拖车挂钩连接件冷冲模冲压模具设计大学论文.doc
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1、江阴职业技术学院毕业设计(论文)题 目拖车挂钩冲压模具设计 姓 名 学 号 系 部 机电工程系 专 业 模具设计与制造 指导教师 职 称 副教授 2014年 12月 10日 摘 要本设计为一拖车挂钩的冷冲压模具设计,根据设计零件的尺寸、材料、批量生产等要求,首先分析零件的工艺性,确定冲裁工艺方案及模具结构方案,然后通过工艺设计计算,确定排样和裁板,计算冲压力和压力中心,初选压力机,计算凸、凹模刃口尺寸和公差,最后设计选用零、部件,对压力机进行校核,绘制模具总装草图,以及对模具主要零件的加工工艺规程进行编制。其中在结构设计中,主要对凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧
2、固件等进行了设计,对于部分零部件选用的是标准件,就没深入设计,并且在结构设计的同时,对部分零部件进行了加工工艺分析,最终才完成这篇毕业设计。关键词:模具 冲裁件 凸模 凹模 凸凹模全套设计请加 197216396或401339828AbstractThe design for a plate of cold stamping die design, according to the size of the design components, materials, mass production, etc., the first part of the process of analysis
3、to determine the blanking process planning and die structure of the program, and then through the process design calculations, determine the nesting and cutting board, calculate the pressure and pressure washed centers, primary presses, computing convex and concave Die Cutting Edge dimensions and to
4、lerances, the final design selection of parts and components, to press for checking, drawing die assembly drawings, as well as Mold processing technology of the main parts to the preparation procedures. In which the structural design, primarily to the punch and die, punch and die, positioning parts,
5、 unloading and out of pieces of equipment, mold, pressing equipment, fasteners, etc. has been designed, for the selection of some components are standard parts , there is no in-depth design, and structural design, while some parts for the processing process analysis and ultimately to complete this g
6、raduation project.KEY WORD: mold stamping parts punch die punch and die目录第一章绪言1第一节材料的工艺分析1第二节 材料选择2第三节 工件结构形状2第四节 尺寸精度2第二章 冲裁工艺方案的确定4第三章 模具结构形式的确定5第四章 模具总体设计6第一节 模具类型的选择6第二节 操作与定位方式6第三节 卸料、出件方式6第四节 确定送料方式7第五节 确定导向方式7第五章 模具工艺参数确定8第一节 排样设计与计算8第二节 搭边值的确定8第三节 进距与条料宽度计算9第四节 材料利用率的计算11第六章 计算冲压力与压力机的初选13第一
7、节 冲裁力Fp的计算13第二节 卸料力Fq1的计算13第三节 顶件力Fq2的计算14第四节 总的冲压力F的计算14第五节 压力机的初选14第七章 模具压力中心的确定16第八章 冲裁模间隙的确定17第一节 冲裁间隙Z17第二节 冲裁间隙分析17第九章 凹、凸模刃口尺寸的计算19第一节 刃口尺寸计算的基本原则19第二节 刃口尺寸的计算19第十章 主要零部件的设计23第一节 工作零件的设计与计算23第二节 橡胶的选用29第三节 模架及其零件的设计30第十一章 校核模具闭合高度及压力机有关参数32第一节 闭合高度的计算32第二节 冲压设备的选定32第十二章 模具总装图与凸、凹模零件图33结论36致谢3
8、7参考文献38第一章 绪言目前,我国冲压技术与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、生产周期等方面与发达国家的模具相比差距相当大。例如,精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低;CAD/CAE/CAM技术的普及率不高;许多先进的模具技术应用不够广泛等等,致使相当一部分大型,精密、复杂和长寿命的模具依赖进口。随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展,冲压加工作为现代工业领域内重要的生产手段之一,更加体现出其特有的优越性。在现代工业生产中,由于市场竞争日
9、益激烈,产品性能和质量要求越来越高,更新换代的速度越来越快,冲压产品正朝着复杂化,多样化高、性能、高质量方向发展,模具也正朝着复杂化,高效率、高精度、长寿命方向发展。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。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度,将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD,并陆续开始使用UG、Pro/E、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件,个别厂家还引进了Moldf
10、low、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件,并且成功应用于冲压模的设计中。未来冲压模具的发展趋势:模具行业在今后的发展中,首先要更加关注其产品结构的战略性调整,使结构复杂、精密度高的高档模具得到更快的发展。我们的模具行业要紧紧的跟着市场的需求发展。没有产品的需求、产品的更新换代,就没有模具行业的技术进步,也就没有模具产品的上规模、上档次。如汽车生产中90以上的零部件,都要依赖模具成型,在电子产品中,冲压件约占8085;在汽车,农业机械产品中,冲压件约占7580;在轻工产品中,冲压件约占90以上。此外,在航空及航天工业生产中,冲压件也占有很大的比例。在珠
