筒形件落料、拉深、冲孔、复合模模具课程设计goye.docx
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1、目录序言2第一部分分冲压成成形工艺艺设计55明确设设计任务务,收集集相关资资料5冲压工工艺性分分析6制定冲冲压工艺艺方案66确定毛毛坯形状状,尺寸寸和主要要参数计计算100第二部分分冲压模模具设计计15确定冲冲模类型型机结构构形式115计算工工序压力力,选择择压力机机16计算模模具压力力中心119、弹性性元件的的设计225模具零零件的选选用277冲压设设备的校校核299其他需需要说明明的问题题30模具装装配322设计总结结35参考文献献36序 言言目前我国国模具工工业与发发达国家家相比还还相当落落后。主主要原因因是我国国在模具具标准化化,模具具制造工工艺及设设备等方方面与工工业发达达国家相相比
2、差距距很大。随着工业业产品质质量的不不断提高高,模具具产品生生成呈现现的品种种、少批批量、复复杂、大大型精密密更新换换代速度度快。模模具设计计与技术术由于手手工设备备,依靠靠人工经经验和常常规机加加工,技技术向以以计算机机辅助设设计,数数控编程程切屑加加工,数数控电加加工核心心的计算算机辅助助设计(CCAD/CAMM)技术术转变。模具生产产制件所所表现出出来的高高精度,高高复杂程程度,高高生产率率,高一一致性和和抵消耗耗是其它它制造加加工方面面所不能能充分展展示出来来,从而而有好的的经济效效益,因因此在批批量生产产中得到到广泛应应用,在在现代工工业生产产中有十十分重要要的地位位,是我我国国防防
3、工业及及民用生生产中必必不可少少的加工工方法。随着科学学技术的的不断进进步和工工业生产产的迅速速发展,冲冲压零件件日趋复复杂化,冲冲压模具具正向高高效、精精密、长长寿命、大大型化方方向发展展,冲模模制造难难度日益益增大。模模具制造造正由过过去的劳劳动密集集、依靠靠人工的的手工技技巧及采采用传统统机械加加工设备备的行业业转变为为技术密密集型行行业,更更多的依依靠各种种高效、高高精度的的NC机机床、CCNC机机床、电电加工机机床,从从过去的的单一的的机械加加工时代代转变成成机械加加工、电电加工以以及其他他特种加加工相结结合的时时代。模模具制造造技术,已已经发展展成为技技术密集集型的综综合加工工技术
4、。本专业以以培养学学生从事事模具设设计与制制造工作作能力的的核心,将将模具成成型加工工原理、设设备、工工艺、模模具设计计与制造造有机结结合在一一起,实实现理论论与实际际相结合合,突出出实用性性,综合合性,先先进性。正正确掌握握并运用用冲压工工艺参数数和模具具工作部部分的几几何形状状和尺寸寸的综合合应用,以以提高我我的模具具设计与与制造能能力的综综合应用用。在以后的的生产中中,研究究和推广广新工艺艺,新技技术。提提高模具具在生产产生活中中的应用用,并进进一步提提高模具具设计水水平。陕西航空空职业技技术学院院冲压工工艺与模模具设计计机械工程程系飞机机制造技技术专业业学生姓姓名:郭峰亮亮 学号号 0
5、77214432一 设设计题目目 筒筒形件落落料,拉拉深,冲冲孔,复复合模二 设设计内容容要求材料: 088厚度: t=2mmm硬度: 60064HHRC指导教师师刘宝成成 20009年10月第一部分分 冲冲压成形形工艺设设计 明明确设计计任务,收收集相关关资料冲压工艺艺设计应应在收集集调查研究并并掌握有有关设计计设计的的原始资资料的基基础上的的基础上上进行,做做到有的的放矢,避避免盲目目性。工工艺设计计的原始始资料主主要包括括如下内内容:冲压件件的产品品图及技技术要求求零件图如如设计任任务书中中所示的的零件图图。技术术条件应应明确合合理。由由此可对对拉深件件的结构构,尺寸寸大小,精精度要求求
