冲压模具毕业设计论文范文
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冲压模具设计毕业设计摘要本文研究了冲压模具设计的相关理论及方法,以及如何应用这些理论和方法实现冲压模具的优化设计和生产。
针对零件的材料性能、工艺流程等多方面因素,本文综合运用CAD/CAE技术、有限元分析方法和试验验证等手段,对冲压模具进行了设计优化和仿真验证,并提出了完善的生产制造方案和质量控制方法,为冲压模具的研发和应用提供了一定的参考和借鉴价值。
关键词:冲压模具;设计优化;CAD/CAE技术;有限元分析;试验验证;质量控制AbstractThis paper studies the relevant theories and methods of stamping die design, as well as how to apply these theories and methods to achieve optimized design and production of stamping dies. Based on multiple factors such as the material performance of the parts and the technological process, this paper comprehensively uses CAD/CAE technology, finite element analysis method, and experimental verification to design and optimize stamping dies and conduct simulation verification. Furthermore, the paper proposes a comprehensive production and quality control scheme, providing a reference for the research and application of stamping dies.Keywords: Stamping die; Design optimization; CAD/CAE technology; Finite element analysis; Experimental verification; Quality control.正文一、绪论冲压模具作为现代工业制造的重要生产装备,在汽车、电子、机械制造等多个领域中都发挥着不可替代的作用。
机械垫片冲压模具毕业设计论文1.选题的背景与意义随着工业生产的不断发展,机械工业中各种配件的种类也在不断地增加与完善,其中机械垫片具有着广泛的应用范围。
垫片是机械制造中必须的一种零部件,在各类机械设备和建筑设施中都有着广泛的应用,不同的机械负载下,垫片承受的压力不同,因此对垫片材料的性能和压缩弹性有较高的要求。
机械垫片冲压模具的研制,对于提高机械垫片的生产效率,降低成本起到重要的作用,具有相当大的现实意义和前景。
2.研究内容与研究目标本论文旨在研究机械垫片冲压模具的设计和制造技术,包括垫片应用中所采用的材料、特性和制备工艺分析和研究,冲压工艺分析和模具结构设计等方面。
重点研究机械垫片冲压模具的设计思路、制造工艺及模具的优化设计,以提高模具的性能和工作效率。
3.研究思路与方法采用文献资料法、理论分析法和实验研究法相结合的方法来开展研究工作。
首先对材料学、弹性力学和模具设计等方面进行文献资料研究,然后根据实验条件设计实验方案并进行实验,最后根据实验结果进行数据统计和分析,并根据实验结果对模具进行优化改进。
4.研究的创新点(1)通过对机械垫片的应用和材料特性的研究,选择最佳材料和工艺,提高垫片的质量和寿命。
(2)对冲压模具的结构进行优化设计,提高模具的耐用性、寿命和精度,进一步提高机械垫片生产效率(3)对于机械垫片冲压模具的研制,通过实验的数据分析和对比,对机械垫片冲压的工艺有了更深入的了解,对冲压模具的制造与设计有了具体而又深入的研究。
5.预期成果本论文的研究成果主要包括以下方面:(1)机械垫片应用材料及特性分析研究(2)机械垫片冲压工艺分析(3)机械垫片冲压模具结构优化设计(4)模具的试制、测试及实验数据分析(5)对研究成果进行总结和归纳,并提出进一步的研究方向。
6.论文的组织结构本文共分为五章:第一章为绪论,主要介绍本文的选题背景、研究意义、研究内容和方法、创新点以及预期成果等方面。
第二章为机械垫片应用材料及特性分析研究,主要介绍机械垫片的应用、特性及选择最佳材料和工艺的方法。
第1章绪论1.1冲压工艺介绍冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。
冲压工艺有如下特点1.用简单的机械设备能生产出其他加工方法难以加工的复杂形状的制件。
2.制件的精度高,互换性好,一般不再需要大量的机械加工就能获得强度高、刚性好、质量轻的零件。
