tw机械毕业设计(论文)-帽罩形弯曲件落料冲孔复合模设计【全套图纸】.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流tw机械毕业设计(论文)-帽罩形弯曲件落料冲孔复合模设计【全套图纸】.精品文档.摘 要本设计书简单的介绍了复合模中的设计要求以及设计方案的选择和模具的概念以及国内模具的发展趋势及现状。特别是复合模制造过程中有别于级进模,单工序模模具结构,在制造过程中的一些由于复合模的结构原因,所要采用的冲压机,送料方式以及毛胚的材料都要根据复合模的结构来进行选择和比较。还有各个零件的装配关系,复合模对于工件的定位方式,以及在冲压的过程中既要考虑到能否冲出合格的制件,又能同时使制造复合模的成本降低到最小值,这些在复合模的制造过程中都要对其一一的进行考虑和计算。
2、关键词: 复合模 冲孔 落料全套图纸,加153893706目 录第一章 绪 论11.2冲压模具行业发展现状1第二章 任务分析22.1 任务分析书2第三章 冲压工艺性分析件及工艺方案确定53.1冲裁方案的制定53.2冲裁工艺方案分析6第四章 复合模冲压工艺计算及设备选择84.1排样的设计84.2计算冲裁力及压力中心104.3冲压设备的选取124.4橡胶的设计124.5凸、凹模刃口尺寸计算13第五章 复合模主要零件的设计计算175.1 凸、凹模结构设计175.2凸凹模固定板205.2 弹性卸料板205.3垫板215.4推件块21第六章 复合模具装配236.1 复检模具零件236.2 下模座的补充加
3、工236.3 下模部分的组装236.4 组装凸模组件236.5 凸模固定板的补充加工246.6弹压卸料板的补充加工246.7 上模座的补充的加工246.8组装模柄组件246.9 上模部分的组装25第七章复合模具总装图及零件明细2671 模具总装图2672 模具材料选择27第八章弯曲模的设计298.1 冲压力的计算和压力机的选择298.2 刃口计算308.3模具类型和结构形式的确定318.3.1 模具结构类型的确定318.3.2 工件的定位方式的确定318.3.3 卸料与出件方式的确定318.3.4 模架类型及模具组合形式的确定318.4 模具零件的设计与选用328.5 模具图样的绘制及压力机校
4、核348.5.1 模具装配图的绘制348.5.2 模具零件图的绘制348.5.3 压力机技术参数的校核34设计总结36参考文献1帽罩型弯曲件冲孔落料复合模设计(扬州市职业大学电气与汽车学院 2011级模具设计与制造 陈雷)指导老师:肖淑梅第一章 绪 论1.1冲压模具的优点应用于模具行业冷冲压模具及其配件所需高性能结构陶瓷材料的制备方法,高性能陶瓷及其配件材料由氧化锆中加入铝等元素构成,制备工艺是将氧化锆,氧化铝等溶液按一定比例混合配成母液,滴入碳酸氢铵,采用共沉淀方法合成模具及其配件陶瓷材料所需的原材料,反应生成的沉淀经滤水、烧结、干燥,煅烧得到高性能陶瓷模具及其配件材料超微粉,再经过成型、烧
5、结、精加工,便得到高性能陶瓷模具及其配件材料。本发明的优点是本发明制成的冷冲压模具及其配件使用寿命长,在冲压过程中未出现模具及其配件与冲压件产生粘结的现象,冲压件表面光滑、无毛刺,完全可以代替传统高速钢、钨钢材料。1.2冲压模具行业发展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。近年来,模具及工业一直以15%左右的增长速度快速发展,模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化,除了国有专业模具厂外,集体、合资、独资和私营也得到道了快速发展。随着与国际接轨的脚步不断加快,市场竞争的日益加剧,人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品德开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最
