模具设计与制造周期,降低了生产成本,提高了产品质量。
姓名:专业:材料成型及控制工程
设计(论文)题目:电机壳体冲压工艺分析与模具设计
设计方案及参数:按照用户提供的电机壳体产品设计模具,该零件初步估计需
要就个工艺步骤,根据要求完成整个工艺设计计算和某工艺
步骤的模具结构设计
产品图形及参数如下图所示
产品说明:
该产品为电机外壳,为冲压件,尺寸如图所示,壁薄,形状较复杂;材料:Fe P05。
设计内容
1.冲压零件结构工艺性分析和冲压工艺方案的确定;
2.用DYNAFORM软件对后续拉深成形工艺可行性进行分析;
3.完成2个正拉伸和2个反拉深工序的模具结构设计和计算;
4.完成全套模具装配图和零件图;
5.采用Pro/E软件完成模具的3D设计和装配;
7.编写设计说明书。
指导教师:
系、部主任:
教学院长:。
汽车侧围外板冲压工艺及模具设计摘要:随着新能源汽车的发展和汽车轻量化的需要,先进的挤压铸造技术在汽车结构件上的应用将越来越广泛,如控制臂、摆臂、连杆、发动机支架、轮边支架等底盘件已部分应用铝合金材料制造。
取代部分锻造生产高性能复杂结构件,替代低压和差压铸造、金属型重力铸造生产那些可靠性要求高的结构件已成汽车未来优选趋势。
挤压铸造作为一种金属成形技术,固然有它自己特定的工艺特点和应用范围。
生产中应根据零件的结构特点、性能要求、批量和生产条件等多种因素综合考虑,因此合理选择挤压铸造工艺方案是成功开发产品的关键。
关键词:汽车侧围外板;冲压工艺;模具设计引言汽车覆盖件是指覆盖车身和驾驶室的薄板类表面零件和内部零件。
汽车覆盖件具有尺寸较大、厚度较薄、轮廓多为曲面、表面精度要求高等特点。
汽车覆盖件模具工序繁多,通常包括拉伸、修边、冲孔、翻边、整形等多道工序。
为了减少成形工序,降低模具开发成本,常将修边和冲孔合并成一道工序,称为修边冲孔模。
修边冲孔模是汽车覆盖件模具中的一道重要工序,常放在拉伸之后进行,主要目的是将拉伸模的工艺补充部分和压料边缘压料面多余的部分切除。
1汽车侧围外板冲压工艺概述冷冲压技术就是通过压力机驱动模具,使板料产生塑性变形而最终形成一定形状的塑性成形方法。
冷冲压技术刚好能克服热冲压的缺点.但冷冲压以往是用在汽车覆盖件等薄板料的制造过程中,材料厚度在8mm以下。
随着模具技术的进步,更好的模具材料、热处理方法、先进的设计方法,以及成形分析手段的发展,利用冷冲压冲制10mm以上的驱动桥后桥壳成为可能。
目前,冲焊后桥壳的制造仍然以热冲压为主,冷冲压只占少数。
但综合考虑制件质量、生产成本等因素,其实二者各有利弊,冷冲压与热冲压各有各的优点,其中,冷冲压成形件质量相对较差,但生产成本很低,生产效率也较高,因此适合大批量生产;而热冲压虽然成形件质量相对较好,但其生产成本很高,生产周期也较长,不利于生产率的提高。
模具程设计说明书院系航空宇航工程学院专业飞行器制造工程(钣金与模具)班号 6403020 学号 200604032042 姓名指导教师张汉茹沈阳航空工业学院2009年12月1日第一章绪论随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展,许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现,因而促进了冲压技术的不断革新和发展。
其主要表现和发展方向如下:(1) 冲压成形理论及冲压工艺方面冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。
目前,国内外对冲压成形理论的研究非常重视,在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。
特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善,近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术,即利用有限元(FEM)等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程,根据分析结果,设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题,并通过在计算机上选择修改相关参数,可实现工艺及模具的优化设计。
这样既节省了昂贵的试模费用,也缩短了制模具周期。
(2) 冲模是实现冲压生产的基本条件.在冲模的设计制造上,目前正朝着以下两方面发展:一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要,冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展,与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术,各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CAD/CAM技术也在迅速发展;另一方面,为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要,锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。
精密、高效的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模的技术水平。
目前,50个工位以上的级进模进距精度可达到2微米,多功能级进模不仅可以完成冲压全过程,还可完成焊接、装配等工序。
我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达2~5微米,进距精度2~3微米,总寿命达1亿次。
目录摘要 (3)Abstract (3)1绪论.1.1冲压的特点及应用 (5)1.2冲压技术面临的问题 (5)1.3本章小结 (5)2 零件工艺性分析及工艺方案的选择2.1零件的工艺性分析: (7)2.2零件工艺方案的选择 (11)3 模具设计计算3.1落料拉深模的设计计算 (13)3.2胀形模的设计计算 (18)3.3拉深的设计计算 (20)3.4二次胀形的设计计算 (21)3.5冲孔翻边模的设计计算 (22)3.6冲孔切断模的设计计算 (25)4 各步工序模具结构设计4.1落料拉深模的结构设计 (30)4.2胀形模的结构设计 (31)4.3拉深的结构设计 (31)4.4二次胀形的结构设计 (32)4.5冲孔翻边模的结构设计 (32)4.6冲孔切断模的结构设计 (32)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)摘要介绍了电机油箱外壳的模具设计过程。
