自行车脚蹬内板冲压成形工艺及模具设计【含CAD图纸、说明书】【LB7】
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自行车脚蹬内板设计 摘要:本设计题目为端盖落料拉深复合模设计,体现了带凸缘筒形零件的设计要求、内容及方向,极有设计意义。通过对该零件模具的设计,进一步丰富了本人冷冲模设计的基础知识,为今后设计更复杂的冲压模具做好了铺垫并获取了更丰富的经验。 本设计运用冲压工艺及模具设计的基础知识,首先分析了制件的形状及生产可行性,为合理选取冲压工艺方案做好准备;然后估算了落料毛坯的体积,便于排样;最后分析模具结构,确定模具的设计参数、设计要点及卸料装置的选取。本制件是带凸缘的筒形件,选择合适的压边力是极为重要的,它具体应在保证不起皱的前提下取最小值。卸料板在落料前兼起压料作用。 本复合模具先由凸凹摸与落料凹模进行落料拉深工序,后进行冲孔工序。此外,在排样的工作中力求板材利用率达到较高的水平。关键词:落料拉深复合模 浅拉深 拉深间隙 带凸缘筒形件 In bicycle foot pedal board design Abstract:This design topic compound die for blanking and drawing ,design for the end cover, has manifested the belt flange tubular components design request, the content and the direction, has the design significance extremely.Through to this components mold design, further enriched myself to die coldly the design elementary knowledge, for will design the more complex ramming mold to complete the upholstery and to gain a richer experience from now on. This design the elementary knowledge which designs using the ramming craft and the mold, first has analyzed the workpiece shape and the production feasibility, prepares for the reasonable selection ramming craft plan; Then estimated fell the material semifinished materials the volume, was advantageous for a row of type; Finally analyzes the mold structure, definite mold design variable, design main point and dumping device selection. This workpiece is shaped part with flange, chooses the appropriate pressure-pad-force is extremely important, it should not take the minimum value specifically in under the guarantee corrugation premise.Unloads the yard lumber on to fall in front of the material concurrently to press the material function. This compound mold by convex-concave traces first with falls the material concave mold to carry on falls the material drawing working procedure, latter carries on the punch holes working procedure.In addition, makes every effort the plate use factor in the row of type work to achieve the high level. Key word: compound die for blanking and drawing Shallow drawing drawing gap shaped part with flange II 河南机电高等专科学校毕业设计任务书系 部: 材 料 工 程 系 专 业: 模 具 设 计 与 制 造 学生姓名: 吴新浩 学 号: 111304119 设计题目 : 自行车脚蹬内板冲压成形工艺及模具设计 起 迄 日 期: 2013年11月2日2014年4月20日指 导 教 师: 于 智 宏 2014 年 4 月 16 日毕 业 设 计 任 务 书1本毕业设计课题来源及应达到的目的:本设计的课题来自工厂的产品自行车脚蹬内板零件,通过对本制件的模具设计,应该熟悉冲压模设计的一般流程,要对冲压模模具结构有一定的了解,同时要熟练应用有关软件绘制零件的零件图。2本毕业设计课题任务的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等):题目:自行车脚蹬内板 设计要求:(1)自行车脚蹬内板的结构工艺分析;(2)自行车脚蹬内板的设计,绘制模具总装一张;(3)画出非标零件图;(4)编写设计说明书一份;原始资料情况:材料:08钢 料厚:2.0mm 生产批量:中小批量所在专业审查意见:负责人: 年 月 日系部意见:系领导: 年 月 日 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 零件号0400-11冲大孔凸模工序号工 序 名 称设 备夹 具刀 具量 具工 时名 称型 号名 称规 格名 称规 格名 称规 格01下料锯床虎钳直尺02锻造空气锤游标卡尺03热处理热处理炉火钳游标卡尺04车削车床三爪卡盘车刀游标卡尺05钳工虎钳钻刀、铰刀、攻丝刀游标卡尺06修锉游标卡尺07热处理加热炉、油槽研磨工具游标卡尺 编制 吴新浩 校对 吴新浩 审核 于智宏 批准 河南机电高等专科学校毕业设计说明书毕业设计题目:自行车脚蹬内板冲压成形工艺及模具设计 系 部: 材料工程系 专 业: 模具设计与制造 班 级: 模具111班 学生姓名: 吴 新 浩 学 号: 111304119 指导教师: 于 智 宏 2014年4月16日自行车脚蹬内板冲压成形工艺及模具设计摘要:本设计题目为端盖落料拉深复合模设计,体现了带凸缘筒形零件的设计要求、内容及方向,极有设计意义。