包括落料拉伸冲孔切边模具设计说明书
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摘要本次设计了一套冲孔、落料的模具。
经过查阅资料,首先要对零件进行工艺分析,经过工艺分析和对比,采用冲孔落料工序,通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算,确定压力机的型号。
再分析对冲压件加工的模具适用类型选择所需设计的模具。
得出将设计模具类型后将模具的各工作零部件设计过程表达出来。
在设计说明书的第一部分,主要叙述了冲压模具的发展状况,说明了冲压模具的重要性与本次设计的意义,接着是对冲压件的工艺分析,完成了工艺方案的确定。
第二部分,对零件排样图的设计,完成了材料利用率的计算。
再进行冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部分的设计计算,对选择冲压设备提供依据。
最后对主要零部件的设计和标准件的选择,为本次设计模具零件图的绘制和模具的成形提供依据,以及为装配图各尺寸提供依据。
关键字:级进模具;冲压模具;冲压设备;冲孔;落料;ABSTRACTThis design carries on blanking, the piercing progressive dies design.The article has briefly outlined the press die at present development condition and the tendency.It has carries on the detailed craft analysis and the craft plan determination to the product.According to general step which the press die designs, calculated and has designed on this set of mold main spare part, for example: The punch, the matrix, the punch plate, the backing strip, the matrix plate, stripper plate, stop pin, pilot pin and so on.The die sets uses the standard mould bases, has selected the appropriate press equipment.In the design has carries on the essential examination computation to the working elements and the press specification.In addition, this die employs the finger stop pin and the hook shape stop pin.The mold piercing and blanking punch are fixed with the different plates separately in order to coordinate the gap cenveniently; The piercing matrix and blanking matrix are fixed by the overall plate.KEY WORDS:PROGRESSIVE DIES; PRESS MOLD; PRESS EQUIPMENT;PIERCING;BLANKING目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1绪论 (1)1.1设计目的 (1)1.2国内外研究概况 (1)1.2.1我国冲压模具现状 (1)1.2.2我国模具CAD/CAM技术的发展情况 (2)1.2.3我国模具设计与制造能力现状 (2)1.2.4未来模具发展的趋势 (3)1.3本次设计的主要内容 (3)2零件冲压工艺分析 (4)2.1冲裁件的形状和尺寸应满足以下要求 (4)2.2冲裁件的精度与端面粗糙度 (4)2.3材料的冲压性能分析 (4)3冲裁方案的确定与排样 (5)3.1冲裁方案的分析和确定 (5)3.2工序及排样图设计 (5)3.2.1排样设计 (5)3.2.2 材料的利用率 (6)4工艺计算 (7)4.1冲裁力的计算 (7)4.2弯曲力的计算 (7)4.3卸料力,推件力和顶件力的计算 (8)4.4冲裁工艺力的计算 (8)4.5模具压力中心的确定 (9)4.6冲裁模刃口尺寸的计算 (9)4.6.1 冲孔φ12和φ5 (10)4.6.2 落料零件 (11)4.7弯曲凸模的设计 (13)4.8冲压设备的选择 (14)5模具的结构方案设计 (15)5.1模具总体结构 (15)5.2主要零部件的设计 (15)5.2.1凹模的结构设计 (16)5.2.2冲裁凸模的结构设计 (16)5.2.3弯曲凸模的设计 (18)5.2.4落料凸模的结构设计 (18)5.2.5自动对心导向机构的设计 (19)5.2.6轴销钉的结构设计 (20)5.2.7模柄的结构设计 (21)5.2.8卸料板的结构设计 (21)5.2.9聚氨酯弹性橡胶的选取 (21)5.2.10导料板的结构设计 (22)5.2.11始用挡料销的结构 (23)5.2.12弹簧的选取 (23)5.2.13其他部分的设计与选用 (24)6模具零件的固定方法、安装与工作过程 (26)6.1模具零件的固定方法 (26)6.1.1 凸模的固定 (26)6.1.2 凹模的固定 (26)6.1.3导柱导套的固定 (26)6.1.4模柄的固定 (27)6.1.5导料板固定装置的固定 (27)6.1.6凸轮的固定 (27)6.1.7各销的固定与配合公差 (28)6.2模具的安装及装配 (28)6.2.1装配内容及装配顺序选择 (28)6.2.2本模具的装配过程 (28)6.2.3典型零件的装配要点 (29)6.3本模具的工作过程及特点 (30)6.3.1工作过程 (30)6.3.2本模结构特点 (31)6.3.3模具的不足之处 (31)7典型零件加工工艺编制 (32)7.1凹模的加工工艺 (32)7.2上下模座的加工工艺 (33)设计小结 (34)参考文献 (35)致谢 (36)1 绪论本次设计的内容是设计固定支架冲孔压弯切断级进模,需要成型的工件的零件图如下图所示,板料厚度t=1.5,材料为10号钢。
I摘要本次设计了一套冲孔﹑落料的模具。
经过查阅资料,首先要对零件进行工艺分析,经过工艺分析和对比,采用冲孔落料工序,通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算,确定模具的类型。
得出将设计的模具类型后将模具的各工作零部件设计过程表达出来。
在论文中第一部分,主要叙述了冲压模具的发展状况,说明了冲压模具的重要性,接着是对冲压件的工艺分析,完成了工艺方案的确定。
第二部分,对零件排样图的设计,完成了材料利用率的计算。
再进行冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部分的设计计算,对选择冲压设备提供依据。
最后对主要零部件的设计和标准件的选择,为本次设计模具的绘制和模具的成形提供依据。
通过前面的设计方案画出模具各零件图和装配图。
本模具性能可靠,运行平稳,能够适应大批量生产要求,提高了产品质量和生产效率,降低劳动强度和生产成本。