6、基础的要素之一。 许多研究和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步;在提高模具模具质量和缩短模具色剂制造周期等方面做出了贡献。第二章 任务分析2.1 任务分析书 本设计任务如下: 生产批量:2万件/年 材 料:Q235 根据指定的产品图编制冲压工艺方案,设计模具结构。图2.1 托架零件示意图图2.1所示为托架零件示意图,厚度2.0,批量生产,要求编制该冲压工艺方案并进行模具设计。因为设计的模具是冲孔落料复合模具,需要计算其展开长度。毛坯展开尺寸(查表)按零件分段计算,毛坯展开长度K查冲压工艺与模具设计得K=0.44 由公式得 (2-
7、1) 式中 P弯曲中性层得曲率半径 r弯曲件的弯曲半径 t材料厚度 k中性层位移系数=4+0.44 =4.88m 由公式得 S= (2-2) =7.6616mm 式中 :S圆弧部分弧长 圆弧对应的中心角,以弧度表示 P弯曲中性层得曲率半径S=7.661毛坯展开长度 L=2(L1+L2+L3+L4)+L5 (2-3)式中:L毛坯展开长度;L1=23mm L2=7.6616mm L3=7mm L4=L2 L5=22mm 如图所示:图2.2弯曲件各部分示意图其中圆角半径r分别为4mm和3mm,材料厚度为2mm,将以上数值代入式得 L=2(L1+L2+L3+L4)+L5 =2(23+7.6616+7+
8、22) =112.6464mm对于精度要求高的弯曲件,还需要通过试弯后进行修正,以获得准确的展开尺寸。图为毛坯件展开尺寸图2.3毛坯件展开长度示意图第三章 冲压工艺性分析件及工艺方案确定 图帽罩型弯曲件形件零件端部四角为R3圆角,中间有两个6的圆孔,两边各有一个8的圆孔,板料厚度偶为2mm。若能用复合模来实现送料,应用导料销来控制板料的固定。改复合模前后送料,用挡料销来确定送料步距,不至于使材料偏移。 首先根据零件形状确定冲压工序类型和选择顺序。冲压该零需要的基本工序有冲4孔,并且外形尺寸较大。其中空的数量较多,并且孔决定了零件的总体形状和尺寸,因此选择合适的冲孔方法、定位方法就十分重要。3.
9、1冲裁方案的制定冲裁工艺方案的确定1)采用单一工序的冲压方法:即落带圆角的长方形,再冲制68的圆孔,如图3.1所示。 a)落料 b)冲孔图3.1采用单工序方案2)采用复合工序的冲压方法:即冲86的圆孔和落料圆角长方形在同一副模具同一工位的一次冲压行程中完成,如图3.2所示。图3.2采用复合模方案3)采用级进工序的冲压方法,即在同一副模具的不同工位上先后连续完成68的圆孔,再落带圆角长方形,如图3.3所示。图3.3采用级进模方案3.2冲裁工艺方案分析1)第一种方案的优点是模具设计,制造简单,周期短,模具结构简单,实现自动化较容易,甚至可以采用标准化的模具成型零件。因此,模具的制造成本低。但因采用
10、两副模具分别进行落料和冲孔,其生产效率低,冲压精度低。不能满足零件的精度要求和大批量生产要求。2)第二种方案的优点是生产效率高,制件的平整度,尺寸精度高,但模具结构相对复杂,制造难度较单工序模高,但尺寸精度好。因此设计制造周期长,模具成本高。3)第三种方案的优点是冲压和生产过程易于实现机械化和自动化,生产效率高,安全性较好。但模具结构复杂,调整维修麻烦,由于工件尺寸大,定位不方便,制造难度较单工序模、复合模高。因此设计制造周期较长,模具成本高。综合以上分析,以满足制件质量和生产纲领为主要因素,第一种因采用两副单工序模,不能满足生产需求和制件精度,故不采用第一种方案。第二种方案和第三种方案均能满
