弹簧片冲压工艺及弯曲模具设计bniv.docx
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1、前 言言由于模具具技术的的迅速发发展,模模具设计计与制造造已成为为机械行行业中一一个大的的分枝。从从事模具具行业工工作的专专业人才才也越来来越多,模模具也倾倾向标准准化,系系列化,模模具的诸诸多零件件已经具具有互换换性,模模具的设设计周期期越来越越短,因因此模具具已经成成为提高高产品的的竞争能能力的重重要手段段。模具具已成为为各种产产品不可可缺少的的工艺设设备。本次毕业业设计内内容是:弹簧片片冲压工工艺及弯弯曲模具具设计。毕毕业设计计的目的的不仅是是对大学学四年所所学知识识的一个个巩固和和总结,而且是大学期间重要的实践环节,它能综合培养查资料的能力、画图能力、独立分析能力、向老师、同学学习的能
2、力。毕业设计作为对所学专业知识的一次综合检测,为以后参加工作也将奠定坚实基础。本次重点点设计的的是一副副冲孔落落料连续续模,一一副弯曲曲模。这这次设计计是在老老师认真真、耐心心的指导导下进行行的,是是在对模模具的经经济性、模模具的寿寿命、生生产周期期及生产产成本等等因素进进行了全全面的仔仔细的分分析下而而进行设设计的。因因我个人人经验和和水平有有限,因因此很难难避免在在设计的的过程中中存在不不合理之之处,望望各位老老师多多多批评指指正。 本论文是是在厉春春元老师师的精心心指导和和严格要要求下完完成的。厉春元老师严谨求实的治学态度,渊博的知识为我们树立了榜样,在此向她表示衷心的感谢!在论文的的设
3、计和和写作过过程中,得得到同学学的大力力支持和和协助,在在此一并并感谢!我相信:在厉春春元老师师的耐心心指导和和同学们们的大力力支持下下,我一一定能顺顺利完成成本次毕毕业设计计,为四四年大学学学习生生涯划上上一个完完整的句句号。目录前 言言11 绪论论61.1 冲压技技术理论论概述661.1.1 全全面推广广CADD/CAAM/CCAE技技术61.1.2 高高速铣削削加工661.1.3 模模具扫描描及数字字化系统统61.1.4 电电火花铣铣削加工工61.1.5 优优质材料料及先进进表面处处理技术术71.1.6 模模具研磨磨抛光将将自动化化、智能能化71.2 冲压加加工经济济性分析析71.2.1
4、 提提高模具具标准化化程度771.2.2 冲冲压件的的成本分分析72 零件件工艺性性分析及及确定工工艺结构构方案882.1 产品零零件图882.2 零件工工艺性分分析82.2.1 结结构与尺尺寸82.2.2 精精度82.2.3 材材料82.3 确定冲冲裁工艺艺方案993 确定定模具总总体结构构方案1103.1 模具类类型1003.2 操作与与定位方方式1003.3 卸料与与出件方方式1003.4 模架类类型及精精度1004 工艺艺计算1104.1 排样设设计与计计算1004.1.1 排排样方法法104.1.2 搭搭边值的的确定1114.1.3 送送料步距距与条料料宽度计计算1224.1.4 材
5、材料利用用率及排排样草图图124.2 冲裁力力、压力力机的选选取及压压力中心心计算1134.2.1 冲冲裁力的的计算1134.2.2 卸卸料力、推推件力和和顶件力力134.2.3 压压力机所所需总冲冲压力的的计算1144.3 压力中中心的计计算1444.3.1 压压力中心心的计算算144.4 凸、凹凹模刃口口尺寸计计算1554.5 卸料结结构设计计、弹性性元件的的选用和和计算1184.5.1 卸卸料结构构设计1184.5.2 弹弹性元件件的选用用和计算算195 连续续模的主主要零件件设计2205.1 凸凹模模结构设设计2005.1.1凹模模205.1.2 凸凸模2115.2 定位形形式与结结构