6、以及装装配关系系,实用用性能等等有全面面了解,以以便制定定工艺方方案,选选择模具具类型和和确定模模具精度度。生产类类型生产类型型是企业业生产产产业程度度的分类类,一般般分为大大量生产产、成批批生产、小小批量生生产。根据生产产纲领和和产品零零件的特特征或工工作的每每月担负负的工序序数查文文献表11-3生生产类型型和生产产纲领的的关系,确确定该零零件的生生产类型型为大批批量生产产。生产组组织形式式生产类型型不相同同,零件件和产品品的组织织形式,采采用的技技术措施施和达到到的技术术经济效效果会不不同。因因为该零零件是大大批量生生产,所所以其生生产类型型查文献献【1】表表1-55的各种种生产类类型的工
7、工艺性,特特征其生生产组织织形式为为零件的的互换性性,有修修配法、钳钳工修配配、缺乏乏互换性性、毛坯坯的制造造方法和和加工余余量、手手工造型型或自由由锻造毛毛坯精度度低,加加工余量量大。工艺装装备大批量的的的采用用专用夹夹具,标标准附件件,标准准刀具和和万能量量具,靠靠划线和和试切法法达到精精度要求求。 冲冲压工艺艺性分析析1材料 08钢钢是优质质碳素结结构刚,易易于拉伸伸成形,具具有良好好的冲压压性能2工件结结构 该该工件为为圆形带带孔拉深深件,拉拉伸高度度不大,孔孔在底部部并且不不在拉深深变形区区3尺寸精精度 零零件图上上工件高高度16600.18 孔30+00.2110。工件件外轮廓廓4
8、500.25,属属IT114级。一一般冲压压均能满满足精度度要求。 制制定冲压压工艺方方案1 工序序性质和和数量 ( 11 ) 工序性性质的确确定在冲压加加工中,工工序性质质是指冲冲压件所所需的工工序种类类,剪裁裁,落料料,冲孔孔,切边边等使材材料产生生分离的的工序。弯弯曲拉深深局部成成形等使使材料产产生变形形的工序序。冲压工序序性质的的确定主主要取决决于冲压压件的形形状尺寸寸和精度度要求。同同时还应应考虑冲冲压变形形规律及及某些具具体条件件的限制制。通常常在确定定工序性性质时应应当考虑虑以下几几方面:1)从零零件图上上直观的的确定工工序性质质,平板板件冲压压加工时时常采用用剪裁,落落料,冲冲
9、孔等冲冲裁工序序。当平平面度要要求较高高时采用用较平的的工序进进行精压压,当零零件的断断面质量量尺寸精精度要求求较高时时,需增增加修整整工序或或采用精精密冲裁裁工艺进进行加工工。 22)对零零件图进进行计算算分析,比比较后确确定工序序性质。 33)为改改善冲压压变形条条件,方方便工序序定位,增增加附加加工序。预预冲工序序工艺切切口达到到改善冲冲压变形形条件,提提高成型型质量母母的。根据零件件图分析析冲压加加工时须须用落料料,冲孔孔,拉深深,翻边边等工序序。 ( 22 ) 工序数数量的确确定 确定定工序数数量的基基本原则则是:在在保证工工件质量量,生产产率和经经济性要要求的前前提下,工工序数量量
10、应尽可可能地减减少。 该零零件精度度要求较较高,故故采用复复合模。2 工序序顺序和和组合( 1 ) 工序顺顺序 各工序序的安排排主要取取决于冲冲压变形形规律和和零件质质量要求求。工序序顺序的的安排一一般应注注意以下下几方面面: 1)所所有的孔孔只要其其形状和和尺寸不不受后续续工续的的影响,都都应在平平板坯料料上冲出出。 2)所所在位置置会受到到以后某某工序变变形的影影响的孔孔,一般般都应在在有关的的成型工工序完成成后再冲冲孔。 3)孔孔靠近或或孔边缘缘较小时时,如果果模具强强度够高高,最好好同时冲冲出。否否则应先先冲出大大孔和一一般精度度孔,后后冲出小小孔和高高精度孔孔或者先先落料再再冲孔,力
