落料拉深复合模毕业设计(共33页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上河南工业职业技术学院Henan Polytechnic Institute毕 业 论 文题 目 落料拉深复合模班 级 模具0904 专 业 模具设计与制造 学生姓名 指导老师 日 期 前言冲压技术广泛应用于航空、汽车、电机、家电、通信等行业的零部件的成形的加工。据国际生产技术协会预测,到本世纪中,机械零部件中60%的粗加工、80%的精加工要有模具来完成加工。因此,冲压技术对发展生产、增加效益、更新产品等方面具有重要作用。目前,我国冲压技术与先进工业发达国家相比还相当落后,主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达国
2、家尚有相当大的差距,导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。现在模具正朝着标准化及专业化方面发展,因为冲模属于单件小批量的生产,冲裁零件既具有一定的复杂性和精密性,又具有一定的结构典型性。因此只有实现了冲模的标准化,才能使冲模和冲模零件的生产实现专业化,商品化,从而降低模具成本,提高模具质量和缩短制造周期。我过的标准化与专业化生产近年来也有较大的发展,标准件品种也有较大扩展,精度亦有提高。我相信我国的模具设计和制造行业一定会赶在世界的前列。本次设计是参考了众多参考文献及专业资料的规范要求编写而成。本设计主要介绍插片落料复合模。本设计共分五大节,
3、主要包括材料工艺分析和成形性能、冲压工序特点和工艺计算、模具总体结构设计、模具主要零件结构设计及工艺性分析等。另外,还附有毕业设计任务书、论文评阅表、答辩小组成员表、部分模具零件冲压工艺过程卡、装配图、零件图。导师杨雪玲曾在编写及内容安排提出不少有益的意见。在此,谨向尊敬的导师表示真诚的感谢和崇高的敬意!由于本人知识水平和能力的有限,在设计的过程中难免存在很多的纰漏和不足之处,恳请个各位老师的批评与指正。本毕业设计设计本人辛苦,希望大家多多体谅。另外图纸以及工序可联系本人绪论模具工业作为一种新兴工业,它有节约原材料、节约能源、较高的生产效率,以及保证较高的加工精度等特点,在国民经济中越来越重要
4、。模具技术成为衡量一个国家制造水平的重要依据之一,其中冲载模具在模具工业中举足轻重的地位。冲压技术广泛应用于航空、汽车、电机、家电、通信等行业的零部件的成形的加工。据国际生产技术协会预测,到本世纪中,机械零部件中60%的粗加工、80%的精加工要有模具来完成加工。因此,冲压技术对发展生产、增加效益、更新产品等方面具有重要作用。目前,我国冲压技术与先进工业发达国家相比还相当落后,主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家尚有相当大的差距,导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。随着工业产品质
5、量的不断提高,冲压产品生产正呈现多品种、少批量,复杂、大型、精密,更新换代速度快的变化特点,冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化,随着计算机技术和制造技术的迅速发展,冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计(CAD)、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术转变。本次毕业设计的目的是对所学知识的全面总结和运用,巩固和加深各种理论知识灵活运用。目标是通过这次毕业设计,可以很好的培养独立思考,独立工作的能力,为走上工作岗位从事技术工作打下良好的基础。现在模具正朝着标准化及专业化方面发展,因为冲模
6、属于单件小批量的生产,冲裁零件既具有一定的复杂性和精密性,又具有一定的结构典型性。因此只有实现了冲模的标准化,才能使冲模和冲模零件的生产实现专业化,商品化,从而降低模具成本,提高模具质量和缩短制造周期。我过的标准化与专业化生产近年来也有较大的发展,标准件品种也有较大扩展,精度亦有提高。此次毕业设计课题为片装弹簧冲压级进模。首先对垫板的冲压工艺进行了分析,介绍了落料冲孔模结构设计的要点,同时编制了落料冲孔复合模的制造工艺和装配工艺。目录 本毕业设计设计本人辛苦,希望大家多多体谅。另外图纸以及工序可联系本人摘要本设计主要是盖零件落料拉深模具的设计。通过对工件进行工艺的分析及其结构分析,从产品结构工