通过对该零件模具的设计,进一步丰富了本人冷冲模设计的基础知识,为今后设计更复杂的冲压模具做好了铺垫并获取了更丰富的经验。 本设计运用冲压工艺及模具设计的基础知识,首先分析了制件的形状及生产可行性,为合理选取冲压工艺方案做好准备;然后估算了落料毛坯的体积,便于排样;最后分析模具结构,确定模具的设计参数、设计要点及卸料装置的选取。本制件是带凸缘的筒形件,选择合适的压边力是极为重要的,它具体应在保证不起皱的前提下取最小值。卸料板在落料前兼起压料作用。 本复合模具先由凸凹摸与落料凹模进行落料拉深工序,后进行冲孔工序。此外,在排样的工作中力求板材利用率达到较高的水平。关键词:落料拉深复合模,浅拉深,拉深间隙,带凸缘筒形件 BICYCLE PEDAL PANEL STAMPING FORMING PROCESS AND DIE DISIGN Abstract:This design topic compound die for blanking and drawing ,design for the end cover, has manifested the belt flange tubular components design request, the content and the direction, has the design significance extremely.Through to this components mold design, further enriched myself to die coldly the design elementary knowledge, for will design the more complex ramming mold to complete the upholstery and to gain a richer experience from now on. This design the elementary knowledge which designs using the ramming craft and the mold, first has analyzed the workpiece shape and the production feasibility, prepares for the reasonable selection ramming craft plan; Then estimated fell the material semifinished materials the volume, was advantageous for a row of type; Finally analyzes the mold structure, definite mold design variable, design main point and dumping device selection. This workpiece is shaped part with flange, chooses the appropriate pressure-pad-force is extremely important, it should not take the minimum value specifically in under the guarantee corrugation premise.Unloads the yard lumber on to fall in front of the material concurrently to press the material function. This compound mold by convex-concave traces first with falls the material concave mold to carry on falls the material drawing working procedure, latter carries on the punch holes working procedure.In addition, makes every effort the plate use factor in the row of type work to achieve the high level. Key word: compound die for blanking and drawing,Shallow,drawing gap, shaped part with flange II目录1绪论11.1国内模具行业的现状及发展趋势11.1.1国内模具的现状11.1.2国内模具的发展趋势21.2国外模具的现状和发展趋势31.3带凸缘落料拉深件的模具设计与制造方向41.3.1带凸缘落料拉深件的模具设计的设计思路42端盖冲压的工艺分析52.1拉深件工艺分析52.2冲压工艺方案分析52.2.1冲压工艺方案的确定52.3工艺计算62.3.1计算毛坯尺寸62.3.2确定工件是否能一次拉深成形62.3.3确定是否用压边圈62.4落料排样设计62.4.1确定零件的排样方案:72.4.2条料宽度、导料板间距离的计算72.4.3材料利用率的计算:82.5主要工作零件的尺寸计算82.5.1冲孔凸、凹模尺寸的计算92.5.2外形落料凸模、凹模刃口尺寸的计算102.5.3拉深凸凹模尺寸的计算102.6选取凸模与凹模的圆角半径113主要零部件设计124冲模压力中心的确定145冲裁力的计算155.1冲裁力的计算155.2落料冲裁力F落155.3卸料力、推件力及顶件了力的计算:155.4拉深力的计算176压力机的选用187模具的结构设计197.1选用模架、确定闭合高度及总体尺寸198其它模具零件的结构设计208.1固定板208.2垫板208.3导柱、导套208.4其他零件219模具总装图2310冲压模具的安装和调试2410.1冲压模具装配的基本知识2410.1.1通读设计图样,了解有导柱连续模的结构特点。2410.1.2查对各零件已完成装配前的加工工序,并经检验合格。2410.1.3确定装配方法和装配顺序2410.2冲压模具的装配2410.2.1装配模柄2410.2.2装配凹模2410.2.3装配凸模2410.2.4装配下模2510.2.5装配上模2510.3冲压模具的调试2510.3.1模具调试的要点2510.3.2试冲25结束语26致谢27参考文献29I自行车脚蹬内板冲压成形工艺及模具设计1 绪 论模具工业是国民经济的基础工业,是工业生产的重要工艺装备.先进国家的模具工业已摆脱从属地位,发展为独立的行业.日本工业界认为: “模具工业是其它工业的先行小工业,是创造富裕社会的动力”.美国工业界认为:“模具工业是美国工业的基石”.在德国模具被冠以 “金属加工业中的帝王”之称. 冲压是一种先进的少无切削加工方法,具有节能省材,效率高,产品质量好,重量轻,加工成本低等一系列优点,在汽车,航空航天,仪器仪表,家电,电子,通讯,军工,日用品等产品的生产中得到了广泛的应用.据统计,薄板成型后,制造了相当于原材料的12倍的附加值,在国民经济生产总值中,与其相关的产品占四分之一,在现代汽车工业中,冲压件的产值占总产值的59%.