关键词:冲压;落料冲孔模;模具结构;目录1冲压基础知识 (1)2工艺分析 (3)2.1零件的功用与经济性分析 (3)2.2零件钣金成形工艺性分析 (3)2.2.1结构形状与尺寸分析: (3)2.2.2 精度与表面粗糙度 (4)2.2.3 材料 (4)3制定工艺方案 (5)3.1工艺方案的分析 (5)3.2工艺方案的确定 (5)4工艺计算 (6)4.1排样及材料的利用率 (6)4.11排样的选用原则 (6)4.12材料利用率的计算 (6)4.2落料力、冲孔力、卸料力、推件力的计算 (7)4.4模具刃口的尺寸和公差的确定 (10)4.41冲裁间隙的确定 (10)4.42凸、凹模刃口尺寸计算 (10)5 主要零部件设计 (13)5.1 凹模设计 (13)5.2 凸模的设计 (14)5.3 凸凹模设计 (15)5.4 卸料橡胶的设计 (16)5.5 卸料板的设计 (17)5.6 固定板的设计 (17)5.7 上下模座、模柄的选用 (18)6 冲压设备的校核与选定 (20)6.1 冲压设备的校核 (20)6.2 冲压设备的选用 (20)7 绘制模具总装图及零件图 (21)7.1装配图绘制 (21)参考文献 (22)1冲压基础知识冲压是利用模具使板料沿一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。
拉伸模设计说明书端盖拉伸模设计目录目录 (1)第一章零件的工艺性分析 (2)第二章毛坯尺寸展开计算 (3)第三章拉深工序次数及拉深系数确定 (5)第四章冲裁力与拉深力的计算 (11)第五章凸、凹模的设计 (7)1、落料凸、凹模尺寸计算 (7)2、拉深凸、凹模尺寸计算 (8)3、粗糙度的确定 (9)第六章模具基本结构的确定 (13)第七章模具主要零件的强度校核 (15)第八章冲压设备的选择 (16)1、初选设备 (16)2、设备的校核 (18)主要参考文献附录第一章零件的工艺性分析1、零件的形状、尺寸及一般要求该零件为厚度1mm,展开直径为φ135mm,中心孔直径为φ35mm,零件材料20钢,尺寸精度按图纸要求。
2、工艺方案的分析及确定工件由落料、冲孔、拉深、三道工序成型,工件形状较简单。
本次主要设计其第三道工序。
第二章毛坯尺寸展开计算旋转体零件采用圆形毛坯,在不变薄拉深中,材料厚度虽有变化,但其平均值与毛坯原始厚度十分接近。
因此,其直径按面积相等的原则计算,即毛坯面积与拉深件面积(加上修边余量)相等。
1、确定修边余量在拉深的过程中,常因材料机械性能的方向性、模具间隙不均、板厚变化、摩擦阻力不等及定位不准等影响,而使拉深件口部周边不齐,必须进行修边,故在计算毛坯尺寸时应按加上修边余量后的零件尺寸进行展开计算。
修边余量的数值可查文献《实用模具技术手册》表5-7.由于工件凸缘的相对直径d凸/d = 1.1013查表可得修边余量δ=3.5mm。
2、毛坯尺寸计算根据工件的形状,可将其分成F1-F8这几个部分。
则可计算出各部分的展开面积如下:F1 =π/4[2π(4+t/2)(90.8-t)+4.56(4+t/2)²=π/4[2π×5×88.8+4.56×5²]=222π²+28.5πF2 =π(d-t)(h-r1-r2-t)=π(90.8-2)(34-4-2-2)=2308.8πF3 =π/4[2π(2+t/2)(90.8-t-2×2-t)+8(2+t/2)²] =π/4(2π×3×82.8+72)=124.2π²+18πF4 =π/4(90.8-2t-2×2)²-π/4(47+2t+2×2)²=π/4×82.8²-π/4×55²=957.71πF5 =π/4[2π(2+t/2)(47+t)+4.56(2+t/2)²]=π/4(2π3×49+4.56×3²)=73.5π²+10.26πF6 =(20-2t-2×2)π(47+t)=588πF7 =π/4[2π(2+t/2)(47-2×2)+8(2+t/2)²]=π/4(2π3×43+8×3²)=64.5π²+18πF8 =π/4(47-2×2)²=462.25π所以经计算求得毛坯直径D=168mm3、确定是否使用压边圈由于D-d>22t,则要使用压边圈。