3.同切削加工相比较能节约金属资源,并可以利用廉价的板材。
4.生产效率高,每分钟能够生产多件产品,制件成本低廉。
5.有利于实现机械自动化,减轻工人的劳动强度和改善劳动条件。
冲压件在工业生产中具有不可替代的作用,据统计全世界的钢材中,有60~70%是板材,其中大部分是经过冲压制成成品。
汽车的车身、底盘、油箱、散热器片,锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。
仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中,也有大量冲压件。
1.2 冲压的基本工序及模具由于冲压加工的零件种类繁多,各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同,因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。
概括起来,可分为分离工序和成形工序两大类;分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压(俗称冲裁件)的工序;成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。
上述两类工序,按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序,每种基本工序还包含有多种单一工序。
在实际生产中,当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时,若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。
这时在工艺上多采用集中的方案,即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成,称为组合的方法不同,又可将其分为复合、级进和复合—级进三种组合方式。
复合冲压是指在压力机的一次工作行程中,在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。
目录摘要 (2)1 模具的介绍 (3)1.1冲压技术的进步 (3)1.2 模具的发展与现状 (3)2 冲压工艺方案的制定 (5)2.1 工艺分析 (5)2.2 排样图设计 (6)3 模具总体结构设计 (8)3.1 条料定位装置 (8)3.2 出料装置 (10)3.3 模具结构特点 (10)3.4 模具工作过程 (10)4 模具零件的设计与计算 (12)4.1 凸、凹模刃口尺寸的计算 (12)4.1.1 凸、凹模间隙的选择 (12)4.1.2 凸、凹模刃口尺寸计算 (12)4.2 凸、凹模的设计 (17)4.2.1 凸模的结构和固定形式 (17)4.2.2 凸模长度的确定 (18)4.2.3 凸模的强度计算 (18)4.2.4 凹模结构形式设计 (20)4.2.5 凹模结构尺寸的确定 (20)4.3 模板的设计 (22)4.4 卸料弹簧的选用 (22)4.5 其它零件的设计 (23)5 冲压设备的选用 (25)5.1 冲压力的计算 (25)5.2 选择压力机 (26)6 压力中心的计算 (27)6.1 计算步骤 (27)6.2 计算压力中心 (27)7 总结 (28)参考文献 (29)致谢 (30)摘要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。
冲压模具毕业设计论文[2]1. 引言冲压模具是冲压工艺中不可或缺的关键组成部分。
它的优劣直接影响着冲压产品的质量和生产效率。
因此,在冲压模具的设计和制造上要注重各个方面的优化,以实现高效、高质量的冲压生产。
本文将探讨冲压模具在毕业设计中的应用,通过分析冲压模具的设计要点和制造过程,提出一种在制造过程中提高模具质量和降低成本的方法。
2. 冲压模具设计要点冲压模具的设计是一个综合性的工作,需要考虑多个方面的因素。
下面列举了冲压模具设计的要点:2.1 材料选择冲压模具需要具备高强度和耐磨损的特性。
因此,在材料选择上应当考虑使用高硬度材料,如合金工具钢。
同时,还要考虑材料的加工性能和耐热性能。
2.2 结构设计冲压模具的结构设计应当考虑到产品形状和尺寸的特点,并且要与冲压设备的工作方式相匹配。
在结构设计中,需要合理安排模具的凸模、凹模和导向系统,确保冲压过程中的定位和导向准确。
2.3 寿命设计冲压模具的寿命设计是一个重要的考虑因素。
寿命设计时要考虑冲压过程中的应力、变形和磨损等因素,以确保模具在长期使用中具有稳定的性能。
2.4 润滑设计冲压模具在工作过程中需要进行润滑,以降低摩擦和磨损。
因此,在模具设计中需要考虑润滑系统的设计,合理设置润滑通道和喷油装置。
3. 冲压模具制造过程冲压模具的制造过程可以分为以下几个步骤:3.1 制造工艺规划制造工艺规划是整个制造过程的基础。