通过对零件进行工艺分析、制定了合理的工艺方案。
然后根据工艺方案进行了毛坯尺寸计算、排样、冲压工艺力的计算、弹性元件的选用、凸凹模工作部分尺寸和公差的确定。
进而设计出一套模具,包括落料拉深模、胀形模、冲孔翻边模等关键字:冲压、冲孔、落料、拉深、复合模;AbstrctIntroduced the electric tank shell mold design process.Parts through the process of analysis, the development of a reasonable process plans.Technology programs based on the size of the rough, the layout, the calculation of punching technology, flexible components to choose from, the work of convex and concave mold part to determine dimensions and tolerances.To design a mold, including blanking Drawing Die, Die bulging, punching flanging die, such asKeywords: Ramming; The punch holes, Fall the material curving; Superposable die;科学技术发展的进程表明,机械工业是科学技术物化为生产力的重要载体,而模具设计与制造在机械行业占有举足轻重的地位。
毕业设计——汽车零件冲压模设计汽车零件冲压模设计摘要本文针对汽车零件冲压模设计问题,采用SolidWorks软件进行参数化设计;利用有限元分析方法对模具结构进行仿真分析,确定可能存在的问题,并进行优化改进;最后利用CAM软件进行加工路径规划和程序生成,实现零部件加工。
关键词:汽车零件;冲压模;SolidWorks;有限元分析;CAM加工AbstractIn view of the problems of stamping die design of automobile parts, this paper uses SolidWorks software for parametric design; Using finite element analysis method to simulate and analyze the die structure, determine the possible problems, and carry out optimization and improvement; Finally, CAM software is used to plan the processing path and generate the program, realizing the processing of parts.Keywords: Automobile parts; Stamping die; SolidWorks; Finite element analysis; CAM processing一、引言汽车工业是目前世界上发展最迅速、最具广泛影响力的行业之一。
而汽车零部件占据了汽车制造中的重要地位,其生产质量直接影响到汽车性能、使用寿命和安全性。
汽车零部件的制造主要是通过冲压模来完成,因此冲压模的设计质量和制造精度对零部件的质量和性能具有决定性的影响。
本文以汽车零件冲压模设计为背景,综合运用SolidWorks、ANSYS Workbench和CAM软件等工具,分析了汽车零件冲压模的设计、分析和加工过程,并结合实际案例进行了实践操作与研究,为汽车零部件冲压模的设计与制造提供了一定的参考。
毕业论文(毕业设计) 模具设计及加工工艺班级:姓名:指导教师:实习单位:济南麦哈勃冶金技术开发有限公司山东工业职业学院毕业论文(毕业设计)20014 年5 月摘要在目前激烈的市场竞争中,产品投入市场的迟早往往是成败的关键。
模具是高质量、高效率的产品生产工具,模具开发周期占整个产品开发周期的主要部分。
因此客户对模具开发周期要求越来越短,不少客户把模具的交货期放在第一位置,然后才是质量和价格。
因此,如何在保证质量、控制成本的前提下加工模具是值得认真考虑的问题。
模具加工工艺是一项先进的制造工艺,已成为重要发展方向,在航空航天、汽车、机械等各行业得到越来越广泛的应用。
模具加工技术,可以提高制造业的综合效益和竞争力。
研究和建立模具工艺数据库,为生产企业提供迫切需要的高速切削加工数据,对推广高速切削加工技术具有非常重要的意义。
本文的主要目标就是构建一个冲压模具工艺过程,将模具制造企业在实际生产中结合刀具、工件、机床与企业自身的实际情况积累得高速切削加工实例、工艺参数和经验等数据有选择地存储到高速切削数据库中,不但可以节省大量的人力、物力、财力,而且可以指导高速加工生产实践,达到提高加工效率,降低刀具费用,获得更高的经济效益。
关键词 : 冲压冲模分离工序复合-级进冲裁件精度1.绪论 (1)1.1 冲压的概念、特点及应用 (1)1.2 冲压的基本工序及模具 (3)1.3 冲压技术的现状及发展方向 (3)2 . 零件的工艺性分析 (7)2.1 零件的工艺性分析 (7)2.2 冲裁件的精度与粗糙度 (8)2.3 冲裁件的材料 (9)2.4 确定工艺方案 (9)3. 冲压模具总体结构设计 (9)3.1 磨具类型 (9)3.2 操作与定径方式 (9)3.3 卸料与出件方式 (9)3.4 模架类型及精度 (9)4. 冲压磨具工艺与设计计算 (9)4.1 排样设计与计算 (9)4.2 设计冲压力与压力中心 (11)5. 磨具的总张图与零件图 (14)5.1 总张图 (14)5.2 冲压磨具的零件图 (14)5.3 压力机的校核 (21)6. 冲压磨具零件加工工艺的编制 (22)6.1 凹模加工工艺过程 (22)6.2 凸模加工工艺过程 (22)6.3 卸料板加工工艺过程 (24)6.4 凸核固定板加工工艺过程 (24)6.5 模座加工工艺过程 (25)6.6 导料板加工工艺过程 (25)1.1冲压的概念、特点及应用冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件(俗称冲压或冲压件)的一种压力加工方法。