目录第一章绪论 (1)1.1冲压模具的现状与发展趋势 (1)1.1.1我国模具技术的现状 (1)1.1.2未来冲压模具制造技术发展趋势 (2)1.2课题研究的理论依据 (4)第二章冲压成型工艺分析和工艺方案的确定 (5)2.1 冲压的基本工序分类及模具类型的选择 (5)2.2 冲模设计与制造的程序 (5)2.3 冲压工艺编制与冲模设计的步骤和内容 (6)2.3.1冲压工艺编制 (6)2.3.2冲模设计 (7)2.3.3冲模制造工艺的选择 (9)2.4设计任务 (9)2.5工件的工艺分析 (10)2.6工艺方案的确定 (10)2.7模具结构方案的确定 (11)2.8小结 (11)第三章落料冲孔模工艺计算及模具结构设计 (12)3.1排样设计与计算 (12)3.2 冲裁力计算 (13)3.3压力机选择 (13)3.3.1冲压设备的选择原则 (13)3.3.2选择压力机及压力机参数 (14)3.4 确定模具压力中心 (14)3.5凸、凹模刃口尺寸计算 (15)3.5.1刃口尺寸计算的一般原则 (15)3.5.2刃口尺寸计算方法 (15)3.5.3落料-冲孔模刃口尺寸的计算 (15)3.6确定凹模外形尺寸,选择标准 (16)3.7冲模结构设计 (17)3.7.1装配图 (17)3.7.2模具结构型式分析 (18)3.7.3模具主要零部件的结构和设计 (18)3.7.4模具的工作过程 (20)3.8小结 (20)第四章冲压模具工件的机械加工 (21)4.1冲压工作零件的技术要求 (21)4.2冲模工作零件的热处理 (21)4.3冲模工作零件机械加工工艺过程 (21)4.3.1凸模加工工艺工程 (21)4.3.2凹模加工工艺过程 (21)4.4小结 (22)第五章模具装配 (23)5.1冲模装配 (23)5.2冲模的安装 (24)5.3小结 (24)第六章结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附零件图、装配图第一章绪论1.1冲压模具的现状与发展趋势1.1.1我国模具技术的现状改革开放以来,随着国民经济的高速发展,市场对模具的需求量不断增长。
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切边悬臂冲孔冲裁件精度目录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. 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。
落料拉伸复合模设计说明书目录第一部分冲压成形工艺设计 (4)1.冲裁件的工艺性分析 (4)1.1材料分析 (4)1.2结构分析 (4)1.3精度分析 (5)2.确定冲裁工艺方案 (5)2.1工序性质和数量 (5)2.1.1工序性质的确定 (5)2.1.2工序数量的确定 (5)2.2工序顺序和组合 (5)2.2.1工序顺序 (5)2.2.2工序组合方式的选择 (6)2.3冲压工艺方案 (6)2.3.1工艺方案 (6)2.3.2工艺方案分析 (7)3.必要的工艺计算 (7)3.1确定零件修边余量 (7)3.2预算坯料尺寸D (7)3.3用逼近法确定第一次拉深直径 (9)3.4判断是否采用压边圈 (10)3.5确定拉深次数 (10)3.6预算各次拉深直径 (10)4.排样计算 (11)4.1排样方法 (11)4.2搭边与料宽 (11)4.2.1搭边 (11)4.2.2条料宽度 (12)第二部分冲压模具设计 (13)1.确定冲模类型机型结构形式 (13)2.计算工序压力 (13)3.落料、拉深、复合模工艺计算 (14)3.1凸、凹模刃口尺寸的确定 (14)3.2凸、凹模配合加工时的工作部分尺寸 (14)3.2.1落料凸、凹模刃口尺寸计算 (14)3.2.2首次拉深凸、凹模尺寸计算 (15)3.2.3二次拉深凸、凹模尺寸计算 (15)参考文献 (15)绘制CAD图 (16)小结 (22)第一部分冲压成形工艺设计1.冲裁件的工艺性分析如图1-1,材料为10钢,大量生产。
试制定工件冲压工艺规程,设计其模具,编制零件的加工工艺规程。
图1-1有凸缘圆筒件1.1材料分析10钢为优质碳素结构钢。
具有较好的拉深性能。
冷应变塑性高,板材正火或高温回后性能及佳,切削性,冷拉正火较退火态好。
1.2结构分析零件为一有凸缘筒形件,结构简单,底部圆锥半径r=5,满足筒形件试音圆角半径大于一倍料厚的要求,因此,零件具有良好的结构工艺性。