在制造工艺规划中,需要确定模具的加工顺序、方法和工艺参数等,确保模具的加工精度和质量要求。
3.2 加工制造冲压模具的加工制造包括以下几个方面:材料切割、零件加工、工艺装配和热处理等。
其中,热处理是提高模具硬度和耐磨性的重要步骤。
3.3 调试与试模制造完成后,需要对模具进行调试和试模。
通过调试和试模可以发现和解决模具的问题,确保模具在使用时能够正常运行。
4. 优化冲压模具制造过程的方法为了提高冲压模具制造的效率和质量,可以采用以下方法进行优化:4.1 CAD/CAM技术应用CAD/CAM技术可以提高冲压模具的设计和制造效率。
模具设计说明书前言随着人们的生活水平提高,产品不断的更新,利用模具来制造产品的厂家不断的增多,使得模具技术不断的发展。
本次冷冲模模具设计是为我们在学完基础理论课、技术基础课和专业课的基础上,所设置的一个重要的实践性教学环节。
其目的是:综合运用本专业所学课程的理论和生产实践知识,进行一次冷冲模模具设计工作的实践练习,从而培养和提高学生独立工作的能力。
巩固与扩充“冷冲模模具设计”等课程所学的内容,掌握冷冲模模具设计的方法和步骤。
掌握冷冲模模具设计的基本技能,如计算、绘图、查阅设计资料和手册,熟悉标准和规范等。
本套模具设计结合了机械制图,CAD公差配合,机械设计,机械制造技术模具工艺学,Pro/E等专业课,讲述了冷冲模具结构设计的步骤,详细介绍了一套冷冲模具设计的全部过程。
由于设计时间仓促,加之本人设计水平有限,缺点和错误在所难免,请各位老师批评指正。
设计签名欧阳晋华2008.11目录零件的冲裁工艺分析………………………………………………(一) (1)材料分析(2)工件结构形状分析(3)尺寸精度分析拟定零件的冲压工艺方案及模具结构…………………………… (二) 排样、裁板……………………………………………………………(三) 计算工序压力、选用压力机及确定压力中心………………………(四) 冲模刃口尺寸及公差的计算……………………………………… (五) (1)落料凸、凹模尺寸及公差计算(2)冲孔凸、凹模尺寸及公差计算确定各个主要零件的结构尺寸…………………………………… (六) ﹙1﹚凹模板外形尺寸的确定的确定﹙2﹚凸模长度的L1设计并绘制总图、选取标准件…………………………………… (七) 校核压力机的选择……………………………………………… (八) 绘制部分非标零件图……………………………………………… (九) ﹙1﹚绘制部分非标准零件图﹙2﹚编写零件加工工艺结束语和参考文献…………………………………………… (十)摘要:冲压模具在实际工业生产中应用广泛。
冲压工艺与模具设计毕业论文1. 引言随着工业化的进程和产品多样化的需求,冲压工艺在各行各业中得到广泛应用。
冲压工艺是一种通过应用冲压模具,在金属板材上施加压力形成所需形状的加工方法。
冲压工艺的品质和效率直接受到模具设计的影响。
因此,冲压工艺与模具设计成为了重要的研究领域,同时也是本毕业论文的主要研究内容。
2. 冲压工艺的基本原理冲压工艺的基本原理是利用冲压模具对金属板材施加压力,使其发生塑性变形。
具体步骤包括: 剪切准备、冲剪床操作、上模、施压、下模、退出。
冲压工艺具有快速性、高效性和精确性的优点,广泛应用于汽车、电子、家电等行业。
3. 冲压模具设计的基本原则冲压模具设计应遵循以下基本原则:3.1 模具结构设计原则模具设计应考虑到材料的特性、制作工艺和模具使用寿命等因素,选择合适的模具结构。
常见的模具结构有单工位模和多工位模,根据实际需求进行选择。
3.2 冲孔设计原则冲孔设计是冲压模具设计的重要内容,其目的是通过切割或穿孔来获得所需形状。
冲孔设计需要考虑到材料特性、孔的数量和布局等因素,确保冲孔的准确性和效率。
3.3 净形状设计原则净形状是指通过冲压模具得到的金属零件的最终形状。
净形状设计需要考虑到材料的流动性和伸缩性,选择合适的冲压工艺参数,确保零件的质量和尺寸精度。
3.4 材料选择和处理原则冲压模具设计需要选择合适的材料,并进行适当的处理,以提高模具的硬度和耐磨性。
常用的模具材料包括合金钢、高速钢和硬质合金等。
4. 冲压工艺与模具设计的优化方法为了提高冲压工艺和模具设计的效率和品质,可以采用以下优化方法:4.1 CAD/CAE技术的应用CAD(计算机辅助设计)和CAE(计算机辅助工程)技术可以帮助设计师进行模具设计和工艺分析。
通过使用CAD软件进行三维建模和设计,可以提高设计的精度和效率。
而CAE技术可以进行模具结构和冲压工艺的分析,找出潜在的问题和改进方案。
4.2 模具试验与实验分析模具试验和实验分析可以通过实际加工样件的测试,验证和优化设计。
冲压模具技师论文范文1. 跪求冲压与模具设计类的论文,感激基于PRO/E的电源外壳的冲压模具设计摘要】电源外壳钣金件的设计是应用PRO/E软件,为客户带来更好的经济效益,其设计理念是当前数字化制造业的进展方向。
