级进冲压模毕业设计.doc
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1、冲压模毕业设计摘 要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,从而获得所需零件的一种压力加工方法;而弯曲是将板料、棒料、管材和型材弯曲成一定角度和形状的冲压成形工序。本文主要研究工作有:利用金属零件特征之间的关系建立级进模排样设计模型,引入冲压排样设计原则,进一步将钢制的零件的形状特征应用与模具设计中,建立模具模型进行模具工艺设计和结构设计,从而确定总体的模具形式。即先通过级进模进行落料、冲孔和一次弯曲成形,再经过单工序弯曲模进行二次弯曲成形即可。模具设计制造后,可能在制造和生产调试过程中表现出设计的不足和错误,通过总结、概括这些问题,可以进行修正
2、工艺设计和模具结构设计,或增加新的工艺规则,为以后的模具设计提供宝贵的经验。基于以上的设计工作,可以建立一套可行的、适合于小型金属零件的冲压级进模的设计方法,并在实际生产中应用。关键词:级进,弯曲,成形,连续 Board dies graduate designABSTRACTStamping mold in stamping equipment (mainly press) to put pressure on the material, to produce a separation or plastic deformation,to obtain the required parts o
3、f a pressure processing methods; Curved sheet, bar, tube and profiles bending at an angle and shape of metal forming processes.In this paper, research work:The relationship between the characteristics of metal parts to create a progressive die layout dwesign model, theintroduction of stamping nestin
4、g design principles, further shape characteristics of the steel parts used in mold design, create a mold model mold process design and structural design, to determine the overall form of the mold. That is, first through the progressive die punching and a Bending, Forming to the second bend after the
5、 bending modulus of a single process. Mold into after manufacture, Performance in the manufacturing and production process of debugging a design deficiencies and errors, By summing up, to summarize these issues, Amendment process design and mold structure design, Or increase the new rules of the pro
6、cess, Provide valuable experience for future mold design.Based on the above design, you can create a viable and suitable for the level of small metal parts stamping progressive die design method and application in the actual production.KEY WORDS: Progressive,Bending,Manufacture前言冲压工艺在工业生产中的应用十分广泛,而冲
7、压模具是实现冲压工艺必不可少的装备。冲模设计水平将直接影响到产品的质量、生产效率、生产成本与操作者的安全。而本次毕业设计的目的在于培养学生的实践操作能力,在于验证理论与实践的结合,他的意义是十分广阔的,他不仅让学生们体验到了作为一个设计人员的艰辛与不易,也让他们认识到了现实与理想中的差距,会让他们在以后的道路中会更成熟、理性。级进冲模是冷冲压模具中的一种先进、高效的冲压模具。对于某些形状较为复杂的,具有冲裁、弯曲、拉深等多工序的冲压零件可在一副模具上完成。级进冲模是实现自动化、半自动化生产,确保冲压加工质量稳定的一种模具结构形式。级进冲模较一般冲压模具而言,结构较为复杂,其制造难度及精度要求相
