压圈开口环冲压模具设计(含全套CAD图纸).doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流压圈开口环冲压模具设计(含全套CAD图纸).精品文档.摘 要本文介绍的模具实例结构简单实用,使用方便可靠。本套冲压模具的设计不是以复杂模具的设计为主,而主要是对模具设计知识的系统学习和设计的练习,以达到掌握冲压模具设计的基本技能的目的。首先,对零件做整体的分析。包括:材料的使用、精度的要求、工序的要求以及成本的要求等。为了降低成本,对排样方式进行了合理的设计;其次,对零件整体进行工艺设计。通过工艺目的的设计、工序的顺序设计、压力机的选择等来实现所要达到的要求;再次,想要保证制件精度的要求,就要考虑模具刃口尺寸的计算。因为刃口是冲制工件的主要工
2、作部分,刃口处的精度就决定了制件的精度,就必须根据公差来进行精确计算。最后,根据计算出的模具刃口尺寸设计出相应的凸凹模,并且查找资料选择冷冲压模的标准零件,符合标准后,就把凸凹模与其它各零部件进行总体装配。在确定了模具体闭合高度后,选出合适的压力机在调试校验后并进行试冲加工,以达到符合的标准,最终完成加工。关键词:冲压模具,冲压工艺,模具设计AbstractThe topic is the chain plate punching blanking compound mold design and the mold of article described an instance is sim
3、ple and practical, easy to use and is reliable. This mold is not primarily designed to complex design, but mainly on a systematic study of mold design knowledge and practice, in order to achieve the purpose of master the basic skills of stamping mold design.First of all, do a thorough analysis for t
4、he parts, which include the using of the material, the requirement of accuracy and the requirement of working procedure and costs and so on. For declining low cost, proceeded the reasonable design to the row kind method. Secondly, do processing design for the whole parts and the purpose by craft des
5、igning and order of the working procedure and by the choice of punching machine. Thirdly, consider the calculation of size of the mould cutting edge in order to meet the need of accuracy. Because the cutting edge is the main working part of the punching processing, the accurate cutting edge guarante
6、es the accurate parts. So you needed to tolerance do accurate calculation.Finally, according to the calculated the size of mold cutting edge design the corresponding punch and mold, and find information on selection criteria for cold stamping parts, meet the standards, put the punch and mold with th
7、e other components to the overall assembly. In determining the specific mold closed height, select the appropriate press in the debug and test validation washed after processing, to meet compliance standards, the final completion of the processing chain plate.Keywords:composite modulus, stamping pro
8、cess, mold design , punching blanking目 录摘要1Abstract2目录3第1章 绪论51.1 我国模具技术的现状及发展趋势51.2 冲压模的现状与发展趋势61.3 外国模具工业的发展状况71.4 课题研究的内容8第2章 工艺性分析92.1 零件的分析92.1.1 冲压件的尺寸精度92.1.2 生产批量92.2 工艺方案分析102.3 模具间隙的确定112.4 设备的选择12第3章 排样设计153.1 搭边173.2 送料进距173.3 条料宽度173.4 本章小结18第4章 模具总体设计194.1 模具类型的选择194.2 定位方式的选择194.3 卸料出