绪论1.1 概述冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法,用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势,其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点,是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术,在制造业中具有很强的竞争力,被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。
在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后,已经形成了冲压学科的成形基本理论。
以冲压产品为龙头,以模具为中心,结合现代先进技术的应用,在产品的巨大市场需求刺激和推动下,冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用。
1.2 冲压技术的进步进几十年来,冲压技术有了飞速的发展,它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上,如:旋压成形、软模具成形、高能率成形等,更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃[1]。
现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式,由于高新技术的参与和介入,冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造(图1-1)。
国、日本等发达国家相比还存在相当大的差距。
以大型覆盖件冲模为代表,我国已能生产部分轿车覆盖件模具。
轿车覆盖件模具设计和制造难度大,质量和精度要求高,代表覆盖件模具的水平。
在设计制造方法、手段上已基本达到了国际水平,模具结构功能方面也接近国际水平,在轿车模具国产化进程中前进了一大步。
但在制造质量、精度、制造周期和成本方面,以国外相比还存在一定的差距。
标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具,是我国重点发展的精密模具品种,在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上,与国外多工位级进模和多功能模具相比,存在一定差距[2-3]。
1.4 模具CADCAECAM技术冲压技术的进步首先通过模具技术的进步来体现出来。
对冲模技术性能的研究已经成为发展冲压成形技术的中心和关键。
编号毕业设计(论文)题目汽车某支架冲压工艺及模具设计二级学院材料科学与工程学院专业材料成型及控制工程目录摘要 (1)Abstract (2)1 绪论 (3)1.1 冲压模具发展 (3)1.2 冲压工艺方面 (4)2 冲压工艺分析及工艺方案的确定 (6)2.1设计题目 (6)2.2零件的工艺分析 (7)2.3最佳工艺方案 (7)3.落料冲孔复合模的计算与设计 (8)3.1 毛坯的尺寸计算 (8)3.2 排样设计 (9)3.3冲压力的计算 (10)3.4压力中心的计算 (11)3.5工作零件的尺寸计算 (12)3.6冲压设备的选择 (14)3.7落料冲孔复合模的主要零部件的设计 (15)4 成形模的计算和设计 (22)4.1成形模的冲压力的计算 (22)4.2 压力中心的计算 (23)4.3工作零件的设计和确定 (24)4.4 成形的冲压设备的选取 (25)4.5 模具零件的结构尺寸 (25)5 翻边冲孔模的计算与设计 (28)5.1 翻边冲孔冲压力的计算 (28)5.2 压力中心的计算 (29)5.3 工作零件的设计和确定 (30)5.4 冲压设备的选择 (33)5.5 模具主要零件的结构尺寸 (33)6 弯曲模的计算与设计 (38)6.1 弯曲模冲压力的计算 (38)6.2 模具工作零件的计算与设计 (39)6.3 冲压设备的选择 (41)6.4 模具主要零件的设计和确定 (42)结束语 (45)参考文献 (46)摘要冲压工艺及模具设计既是冲压生产准备工作的基础,又是组织正式冲压生产的依据。
冲压工艺及模具设计水平标志着冲压工艺的先进性、合理性及经济性,它在很大程度上反映了工厂的生产技术水平。
生产实践证明,合理的冲压工艺方案和模具结构,不仅为稳定产品质量、降低冲压成本提供了技术保证,而且也为冲压成产的组织与管理创造了有利的条件。
反之,冲压工艺及模具设计的任何失误,都会给冲压生产带来不应有的损失,甚至造成人身、设备事故。
本科毕业设计(论文)( 2015届 )题目:异形垫片冲压模具设计专业:机械主动化班级:11机械主动化三*****学号:指点教师:蔡乐安职称:副传授完成日期:2015年4月17日目录摘要(外文) 2 引言 3 一. 工艺设计(一)零件的工艺性剖析4(二)设计冲裁计划与好坏肯定4二. 排样设计(一)搭边值肯定6(二)排样图展现7(三)物料进距盘算8(四)肯定条料宽度8(五)导料板设置8三. 工艺盘算(一)材料应用率8(二)肯定压力中间9(三)冲裁力的盘算四. 模具总体概要设计(一)卸料方法选择9(二)出件与送料方法选择9(三)导向方法选择10(四)模具总装图10五. 模具零件设计(一)刃口盘算11 (二)导正销15 (三)卸料部件设计15 (四)凹模构造设计16 (五)凸模构造设计17 六. 模架的选择(一)导柱.导套选用18(二)上.下模座选用18(三)材料选用18七. 压力机的选择19申谢21文献参考(附件及活动仿真)22异形垫片冲压模具设计与剖析摘要:模具是现代化工业临盆的重要工艺设备,被称为“工业之母”.而冲压模具又在全部模具工业中的桂林一枝,成长极为敏捷,它在人们的日常生涯及现代工业临盆范畴中占领很重要的地位.本毕业设计是关于异形垫片的冲压模具设计,经由过程剖析异形垫片的构造,尺寸来肯定其所选用的冲压方法.模具构造以及工位排版等设计内容.并最终完成该零件的冲压模具二维图纸.三维立体及加工活动仿真.当所有的参数盘算完后,还要对模具整体的装配计划,重要部件的设计和装配的技巧请求都进行剖析.以便可以或许清楚的表达出该零件的冲压加工进程.