6、设计计235.2.1 设设计原则则235.2.2 定定位零件件机构与与应用2245.3 结构件件与安装装255.3.1 凸凸模固定定板2555.3.2 模模柄2555.3.3 垫垫板2555.4 模架2265.4.1 对对模架的的基本要要求2665.4.2 模模架形式式265.4.3 导导柱与导导套2665.4.4 模模具闭合合高度校校核2775.5模模具紧固固件与自自制零件件选用2275.5.1 模模具紧固固件的规规格型号号275.5.2 模模具自制制零件的的材料及及热处理理要求2275.6 压力机机的选用用与校核核285.6.1压力力机的选选用2885.6.2 冲冲压力和和做功的的校核22
7、86 弯曲曲模设计计计算2296.1 弯曲力力的计算算及压力力机的选选择2996.1.1 弯弯曲力的的计算2296.1.2 弯弯曲用压压力机的的额定压压力的确确定2996.2 弹簧片片的回弹弹量计算算306.3 弯曲模模工作部部分尺寸寸的确定定316.3.1 凸凸模和凹凹模形状状316.3.2 凸凸、凹模模工作部部分尺寸寸与公差差316.3.3 凸凸、凹模模间隙3326.4 弯曲模模的结构构零件设设计3226.4.1滑块块326.4.2 斜斜楔3336.4.3 顶顶件杆3336.4.4 模模 柄3346.5 弯曲模模具弹簧簧结构及及选用3346.6 弯曲模模整体模模具结构构356.7 弯曲模模
8、具工作作过程3366.8 弯曲曲模零件件总体尺尺寸的确确定3776.8.1 模模架零件件尺寸3376.8.2 紧固件件选用3376.8.3 模具自自制零件件的材料料及热处处理要求求377 模具具的装配配387.1 模具装装配的要要点概述述387.2 连续模模的装配配工艺3387.2.1 装装配前的的准备3387.2.2 检查3387.2.3 确定装装配方法法和装配配顺序3388 方案案二:进进行冲孔孔落料的的设计3398.1 零件的的冲裁工工艺分析析398.2 操作与与定位方方式3998.3 卸料装装置的设设计4008.5 工艺计计算4008.5.1 排排样4008.5.2 确确定条料料的宽度
9、度和纵向向定距4408.5.3 材材料利用用率及排排样草图图418.6 凸凹模模刃口尺尺寸的计计算4118.7 冲裁力力的计算算418.8 模架的的选择4428.9 紧固件件选用4438.100 压力力机的选选择4339.两种种方案的的优缺点点439.1 制造精精度及使使用寿命命比较:439.2 模具的的安装和和调整4449.3 其它方方面比较较44总 结结45参考文献献46致 谢谢471 绪论论1.1 冲压技技术理论论概述模具技术术的发展展应该为为适应模模具产品品“交货期期短”、“精度高高”、“质量好好”、“价格低低”的要求求服务。达达到这一一要求急急需发展展如下几几项: 1.1.1 全全面
10、推广广CADD/CAAM/CCAE技技术模具CAAD/CCAM/CAEE技术是是模具设设计制造造的发展展方向。随随着微机机软件的的发展和和进步,普普及CAAD/CCAM/CAEE技术的的条件已已基本成成熟,各各企业将将加大CCAD/CAMM技术培培训和技技术服务务的力度度;进一一步扩大大CAEE技术的的应用范范围。计计算机和和网络的的发展正正使CAAD/CCAM/CAEE技术跨跨地区、跨跨企业、跨跨院所地地在整个个行业中中推广成成为可能能,实现现技术资资源的重重新整合合,使虚虚拟制造造成为可可能。 1.1.2 高高速铣削削加工国外近年年来发展展的高速速铣削加加工,大大幅度提提高了加加工效率率,