9、件方式的选择20第5章 模具的装配和冲裁模具的试冲215.1 模具的装配215.2 冲裁模具的试冲225.3 装配图25结论与展望26致谢27参考文献28全套图纸加 36296518第1章 绪论1.1 我国模具技术的现状及发展趋势我国模具工业近年来发展很快。近年来,模具行业结构调整和体制改革步伐加快,主要表现为:大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品;塑料模和压铸模比例增大;专业模具厂数量及其产能增加较快;“三资”及私营企业发展迅速;股份制改造步伐加快等。从地区分布来说,以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区,南方的发展快于北方。目前发展
10、最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江,这两个省的模具产值已占全国总产值的6成以上。我国模具总产值虽然已位居世界第三,但设计制造水平在总体上要比德国、美国、日本、法国、意大利等发达国家落后许多,也要比英国、加拿大、西班牙、韩国、新加坡等落后。落后和差距主要表现在下列5方面:1.供不应求,国内自配率只有70%左右。其中中低档模具供过于求,中高档模具自配率只有50%左右。2.组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不合理。我国模具生产厂点中多数是自产自配的工模具车间(分厂),自产自配比例高达60%左右,国外70%以上是商品模具;国内模具总产值中,大型、精密、复杂、长寿命模具所占比例不足30%,
11、国外在50%以上。3.产品水平和国际水平相比还有很大差距,模具生产周期比国际水平长许多。产品水平低主要表现在精度、型腔表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度等方面。4.能力较差,经济效益欠佳。我国模具企业技术人员比例低,水平也较低,不重视产品开发,在市场经济中常处于被动地位。随之而来的是我国模具企业经济效益差,大都微利,不少企业亏损,缺乏后劲。5.技术水平相比,模具企业的管理落后更甚于技术落后。国内大多数模具企业还沿用过去作坊式管理模式,真正实现现代化企业管理的还不多。根据模具行业实际情况,今后发展进步的重点应放在如下方面:1.制订法律法规,出台相应政策,引导投资方向。建议借鉴日本在20世纪六七十年
12、代的几个振兴法(振兴措施)及其实践经验,针对我国模具工业振兴的具体对象,制订我们的法律法规。2.加快体制改革,努力调整产业结构。目前模具行业产业结构不合理。主要表现在企业组织结构、产品结构、技术结构及进出口结构等方面。“十一五”期间应在有关政策的引导下,采取积极措施进行调整,使之逐步合理化。3.坚持扩大开放,加强国内外企业之间的交流与合作,进一步加强吸收外资工作的力度,积极引进技术和装备。4.在国家有关部门大力支持下,加强产学研合作,推进模具行业科技开发和技术攻关工作,组织行业内产学研重点单位,分工合作,联合作战,争取早出成果,多出成果,共同享受成果,并加速成果产业化,以迅速提高行业的技术水平
13、。5.用电子信息工程等高新技术和先进适用技术改造企业传统的生产模式,将先进技术转化为生产力。6.制订和完善模具标准,组织模具标准件大批量规模化生产,搞好模具标准件的产需衔接,促进模具行业发展。7.加强人才培训,提高人才素质。8.努力发展优质模具钢和各种先进适用的模具加工和测试设备,以及刀具、夹具,努力改善模具行业和有关的周边配套条件。1.2 冲压模的现状与发展趋势近年来,我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到12m,寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra300mm)精冲模及
14、中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。在国家产业政策的正确引导下,经过几十年努力,现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平,包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。未来冲压模具制造技术发展趋势:1.全面推广CAD/CAE/CAM技术2.高速铣削加工 发展的高速铣削加工,大幅度提高了加工效率,并可获得极高的表面光洁度。高速铣削加工技术的发展,对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。3.模具扫描及数字化系统模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能,大大缩短了模具的在研制制造周期。4.电火花铣削加工削加工技术是一种替代传统的用成
15、型电极加工型腔的新技术,它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样),因此不再需要制造复杂的成型电极,这显然是电火花成形加工领域的重大发展。5.提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高,目前我国模具标准件使用率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。6.优质材料及先进表面处理技术优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理技术是能否充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。7.模具研磨抛光将自动化、智能化 模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响,研究自动化、智能化
