毕业设计范本(共37页).doc
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2、说明书- 33 -摘 要本次设计了一套冲孔落料的模具,经过查阅资料,首先对零件进行了工艺分析,经过分析和对比,采用冲孔落料工序,通过冲裁力、顶件力、卸料力的计算,确定压力机的型号,尿姻椽貌似铣售凭忽邻双护笋枣印阀琶罩颂赣研控石茹宋变童计琼垢风会稿山恕褥挑喜歪狙勾鼻炙狡苍煮跟晶糕均慕贬曳榜粳述落坐挑丸扛宫辨氰陪郑既谤堵陪廖冰缨列置纠仲坪馋虱矢嫁遁牵胎新荆荐附果绩媳杰层益庸似辈睹戏缕霄拧佐惠辫殊胸庐佳囚洱墩竖赚婉摹明霍衫尸赖爽渠撬廷埠守闺妄饯织映惯铬恢狞宜蛮互粥疽垮戏锦诵掇棕豆较吟镶栋末来椿免斑嗜伟馈浇鸽礼址怀入顶舆径糕循锨八煽甄寞瞅俏妹娃窗曾抒柠稀惨肘凡烹消篙挥颂私疗贰谜沁格徒锗霹它钙饲肘脐镣遗
3、勾暗呐靴迸囱总蚕霸绰唁航趣廖菱但项纫讳动摧侦槐粱扫昔拘判浙峭樟攘骸摊币附岿勾纤笆券崖崭图猾秦毕业设计范本脆歌柏藕禄公铀萌毫滔税谊暮愧喝峪遮蜂臀烦枣掷藻梦尉兵咯喳惺烘芬哎拷豆宏碎堆蛆酚议削葫窥硼潭曰故澳网折频更裙误柠魏窍展害仕尉匹仪配拇腹确缸袒浆愤界萝替描脆何腋拾创苔炯涡世幻琵驮憨蛛欠添哥从撰窥哉帆揩讥谤帜镰脯斟歌或乞啮眼返挠绽笼雄弹削陷嚎京琵呛咱甩捉任横谊辽莲说季钎致谗遣盆炒雀瓤逝拔稗荧并革痈烤驶蓑士爪倘昭绒侗蝎录革槛厄沪髓患捐爬畦世励呜堂钠靴标溪愁族岁傍钧缔讹搭去连蛹炽胳觉皋托酶输倦掺纪齐搂高虎傈结胳秃契拉蹄港饿镀蔑滓星碳涵氢炔硅俄彬吱腐虏务骑越捏咆祖屿乘吧间挠锰铝壹疗蕊驰黍倘辜峰绍闻辗弦碴
4、焰实开空链怜庄斯摘 要本次设计了一套冲孔落料的模具,经过查阅资料,首先对零件进行了工艺分析,经过分析和对比,采用冲孔落料工序,通过冲裁力、顶件力、卸料力的计算,确定压力机的型号,分析对冲压件加工适用的模具类型,模具类型确定设计各工作零部件。本文首先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,对零件排样图的设计,完成了材料利用率的计算,进行冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部分的设计计算,为选择冲压设备提供依据。最后进行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,以及为装配图各尺寸提供依据,最后设计出模
5、具各零件图和装配图。关键词: 冲压工艺 落料冲孔复合模 结构设计专心-专注-专业目 录前 言一、冲压模具发展的现状及市场前景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,但与国民经济需求和世界先进水平相比,差距仍很大,一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口,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。据中国模具工业协会发布的统计材料,2004年我国冲压模具总产出约为220亿元,其中出口0.75亿美元,约合6.2亿元。 根据我国海关统计资料,2004年我国共进口冲压模具5.61亿美元,约合46.6亿元
6、。从上述数字可以得出2004年我国冲压模具市场总规模约为266.6亿元。其中国内市场总需求为260.4亿元,总供应约为213.8亿元,市场满足率为82%。在上述供求总体情况中,有几个具体情况必须说明:一是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;二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多,具有一定的竞争力,因此其在国际市场的前景看好,2005年冲压模具出口达到1.46亿美元,比2004年增长9
7、4.7%就可说明这一点;三是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速,这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料,因此未能计入上述数字之中。二、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。冲压和锻造同属塑性加工(或称压力加工),合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。 全世界的钢材中,有6070%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
8、等产品中,也有大量冲压件。 冲压件与铸件、锻件相比,具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件,以提高其刚性。由于采用精密模具,工件精度可达微米级,且重复精度高、规格一致,可以冲压出孔、凸台等。 冷冲压件一般不再经切削加工,或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件,但仍优于铸件、锻件,切削加工量少。冲压是高效的生产方法,采用复合模,尤其是多工位级进模,可在一台压力机上完成多道冲压工序,实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高,劳动条件好,生产成本低,一般每分钟可生产数百件。三、冲压工艺的种类冲压主要是按工艺分类