【关键词】PRO/E;PDX;冷冲压模具设计Pro/ENINEER(简称Pro/E)是由美国PTC公司推出的参数化建模软件,Pro/E的钣金设计模块供应了钣金件的设计功能,用户还可以添加钣金模架库模块(PDX)设计冲压模的模架,其设计效率大大提高。
1冷冲压零件分析在模具设计前,应当首先读懂图纸,分析产品的内外结构、尺寸大小以及技术要求,在此基础上进行模具设计工艺分析以及方案选择。
1.1此冲压件的结构较简单,产品图如图1所示,设计应为级进模。
1.2设计规格:该塑件最大尺寸:70mm,厚度0.5mm。
1.3设计要求:材料为steel,生产纲领:大批量。
上下面平行度为0.02,粗糙度为Ra1.6。
1.4冲压件工艺方案分析1.4.1零件尺寸精度:零件尺寸全部未注公差尺寸,均可根据IT14级尺寸精度。
1.4.2零件结构外形:零件较简单,考虑到该零件生产批量大,所以采用级进模。
1.4.3确定冲压方案:零件冲压生产所需要的基本工序有冲孔、落料、弯曲、拉伸。
因而必需采纳级进模生产,从操作平安、便利及提高生产率的角度动身,也应采纳级进模。
2基于PRO/E中的模具设计Progressive Die Extension(PDX)是一种Pro/ENGINEER软件模块,可用于为钣金件快速而便利地设计级进模。
使用PDX可以便利地创建条带规划,生成导柱、导套等级进模零件。
PDX支持三种次要设计关系:1)从钣金件开发条带规划,可以从Pro/ENGINEER原始钣金件或依据导入的几何外形创建的零件来创建条带规划。
2)基于条带规划创建整个工具,包括板设计以及冲压、导向件、螺钉和其它元件的拆卸。
3)创建绘图、材料清单(BOM)、孔图表和其它必要信息参考文献】[1]贺炜.模具CAD/CAM.大连理工出版社,2007.[2]余强.PRO/E模具设计与工程应用精选50例.清华高校出版社,2007.[3]屈华昌.塑料成型工艺与模具设计.机械工业出版社,1999.。
摘要模具是工业产品生产用的重要工艺设备,模具工业已是工业发展的基础,许多新产品的开发和研制在很大程度上都依赖与模具的生产。
可以预言,随着工业生产的不断发展,模具工业在国民经济中的地位将日益提高,并在国民经济发展过程中发挥越来越重要的作用。
在冲压零件的生产中,合理的冲压成形工艺、先进的模具、高效的冲压设备是必不可少的三要素。
本文介绍了止动件冲压模具的设计,先介绍了对工件进行工艺分析和模具设计的要点,然后介绍了模具设计的思路,模具的主要结构和主要零件的设计。
最后确定了选用冲孔落料复合模。
本次设计绘图采用AotuCAD,以AotuCAD为计算机辅助制图工具,使用简单,方便快捷,而且有极强的图形处理功能,可以大大缩短绘图的周期,在国内使用的较广泛。
关键词: 模具,落料,冲孔。
ABSTRACTThe mold was the important process unit which the manufactured products production used, the mold industry already is the industrial development foundation, many new product's developments and the development relied on to a great extent with mold's production. May predict that along with industrial production's unceasing development, the mold industry will enhance day by day in national economy's status, and plays more and more vital role in the national economy developing process. In the ramming components' production, the reasonable ramming forming craft, the advanced mold, the highly effective ramming equipment are the essential three essential factors. Ramming processing characteristic: Because the cold stamping processing has the above prominent merit, therefore obtained the widespread application in the volume production, holds the very important status in the modern industry production, is the defense industry and in the consumer industry production the essential processing