症结词:异形垫片;冲压模;设计Abstract:Known as the mother of industry, the mould is an important modern technical equipment of modern industrial production. With the rapidly development, the stamping die is thriving in the mould industry. It plays an important role in daily life and in the field of modern industrial production. The graduation design is about the stamping die design of the profiled gasket. It can determine the design contents, including stamping method, the mould structure and the working layout by analyzing the structure and the size of profiled gasket. And finally thegraduation design finishes the 2D drawing, the 3D drawing and the motion stimulation of that part stamping die. With all parameters done, analysis on the assembling of the moulds and requirement of main parts design and assembling was made. So it can express the stamping process of that part clearly.Key words: profiled gasket; the stamping die; design引言布景:据统计,2003年我国临盆汽车冲压件约240万吨/8亿件,灵活车冲压件约28万吨/19亿件,农业用车冲压件约96万吨/7.1亿件,家电及建筑用材冲压件100万吨/12.8亿件.业内专家估计,跟着冲压成形行业最大市场用户汽车行业今的缓慢成长,中国冲压业迎来了一个敏捷成长机会时段,但可否抓住机会获得新的更快的成长,进步的道路上另有很多阻力和障碍须要战胜与冲破.意义:选择冲压模的设计作为课题是因为课题涉及常识面较广,其重要目标是使本身能更好的巩固和融会大学生涯中所进修到的常识,并应用于现实模具设计进程中,进步自身软件操纵闇练度,设计思绪及模具构造清楚度.并且本设计的设计请求较高,对学生的设计才能是一个很好的锤炼.课题研讨内容包含机械工程及主动化学科的材料力学,热力学,机械道理,机械设计,公役与交换性,机械制作工艺等常识,特殊锤炼学生设计规范性的才能.使学生能得到全方位的锤炼.课题要肄业生具备较强的机械设计才能.逻辑思维才能和创新才能,对学生是一个挑衅.课题为典范的机械设计类课题,涉及机械常识周全,与工程机械专业偏向联合慎密.内容:本毕业设计是关于异形垫片的冲压模具设计,经由过程剖析异形垫片的构造,尺寸来肯定其所选用的冲压方法.模具构造以及工位排版等设计内容.并最终完成该零件的冲压模具二维图纸.三维立体及加工活动仿真.以便可以或许清楚的表达出该零件的冲压进程.一、工艺设计(一)零件的工艺性剖析零件三维如图1-1所示,为很多机械上都须要用到的手柄,材料为厚度为0.15mm的H68,请求零件粗步应定为中批量临盆,外精度请求不高,但概况必须要包管平整而圆孔是该零件须要包管精度的重点.综上所述:该零件合适冲压,零件的冲压机能优越.图 1-1 异形垫片二维零件图(二)设计冲裁计划与好坏肯定该冲压件由冲孔.压扁.落料等多个根本工序构成.肯定冲裁件工艺计划:该冲裁件的成型工序包含落料和冲孔,对其可能的加工计划有以下三种:计划一:用单工序模进行临盆.先冲孔,后落料.计划二:用复合模进行临盆.冲孔加落料复合冲压.计划三:用级进模进行临盆.冲孔加落料级进冲压.表1-1 三个计划好坏程度的比较三个计划的比较:计划一:模具构造简略,造价便宜,且每次冲裁所需的冲裁力较小,便于解决冲压设备冲压力吨位缺少的问题.其缺陷在于难以包管零件的尺寸精度,且零件较小,二次冲孔时,不克不及准肯定位,轻易使人受伤,临盆效力低.易于加工和模具的维修,实用于小批量或试制件.计划二:只需一副模具,制件精度与临盆效力较高,且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚,模具强度能知足请求.模具零部件加工制作比较艰苦,成本较高,并且凸凹模轻易受到最小壁厚的限制,使得一些内孔的间距.内孔与边沿的间距都较小的工件不宜采取.计划三:只需一副模具,临盆效力高,模具寿命长,操纵便利,精度也能知足请求,临盆成本较低.总结:经由过程对上述三种计划的剖析与比较,采取级进模(计划三)较为合理,精度较高.二.排样设计冲裁件在板料.带料或条料上的安插办法称为排样.排样的目标在于材料合理化的消费.进步临盆效力和延伸模具应用寿命,根据材料应用率程度和成本降低方面,排样可以分为有废料排样.少废料排样和无废料排样三种,根据制件在条料上的安插情势,排样有可以分为直排样.斜排样.对排样.混杂排样.多排样等多种排样情势.在进行多工位级进模的设计时,起首要肯定条料排样图的设计,因为条料排样图的设计是进行级进模设计时的一个重要根据.多工位级进模条料排样图的设计是否合理,对模具设计及产品的最终成本的影响是很大的.尤其是在大批量临盆中,若设计的排样图消失错误,会导致制作出来的模具无法冲制所需零件.除此以外,条料排样图一经肯定,冲制零件的各部分在模具中的冲压次序.模具的工位.工序数.零件的排样方法.模具步距的公称尺寸.条料载的设计情势等一系列问题也就被肯定了.在这套模具中,排样设计的总原则是:先辈行废料的冲裁和条料压扁,然落后行冲孔.压弯,最后割断,并且要时刻斟酌模具材料的强度和刚度,以及构造的合理性.(一)搭边值的肯定排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺的余料,称之为搭边.搭边的用途是补足定位误差,保持工件条料有必定的刚度,包管零件质量与送料便利.搭边值过大,材料糟蹋.搭边值过小,冲裁时条料轻易翘曲或被拉断,不但会增长冲压件的毛刺,并且还会拉入凸模.凹模间隙中破坏模具刃口,导致模具寿命降低.或影响送料工作.根据制件厚度与制件的排样办法查表2-1得:两制件之间搭边值a1=1.8mm.图 2-1 搭边值二维表 2-1 搭边值和侧边值(二)排样图的展现图 2-2 排样图二维在进行这个级进模具的工序排样设计时,为进步模具寿命最好尽量疏散各工位.