11、三角和长三角,为汽车行业配套的模具产值增长达40左右。而模具技术水平的高低,在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。其次,要积极推进中西部地区模具产业的发展,努力缩小发达地区和不发达地区的差距。中西部很多地区已经意识到模具产业的发展对制造业的重要作用。如陕西、四川、河北等模具生产有了很大的发展,河北兴林车身制造集团有限公司作为河北泊头地区的骨干企业带动了一片模具企业的开拓;四川宜宾普什模具有限公司凭借强有力的资金投入,将在未来写下新的篇章。第三,要积极推进模具企业特别是国有企业的体制的创新,转换经营机制,大力发展混合所有制经济,明确产
12、权和完善法人治理结构。充分发掘企业发展的内在动力。要积极推进中、西部地区工业基础较好地区的制造业大中型企业主辅分离,使其模具车间、分厂在不太长的时间里,采用多种有效实现形式,转换机制,大力发展产权明晰、独立自主经营,适应市场运作和模具生产快速反应的现代专业模具企业,培养能代表行业水平的“龙头”企业,带动地区产业链的发展。第一节 材料的工艺分析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(俗称冲压或冲压件)的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行变形加工,且主要采用板料来加工成所需零件,所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加
13、工或塑性加工的主要方法之一,隶属于材料成型工程。工件名称:拖车挂钩 工件简图:如图1.1所示 生产批量:大批量 材料:Q235 厚度:2mm 工件精度:IT14图1.1工件简图第二节 材料选择根据表1.1,Q235为碳素结构钢,具有良好的塑性、焊接性以及压力加工性,主要用于工程结构和受力较小的机械零件。综合评比均适合冲裁加工。第三节 工件结构形状工件结构形状相对简单,属轴对称结构,除有一个孔,其余皆为直线,孔与边缘之间的距离也满足要求,可以冲裁。2.2展开尺寸的计算弯曲件毛坯的展开尺寸是根据变形中性层长度不变的原理来求出的,对于变形程度很小或对尺寸要不高的弯曲件来说,可以近似的认为变形中性层与
14、毛坯的断面中心相重合,这时,中性层的位置为=r+t/2式中 r弯曲件内层的弯曲半径t板料的厚度,而当需要精确的求出弯曲毛坯的展开长度时,就必须精确的求出变形中性层的位置。确定位置之后就可以进行毛坯展开长度的计算了,这需要一个中性层的位移系数,此系数对于弯曲形状及弯曲程度不同,数值也不同,需要根据实际的模具调节展开尺寸。本产品,尺寸没标公差,属于自由公差,可以直接按毛坯的断面中性层尺寸计算, 经过计算 L1=120,宽度D=88此尺寸目前是待定,在实际生产时需调节。如图,展开图纸如下图所示:第四节 尺寸精度零件图上所注公差经查标准公差表1.2为IT14级,尺寸精度较低,普通冲裁完全可以满足要求。
15、根据以上分析:该零件冲裁工艺性较好,适宜冲裁加工。查公差表得各尺寸公差:零件外形:120mm、88mm 、18mm零件内形:6mm表1.1黑色金属的力学性能材料名称材料牌号材料状态极限强度伸长率屈服强度弹性模量E/MPa抗剪抗拉碳素结构钢Q235已退火的216-304275-3833217708255-353324-4413219618600010F216-333275-4123018610255-333294-4322920619400015F245-363314-4512815265-373333-4712622519800020F275-383333-471262251960002O27
16、5-392353-5002524520600025314-432329-5392427519800030353-471441-5882229419700035392-511490-6372031419700040412-530511-6571833320900045432-549539-6861635320000050432-569539-71614373216000表1.2部分标准公差值(GB/T1800.31998)公差等级IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14IT15基本尺寸/m /mm36812183048750.120.180.300.48610915223
17、658900.150.220.360.58101811182743701100.180.270.430.70183013213352841300.210.330.520.843050162539621001600.250.390.621.005080193046741201900.300.460.741.2080120223554871402200.350.540.871.40从表1.1中查出Q235抗拉强度:=275383Mpa抗剪强度:=216304Mpa伸长率: =32%分析其力学性能较好,故选择Q235材料。第二章 冲裁工艺方案的确定该制件的冲裁工序包括落料和冲孔,其冲裁加工有以下三种
18、方案:方案一:先冲孔,后落料,然后弯曲。单工序模生产。方案二:冲孔落料复合冲压然后弯曲。复合模生产。方案三:冲孔落料弯曲级进冲压。级进模生产。方案一模具结构简单,投资少,且每次冲裁所需的冲裁力较小,可以解决冲压设备吨位不够的问题。其缺点在于零件的精度难于保证,并且零件比较小,在第二次冲孔时,准确定位不宜,容易使人受伤,生产率低。方案二也只需2副模具,制件精度和生产效率都较高,且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚,模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高,板料的定位精度比方案三低,模具轮廓尺寸较小,制造比方案三简单。方案三只需一副模具,生产效率高,操作方便,精度也能满足要求,但
19、模具轮廓尺寸较大,制造复杂,成本较高。通过对上述三种方案的分析比较,采用方案二复合模是比较合理的。第四章 模具总体设计第一节 模具类型的选择经分析,工件尺寸精度要求不高,形状较简单,但工件产量较大,根据材料厚度,为保证冲模有较高的生产率,通过比较,决定实行工序集中的工艺方案,弹性卸料装置的倒装复合模具结构方式。第二节 操作与定位方式一、操作方式零件的生产批量较大,但合理安排生产可用手工送料方式,提高经济效益。二、定位方式因为导料销和挡料销结构简单,制造方便。且该模具采用的是条料,根据模具具体结构兼顾经济效益,控制条料的送进方向采用导料销,控制送料步距采用固定挡料销。第三节 卸料、出件方式一、卸
20、料方式刚性卸料与弹性卸料的比较:刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大,单边间隙取(0.20.5)t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大、材料厚度大于2mm且模具结构为倒装的场合。弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用,主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有压料作用,冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择(0.10.2)t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时,二者的配合间隙应小于冲裁间隙。常用作落
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