method. this article introduced the lock ramming mold's design, introduced first carries on the process study and the mold design main point to the work piece, then introduced the mold design mentality, mold's primary structure and the major parts design. Finally had determined selects the punch holes to fall the material superposable die. the this design cartography uses AotuCAD, take AotuCAD as the computer auxiliary charting tool, the use is simple, facilitates quickly, and has the greatly strengthened graphic processing function, may reduce cartography greatly the cycle, in domestic use widespread.key word: The mold, falls the material, the punch holes.目录摘要…………………………………………………前言……………………………………………………………正装复合冲裁模…………………………………………………一、§1.1:零件分析………………………………………………《一》:零件简图………………………………………………《二》:冲压件工艺分析………………………………………《三》:确定最佳工艺方案……………………………………《四》:排样……………………………………………………§1.2:计算冲压力………………………………………………§1.3:确定模具压力中心………………………………………§1.4:计算凸凹模刃口尺寸……………………………………§1.5:落料部分尺寸计算…………………………………………二、成型零部件的结构设计…………………………………………三、模具总体设计及零部件的选取…………………………………四、弹簧的设计计算和压力机的选取………………………………结论…………………………………………………………………致谢…………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………前言一、概述所谓模具,就是在工业生产中,用各种压力机和装在压力机上的专用工具,通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品的专用工具的统称。
第1章绪论1.1冲压工艺介绍冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。
冲压工艺有如下特点1.用简单的机械设备能生产出其他加工方法难以加工的复杂形状的制件。
2.制件的精度高,互换性好,一般不再需要大量的机械加工就能获得强度高、刚性好、质量轻的零件。
3.同切削加工相比较能节约金属资源,并可以利用廉价的板材。
4.生产效率高,每分钟能够生产多件产品,制件成本低廉。
5.有利于实现机械自动化,减轻工人的劳动强度和改善劳动条件。
冲压件在工业生产中具有不可替代的作用,据统计全世界的钢材中,有60~70%是板材,其中大部分是经过冲压制成成品。
汽车的车身、底盘、油箱、散热器片,锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。
仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中,也有大量冲压件。
1.2 冲压的基本工序及模具由于冲压加工的零件种类繁多,各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同,因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。
概括起来,可分为分离工序和成形工序两大类;分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压(俗称冲裁件)的工序;成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。
上述两类工序,按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序,每种基本工序还包含有多种单一工序。
在实际生产中,当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时,若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。