落料拉伸复合模设计说明书目录第一部分冲压成形工艺设计 (4)1.冲裁件的工艺性分析 (4)1.1材料分析 (4)1.2结构分析 (4)1.3精度分析 (5)2.确定冲裁工艺方案 (5)2.1工序性质和数量 (5)2.1.1工序性质的确定 (5)2.1.2工序数量的确定 (5)2.2工序顺序和组合 (5)2.2.1工序顺序 (5)2.2.2工序组合方式的选择 (6)2.3冲压工艺方案 (6)2.3.1工艺方案 (6)2.3.2工艺方案分析 (7)3.必要的工艺计算 (7)3.1确定零件修边余量 (7)3.2预算坯料尺寸D (7)3.3用逼近法确定第一次拉深直径 (9)3.4判断是否采用压边圈 (10)3.5确定拉深次数 (10)3.6预算各次拉深直径 (10)4.排样计算 (11)4.1排样方法 (11)4.2搭边与料宽 (11)4.2.1搭边 (11)4.2.2条料宽度 (12)第二部分冲压模具设计 (13)1.确定冲模类型机型结构形式 (13)2.计算工序压力 (13)3.落料、拉深、复合模工艺计算 (14)3.1凸、凹模刃口尺寸的确定 (14)3.2凸、凹模配合加工时的工作部分尺寸 (14)3.2.1落料凸、凹模刃口尺寸计算 (14)3.2.2首次拉深凸、凹模尺寸计算 (15)3.2.3二次拉深凸、凹模尺寸计算 (15)参考文献 (15)绘制CAD图 (16)小结 (22)第一部分冲压成形工艺设计1.冲裁件的工艺性分析如图1-1,材料为10钢,大量生产。
试制定工件冲压工艺规程,设计其模具,编制零件的加工工艺规程。
图1-1有凸缘圆筒件1.1材料分析10钢为优质碳素结构钢。
具有较好的拉深性能。
冷应变塑性高,板材正火或高温回后性能及佳,切削性,冷拉正火较退火态好。
1.2结构分析零件为一有凸缘筒形件,结构简单,底部圆锥半径r=5,满足筒形件试音圆角半径大于一倍料厚的要求,因此,零件具有良好的结构工艺性。
四川理工学院毕业设计(论文)落料、拉深、冲孔复合模设计学生:学号:专业:班级:指导教师:四川理工学院机械工程学院二零一五年六月四川理工学院毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目:落料、拉深、冲孔复合模设计学院:机械学院专业:材控班级:2011级1班学号:11011023174学生:指导教师:接受任务时间 2015.3.9教研室主任(签名)院长(签名)一.毕业设计(论文)的主要内容及基本要求内容:落料、拉深、冲孔复合模设计;产品工件图见附图;生产批量:大批量要求:要求有摘要(中、英文)、目录、设计任务书、产品图及设计说明书。
1.工件工艺性分析(1)根据工件图,分析其形状、尺寸、精度、断面质量、装配关系等要求。
(2)根据生产批量,决定模具的结构形式、选用材料。
(3)分析工件所用材料是否符合冲压工艺要求。
2.确定合理的工艺方案:应有两个以上的工艺方案比较分析。
(1)根据工艺分析,确定基本的工序性质。
如:落料—拉深(2)根据工艺计算,确定工序数目。
(3)根据生产批量和条件(材料、设备、工件精度)确定工序组合。
如:复合冲压工序或连续冲压工序3.工艺计算(1)计算毛坯尺寸,合理排样,绘排样图,计算材料利用率。
(2)计算冲压力,如:冲裁力、弯曲力、拉伸力、卸料力、推件力、压边力等以便确定压力机。
(3)计算压力中心,防止模具受偏心负荷,受损。
(4)计算并确定模具主要零件(凸模、凹模、凸模固定板、垫板等)外形尺寸及弹性元件的自由高度。
(5)确定凸、凹模间隙,计算凸、凹模工作部分尺寸。
4.模具总体结构设计(1)进行模具结构设计,确定结构件形式和标准。
(2)绘制模具总体结构草图,初步计算并确定模具闭合高度,概算模具外形尺寸。
5.选择冲压设备根据工厂现有设备及要完成的冲压工序性质、冲压加工所需的变形力、变形功和模具的闭合高度、轮廓尺寸等因素,选用压力机的型号、规格。
6.模具图样设计(1)绘制模具总图.主视图:常取模具的工作位置(闭模状态),采用剖面画法。