11、足生产需求,但由于工件尺寸较大,若采用第三种方案则定位不方便,模具过大,且模具结构复杂,制造难度大,价格高,所以采用第二种方案,选用复合模。优缺点如表3-1表3-1 不同类型模具的比较模具种类比较项目单工序模(无导向)(有导向)级进模复合模零件公差等级低一般可达IT13IT10级可达IT10IT8级零件特点尺寸不受限制厚度不受限制中小型尺寸厚度较厚小零件厚度0.26mm可加工复杂零件,如宽度极小的异形件形状与尺寸受模具结构与强度限制,尺寸可以较大,厚度可达3mm零件平面度低一般中小型件不平直,高质量制件需较平由于压料冲件的同时得到了较平,制件平直度好且具有良好的剪切断面生产效率低较低工序间自动
12、送料,可以自动排除制件,生产效率高冲件被顶到模具工作表面上,必须手动或机械排除,生产效率较低安全性不安全,需采取安全措施比较安全不安全,需采取安全措施模具制造工作量和成本低比无导向的稍高冲裁简单的零件时,比复合模低冲裁较复杂零件时,比级进模低适用场合料厚精度要求低的小批量冲件的生产大批量小型冲压件的生产形状复杂,精度要求较高,平直度要求高的中小型制件的大批量生产第四章 复合模冲压工艺计算及设备选择4.1排样的设计确定排样方案,根据零件形状选用合理的排样方案,以提高排样利用率。该零件采用落料遇冲孔连续冲压,毛坯形状为矩形,长度方向尺寸较大有以下排样方案;图4.1展开图图4.2排样图(一)(1)
13、排样一 按排样图计算条料的材料利用率: (4-1)式中: S制件制件的面积; S步距一个步距的面积; S制件=4032 mm2 S步距=4450.6mm2 材料利用率: S条料=mm2 条料利用率:图4.3 排样图(二)(2)排样二按排样图计算条料的材料利用率:材料利用率:S条料=mm2条料利用率:据以上分析得排样1的材料利用率大于排样2的材料利用率,为了节省材料所以选择排样1较为合理。确定板料规格和裁料方式根据条料的宽度尺寸,选择合适的板料规格,使剩余的边料越小越好。该零件宽度尺寸为115.6mm,长度为2000mm。所以选择2mm 115.6mm 2000mm的板料为宜。4.2计算冲裁力及
14、压力中心采用弹性卸料:F=KLt (4-2)式中:K安全系数,一般取K=1.3L冲裁件周边长度 t材料厚度 材料抗剪强度,系数是考虑到实际生产中,模具间隙值的波动和不均匀,刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数,一般取=1.3。b的值查表为216304pa,取b=300Mpak=1.3 t=1.5 L=327.92F冲= KLT=1.32 300 327.92=341KNF卸=k卸F冲 (4-3)式中:F冲冲压力F卸卸料力k卸卸料力系数 查表:K卸=0.04F卸=k卸F冲=0.04 341=13.64KNF顶=K顶F冲 (4-4)式中:F冲冲压力F顶顶件力k卸顶件力系数 查
15、表:K顶=0.06F顶=K顶F冲=0.06 341=20.46KN弹性卸料总冲压力:F总=F冲+F卸+F顶 (4-5) F总=F冲+F卸+F顶=375.1KN冲裁力的压力中心是指冲压合力的作用点。在设计冲裁模时,其压力中心要与压力机滑块中心相重合,否则冲压在工作中就会产生偏弯,变形。从而会加速冲模导向机构的不均匀磨损,冲裁间隙的不到保证,刃口迅速变钝,直接影响冲裁件的质量和模具的寿命,同时压力机导轨与滑块之间也会发生异常磨损。但是由于制件的形状对称,压力中心与对称中心重合,所以不需要进行计算。只需找出压力中心即可。4.3冲压设备的选取选择冲压设备时着重考虑的主要参数是公称压力、装模高度、滑块行