7、艺性,具体模具结构出发,对模具成型部分的结构、顶出系统、压力机的选择及有关参数的校核都有详细的设计。介绍了落料拉深模具的结构组成及工作原理。该模具结构简单,采用整体式凸凹模,成本低廉,运行可靠。通过模具设计表明该模具能达到盖零件质量和加工工艺要求。关键词:盖;落料拉深模具;压力机;整体式; 零件:盖 材料:20 零件厚度:1mm 生产批量:大批量生产 模具加工方法:落料凸凹模采用配做法,同时落料凸模做拉深凹模1 冲裁工艺设计1.1 冲压工艺分析在编制冲压工艺规程和设计模具之前,应对冲裁件的形状、尺寸和精度方面进行分析。主要是冲裁件的形状要求简单对称,有利于材料的合理利用,有合理的孔间距和孔边距
8、,有好的圆角过度,以便于模具的加工。该零件材料厚度为t=1mm的20钢,具有良好的冲压性能,冲压后零间的强度和刚度增加,有助于使产品保证足够的强度和刚度。此产品只有落料和拉深两道工序,形状简单对称材料利用率较高。工件尺寸全部为自由公差,可看作IT14级,尺寸精度要求低,为了满足高的材料利用率和当地的生产成本,此冲裁满足要求。1.2 冲压工艺方案的确定在冲压过程中在冲裁工艺分析的基础上,根据冲裁件的特点确定冲压工艺方案,该工件包括落料拉深两道工序,再者就是根据冲裁工序组合的确定,包括单工序冲裁,复合冲裁,级进冲裁,工序组合的确定首先根据零件的生产批量,工件的尺寸公差等级,工件尺寸形状的适应性模具
9、制造安装调试的成本。由于此产品结构简单对称,工序较少,综合各方面考虑,确定冲裁方案为:方案一:先落料后拉深,采用单工序生产。方案二:落料拉深复合冲裁,采用复合模生产。综合对以上个方案的分析,本着生产条件,生产批量和降低生产成本和劳动强度等各方面的因素,该冲裁件的冲压方案选用第二个较好。2 主要的设计计算2.1排样方式的确定及其计算方法在设计落料冲孔复合模首先应考虑零件的排样方式,尽量采用少废料或无废料的排样方法,可以简化冲裁模的结构减小冲裁力,提高材料的利用率,但是在材料的实际冲压生产中由于零件的形状尺寸仅精度的要求,批量大小和原材料的供应等方面的不同,不只能有一种固定的排样方案。但是应尽量保
10、证最高的材料利用率、最高的劳动生产率、生产操作方便、模具的结构简单和寿命长等反面的特点,采用如下图的排样方法搭边值的选用根据表1.1选取,侧搭边值a=1.0mm,工件间搭边值a1=0.8mm排样图2.2 材料利用率的计算方法材料利用率的计算方法材料的经济利用,直接决定于冲压件的冲压方法,和排样方法。在冲压工艺设计中,评价材料经济利用程度的指标时材料利用率。材料利用率表示冲压件在坯料上排样的合理程度,也就是材料利用的经济程度。=实用材料面积即冲压件的有效面积,它与消耗材料面积之差为废料。废料分为设计废料和工艺废料两部分。设计废料是由于零件的结构形状的特点所形成的废料,如零件上的孔、槽以及外缘部分
11、的凹槽、缺口等,一般情况下设计废料是难以避免的。工艺废料是指工件之间和工件与板料侧边之间的搭边,以及冲裁过程中出现的料头和料尾。合理的排样方法可以降低工艺废料的比例。查询国家板料标准选择LB=2100mm750mm,经计算可冲得零件数140个,冲裁件的面积是785,一张板料上总的利用率=69.8%式中 A-冲裁件的面积(); -一张板料上所冲工件数目; LB-板料长宽()。材料利用率1。2.3 条料宽度,送进步距,导料板间距的计算应为此冲裁件的冲裁为无侧压装置,应考虑条料的送进过程中由于条料的摆动而使侧搭边的减少,为了补偿条料侧搭边值的减小,条料宽度应增加一个条料的可能摆动量,故应按下式计算条
12、料宽度= = =导料板的间距A=B+C =102.5+0.5 =102Dmax-条料宽度方向冲裁件的最大尺寸a-侧搭边值,查表1.1-条料宽度的单位(负)偏差,查表1.2、1.3C-导料板于最宽条料之间的间隙。其最小值查表1.4本毕业设计设计本人辛苦,希望大家多多体谅。另外图纸以及工序可联系本人2.4 冲压力的计算冲裁力的相关计算如下:冲裁力F=tL =1*3.14*400=125.6KN卸料力Fx=KxF=1256*0.05=6.28KN总压力F总 =F+Fx=131.88KN2.5 压力中心的计算由于零件的形状是中心对称形状,压力中心在零件的几何中心上。2.6拉深力的计算查表6-11取K=