11、力求把可可能产生生的畸变变限制在在最小范范围内。 4)如如果在同同一个零零件的不不同位置置冲压时时,变形形区域互互相不发发生作用用,根据据模具结结构定位位和操作作的过程程难易程程度来确确定。 5)多角弯弯曲件主主要从材材料变形形核材料料的运动动两方面面安排弯弯曲的顺顺序。一一般是先先弯外部部角后弯弯内部角角,弯角角根据零零件图先先冲裁后后落料,由由固定挡挡料销定定位。( 2 )工序序组合方方式选择择 冲压工工序的组组合是指指将两个个或两个个以上的的工序分分析合并并在一道道工序内内完成。减减少工序序及占用用的模具具设备和和数量,提提高效率率和冲压压件的精精度,在在确定工工序组合合时,首首先应考考
12、虑组合合的必要要性和可可行性,然然后再决决定是否否组合。 1)工工序组合合的必要要性主要要取决于于冲压件件的生产产批量。 2)工序的的组合的的可行性性受到多多种因素素的限制制,应保保证能冲冲压出形形状、尺尺寸和精精度均符符合要求求的图样样,实现现其所需需动作保保证有足足够的强强度与现现有的冲冲压设备备条件相相适应。 根据零零件图的的要求及及批量采采用落料料,拉深深,冲孔孔,切边边复合模模。3 冲压压工艺方方案( 1 )工艺艺方案该工件包包括落料料,拉深深,冲孔孔,切边边四个基基本工序序,可以以有以下下三种工工艺方案案。方案一:先落料料,再拉拉深,然然后冲孔孔,最后后切边。采采用单工工序模生生产
13、。方案二:落料拉深冲孔切边复复合冲压压。采用用复合模模生产。方案三:落料拉深冲孔切边连连续冲压压。采用用连续模模生产。( 2 )工艺艺方案分分析方案一模模具结构构简单,但但需四道道工序,即即需要落落料模,拉拉深模,冲冲孔模,切切边模四四副模具具,生产产效率低低,难以以满足该该零件的的年产量量要求。方方安二只只需一副副模具,冲冲压件的的形位精精度和尺尺寸精度度易保证证,且生生产效率率也高。尽尽管模具具结构较较方案一一复杂,但但由于零零件的几几何形状状简单对对称,模模具制造造并不困困难。方方案三也也只需一一副模具具,生产产效率也也很高,但但零件的的冲压精精度稍差差。欲保保证冲压压件的形形位精度度,
14、需在在模具上上设置导导正销导导正,故故其模具具制造,安安装较复复合模复复杂。通通过对上上述三种种方案的的分析比比较,该该件的冲冲压生产产采用方方案二为为佳。确定毛毛坯形状状,尺寸寸和主要要参数计计算1毛坯尺尺寸计算算 该工件件位无凸凸缘圆筒筒形件,根根据等面面积原则则采用解解析法求求毛坯直直径。如如图1所示示,将工工件分为为三个简简单的几几何体,如如图部分。按按工件厚厚度中心心层计算算h=115mmm,d=43mmm,rr=5mmm。图11) 确定是否否加修边边余量由于坯料料的各向向异性和和模具间间隙不均均等因素素的影响响,拉深深后工件件的边缘缘不整齐齐,甚至至出现突突耳,需需在拉深深后进行行
15、修边,所所有在计计算坯料料直径时时,要确确定是否否需要增增加修边边余量。由于其工工作相对对高度h/d=15/430.33500.5查文献【11】P1188 表52可知知不需加修修边余量量。2) 计算毛坯坯直径 毛坯直直径为: =633.611 故取取D=663.663) 确定是否否需要压压边圈根据坯料料相对厚厚度:t/D1000=2/63.61000=3.142式中t坯料料厚度, D毛坯坯直径,查文献【11】P1185 表51可知知不用压边边圈,若若怕该冲冲件在拉拉深过程程中会发发生起皱皱,保险险起见,采采用带弹弹性压边边装置的的模具也也可。这这里的压压边圈实际际上是作作为定位位与顶件件之用。
16、2 确定定拉深次次数由于拉深深件的高高度与其其直径的的比值不不同,有有的拉深深件科研研用一次次拉深制制成,而而有的高高度大的的拉深件件,则需需要多次次拉深才才能制成成。所有根据据工件的的相对高高度(hh/d)和坯料料的相对对厚度(tt/D1000)的大大小确定定拉深次次数。查表可知知,由于于工件相相对高度度0.335远远远小于一一次拉深深时的相相对高度度0.77000.577,则可可一次拉拉深成形形。也可根据据相对厚厚度查表表确定出出筒形件件(带压压边圈)极极限拉深深系数mm=0.530.555,而而工件的的拉深系系数为dd/D=43/63.60.668mm则可一一次拉成成。3排样及及材料利利