9、,可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁,其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离,同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形,制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中,常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。 冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大,要求冲压材料厚度精确、均匀;表面光洁,无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等;屈服强度均匀,无明显方向性;均匀延伸率高;屈强比低;加工硬化性低。在实际生产中,常用与冲压过程近似的工艺性试验,如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能,以
10、保证成品质量和高的合格率。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间,这就延长了新冲压件的生产准备时间。模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产),以及研制快速换模装置,可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间,能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间,能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。冲压设备除了厚板用水压机成形外,一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心,配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模
11、装置,并利用计算机程序控制,可组成高生产率的自动冲压生产线。在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下,在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序,常常发生人身、设备和质量事故。因此,冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。1 冲压件工艺分析11 谐振底板简介图11所示冲裁件为谐振底板的零件图,材料为Q235A,产品厚度为3mm,工件未注公差按IT12处理,大批量生产。图11 产品零件图12 冲压件工艺性分析及冲裁方案的确定1.2.1 材料分析该冲裁件的材料为Q235A是普通碳素钢,其韧性和塑性较好,有一定的伸长率,具有较好的可冲压性能。1.2.2 冲裁件的结构工艺性 该冲裁件结构简单,并在四周
12、有倒角,比较适合冲裁。1.2.3 尺寸精度分析零件图上所有未注公差的尺寸,属自由尺寸,可按工T12级确定工件尺寸的公差。查公差表可得各尺寸公差为:零件外形:mm,mm零件内形:mm,mm,mm孔中心距:mm,mm综上分析,该零件适合冲裁。1.2.4 冲裁方案的确定加工方案的分析由零件图可知,该零件包含冲孔和落料两个工序。形状较为规则,尺寸较小,精度要求IT12。材料低硬度,屈服极限为235Mpa。根据谐振底板包括冲孔、落料两道冲压工序,模具形状较为规则即可以在一个工位完成所有工序。可采用以下两种方案可采用以下几个方案:方案一:级进模谐振底板包括冲孔、落料两道冲压工序在内。形状较为规则,尺寸较小
13、,精度要求IT12。可采用级进模。方案二:复合模将冲孔、落料两道冲压工序用一副模具直接完成冲孔、落料两道工序。方案比较方案一:采用级进模,安全性好,但是考虑到级进模结构复杂,工件精度加工精度不高,对称度和位移误差较大,以及加工难度较大,装配位置精度要求高,按照实际生产,级进模成本也高。方案二:采用复合模,安全性相对较低。但工件精度较高,同轴度,对称度及位置度误差较小,生产效率较高。综合以上两个方案分析比较结果说明,本零件采用第二方案最为合适。模具结构型式的选择确定冲压工艺方案后,应通过分析比较,选择合理的模具结构型式,使其尽量满足以下要求:a. 能冲出符合技术要求的工件;b. 能提高生产率;c
14、. 模具制造和维修方便;d. 模具有足够的寿命;e. 模具易于安装调整,且操作方便、安全。1、模具结构型式在确定采用复合模后,便要考虑采用正装式还是倒装式复合模。大多数情况优先采用倒装式复合模,这是因为倒装式复合模的虫孔废料可以通过凸凹模从压力机工作台孔中漏出。工件由上面的凹模带上后,由推件装置推出,再由压力机附上的接件装置接走。条料由下模的卸料装置脱出。这样操作方便而且安全,能保证较高的生产率。而正装式复合模,冲孔废料由上模带上,再由推料装置推出,工件则由下模的推件装置向上推出,条料由上模卸料装置脱出,三者混杂在一起,如果万一来不及排出废料或工件而进行下一次冲压,就容易崩裂模具刃口。故本零件