13、1,查表1-2,取=400得=tK=62.8KN查表6-15,取P=2,所以压边力=/4-(+2P=10.5KN3 凸、凹模人口尺寸的计算3.1 工作零件刃口尺寸的计算凸模和凹模的人口尺寸公差,直接影响冲裁件的尺寸精度。模具的合理间隙值也要靠凸凹模人口尺寸及公差来保证。因此正确确定凸凹模刃口尺寸和公差,是冲裁模设计的一项重要工作。3.2 冲裁间隙3.2.1 影响冲裁间隙大小的因素1)冲裁件断面的质量要求 冲裁件断面上各区域分别为:圆角带、光亮带、断裂带、毛刺。圆角带 由冲裁开始时材料的塑性变形形成。间隙愈大,则塌角愈大。光亮带 在材料被挤入凹模(或凸模挤入材料)时所形成。间隙适中时可获得较大的
14、光亮带。间隙愈大,光亮带愈小,但间隙过小,则会造成两次断裂,形成两个光亮带。断裂带 材料发生断裂所形成。断裂带在冲裁断面上形成粗糙的斜面。间隙愈大,断裂带愈大,但间隙过小,则会造成两次断裂,形成两个断裂带。毛刺 由断裂时材料纤维的牵扯所形成。间隙愈大,毛刺愈长,材料塑性愈好,毛刺愈长。案例分析2)冲裁件尺寸精度的要求间隙过大 材料产生拉伸弹性变形,使制件的外形尺寸小于凹模尺寸,内形尺寸大于凸模尺寸;间隙过小 材料产生过大的压缩弹性变形,使制件的外形尺寸远大于凹模尺寸,内形尺寸远小于凸模尺寸;3)冲压力要求 间隙的增大,将使冲压力有所减小。4)模具寿命的要求 过小的间隙对模具寿命极为不利。较大的
15、间隙有利于减少材料对凸、凹模的磨损,则有助于提高模具寿命。3.2.2 合理间隙值确定的原则1)当冲裁件尺寸精度要求不高,或对断面质量无特殊要求时,从提高模具寿命、降低冲压力角度出发,一般采用较大间隙。 2)当冲裁件尺寸精度要求不高,或对断面质量无特殊要求时应选择较小的间隙。3)冲裁过程中凸、凹模的磨损将使间隙增大,因此,设计时应按所选间隙类别中的最小间隙值来计算刃口尺寸。3.2.3 间隙值确定方法1)经验法2)查表法3.3 拉深间隙3.3.1 间隙对拉深过程的影响 拉深间隙2Z是指凹模与凸模之间横向尺寸差值,间隙的大小对拉深力与拉深件的质量有一定影响。拉深模的凸模、凹模之间的单面间隙Z大,则摩
16、擦力小能减小拉深力,但间隙大精度不易控制。间隙过大时拉深后冲件的高度小于要求得到的高度,冲件则成侧凹状。拉深模的凸模、凹模之间的单面间隙Z小,则摩擦力大增加拉深力,因此需用拉深系数m数值较大。凹模与凸模的单面间隙小于材料厚度时,带有变薄拉深的影响,拉深件的精度及表面质量较高。3.3.2 拉深模的间隙的确定 拉深时,凹模与凸模的单面间隙一般都大于材料厚度,以减小摩擦力。单面间隙Z可按下式计算: Z=+Kt式中 材料的最大厚度; t材料的公称厚度; K系数,见下表;间隙系数K:3.3.3 拉深模间隙取向的规则对于最后一次拉深工序规定如下:(1)当工件外形尺寸要求一定时,以凹模为准,凸模尺寸按凹模减
17、小以取得间隙;(2) 当工件内形尺寸要求一定时,以凸模为准,凹模尺寸按凸模增大以取得间隙。3.4 尺寸计算原则在冲裁件尺寸的测量和使用中,都是以光面尺寸为基准。落料件的光面是凸模刃口挤切材料产生的。故计算刃口尺寸时应按落料和冲孔两种情况分别进行,其原则如下:(1)落料时 因落料件的光面尺寸与凹模的尺寸相等,应先决定凹模尺寸即以凹模尺寸为基准。又因落料件的尺寸会随着凹模刃口尺寸的磨损而增大。为使凹模尺寸磨损到一定程度仍能冲出合格零件,故落料模的基本尺寸应取工件尺寸公差范围之内的较小尺寸。而落料凸模基本尺寸则按凹模基本尺寸减小初始间隙。(2)确定冲模刃口尺寸公差时 应根据冲裁件的公差要求。如果冲模
18、制造公差过小,会使模具制造困难,增加成本,延长生产周期;若冲模制造公差过大,则工件可能不合格,冲模寿命降低。3.5模具刃口尺寸的计算3.5.1 落料模具刃口尺寸模具的制造常用以下两种方法来保证合理间隙:一、配作法加工,二、分别加工法、根据零件的加工方法及模具的装配方法,结合模具的结构及生产批量,配做法加工比较适宜,可以降低模具个零件的制造成本,制造成本低、装配工作简单,因此工作零件刃口尺寸的计算就按配作法计算,零件未注明公差,可按IT14级查公差表的工件的尺寸及公差,零件的个尺寸:查教材表3-2得:Zmin=0.10、Zmax=0.14、由公差表查的工件个尺寸的公差等级然后确定x,所有尺寸的磨
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