16、的研磨与抛光方法替代现有手工操作,以提高模具表面质量是重要的发展趋势。8.模具自动加工系统的发展 1.3 外国模具工业的发展状况国外发达国家的模具厂大体分为独立的模具厂和隶属于一些大的集团公司的模具厂,一般规模都不大,但专业化程度高,生产效率极高。国外模具企业一般不超过100人,多数在50人以下。在人员结构上,设计、质量控制、营销人员超过30%,管理人员在5%以下。我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右,而国外模具工业发达国家大多1520万美元,有的达到 2530万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70%以上,而我国才达到45。国内模具企业中一些私营、合资企业人员结构和国外差不
17、多。国外模具企业对人员素质要求较高,技术人员一专多能,一般能独立完成从工艺到工装的设计;操作人员具备多种操作技能;营销人员对模具的了解和掌握很深。国内模具企业分工较细,缺乏综合素质较高的人员。国外模具企业CAD/CAE/CAM的技术的应用比较广泛,逆向工程、快速原型制造铸造模具的使用也比较多。国内模具企业中一些骨干厂家在这方面和国外差距已经不大,有些已经达到国外水平。但一些中小型模具企业与国外的差距还是很大的。1.4 课题研究的内容1.从老师指定的零件图入手,根据零件的材料与厚度,进行工艺分析与计算。初步确定零件的加工制造工艺。确定模具的类型。根据制件的形状确定加工工序。2.要进行模具的结构设
18、计。本次设计还需要选择模架,尺寸规格的选择还需要进一步的计算。本次设计先设计出排样图,计算出搭边值,这要考虑到提高原材料的利用率。确定模具的压力中心后计算冲裁力,顶件力等,算出总力后即可根据模具设计大典选择压力机的种类及型号。之后计算模具的刃口尺寸。再确定模具的主要结构要素,如确定送料方式,确定卸料方式。选择各模具零件的标准外形尺寸,有上模板、固定板、凹模、卸料板、固定板、下垫板的尺寸。再确定一下螺钉和销钉的数量与尺寸。3. 进行模具的装配图与零件图的设计。查找零件与装配的技术要求,以及各零件的材料、硬度和规格,最后用计算机绘制正式的装配图,再由指导教师指定零件图,用计算机绘出图纸,标明尺寸,
19、技术要求以及形位公差、粗糙度等,经指导老师检查无误后。撰写设计论文,最后进行修改,工作即可完成。第2章 工艺性分析2.1 零件的分析材料:QSN4-4-2.5;零件简图:如图所示图 冲裁件QSN4-4-2.5为普通碳素钢,具有较好的冲载成型形性能。零件结构较简单,无尖角,对冲载加工较为有利。所以该零件的结构满足冲载要求。2.1.1 冲压件的尺寸精度零件图上的尺寸示标注公差,冲裁件的精度按IT13确定,冲模制造精度按IT6IT7确定。2.1.2 生产批量生产批量:大批量。2.2 工艺方案分析工件为图一所示的落料冲孔件,材料为QSN4-4-2.5钢,生产批量为大批量。图2.3 冲压件零件为满足冲孔
20、落料件,可提出加工方案如下:方案一:先落料,后冲孔,采用两套单工方模生产。方案二:落料冲孔复合模冲压,采用复合模生产。方案三:冲孔落料连续冲压,采用级进模生产。方案一模具结构简单,但需要两道工序,两幅模具,生产效率低,零件精度较差,在批量较大的情况下不适合使用。方案二只需要一副模具,冲压件形位精度和尺寸精度易保证,且生产效率较高。尽管模具结构较方案一复杂,但是由于零件的几何精度较为简单,模具制造并不困难。方案三也只需要一副模具,生产效率也高,但与方案二相比零件的精度稍差。欲保证冲压件的形状精度,需要在模具上设置导正销,模具制装配较复合模具复杂。所以,比较三个方案,采用方案二生产。2.3 模具间
21、隙的确定凸模与凹模图样分别加工主要适用于圆形或简单形状的工件,设计时需在图纸上分别标注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。凸凹模分别加工方法的优点是,凸凹模具有互换性,制造周期短,便于成批制造。其缺点是,为了保证初始间隙在合理范围内,需要采用较小的凸凹模具制造公差,所以模具制造成本相对较高。同时,为保证一定的间隙,模具的制造公差必须满足下列条件: (2.2)即: (2.3) (2.4)式中:凸模制造公差; 凹模制造公差; 最大合理间隙; 最小合理间隙。表2.3 系数K材料厚度t(mm)非 圆 形圆 形10.750.50.750.5工件公差(mm)1122440.160.200.240.300.170
22、.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.30由图1.1可知,该零件属于无特殊要求的一般冲孔、落料件。外轮廓由落料获得,上下的两个冲孔由冲孔获得。最小合理间隙2Cmin=0.012,最大合理间隙2Cmax=0.016则: 2Cmax -2Cmin=0.016-0.012=0.004mm2.4 设备的选择对于冲裁工序,压力机的公称压力应大于或等于冲裁时总压力的1.11.3倍,即:P(1.11.3)F (3.11)冲裁时,压力机的公称压力必须大于或等于冲裁时各工艺力的总和F。F= F+F+F=3
23、3.5244KN +1.67622 KN+2.01464 KN=37.21486KN;所以,F=37.21486KN;因此压力机可以选取160KN吨位的压力机;型号:J23-16;在冲裁高强度材料或厚料和大尺寸冲件时,需要的冲裁力很大。当生产现场没有足够大吨位压力计时,为了不影响生产,可采取一些有效措施降低冲裁力,以充分利用现有设备。同时,降低冲裁力还可以减少冲击、振动和噪声,对改善冲压环境也有积极意义。目前,降低冲裁力的方法主要有以下几种:(1) 采用阶梯凸模冲裁在多凸模的冲模中,可根据凸模的截面尺寸的大小,将凸模设计成不同的长度,使工件端面呈阶梯型布置。这样,各凸模冲裁力的最大值不同时出现
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