这时在工艺上多采用集中的方案,即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成,称为组合的方法不同,又可将其分为复合、级进和复合—级进三种组合方式。
复合冲压是指在压力机的一次工作行程中,在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。
级进冲压——在压力机上的一次工作行程中,按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。
复合-级进——在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。
冲模的结构类型也很多。
通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等;按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。
但不论何种类型的冲模,都可看成是由上模和下模两部分组成,上模被固定在压力机工作台或垫板上,是冲模的固定部分。
工作时,坯料在下模面上通过定位零件定位,压力机滑块带动上模下压,在模具工作零件(即凸模、凹模)的作用下坯料便产生分离或塑性变形,从而获得所需形状与尺寸的冲件。
上模回升时,模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来,以便进行下一次冲压循环。
1.3 冲压技术的现状及发展方向目前,我国冲压行业的机械化、自动化程度还较低。
中小企业设备普遍较落后,耗能耗材高,环境污染严重,手工操作比重大;精冲机价格昂贵,是普通压力机的5~10倍,多数企业无力投资阻碍了精冲技术在我国的推广应用;液压成形,尤其是内高压成形,设备投资大,国内难以起步。
对于大、精模具还依赖于进口,冲压板材自给率不足,品种规格不配套以及专业人才的缺乏等这些条件都制约着我国冲压行业的发展。
因此,争取加大投资力度,加速冲压生产线的技术改造,使尽早达到当今国际水平。
而随着微电子技术和通讯技术的发展使板材成形装备自动化、柔性化有了技术基础。
应加速发展数字化柔性成形技术、液压成形技术、高精度复合化成形技术以及适应新一代型材弯曲成形技术及相关设备[1]。
21世纪的冲压技术将以更快的速度持续发展,发展的方向将更加突出“精、省、净”的需求,适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。
冲压成形技术将更加科学化、数字化、可控化。
科学化主要体现在对成形过程、产品质量、成本、效益的预测和可控程度。
成形过程的数值模拟技术将在实用化方面取得很大发展,并与数字化制造系统很好地集成人工智能技术、智能化控制将从简单形状零件成形发展到覆盖件等复杂形状零件成形,从而真正进入实用阶段。
第2章冲裁件的工艺性2.1设计目标设计任务:垫块冲裁模具设计零件名称:垫块生产批量:大批材料:304材料厚度:t=1mm未注公差:按IT14级确定冲压加工的零件如图2.1所示:图2.1 垫块2.2 零件的工艺性分析冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。
冲压件的工艺性是否合理对冲裁件的质量、模具寿命和生产率有很大影响,在一般情况下,对冲压件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。
良好的冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。
304不锈钢是一种通用的不锈钢,具有良好的塑性和较高的弹性,它广泛地用于制作要求良好综合性能(耐腐蚀和成型性)的设备和机件,同时也具有很好的冲压加工性能。
通过分析,该零件形状简单、对称,由圆弧和直线组成,孔边距及孔距均满足冲压要求,冲压过程只需要一道工序即可完成整个加工过程。
2.3冲压工艺方案的确定通过前面的分析,此零件只需要进行一道工序就可加工,因此采用单工序模就能满足加工要求,单工序模具有如下特点:1.模具结构简单,制造周期短,加工本钱低。
2.模具通用性好,不受冲压件尺寸的限制即适合于中小型冲压的生产;也适合于一些外形尺寸较大、厚度较厚的冲压件的生产。
对一些精度要求不高,生产批量不大的工件,采用单工序模具还是比较合适的。
尤其是现在我们国家实行的是社会主义市场经济。
新产品的开发与研制对每个企业来说,都是至关重要的。
而对一些需要冲压生产的新产品来说,就提出了一个要求:要求研制周期短,开发速度快,制造本钱低。
因内有这样开发出的磨擦产品才能迅速占领市场。
而在这一点上,单工序模具就更能满足这一要求,所以就显得更实用一些。
第3章冲压模具工艺与设计计算3.1 排样的设计计算3.1.1排样方案的选择排样是指冲裁零件在条料、带料或板料上布置的方法。