17、用率(1)排排样方法法冲裁件在在板料,带带料或条条料上的的布置方方法称为为排样。合合理的排排样是将将低成本本和保证证冲件质质量及模模具寿命命的有效效措施。应应考虑以以下原则则: 1提提高材料料得利用用率(不不影响冲冲件的使使用性能能的前提提下可适适当改变变冲件形形状)。 2合合理排样样可使操操作方便便,劳动动强度低低。 3模模具结构构简单寿寿命长。 4保保证冲件件质量和和冲件对对板料纤纤维方向向的要求求。A:根据据零件图图可选用用少废料料的利用用率情况况,排样样有三种种: aa 有废废料排样样 bb 少废废料排样样 cc 无废废料排样样根据零件件图可选选用少废废料排样样。沿冲冲件部分分外形切切
18、断或冲冲裁。只只有在冲冲件与冲冲件之间间或冲件件与条料料侧边之之间留有有搭边。这这种排样样利用率率高,用用于某些些精度要要求不是是很高的的冲裁件件排样。B: 排排样的形形式分为为直排式式,斜排排式,直直对排,斜斜对排,混混合排等等。根据零件件的形状状和排样样方法确确定为直直排排样。如图22所示图2(2)搭搭边与料料宽1搭边边排样中相相邻两个个零件之之间的余余量或零零件与条条料边缘缘件的余余量称为为搭边。其其作用时时补偿定定位误差差,保持持条料有有一定的的刚度,以以保证零零件质量量和送料料方便。由排样图图知搭边边值a=a1=1.5式中a侧面面搭边值值a1冲件之之间的搭搭边值搭边值的的大小与与下列
19、因因素有关关:a 材料料的力学学性能 b 材料的的厚度 c 零件的的外形和和尺寸 d 排样方方法 e 送送料及挡挡料方式式2送料料步距和和条料宽宽度的确确定a. 送送料步距距条料在模模具上每每次送进进的距离离称为送送料步距距(简称称步距或或进距)其其大小应应为条料料上两个个对应冲冲裁件的的对应点点之间的的距离。b.条料料宽度条料宽度度的确定定原则:最小条条料宽度度要保证证冲裁件件零件周周边有足足够的搭搭边值。最最大条料料宽度要要能在冲冲裁时顺顺利在导导料板之之间送行行并与导导料板之之间有一一定的间间隙。根根据零件件图要求求,导料料板之间间无测压压装置。送料进距距: ss=D+ a11=63.6
20、+11.5mmm=665.11mm条料宽度度: bb=D+2a=63.6+221.55mm=66.6mmm式中 D平行于于送料方方向冲裁裁件的宽宽度3裁板板方法板料规格格选用22 mmm10000 mmm30000 mmm每张钢板板裁板条条数n11:为了了操作方方便,采采用横裁裁,即 n1 =30000/666.66=455条余330mmm每条裁板板上的工工件数nn2 n2=(Ba1)/s=(10000-1.55)/665.11=155个 式中BB钢板板宽度(每每条裁板板的长度度)10000mmm每张钢板板上的工工件总数数: n总总=n11n2=4515=6755个(3)材材料的利利用率 衡衡
21、量材料料的经济济利用率率的指标标是材料料的利用用率=(n总总D2)/(4LB) x 1000%=(67753.11463.62)/(43000010000) 1000% = 71.4%第二部分分 冲压压模具设设计 确确定冲模模类型机机结构形形式在冲压工工艺性分分析后拟拟定冲压压工艺方方案时选选择复合合模,又又因零件件的几何何形状简简单对称称,工件件间无搭搭边值,复复合模结结构相对对简单,操操作方便便,又可可直接利利用压力力机的打打杆装置置进行推推件,卸卸件可靠靠、便于于操作,所所以模具具类型为为少废料料复合模模。 计计算工序序压力,选选择压力力机在冲裁模模设计中中,冲压压力是指指落料力力,缷料
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