11、并可可获得极极高的表表面光洁洁度。另另外,还还可加工工高硬度度模块,还还具有温温升低、热热变形小小等优点点。高速速铣削加加工技术术的发展展,对汽汽车、家家电行业业中大型型型腔模模具制造造注入了了新的活活力。目目前它已已向更高高的敏捷捷化、智智能化、集集成化方方向发展展。 1.1.3 模模具扫描描及数字字化系统统高速扫描描机和模模具扫描描系统提提供了从从模型或或实物扫扫描到加加工出期期望的模模型所需需的诸多多功能,大大大缩短短了模具具的在研研制制造造周期。有有些快速速扫描系系统,可可快速安安装在已已有的数数控铣床床及加工工中心上上,实现现快速数数据采集集、自动动生成各各种不同同数控系系统的加加工
12、程序序、不同同格式的的CADD数据,用用于模具具制造业业的“逆向工工程”。模具具扫描系系统已在在汽车、摩摩托车、家家电等行行业得到到成功应应用,相相信在“十五”期间将将发挥更更大的作作用。 1.1.4 电电火花铣铣削加工工电火花铣铣削加工工技术也也称为电电火花创创成加工工技术,这这是一种种替代传传统的用用成型电电极加工工型腔的的新技术术,它是是有高速速旋转的的简单的的管状电电极作三三维或二二维轮廓廓加工(像数控控铣一样样),因因此不再再需要制制造复杂杂的成型型电极,这这显然是是电火花花成形加加工领域域的重大大发展。国国外已有有使用这这种技术术的机床床在模具具加工中中应用。预预计这一一技术将将得
13、到发发展。1.1.5 优优质材料料及先进进表面处处理技术术 选用优优质钢材材和应用用相应的的表面处处理技术术来提高高模具的的寿命就就显得十十分必要要。模具具热处理理和表面面处理是是否能充充分发挥挥模具钢钢材料性性能的关关键环节节。模具具热处理理的发展展方向是是采用真真空热处处理。模模具表面面处理除除完善应应发展工工艺先进进的气相相沉积(TiNN、TiiC等)、等离离子喷涂涂等技术术。 1.1.6 模模具研磨磨抛光将将自动化化、智能能化模具表面面的质量量对模具具使用寿寿命、制制件外观观质量等等方面均均有较大大的影响响,研究究自动化化、智能能化的研研磨与抛抛光方法法替代现现有手工工操作,以以提高模
14、模具表面面质量是是重要的的发展趋趋势。这这是我国国长远发发展的目目标。模模具自动动加工系系统应有有多台机机床合理理组合;配有随随行定位位夹具或或定位盘盘;有完完整的机机具、刀刀具数控控库;有有完整的的数控柔柔性同步步系统;有质量量监测控控制系统统。1.2 冲压加加工经济济性分析析1.2.1 提提高模具具标准化化程度我国模具具标准化化程度正正在不断断提高,估估计目前前我国模模具标准准件使用用覆盖率率已达到到30%左右。国国外发达达国家一一般为880%左左右。1.2.2 冲压压件的成成本分析析所谓经济济性,就就是以最最小的耗耗费取得得最大的的经济效效果。也也就是生生产中的的“最小小最大”原原则。在
15、在冲压生生产中,保保证产品品质量,完完成产品品数量、品品种计划划的前提提下,产产品成本本越低,说说明企业业经济效效果越大大。冲压件的的制造成成本为: .(11) 式中 C制造成成本(费费用);材料料费,包包括原材材料费、外外购件费费;加工工费,包包括工人人工资、设设备折旧旧费、车车间经费费等;模具具费上述可知知,冲压压件的制制造成本本为:CCCC材+CC模+CC冲压件件生产成成本是由由固定费费和可变变费两部部分组成成的,所所以要设设法降低低固定费费用或可可变费用用,都能能使生产产成本降降低,利利润增加加,为四四化建设设积累资资金。可可见企业业要提高高经济效效益,就就要在降降低成本本上下功功夫。
16、2 零件件工艺性性分析及及确定工工艺结构构方案2.1 产品零零件图图2.11 弹弹簧片冲冲压零件件图冲裁工件件是一种种常见的的弹簧片片,其材材料为660Sii2Mnn,厚度度为0.5mmm,工件件需大批批量生产产,如图图2.1所示。2.2 零件工工艺性分分析冲裁的工工艺性是是从冲压压件工艺艺方面来来衡量设设计是否否合理。在在满足工工件零件件使用要要求的条条件下,能能够以最最经济最最简单的的方法冲冲出来就就说明工工艺性好好。但是是工艺性性的好坏坏是相对对的,它它直接受受到工厂厂的冲压压技术和和设备等等因素的的制约。2.2.1 结结构与尺尺寸该零件结结构简单单,形状状对称,尺尺寸较小小,强度度要求