通常材料费用为工件制造费用的60%~80%,因此合理的排样是降低成本的最为之有效的措施。
由于排样方法的不断改进,材料的利用率逐渐提高,但仅仅考虑材料的利用率还不够,排样的好坏同时影响冲裁件的精度、生产效率的高低、模具寿命及经济效益等,还必须考虑生产操作的方便性和模具结构的合理性问题。
排样分为有废料排样、少废料排样和无废料排样三种方式,有废料排样冲件精度高,模具寿命高,但材料利用率低。
少废料排样因受剪切条料和定位误差的影响,冲件质量差。
无废料排样冲件的质量和模具寿命更低一些,但材料利用率最高。
查《模具设计及CAD》[2]表2-8选择零件的排样方式为有废料排样。
3.1.2搭边值的选取搭边是指冲裁是工件与工件之间、工件与板料之间的余料。
搭边的作用:补偿定位误差,防止由于条料的宽度误差、送料步距误差、送料歪斜误差等原因而冲裁出残缺的废品。
保持条料有一定的强度和刚度,保证送料的顺利进行,从而提高制件质量,沿整个封闭轮廓线冲裁,使受力平衡,提高模具寿命和工件断面质量[3]。
搭边是废料,从节省材料出发,搭边值应愈小愈好。
但过小的搭边容易挤进凹模,增加刃口磨损,降低模具寿命,并且也影响冲裁件的剪切表面质量。
一般来说,搭边值是由经验确定的。
搭边值的大小与下列因素有关:1.材料的力学性能。
硬材料可小些,软材料的搭边可要大些。
2.工件的形状与尺寸。
尺寸大或有尖突的复杂的形状时,搭边要取得大值。
3.材料厚度。
薄材料的搭边值应取的大一些。
4.排样的形式对排的搭边值大于直排的搭边值。
5.运料及挡料方式用手工送料,有侧压板导向的搭边值小一些。
查《模具设计及CAD》表2-9得到表3.1。
表3.1金属材料冲裁的搭边值单位:mm由表3.1 取工件间搭边值取b=2mm,侧面搭边值取a=2.5mm。
3.2送料步距、条料宽度及板料间距计算3.2.1 送料步距送料步距是指两次冲裁间板料在送料方向移动的距离,用S表示,其值等于冲裁件相应部分宽度加上工件间搭边值b,即40242=+=+=S D b mm3.2.2 条料宽度及板料间距的计算无侧压装置的条料宽度按=++∆+(3.1)22b D a Z其中D为冲裁件宽度方向的最大尺寸;a为侧搭边的最小值;∆为条料宽度允许偏差;Z为导料板与最宽条料之间的间隙,查《模具设计及CAD》表2-1表2-12、表2-13取∆=-0.8,Z=1。
将D=40mm,a=2.5mm代入式3.1得到无侧压装置的条料宽度()1002 2.520.81104.4=+⨯+⨯-+=b mm3.2.3 材料利用率的计算冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率,它是衡量合理利用材料的重要指标。
材料利用率(3.2) 式中 A —一个步距内冲裁件的实际面积;B —条料宽度; S —送料步距。
利用CAD 查询命令得到一个步距内冲裁件的实际面积A=2273.62mm ,则材料利用率A 100%BS η⨯==2273.6100%52%104.442⨯=⨯。
图3.1 排样图3.3 设计冲裁力和压力中心3.3.1 冲裁力冲裁模设计过程中必须计算冲裁力,以合理的选择压力机。
压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力,以适应冲裁的要求[4]。
平刃模冲裁时,其冲裁力0b F Lt τ= (3.3)式中 0F —冲裁力,N ;t —材料厚度,mm ; L —冲裁件周长,mm ;b τ—材料抗剪强度。
考虑到模具刃口的磨损,凸凹模间隙的波动,材料力学性能的变化,材料厚度偏差等因素,实际所需冲裁力还需要增加30%,将L=370.255mm,t=1mm,b τ=520MPa 代入式(3.3)得到01.3 1.3370.2551520250.3F F KN ==⨯⨯⨯=A100%BSη⨯=KF F=卸卸(3.4)推件力KF n F=推推(3.5)顶件力KF F=顶顶(3.6)式中 N—同时卡在凹模内的工件数量;h—凹模内的直刃壁高度;t—板料厚度。
卸料力、推件力及顶件力系数,查《模具设计及CAD》表2-6得到下表。
表3.2卸料力、推件力及顶件力系数查表3.3得K推=0.05,K顶=0.06,K卸=0.05卸料力KF F=卸卸=12.5KN推件力KF n F=推推=12.5KN顶件力KF F=顶顶=15KN冲裁时,所需要冲压力为冲裁力、卸料力、推卸力之和,应根据不同模具结构区分,由于材料的厚度较薄,选择采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模,F F F F=++总顶卸(3.7)将F卸=12.5KN F推=12.5KN F顶=15KN 带入上式得250.312.515 278KNF F F F=+++==+顶总卸选取的压力机公称压力为01.1 1.3 1.1 1.()()3278361P F KN≥==⨯总~~3.3.2 压力中心的计算成形工艺的合力中心称为压力中心。