斟酌到简化模具构造,该级进模一共有2个工位,个中包含有冲孔1个工位,落料1个工位. (三)送料进距的盘算条料在模具上每送进一次的距离称为送料进距,每个进距都可以冲出一个或多个零件.L=D+1.8=55+1.8=56.8(如图) 个中D.a1.l 如图2-2所示 (四)肯定条料宽度由上述可知,冲裁件所采取的是有废料排样,且侧搭边值a =2.0mm,所以条料宽度为49mm.同时可知板料规格:板料H68,板料的长度:500mm, 宽度:49mm, 采取横裁的办法(五)导料板设置导料板是条料的向定位机构,对条 料的宽度偏向进行定位,从而使条料沿直线送进. 具体的工位安插如下: 冲孔→落料三.工艺盘算(一)材料应用率盘算单个零件的材料应用率η=S/S0×100%=S/AB ×100% 冲裁面积SS=1000mm 2n=1;B=49;L=518㎜ S 指冲裁件面积S0指所用材料面积,包含工件的面积和废料的面积 B 指调料宽度.A 指送料步距.N 指一个步距内冲件数η=S/AB=495110001⨯⨯×100%≈40.01%由此可知,η值越大,材料的应用率就越高,废料越少.工艺废料的若干决议于搭边和余量的大小,亦取决于排样情势和冲压方法.是以,须要进步材料应用率,就必须合理排样,削减工艺废料.(二)肯定压力中间冲压模具的压力中间指的是冲压时诸冲压力合力的感化点.为了包管压力机与模具正常工作,必须让冲压模的压力中间和压力机滑块的压力中间相合.不然会使得冲呀模和压力机滑块产生偏幸载荷,从而会让滑块和导轨间的磨损变大,模具导向零件的磨损加模具和压力机的应用寿命削减.冲压模的压力中间,可以按照下面的办法来肯定:单一的外形对称的冲裁件,其压力中间就是冲裁件的几何中间.散布地位对称的雷同工件,其压力中间和工件的对称中间相合.不规矩或则外形庞杂的工件,其压力中间可用解析盘算法.解析法的理论根据是:各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩.所以他的合力感化点的座标地位(x0,y0),就是模具的压力中间如图3-1.将工件周长分为L1/L2/L3……L10根本线段,求得各段长度及中间地位.图 3-1 压力中间图压力中间盘算公式为L1(0,21)=31.4 L2(12,31)=4 L3(30,42)=50.24 L4(48,24)=19 L5(50,10)=4 L6(55,5)=15.7 L7(40,0)=20 L8(26,4)=25.12 L9(22,9.5)=3 L10(16,11)=12 所以压力中间为点(28.159,20.216)(三)冲裁力盘算冲裁力是冲裁进程中凸模对材料的压力,它是随凸模行程而变更的.平凡所说的冲裁力是指冲裁力的MAX值.平刃冲模的冲裁力可按下式盘算:平刃口模具冲裁力:Fp=KPLtτ查经常应用黄铜的力学机能表得:Σb=240—300Mpa取σb=300Mpa查表得:K卸=0.06,K推F落料=Ltσb=172××300≈7740NF冲孔=Ltσ×××FQ1=nk1FP=6×××F冲裁力四.模具总体概要设计经剖析,工件平整度请求低,尺寸精度请求低,外形简略,但是工件产量比较大,且材料厚度=0.15mm,为包管冲压模的临盆率偏高,经由筛选,该多工位级进模决议实行工序分散的工艺计划,刚性卸料装配+通俗导正销定距.(一)卸料方法的选择刚性卸料与弹性卸料互相比较:刚性卸料是用固定卸料板.一般用作卸料精度请求偏低的冲压件.一:且当卸料板仅仅起到卸料感化的时刻和凸模之间的间隙跟着材料厚度的增大而增大,单边间隙为0.2t-0.5t.二:当固定卸料板还具有对凸模导向感化的时刻,卸料板和凸模的合营间隙要小于卸料板和凸模的冲压间隙.工件精度请求偏低,料厚取0.15mm较薄,所以可以用刚性卸料方法.(二)出件与送料方法的选择因为采取级进模临盆,所以采取刚性下出件.(工件从模具下方脱落)因为选用的冲压设备是开式压力机,所以采取横向送料方法,(由右向左送料)(三)导向方法的选择计划一:采取导柱在模架对角的方法.因为导柱装在模具压力中间对角线之上,所以上模座在导柱上滑动相对安稳.计划二:采取导柱在模架后方的方法.因为前阁下三方位没有限制,进料和工资操纵相对便利.并且导柱装在模架后方,工作时,模具的偏幸距将导致导套及导柱的单边损耗,会轻微影响到模具的应用寿命,并且这种导向方法不实用于浮动的模柄.计划三:采取四方都有导柱的模架方法.该方法导向安稳.精确.靠得住.刚性好.经经常应用于冲裁件尺寸教大或者精度请求比较高的冲压件.计划四:采取导柱在模架中央的方法.导柱装在模架的对称轴上,导向趋于安稳.精确.但缺陷是仅能一个偏向送料.根据以上四个计划的比较以及模具构造和送料方法的合营筛选,为了进步模具的寿命和工件的质量,采取计划一,即导柱在模架对角的导向方法,较为合理.(四)模具总装图图 4-1 模具总装图五.模具零件设计(一)刃口的盘算冲压件的尺寸精度重要取决于模具刃口的尺寸精度,然而模具合理的间隙也要靠模具的刃口尺寸及制作精度来包管.精确明白模具刃口尺寸和制作公役,是冲压模设计的重要义务之一.从临盆及实践中可以知道:1.因为凸模与凹模之间有间隙,使得落料和冲出孔都带有锥度(毛刺),且落料件大端尺寸等于凹模的尺寸,冲孔件小端尺寸等于凸模的尺寸.2.于测量和应用进程中,可发明落料件以大端尺寸为基准,冲孔孔径以小端尺寸为基准.3.冲裁时,凸模与凹模要与冲压件或废料产生摩擦,凸模越磨越小,凹模越磨越大,从而使得间隙就越来越大.综上所述决议模具刃口尺寸和制作公役时,要斟酌以下原则:1.凹模尺寸决议落料件尺寸,凸模尺寸决议冲孔尺寸.所以设计落料模时,将凹模做为基准,在凸模上取间隙;设计冲孔模时,将凸模尺寸做为基准,在凹模上取间隙.2.斟酌到冲压中凸模和凹模的损耗,在设计落料凹模时,凹模的根本尺寸取尺寸公役()0Pp A A x δ-=+∆2p P C C δ=±规模内的较小尺寸;在设计冲孔模时,凹模的根本尺寸取孔尺寸公役规模内的较大尺寸.如斯在凸模与凹模损耗到必定程度时,依旧可以冲出及格的冲压件.凸凹模的间隙仍然取合理间隙的最小值.3.落实冲模刃口尺寸公役时,要斟酌冲压件的公役请求.若刃口精度请求太高(即制作公役过小),则会使得模具制作变得艰苦,成本变大,临盆周期变茶长;若对刃口精度请求太低(即制作公役过大)则会使得临盆出来的制件及格降低,模具的应用寿命降低.假如工件没有标注公役,那么对于不是圆形的工件可以按照国度“合营尺寸的公役数值”IT14等级进行处理,冲模则可按照IT11等级进行制作;对于圆形工件则可按照IT17~IT9等级进行模具制作.冲压件的尺寸公役则按“入体”原则进行单项公役标注,落料冲压件上误差为零,下误差为负;冲孔冲压件上误差为正,下误差为零.