课程设计课程名称冲压工艺及模具设计题目名称电器盒冲压工艺及模具设计学生学院材料与能源学院专业班级学号学生姓名指导教师2012 年 6 月20 日《冲压工艺与模具设计课程设计》目录广东工业大学课程设计任务书 (1)一、冲模设计流程 (3)二、冲压工艺分析 (3)2.1零件图分析 (3)2.2冲压方案确定 (4)三、胀形模设计 (5)3.1模具类型和结构形式的确定 (5)3.2 胀形变形程度的计算 (5)3.3胀形力的计算 (6)3.3.1胀形力的计算 (6)3.3.2卸料力的计算 (6)3.3.3总成形力的计算 (7)3.4 凸模的设计 (7)3.4.1凸模圆角半径的计算 (8)3.4.2凸模刃口尺寸的计算 (8)3.4.3凸模长度的计算 (8)3.5凹模的设计 (9)3.5.1凹模圆角半径的计算 (9)3.5.2凹模刃口尺寸的计算 (9)3.5.3凹模高度H的计算 (10)3.5.4凹模厚度的计算 (10)3.6固定板和垫板的设计 (11)3.6.1凸模固定板的设计 (11)3.6.2凹模固定板的设计 (12)3.6.3垫板的设计 (12)3.7 卸料装置的设计 (13)3.7.1卸料板尺寸选择 (13)3.7.2卸料弹簧的选择 (14)3.7.3卸料螺钉的选择 (15)3.8模架的选用 (16)3.9上下模座螺钉和定位销的选用 (17)3.10 模柄的选用 (18)3.11 压力机的选用 (19)四、设计总结 (19)4.1模具特点 (19)4.2设计过程中存在的问题 (20)4.3心得体会 (20)五、参考文献 (20)《冲压工艺与模具设计课程设计》广东工业大学课程设计任务书题目名称电器盒冲压工艺及模具设计学生学院材料与能源学院专业班级材料成型及控制工程专业姓名学号一、课程设计的内容根据给定的冲压零件图进行产品的冲压工艺分析和比较,制定合理的冲压工艺方案,进行有关工艺计算,确定冲压模具的类型和结构,选择冲压设备,绘制模具的装配图及零件图,编制冲压工艺卡,并撰写设计说明书。
落料拉深冲孔复合模具设计说明书目录1.零件冲压工艺分析 (3)1.1 制件介绍 (3)1.2产品结构形状分析 (4)1.3 产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析 (4)2.零件冲压工艺方案的确定 (4)2.1冲压方案 (5)2.2各工艺方案特点分析 (5)2.3工艺方案的确定 (5)3.冲模结构的确定 (5)3.1模具的结构形式 (5)3.2模具结构的选择 (6)4.零件冲压工艺计算 (6)4.1零件毛坯尺寸计算 (6)4.2排样 (7)4.3拉深工序的拉深次数和拉深系数的确定 (8)4.4冲裁力、拉伸力的计算 (8)4.5拉伸间隙的计算 (9)4.7计算模具刃口尺寸 (10)5.模具结构设计与相关校核 (11)5.1模架的设计 (11)5.2冲孔凸模结构设计与校核 (13)5.3冲孔凹模的结构设计 (14)5.4落料凸模结构设计 (15)5.5落料凹模结构设计 (16)6模具结构简图 (16)参考文献 (17)1.零件冲压工艺分析1.1 制件介绍零件名称:底材料: 20-81厚度: t=1.75mm批量:大批量零件如下图:图11.2产品结构形状分析图 1 产品结构形状分析由图 1 可知,产品为圆片落料、无凸缘筒形件拉深、圆片冲孔,产品结构简单对称,中间孔孔壁与制件直壁之间的距离较远,直接冲孔不会影响零件外形。
然而周边六孔孔壁余制件直壁之间的距离L不满足L≥(R+0.5t) 要求。
因此,对这六个孔得加工不能在模具上加工,而是要采取另外的钻孔来完成。
(R为之间拉深圆角半径值取3;t为零件材料厚度值取1.75)1.3 产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析(1)尺寸精度零件的标注公差均为给定,故默认零件精度为IT14级。
一般的冲压均能满足要求,模具的精度要求应为IT11级。
(2)冲裁剪断面质量板料厚度1.75,查【2】第44页表3-4,生产时毛刺允许高度为≤0.15,本产品在断面质量和毛刺高度上没有严格的要求,所以只要模具精度达到一定要求,冲裁件的断面质量可以保证。
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切边悬臂冲孔冲裁件精度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. 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。