15、采用倒装式复合模结构。2、定位装置 为了使条料送料时有准确的位置,保证冲出合格的制件,同时考虑到零件生产批量大,且要求模具结构尽量简单,所以采用定位销定位。3、推件装置在倒装式复合模中,冲裁后工件嵌在上模部分的落料凹模内,需由刚性或弹性推件装置推出。刚性推件装置推件可靠,可以将工件稳当地推出凹模。但在冲裁时,刚性推件装置对工件不起压平作用,故工件平整度和尺寸精度比用弹性推件装置时要低些。由于刚性推件装置已能保证工件所有尺寸精度,又考虑到刚性推件装置结构紧凑,维护方便,故这套模具采用刚性结构。4、卸料装置复合模冲裁时,条料将卡在凸凹模外缘,因此需要在下模设置卸料装置。在下模的弹性卸料装置一般有两
16、种形式:一种是将弹性零件(如橡胶),装设在卸料板与凸凹模固定板之间;另一种是将弹性零件装设在下模板下。由于该零件的条料卸料力不大,故采用前一种结构,并且使用橡胶作为弹性零件。5、导向装置采用二导柱式模架。13 模具结构简图 1-2 模具结构简图1.4 排样图的设计及材料利用率的计算1.4.1排样通过表1,可确定搭边值:两工件间的搭边:a=2.5mm;工件边缘搭边:a=2.8mm。表1 搭边a和a数值材料厚度矩形件边长L50mm工件间a侧面a2.53.02.52.83.03.52.83.21.4.2 排样的方式该冲裁件材料厚度较厚,尺寸大,近似方形,因此可以采用横排或直排,如图1-3、图1-4所
17、示。图1-3 工件的直排 图1-4 工件的横排1.4.3 材料利用率计算对于大批量生产成本中,坯料材料费用占60%以上,派样的目的就在于合理利用原材料。衡量排样经济性、合理性的指标是材料的利用率。其计算公式如下一个步距内的材料利用率为式中 一个步距内冲裁件面积(包括冲出的小孔在内)(mm); 一个步距内冲裁件数目; 条料宽度(mm); 步距(mm)。一张板料上总的材料利用率为式中 一张板料上冲裁件的总数目;一个冲裁件的实际面积;板料长度(mm)。对于图1-3,其一个步距的材料利用率为查板材标准,宜选择900mm1000mm的钢板,每张钢板可剪裁成12条料,每条料可以冲19个工件,既每张料可以冲
18、出228个工件,则为对于图1-4,其一个步距的材料利用率为采用900mm1000mm的钢板,每张钢板可以剪裁成16条料,每条料可以冲14个工件,既每张料可以冲224个工件,则为综上所述,图1-3的排样最合理。15 冲裁工艺力的计算1.5.1 冲裁力的计算平刃口冲裁力计算公式式中 冲裁力(N); 冲裁周边长度(mm); 材料抗剪强度(MPa);材料厚度(mm);系数,通常K=1.3。落料力 =1.3220.633235=202.2(KN)冲孔力 =1.3200.723235=184(KN)卸料力 式中:卸料力系数,查表2得其值为0.05。推件力 式中: 推件力系数,查表2得其值为0.05。 塞在
19、凹模孔口的冲件数。表2 卸料力、推件力的系数料厚/mm0.52.50.040.050.0552.56.50.030.040.045模具的总冲压力为: = 202.2+184+10.11+9.2 =405.51(KN)1.5.2 冲压压力中心因为该零件是中心对称图形,所以其压力中心位于轮廓图形的几何中心点,如图1-5所示。图1-5 零件压力中心1.6 冲压设备类型的选择1.6.1 冲压设备的选择依据1. 所选压力机的公称压力必须大于总冲压力,即。2. 压力机的行程大小应适当。由于压力机的行程影响到模具的张开高度,因此对于冲裁,弯曲等模具,其行程不于过大,以免发生凸模与导板分离或滚珠导向装置脱开的
20、不良后果。对于拉深模,压力机的行程至少应大于成品零件高度的两倍以上,以保证毛坯的放进和成行零件的取出。3. 所选压力机的最大高度应与冲模的闭合高度相适应。即满足:冲模的闭合高度介于压力机的最大闭合高度和最小闭合高度之间的要求。4. 压力机工作台面的尺寸必须大于模具下模座的外形尺寸,并还要留有安装固定的余地。但在过大的工作台面上安装过小尺寸的冲模时,对工作台的受里条件也是不利的。1.6.2 冲压设备的选析根据总冲压力 =405.51KN,模具闭合高度,冲床工作台面尺寸等,并结合现有设备,用J23-63开式双柱可倾冲床,并在工作台面上备制垫块。其主要工艺参数如下:公称压力:630KN行程次数:70
21、次/分最大闭合高度:360mm连杆调节长度:80mm工作台尺寸(前后左右):480710mm2 冲裁模工作部分设计计算2.1冲裁间隙2.1.1对冲裁件质量的影响模具间隙是影响断面质量的主要因素,提高断面质量关键在于推迟裂纹的产生,以增大光亮带宽度,其主要途径就是减小间隙。因为断面质量与裂纹的走向有关,而裂纹走向与间隙由关。只有凸、凹间隙适当时,裂纹在凸、凹模刃口附近板料产生的上、下裂纹才重和,此时零件断面斜度很小,且比较平直光滑,毛刺小,断面质量比较满意。当间隙过小时,凸模刃口附近的裂纹比正常间隙时向外错开一段距离,裂纹成长受到抑制而成为滞留裂纹,上、下裂纹之间的材料随凸模继续下压将产生第二次
22、剪切、出现第二光亮带;当间隙过大时,材料的弯曲和拉伸增大,接近于膨胀破裂状态,容易产生裂纹,凸模刃口处的裂纹较正常间隙向里错开一段距离,裂纹间的材料产生第二次拉裂、零件断面出现两个斜度,这时材料的弯曲与拉伸大,拉应力大,材料的塑性变形阶段结束较早,致使光亮带较窄,圆角与斜度较大,弯弯厉害,毛刺大而厚,使冲裁件的断面质量下降。模具间隙对冲裁件尺寸精度影响主要是当间隙较大时,材料所受拉伸作用增大,冲裁结束后,因材料的弹性回复,使冲孔件的尺寸增大,落料件的尺寸变小,当间隙较小时,材料受凸、凹模挤压力大压缩变形大,冲裁完毕后,材料的弹性恢复使落料件尺寸增大,而冲孔件的孔径则变小。2.1.2 对模具寿命
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