表 5-1 磨损盘算公式表5-2 冲裁零件各部分周长大圆孔=2π 中圆孔=2π 小圆孔=2π冲孔模刃口尺寸盘算公式:变小的尺寸变大的尺寸 0)(Px B B P δ-∆-= 不变的尺寸式中AP ,BP ,CP 为凸模刃口尺寸;X —磨损系数,其值由参考文献;∆—工件公役;p δ.d δ—凸.凹模制作公役,模具公役p δ,d δ按下面两式盘算 ()∆=51~41p δ∆=41d δ 凹模刃口:图 5-1 凸模刃口盘算公式: Δ ×0.2)△25.00+05.00+ ×0.2)025.0△-005.0- ×0.2)△25.00+05.00+A4=(19+0.1)±△025.0025.0+-×0.2)025.0△-005.0- ×0.2)△25.00+05.00+A7=(20+0.1)±△025.0025.0+-×0.2)△25.00+05.00+ ×0.2)25.0△-005.0-A10=(12+0.1)±△±△025.0025.0+-表 5-3 冲孔凸模加工工艺卡车床 车床C C图5-2 冲孔凸模三视图凸模刃口:图 5-3 凹模刃口盘算公式:b1=(15.8+0.15) 025.0△-05.0-b2=(11.8+0.15) 025.0△-05.0-b3=(5.8+0.15) 025.0△-05.0-(二)导正销对于冲压模应用导正销的目标在于清除用挡料销和导料板进行粗定位时的定位误差,包管冲压件在不合工位上冲出外形相符相对地位公役请求.导正销重要应用在多工位级进模中,当然也可以用于单工序模,导正销一般设计在落料凸模上,与挡料销合营应用,所以我们采取导正销.图 5-4 导正销装配在落料凸模上如图所示:a.b.c类型实用于导正派径小于10mm的冲孔,图d实用于导正派径为10-30mm的冲孔,图e实用于导正派径为20-50mm的冲孔.为了便利拆装,针对较小的导正销也可以用图f所示的构造,改换相对便捷.根据现实临盆请求,本模具采取图c的导正销装配方法,材料为45钢,热处理硬度为43-48HRC,技巧请求按JR/T7653-1994请求.本模具设计的定位零件采取导正销定位.(三)卸料部件的设计本模具设计卸料零件的重要目标,是便于将零件冲压后卡逝世在凸模或者凹模上的冲压件或冲压废料卸失落,以包管模具下次进行正常冲压,一般用的卸料方法有:刚性卸料方法.弹压卸料板.刚性卸料一般也称固定卸料,特色是卸料力气大,卸料靠得住,实用于板料较厚.卸料力较大.平直度请求较低的冲压件.弹压卸料的特色是,分解卸料及压料的感化,冲压件的质量较好,平直度较高.实用于质量请求较高的冲压件或板料较薄的冲压件.是以,此次设计采取了刚性卸料方法.刚性卸料装配的装配具有必定的装配请求:在模具开启状况,卸料板要凌驾模具工作零件刃口0.3mm-0.5mm,便利卸料.(四)凹模的构造设计凹模:在冲压进程中和凸模互相合营直接对冲压件进行分别或成形的冲压零件.凹模刃口的类型如图5-4所示,个中a.b.c三种类型称为直筒式刃口凹模,它的特色是制作便利,刃口强度高,刃口磨损后工作部分尺寸不变,广泛用于冲压公役请求较小,外形较为庞杂的周详冲压件.但是因为废料的累积而大大增大了推件力和凹模的涨裂力,轻微影响了凸.凹模的强度.一般级进模和上方出件的冲压模用a.c类型,下方出件则用b.d类型,个中d类型是锥筒式刃口,在凹模内不集合材料,侧壁磨损相对较小,但刃口强度略差,刃口磨损后径向尺寸会增大.综上本设计选用b型刃口.因为该零件是H68材料比较软,该凹模材料应选45钢,热处理43-48HRC图 5-5 凹模类型外形尺寸盘算:一般凹模构造可以分为整体式和镶拼式两种,本次设计凹模采取整体式凹模,各类冲裁的凹模孔都采取线切割机床加工(快走丝慢走丝联合),安插模架上凹模地位时,要根据盘算压力中间的数据,将压力中间和模柄中间相合.它的具体凹模轮廓尺寸肯定如下:凹模厚度:H=Kb(≥15mm) 凹模壁厚:C=(1.5~2)H(≥30~40mm) 凹模外形尺寸:B=b+2C.L=l+2c 式子中:b——冲裁件的最大外形尺寸;(mm);K——系数,斟酌板料厚度的影响(见书《冲压工艺与模具设计(第二版)高级教导出版社 2006》表格);H——凹模厚度;C——凹模壁厚;B——凹模外形最大尺寸;L——凹模外形的长度.×60=30mm;凹模壁厚: C=(1.5~2H)=(1.5~2)×30=45mm;取凹模厚度:H=30mm;取凹模壁厚C=45mm.根据公式:B=b+2C=66.8+2×L=l+2C=20+20+1.8+2×拔取凹模外形尺寸B××131.8mm.得凹模轮廓尺寸为200mm×160mm×30mm.(五)凸模的构造设计凸模构造可以分为整体式和镶拼式两大类,整体式凹模中根据加工办法的不合又可以分为纵贯式和台阶式两小类.纵贯式凸模的工作部分以及固定部分其外形和尺寸做成一样,这一类凸模平日采取线切割(快走丝+慢走丝)办法进行加工处理,台阶式凸模一般用以机械加工进行处理,当外形过于庞杂时,成型部分平日采取磨削成型.对于圆形凸模,GB2836—81的冷冲模尺度已经制订出了其尺度构造情势与尺寸规格,因为在本毕业设计中凸模是由圆形构造和异性构造相联合的,所以分解来看采取整体式的纵贯式,合营凸模固定板(合营为H7/m6),并按照凸模的尺度构造情势与尺寸规格进行选择.模具刃口对于耐磨性的请求较高,同时请求要能推却冲裁所产生的冲击力,是以要有较高的硬度与韧性.所以该凸模材料选则为SKD-11,热处理为43-48HRC,凸模与推件块的间隙为0.035mm.表 5-4 凸模与推件块.导柱与导套的间隙六.模架的选用按凹模鸿沟尺寸为凭证,凹模鸿沟L=250mm,B=160mm,模架闭合后高度为180mm-230mm,查表(JB/T7181.4)可以知道模架为250mm×200mm×180mm-230mm(拔取200mm),技巧请求按JB/T7183-1995划定履行.(一)导柱.导套的选用据书本《表JB/T7286.1》查得:导柱尺寸可选择:28mm×180mm据书本《表JB/T2861.3》查得:导套尺寸可选择:28mm×110mm×43mm(二)上.下模座的选用据书本《冲压模设计》模架的规格选择,对应的上模座及下模座选择如下:上模座为:320mm×280mm×45mm (JB/T2855.4)下模座为:320mm×280mm×45mm (JB/T2855.4)(三)材料的拔取模架材料选择为钢板模架,上模及下模座均用45钢(GB/T699)制作.图 6-1 模架七.压力机的选择进行零件冲压时,冲压压力机的公称压力一般要大于或等于冲压各个工艺力的总数.冲压设备属于锻造压力类机械.广泛的冷冲压设备可分为机械压力机(用Jxx代表型号)和液压机(用Yxx代表型号).