16、程、台面尺寸等冲压设备选取如下:根据上述所需的冲压力选用公称压力为400KN,则选取40吨的压力机4.4橡胶的设计为了保证橡胶的正常使用,不至于过早的损坏,应控制其允许的最大压缩量 S总=S总-S预=(0.250.3)H自由 (4-6) 所以橡胶的自由高度为: H自由=S工作+(0.250.3)=(3.54.0)S工作 (4-7) =(3.54.0)(5+2+1) =32mm式中: S工作卸料板,推件板或压边圈等的工作行程与模具的修模量或调整量之和再加一个料厚。H自由橡胶的自由高度。 橡胶板的预压高度H预: H预=H自由-H自由(10%15%) (4-8) =32-3515% =27.2mm橡
17、胶高度H与直径D之比在下式范围内。如果H/D超过1.5,应将橡胶分成若干段,在其中垫钢圈,并使用每段橡胶的H/D仍然在上述范围内。 橡胶断面面积的确定,一般是凭经验估计,并根据模具空间大小进行合理布局。同时,在橡胶装上模具后要留有足够的空隙位置,以允许橡胶压缩时断面尺寸的增大。 橡胶的装配高度: H装配=(0.850.9)H自由 =0.8532 =27.2mm压力F=AP (4-9) 面积a (4-10) 式中: F橡胶产生的压力;A 橡胶的横截面积;P与橡胶压缩量有关的单位压力;a F=AP =1.3MPa =2.8MPa 橡胶块的总压力F可根据需要橡胶块完成的工作来确定,例如,卸料橡胶块的
18、F应不小于卸料力。如果为了获得更平整的工件而要求叫的的压料力时,F值可取得更大些。4.5凸、凹模刃口尺寸计算1、凸、凹模的加工方法 凸、凹模的加工方法一般有两种,一种是凸、凹模分开加工,另一种是凸、凹模配合加工。凸、凹模分开加工时,是指凸模与凹模分别按图加工尺寸要求加工。凸、凹模具有互换性,当制件形状复杂或凸、凹模,配合间隙较小时,采用分开加工法比较困难。此时,可采用配合加工法,即无加工凸模(或凹模),这种加工法容易保证凸凹模间的间隙。 本文所定的工件形状较为复杂。凸、凹模采用配合加工法较为适宜。但对于工件上一些通孔及形状规则的孔采用分开加工法比较适宜。2、凸、凹模间隙根据JB/Z27186规
19、定,冲裁间隙是指凸,凹模刃口间隙的距离,用符号C表示,其值可为正也可为负,在普通冲裁模中均为正值。它对冲裁件的断面质量有极其重要的影响,此外,冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。因此,冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一个非常重要的工艺参数。1)、间隙对冲裁件尺寸精度的影响冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值,差值越小,则精度越高,这个差值包括两方面的偏差,一是冲裁件相对于凸模或凹模的偏差,二是模具本身的制造偏差。2)、间隙对模具寿命的影响模具寿命受各种因素的综合影响,间隙是也许模具寿命诸因数中最主要的因数之一,冲裁过程中,凸模与被冲的孔之间,凹模与
20、落料件之间均有摩擦,而且间隙越小,模具作用的压应力越大,摩擦也越严重,所以过小的间隙对模具寿命极为不利。而较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小,并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制,出现间隙不均匀的不利影响,从而提高模具寿命。3)、间隙对冲裁工艺力的影响随着间隙的增大,材料所受的拉应力增大,材料容易断裂分离,因此冲裁力减小。通常冲裁力的降低并不显著,当单边间隙在材料厚度的520%左右时,冲裁力的降低不超过510%。间隙对卸料力推料力的影响比较显著。间隙增大后,从凸模里卸料和从凹模里推料都省力当当单边间隙达到材料厚度的1525%左右时的卸料力几乎为零。但间隙继续增大,因为毛刺增大,又将引起
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