8、对较高,制造周期较长,因而对模具设计及工艺编排专业人员的要求更高。级进冲模按材料在模具内的送进方式主要有:一次送料级进模,其原料为带料;二次送料级进模,其原材料为半成品的落料件。而本次毕业设计主要针对一次送料级进模的设计。较为详细的介绍了在设计级进模的过程中,如何针对不同冲制零件的结构特点进行合理的工艺分析;如何按不同冲压工艺要求和成形条件正确进行排样图的设计以及在总装配中工作零件、辅助零件与标准零件的选用与配置。本冲模毕业设计可以说是本人三年来大专模具生涯学习的结晶,虽然在设计的过程中遇到了一系列的问题,但是在过程中得到了方世杰老师的指导,并应用了有关工厂企业中的一些实践经验,其中汇集、节录
9、的他人作品仅用于学习与研究。由于本人水平有限,书中难免有不足之处,在此恳请读者批评指正,本人深表感谢。27 / 31目 录前 言绪论1第1章 冲压件的分析与排样设计31.1.冲压件的工艺性分析31.2.工艺方案及模具结构类型31.3.排样设计3第2章 工作零件的尺寸计算52.1.弯曲件展开尺寸的计算52.2.刃口尺寸的计算52.3.弯曲部分凸、凹模的计算6第3章 冲压力和压力中心的计算83.1.冲裁工艺力的计算83.2.卸料力、推件力及顶件力的计算83.3.弯曲力的计算93.4.压力机公称压力的确定93.5.压力中心的确定9第4章 模具结构及主要零部件的设计114.1.工艺零件的设计原则114
10、.2.工作零件的结构设计124.3.结构零件的设计144.4.模架及其他板料的选择17第5章 压力机的选则和校核205.1.压力机的选择205.2.压力机的校核20第6章 模具装配图22第7章 模具的装配及注意事项24谢 辞25参考文献26绪论冲裁模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲裁模,批量冲压就难以实现;没有先进的冲裁模,先进的冲压工艺也无法实现。冲压工艺与模具,冲压设备与冲压材料构成冲压加工的三大要素,只有他们结合才能得出适合的冲压件。与机械加工及塑性加工的其他方法相比,冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有独特的优点,主要表现在以下几个方面:1. 冲压加工的生产效率高,操作方便,易于
11、实现机械化和自动化。这是因为冲压依靠冲模及冲压设备完成加工的,普通压力机的行程次数为每分钟几十次,高速压力机要每分钟数百次甚至上千次以上,而且每次冲压行程就可以得到一个冲压件。2. 冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸及形状精度,一般不破坏冲压件的表面质量,且模具的寿命一般比较长,所以冲压的质量很稳定,互换性好,具有“一模一样”的特性。3. 冲压可加工出尺寸范围较大、形状较为复杂的零件,如小到钟表的秒针,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,冲压的强度和硬度都较高。4. 冲压一般没有切屑、碎屑产生,材料的消耗较小,也不需要加热设备,所以是一种节省材料,节能的加工方法,冲压件的成本
12、较低。但是,冲压加工时模具一般具有专一性,又是一个复杂零件需要数套模具才能加工成形,且模具制造的精度高,技术要求高,是技术密集型产品。所以,只有在冲压件生产批量较大的情况下,冲压加工的优点才能充分得到体现,从而获得较好的经济效益。冲压工艺在现代工业生产中,尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多的使用冲压加工方法加工产品零部件,如汽车,农机,仪器仪表,电子,航空航天,家电及轻工业等行业。在这些工业部门中,冲压件所占的比重相当大,少则60%以上,多则90%以上。不少过去用锻造铸造和切削方法加工制造的零件,现在大多也被质量轻刚度好的冲压件所替代。因此可以说如果生产中不采用冲压工艺,
13、许多工艺部门要提高生产效率和产品质量,降低生产成本,对产品进行快速更新换代都是难以实现的。随着科学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,因而促进了冲压工艺的不断革新和快速发展。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,国内外对冲压成形技术的研究非常重视,在材料冲压成形研究、冲压成形过程应力应变分析,板料变形规律研究,坯料与模具间相互作用的研究等方面取得了重大成果。2. 冲模是实现冲压的基本条件在冲压模设计上朝两个方面发展,一方面,为了适应高速,自动,精密,安全大批量生产的需要,冲模向高效率高精度
14、高寿命及多工位多功能发展;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,各种简易冲模及制造技术也得到迅速发展。3. 冲压设备与冲压生产自动化方面性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术的基本条件,高效率,高精度,高寿命的冲模需要高精度高自动化的设备相匹配。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,切更新换代周期越来越短。冲压生产为了适应这一新的要求,开发了各种适应不同批量生产的工艺设备和模具。4. 模具标准化不仅要有各种规格和精度的模架标准,还要发展典型模具结构和零部件的标准化工作,降低模具设计复杂程度,降低模具制造技术,缩短生产准备周期。5. 发展模具的计算机辅助设计与