表7-1 经常应用冷冲压设备的工作道理及其特色表7-2 压力机的重要技巧参数(J23系列开式双柱可倾)根据之前盘算的冲压力,应选择开式双柱可倾压力机,其型号为:J23-16致谢本毕业设计是在蔡乐安先生的悉心指点和严厉请求下完成的,从课题选择.计划论证到具体设计和核定,我都邑积极地和先生沟通交换,同心专心想把毕业设计一般的完成,所以本设计凝集着我和蔡先生的血汗和汗水,在四年的大学本科进修和生涯时代,也始终感触感染着导师的仔细指点和忘我关心,我受益匪浅.在此向蔡乐安先生暗示深深的感激和崇高的敬意.并愿望毕业之后能遵守先生的教诲,一步步走好我的人生.不积跬步何故至千里,不积小流何故成江河.本设计可以或许如期顺遂的完成,除了要感激蔡先生的仔细教诲,也归功于列位任课先生以及指点员的卖力负责,使得我可以或许很好的控制和应用专业常识,并在设计中能有表现.也恰是有了他们的悉心帮忙和果断支撑,才使得我的毕业论文可以或许的顺遂完成,在此向温州大学瓯江学院理工分院的全部先生暗示由衷的谢意.感激他们四年来的辛苦栽培.参考文献[1]成虹冲压工艺与模具设计(第二版)高级教导出版社 2006[2]姜伯军级进冲模设计与模具构造实例机械工业出版社 2008[3]刘占军多工位级进模设计及实例精解化学工业出版社 2009[4]贾俐俐冲压工艺与模具设计人平易近邮电出版社 2008[5]宛强冲压模具设计及实例精解化学工业出版社2008[6]王树勋典范模具构造图册华南理工大学出版社 2005[7]冯炳尧模具设计与制作简明手册(第3版)上海科学技巧出版社 (2008年6月1日)[8]模具工业杂志[9]模具论坛附件:三维装配图:凹模零件图:仿真视频.avi 活动仿真:。
第一章前言虽然中国模具工业在过去十多年中的发展取得了令人瞩目的成就,但在许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距,如精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低,CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高。
许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。
特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距,这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求,因而需要大量的从国外进口,目前我国模具设计制造水平在总体上要比德、美等国家落后许多,也比韩国、新加坡等国家落后。
我国模具行业具有广阔的市场前景,只有那些能够把握机遇、开拓进取和能够生产高技术含量模具的企业,才能在竞争激烈的市场中占有一席之地。
目前,已有越来越的人认识到模具在制造中的重要地位,认识到模具高技术水平的欠缺。
许多模具企业十分重视技术发展,加大了用于技术方面的投资力度,将技术进步视为企业发展的重要动力。
此外,许多研究机构和大专院校也开展模具技术的研究和开发,相信中国模具行业在不远的将来,一定会在国际高端市场占有举足轻重的地位。
随着国内的经济迅速发展,经济水平提高,汽车行业的未来很景气,人们对于汽车的安全性能更加重视,汽车的附属品也随着汽车行业的发展不断的提高要求。
以经济、安全、方便为主。
冲压工艺能够更好的大批量生产质量高的产品。
模具设计与生产越来越成为现代加工业的重要组成部分,所以我选择做冲压工艺及模具设计。
汽车刹车底板是旋转体成形件,是典型的冲压件,通过设计其冲压工艺,可以使我对冲压工艺的设计更加熟悉,提高对冲压工艺工序图、模具装配图、部件图、零件图的读图、绘图和设计能力,从而进一步提高分析和解决实际问题方面的能力,并加深对冲压成型的理解;通过设计其冲压模具,可以巩固所学的专业知识。
第二章 工艺方案的制定2.1 零件的工艺性分析如图2-1所示,汽车电机外壳的零件图,材料为08钢,生产量大。
从图2-1中可以看出,该零件属于带法兰的阶梯圆筒形拉深件。
采用冲压工艺成形,关键在于确定拉深次数。
由于零件带有法兰,应根据实际判断零件属于窄法兰边零件还是宽法兰边零件,从而进行计算。
从材质看08钢属于普通碳素结构钢,其含碳量低,塑性、韧性好,抗剪强度为260~360Mpa ,抗拉强度为330~450Mpa ,有利于各种工序的加工。
总的来说,该零件的冲压工艺性良好。
2.2 计算毛坯尺寸因为零件外形不是简单几何图形,而是由简单几何图形组合的,因此可将零件图分解如图2-2的5个不同的几何形状,分别计算各几何形状的表面积。
计算图(2.2)中(1)的面积得:A 1=()2124d d -⨯π=()=-⨯226470414.3631.142m m式中 : d —圆环的外直径()mm ; d 1—圆环的内直径()mm ; 计算图(2.2)中(1)的面积得A 2=()r d r 42-⨯⨯ππ=()546414.35214.3⨯-⨯⨯⨯=1420.5362m m 式中 : r —球环半径()mm ; d —球环外直径()mm ; 计算图(2.2)中(3)的面积得A 3=πdh= 6054⨯π=10173.62m m计算图(2.2)中(4)的面积得=-+=-+=222122)23456(5)2(d d h l 12.0832m m 4A =()212d d l +π=()36502083.12+⨯π=1631.422m m 计算图(2.2)中(5)的面积得222120)(4dh h d d ++==2212)32408(432⨯++=80 mm5A =4804220ππ=d =50242m m 所以毛坯的面积54321A A A A A A ++++==631.14+1420.54+10173.6+1631.42+5024 =18880.72m m考虑修边余量扩大5%计算毛坯直径的图 2.1图 2.22.3 拉深系数和拉深次数的确定4.15070==d d t (2.1) 式中:d t —法兰的外直径;d —直筒外径;由上式知制件的法兰边很小,可当作直筒件来拉深,只在倒数第二道工序拉深出法兰边或锥形法兰,在最后一道工序中进行整形即可。
毛坯的相对厚度为:258.11001592100=⨯=⨯D t (2.2) 式中:t —毛坯的厚度; D —毛坯的直径;总拉深系数为:总m =316.015850==D d (2.3) 式中:d —直筒外径; D —毛坯的外径;由坯料的可初步确定拉深系数的范围为: m 1=0.50~0.53 m 2=0.75~0.76m 3=0.78~0.79 m 4=0.82~0.84可见m 总< m 1,所以工件不可能一次拉深成型。