17、不不高,外外形简单单。悬臂臂宽度110mmm大于11.5t,最最小孔径径4mmm大于tt。适宜宜于冲裁裁加工。2.2.2 精精度本次零件件设计精精度要求求不高,图上所注尺寸公差无特殊要求,选取公差等级为IT14级,利用普通冲裁方式可达到要求。其模具制造精度也不高,能达到经济精度。查公差表表可得各各尺寸公公差为:mm、mmm、mmm,mm,mm,mm, mmm, mmm, mmm。2.2.3 材材料优质弹簧簧钢600Si22Mn,厚厚度0.5mmm软态,带带料,抗抗剪强度度,断后后伸长率率。此材材料具有有较高的的弹性和和良好的的塑性,其其冲裁加加工性较较好。2.3 确定冲冲裁工艺艺方案确定工艺艺
18、方案就就是确定定冲压件件的加工工路线,合合理的工工艺方案案应在不不同的工工艺分析析进行全全面的分分析与研研究比较较与其经经济效果果,然后后选择合合理的工工艺方案案。此零零件冲压压包括冲冲孔落料料、弯曲曲两个基基本工序序,其中中冲孔落落料和弯弯曲能分分别采取取两种方方案,具具体分析析如下:(1)单单工序冲冲裁单工序序弯曲,采采用单工工序模生生产。(2)级级进冲裁裁落料料弯曲曲,采用用连续模模与单工工序模相相结合生生产。(3)复复合模弯曲曲,采用用复合模模具及弯弯曲相结结合生产产。方案(11)模具具结构简简单,制制造周期期短,加加工成本本低。但但需要五五道工序序、五套套模具才才能完成成零件的的加工
19、,生生产效率率较低,难难以满足足零件大大批量生生产的需需求。且且不便于于工人操操作。所所以一般般不予采采用。 方案(22)采用用连续冲冲裁冲出出的零件件精度和和平直度度较好,生生产效率率高,操操作方便便,通过过设计合合理的模模具结构构和排样样方法可可以达到到较好的的零件质质量和避避免模具具强度不不够的问问题。同同时又减减少了一一副模具具,大大大节省了了成本。方案(33)采用用复合模模具。只只有当制制件精度度要求高高,生产产批量大大,表面面要求平平整时,才才选用复复合模具具结构。而且制作的费用较高,一般不采用。由于零件件结构简简单,为为提高生生产效率率,这样样应采用用复合冲冲裁或连连续冲裁裁方式
20、。如如采用复复合模,则则其凸凹凹模壁厚不能能太薄(外外形与内内形、内内形与内内形),以以免影响响强度;凸凹模模刃磨有有时不方方便,尤其是是在凸凹凹模即冲冲裁,又又成形的的情况下下。 连续模具具有如下下优点:(1)生产产效率较较高,尤尤其能适适合于在在单机上上实现自自动化;(2)安全全、省料料及其它它开支省省;(33)模具具的使用用寿命长长,修模模调整容容易;(4)冲制的产品精度高,美观。故此冲裁裁件采用用连续模模为合理理,设计计方案为为分别对对凸模组组件和凹凹模组件件进行了了定位和和固紧。使使装配容容易和装装配精度度容易得得到保证证。综上所述述可知,宜采用方案(2),在此冲件中,采用先完成冲孔
21、压加强紧后冲孔落料能保证凸凹模的最小壁厚,又因为零件的尺寸比较大,若在一副模具中完成全部工序的,则会造成模具庞大,不方便制造,同时不经济,生产成本会成倍增加,故采用先在连续模中完成冲孔落料,最后弯曲成型的工艺方案。3 确定定模具总总体结构构方案3.1模模具类型型根据零件件的冲裁裁工艺方方案,优优先采用用级进冲冲裁模。3.2 操作与与定位方方式虽然零件件的生产产批量较较大,但但合理安安排生产产可用手手工送料料方式能能够达到到批量要要求,且且能降低低模具成成本,因因此采用用手工送送料的方方式。考考虑零件件尺寸较较小,材材料厚度度较薄,为为了便于于操作和和保证零零件的精精度,宜宜采用导导料板导导向,
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