15、辅助制造计算机辅助设计,就是用电子计算机作为信息处理手段,进行最佳判断、计算,实现综合设计。计算机辅助制造,就是生产人员借助计算机对模具制造实行监督、控制和管理。将模具设计与制造联成一个统一的计算机控制系统,是向自动化发展的有效途径,对提高模具设计与制造质量、简化模具设计和生产管理将起巨大的作用。 第1章 冲压件的分析与排样设计冲裁件的工艺性,是指冲裁件对冲裁工艺的适应程度,即冲裁件的结构、形状、尺寸及公差等技术要求是否符合冲裁加工的工艺要求。冲裁件工艺性优劣对冲裁件质量、模具寿命和生产效率都有很大影响。1.1. 冲压件的工艺性分析1. 材料:该冲裁件的材料为钢,具有良好的可冲压性和弯曲性。2
16、. 零件结构:该冲裁件的结构较为复杂,并在弯角处有四处圆角。3. 尺寸精度:零件图上所有的未注公差的尺寸,属自由尺寸,可按级确定工件尺寸的公差。结论:适合冲裁弯曲。1.2. 工艺方案及模具结构类型该零件包括落料、冲孔、弯曲三个基本工序,可以采用以下几种冲压方案。1. 先落料,在冲孔,在分别依次弯曲和二次弯曲,即采用单工序模生产。2. 落料、冲孔、弯曲连续冲压,即采用连续模生产。3. 先落料、冲孔和一次弯曲,在二次弯曲,即采用连续模和单工序弯曲模生产。方案比较:单工序模具结构简单,制造方便,但是需要三套模具,成本相对来说较高,且生产率低,更重要的是在多次的移动过程中必定会增大误差,使冲件的精度、
17、质量大打折扣,达不到所需要求,难以满足生产的需要。级进模是一种多工位、高效率的加工方法,但级进模制造复杂,成本也较高,而如果综合单工序模和级进模两者的优点来设计出适合的模具,将大大的减少成本。故通过以上的方案比较,采用方案三,即设计出两套模具,先通过级进模完成落料、冲孔和一次弯曲成形,在通过单工序弯曲模进行二次弯曲成形。1.3. 排样设计图11 排样图如上图11所示,查1表39,确定条料搭边值两工件间的搭边值为:,工件边缘的搭边值为:,步距为:条料的宽度为:最后确定冲件的拍样图如图12所示,一个步距内的材料的利用率为:通过查板材标准,宜选的钢板,每张钢板可剪裁为23张条料,每张条料可冲23个工
18、件,则:第2章 工作零件的尺寸计算凸模和凹模的刃口尺寸和公差直接影响冲裁件的尺寸精度。模具的合理间隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差来保证。因此,正确计算凸、凹模刃口尺寸和公差是冲裁模设计中的一项重要工作。而在弯曲件的展开尺寸计算过程中,由于应变中性层的长度弯曲变形前后不变,因此其长度就是所要求的弯曲件坯料展开尺寸的长度。而要想求得中性层的长度,必须先找到中性层的确切位置。2.1. 弯曲件展开尺寸的计算2.1.1. 二次弯曲展开尺寸的计算根据冲裁件尺寸知:查1表46得,由1式423 ,得:故2.1.2. 一次弯曲展开尺寸的计算查1表46得,由1式423 ,得:2.2. 刃口尺寸的计算落料部分以落
19、料凹模为基准计算,落料凸模按间隙值配作;冲孔部分以冲孔凸模为基准计算,冲孔凹模按间隙配作,经查1表35,查得间隙值为,设计时,凸模按级设计制造,凹模按级制造加工。由于在级进模设计中,落下的都是废料,所以以冲孔模设计,具体的计算过程按照1式(35和36)来计算,具体的尺寸如下表21所示:表21 刃口尺寸计算基本尺寸公差冲裁间隙磨损系数制造公差计算结果凸模凹模凸模凹模冲孔冲孔2.3. 弯曲部分凸、凹模的计算对于弯曲件,必须合理的确定凸、凹模之间的间隙,间隙过大则回弹,工件的形状和尺寸误差增大;过小会加大弯曲力,使工件厚度减薄,擦伤工件并降低模具寿命。由1式(434)由1表(416)得,故:由于弯曲
20、有回弹现象,所以在设计过程中应尽量减少回弹的发生。由表1表43查得,弯曲的回弹角的大小为:,故一次弯曲的凸模的弯曲角为,由1式44,其中:由7附表10,查得:,故:凹模的圆角半径则根据1 经验公式可得,即:在弯曲工作部分的尺寸和公差可由1式(435),和 求得:第3章 冲压力和压力中心的计算冲裁工艺力包括冲裁力以及卸料力、推件力和顶件力。冲裁时分离材料所需的力为冲裁力;将冲裁后由于弹性恢复而扩张、堵塞在凹模洞口内的工件推出或顶出所需的力为推件力或顶件力;将因弹性收缩而箍紧在凸模上的工件卸料的力为卸料力。冲压力合力的作用点成为模具的压力中心,为了保证压力机和模具的正常工作,应使模具的压力中心与压
21、力机滑块的中心线相重合。否则,会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷,导致滑块和导轨间和模具导向零件之间非正常的磨损,还会使合理间隙得不到保证,从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。因此,只有正确的计算出冲裁件的工艺力,才能选择合适的压力机。3.1. 冲裁工艺力的计算由1式,可以计算冲件的冲裁工艺力,其中:由4表32查得,本冲件材料的抗剪强度为,取,由冲件的尺寸,计算出冲件的周边长度为:故3.2. 卸料力、推件力及顶件力的计算卸料力、推件力、顶件力可由1式(321,322,323)计算得出即:由1表314查得:故:3.3. 弯曲力的计算由冲件可知,该零件弯曲属于U形件弯曲,弯曲力的计算可由公式
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