试取m 1=0.53 m 2=0.76 m 3=0.79由于m 1⨯m 2⨯m 3=0.53=⨯⨯79.076.00.32< m 总 故此制件可在三次拉深后完成。
由于以上的拉深系数都比较接近极限拉深系数,在每次拉深时都有可能引起凸模圆角部分过分变薄,而转到下一次拉深工序中的筒壁上,从而降低了制件的质量,所以正常生产中都应有安全储备,加大拉深系数,改为四次拉深。
根据式a:m 1- m '1≈ m 2-m'2≈……≈mn -m'n 式b:m '1⨯m'2⨯……⨯m'n ≤ m 总最终取m 1=0.56 m 2=0.79 m 3=0.83 m 4=0.92 2.3.1 工件尺寸的确定各次拉深后工件的直径尺寸为:d 1= m 1⨯D=0.57⨯159=90.0690≈(mm )d 2= m 2⨯d 1=0.79⨯90.06=67.54567≈(mm ) d 3= m 3⨯d 2=0.83⨯67.545=52.68553≈(mm )各次拉深后工件圆角半径:拉深时,平面凸缘区的材料经过凹模圆角流入凸、凹模间隙。
如果凹模圆角半径过小,则材料流入凸、凹模间隙时阻力和拉深力太大,将使拉伸件表面产生划痕,或使危险断面破裂;如果圆角半径过大,则材料在流经凹模圆角时会产生起皱。
首次拉深的凹模圆角半径可由下表1选用。
表1 首次拉深的凹模圆角半径r 1d1d 1d 以后各次拉深的凹模圆角半径可按下式取值:r di =(0.6~0.8)r 1-di (i=2,3……,n ) (2.4)由上式计算得:r 2d =(0.6~0.8)r 1d =7.2~9.6 取:r 2d =9mmr 3d =(0.6~0.8)r 2d =5.4~7.2 取:r 3d =6mm拉伸时,若凸模圆角半径过小,拉深过程中危险断面易产生局部变薄,甚至被拉破。
凸模圆角半径过大,拉深时底部材料的承压面积小,容易变薄。
首次拉深的凸模圆角半径为r 1p =(0.7~1.0)r 1d =8.4~12 (2.5)取r 1p =10mm中间各次拉深的凸模圆角半径由下式计算:r 1-pi =0.5(d 1-i -d i -2t ) (2.6) 所以r 2p =8mm ; r 3p =4mm ; 计算各次拉深后半成品的底角半径:r i = r pi +2t(2.7) r 1=10+1=11mm r 2=8+1=9mm r 3=4+1=5mm2.3.2 工序件高度H 的确定 各次拉深后工件的高度尺寸为:1h =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-11225.0d d D +()111132.043.0r d d r + (2.8)=0.25()1132.090901143.090901592⨯+⨯⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯ =52.07mm2h =()222222232.043.025.0r d d r d d D +⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛- (2.9) =0.25()932.06767943.067671592⨯+⨯⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯ =76.81mm3h =()333333232.043.025.0r d d r d d D +⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛- (2.10) =0.25()532.05353543.053531592⨯+⨯⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯ =108.62mm式中:1h ,2h ,3h —各次拉深半成品的拉深高度;1d ,2d ,3d —各次拉深半成品的直径,1d =90mm ,2d =68mm ,3d =53mm ;D —毛坯直径;D=159mm 。
第三章 落料拉深模具的设计3.1 模具的结构形式由于复合模采用倒装结构操作简单,能装自动挡料装置,既能提高生产效率又能保证安全生产。
因此此复合模采用倒装结构。
3.2 冲压工艺计算3.2.1排样、裁板方案查表2.8[4],确定搭边值。
当2t mm =时,搭边值a=1.5mm ,mm a 5.11=。
排样是指冲件在条料上的布置方法,其原则是尽量减少工艺余料,提高材料的利用率,提高经济效益,此次冲压中选用单排排样的方法。
一个进距内的材料利用率η为:%100⨯=Bh nA η=%1005.160162415912⨯⨯⨯⨯⨯π (3.1) =76.33%式中: A —冲裁件的面积(mm 2);B —条料宽度(mm ); n —个进距内的冲件数目; h —进距(mm );3.2.2计算冲压压力冲裁力公式为 F 总= F 落+ F 拉+ F 推+ F 卸+ F 压 (1) 落料冲裁力F 落F 落=KLt τ=1.3320215914.3⨯⨯⨯⨯ (3.2)=415.38KN式中:k —安全系数,一般选取1.3;L —冲裁件的轮廓周长,L=D π; t —材料厚度;t=2mmτ—材料的抗剪强度,08钢为320MPa ;(2) 拉深力F 拉用压边圈的第一次拉深力F 拉=11k t d b σπ=3.14⨯92⨯2⨯350⨯0.8 (3.3)=161.77KN式中:d 1—筒形件第一次拉深的直径,根据料厚中线计算(mm );t —材料厚度;b σ—材料的抗拉强度,此处取350 Mpa ;k 1—系数,查表取0.8; (3) 压边力的计算: 因为258.11001592100=⨯=⨯D t ,所以应该使用压边圈。
压F =()P d D 2124-⨯π=()5.290124.159414.322⨯-⨯ (3.4) =33.72 kN式中:D 1—落料凹模的外径尺寸;D 2—拉深凹模的外径尺寸; P —单位压边力,此处依经验取2.5;(4) 卸料力的计算:F 卸=K 缷F 落=0.06⨯415.38 (3.5)=24.92 kN式中:K 缷—卸料力系数,查表为0.06;F 落—落料时冲裁力 (5)推料力的计算:F 推=nK 推F 落=1⨯0.055⨯415.38 (3.6)=22.85 kN式中:K 推—推料力系数,查表为0.055; n —凹模内料的个数; (6) 总冲压力F 总F 总= F 落+ F 拉+ F 推+ F 卸+ F 压 =415.38+161.77+22.85+24.92+33.72 (3.7)=658.64 kN3.2.3计算模具压力中心由于该零件形状是简单的圆形,所以压力中心为圆心。