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——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。
研究推广能提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种压新工艺,也是冲压技术的发展方向之一。
(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。
近年来,为了适应市场的激烈竞争,对产品质量的要求越来越高,且其更新换代的周期大为缩短。
冲压生产为适应这一新的要求,开发了多种适合不同批量生产的工艺、设备和模具。
其中,无需设计专用模具、性能先进的转塔数控多工位压力机、激光切割和成形机、CNC万能折弯机等新设备已投入使用。
特别是近几年来在国外已经发展起来、国内亦开始使用的冲压柔性制造单元(FMC)和冲压柔性制造系统(FMS)代表了冲压生产新的发展趋势。
FMS系统以数控冲压设备为主体,包括板料、模具、冲压件分类存放系统、自动上料与下料系统,生产过程完全由计算机控制,车间实现24小时无人控制生产。
同时,根据不同使用要求,可以完成各种冲压工序,甚至焊接、装配等工序,更换新产品方便迅速,冲压件精度也高。
设计要求:设计该零件的冲裁模冲压件3D图如下图所示:图1-1 工件图冲压件2D尺寸图如下图所示:图1-2 工件图冲压技术要求:零件名称:传动轴轴键套材料:不锈钢1Cr18Ni9材料厚度:2mm生产批量:大批量未注公差:按IT14级确定。
2 . 零件的工艺性分析.2.1零件的工艺性分析该零件材料为不锈钢Cr18Ni,圆筒外径φ45mm, 壁厚为2mm,壁上有12个位置均匀的键槽,底部为不规则型通孔,工件结构中等复杂,此工件满足冲裁的加工要求。
工件尺寸按照IT14级精度加工,尺寸精度低,普通冲裁完全满足要求。
冲裁件孔与孔之间或孔与边缘之间的距离受模具的强度和冲裁件质量的制约,其值不应过小,一般要求C≥(1~1.5)t,所以由图2-1可知C=(φ41-φ39)/2=1mm,图2-1 工件图由以上可知孔与边缘之间距离C满足冲孔工艺性要求。
2.2 冲裁件的精度与粗糙度冲裁件的基本公差等级不高于IT14级,一般落料公差等级最好低于IT10级,冲孔件公差等级最好低于IT9级,由表3-5可得落料公差,冲孔公差分别为0.40,0.08。
而冲件落料公差,最高精度冲孔公差分别为0.5、0.15,因此可用于一般精度的冲裁,普通冲裁可以达到要求。
2.3 冲裁件的材料不锈钢1Cr18Ni9,经热处理后的抗剪强度为460~520τ/MPa,抗拉强度为560~σ/MPa,断后伸长率40%,此材料具有良好的塑性级较高的弹性,冲裁性较好,可以640b冲裁加工。
2.4 确定工艺方案.该冲裁件包括落料、拉伸、切边、冲孔四个工序,对零件进行工艺分析后可得出结论:零件属于大批量生产,圆筒壁无不规则形状,壁厚为2mm,端面要求平整光滑,底部为简单型不规则通孔,且孔边距太小,为了防止工件变形,先采用落料、拉伸复合模完成圆筒外形;然后采用水平切边模对端面进行切边,接着用单工序冲孔模加工底孔;壁上的键槽需采用悬臂式冲孔模,单个零件需要三次冲孔才能加工完成12个键槽;整个零件需要四套模具进行加工:落料、拉伸模具水平切边模具冲孔模具悬臂式冲孔模具冲压模具总体结构设计3.1模具类型根据零件的冲裁工艺方案,采用落料、拉伸复合模,再采用切边和冲孔单工序模。
3.2 操作与定位方式零件大批量生产,安排生产时,尽量采用自动送料方式能够达到批量生产,且能降低模具成本。
零件尺寸较大,厚度较高,保证孔的精度及较好的定位,宜采用导料板导向,导正销导正。
3.3 卸料与出件方式考虑零件尺寸较大,厚度较高,采用固定卸料方式,为了便于操作,提高生产率,冲件和废料采用凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。