随着我国经济的迅速发展,采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。1.1 国内模具行业的现状及发展趋势1.1.1 国内模具的现状我国模具近年来发展很快,据不完全统计,2003年我国模具生产厂点约有2万多家,从业人员约50多万人,2004年模具行业的发展保持良好势头,模具企业总体上订单充足,任务饱满,2004年模具产值530亿元。进口模具18.13亿美元,出口模具4.91亿美元,分别比2003年增长18%、32.4%和45.9%。进出口之比2004年为3.69:1,进出口相抵后的进出口达13.2亿美元,为净进口量较大的国家。在2万多家生产厂点中,有一半以上是自产自用的。在模具企业中,产值过亿元的模具企业只有20多家,中型企业几十家,其余都是小型企业。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;专业模具厂数量增加,能力提高较快;三资及私营企业发展迅速;国企股份制改造步伐加快等。虽然说我国模具业发展迅速,但远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存在以下几方面的不足: 第一,体制不顺,基础薄弱。 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用,私营企业近年来发展较快,国企改革也在进行之中,但总体来看,体制和机制尚不适应市场经济,再加上国内模具工业基础薄弱,因此,行业发展还不尽如人意,特别是总体水平和高新技术方面。 第二,开发能力较差,经济效益欠佳.我国模具企业技术人员比例低,水平较低,且不重视产品开发,在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合1万美元,国外模具工业发达国家大多是1520万美元,有的高达2530万美元,与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理,真正实现现代化企业管理的企业较少。 第三,工艺装备水平低,且配套性不好,利用率低虽然国内许多企业采用了先进的加工设备,但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多,特别是设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因,引进设备不配套,设备与附配件不配套现象十分普遍,设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低,带来中国模具企业钳工比例过高等问题。第四,专业化、标准化、商品化的程度低、协作差 由于长期以来受“大而全”“小而全”影响,许多模具企业观念落后,模具企业专业化生产水平低,专业化分工不细,商品化程度也低。 第五,模具材料及模具相关技术落后模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本,国产模具钢与国外进口钢相比,无论是质量还是品种规格,都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差,也直接影响模具水平的提高。1.1.2 国内模具的发展趋势巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展,但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距,尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年,中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面: 1)模具日趋大型化;2)在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术;3)模具扫描及数字化系统;4)在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术;5)提高模具标准化水平和模具标准件的使用率;6)发展优质模具材料和先进的表面处理技术;7)模具的精度将越来越高;8)模具研磨抛光将自动化、智能化;9)研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程;10)开发新的成形工艺和模具。对于模具数字化制造、系统集成、逆向工程、快速原型/模具制造及计算机辅助应用技术等方面形成全方位解决方案,提供模具开发与工程服务,全面提高企业水平和模具质量,这更是冲压模具技术发展的重点。1.2 国外模具的现状和发展趋势模具是工业生产关键的工艺装备,在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中,6080的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性,是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志,并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。近几年,全球模具市场呈现供不应求的局面,世界模具市场年交易总额为600650亿美元左右。美国、日本、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50%以上;国外模具企业的组织形式是大而专、大而精。2004年中国模协在德国访问时,从德国工、模具行业组织-德国机械制造商联合会(VDMA)工模具协会了解到,德国有模具企业约5000家。2003年德国模具产值达48亿欧元。其中(VDMA)会员模具企业有90家,这90家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的90%,可见其规模效益。 随着时代的进步和技术的发展,国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才,他们的技术水平比较高故人均产值也较高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。1.3 带凸缘落料拉深件的模具设计与制造方向1.3.1 带凸缘落料拉深件的模具设计的设计思路拉深是冲压基本工序之一,它是利用拉深模在压力机作用下,将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。它不仅可以加工旋转体零件,还可以加工盒形零件及其他形状复杂的薄壁零件,但是,加工出来的制件的精度都很底。一般情况下,拉深件的尺寸精度应在IT13级以下,不宜高于IT11级。只有加强拉深变形基础理论的研究,才能提供更加准确、实用、方便的计算方法,才能正确地确定拉深工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸,解决拉深变形中出现的各种实际问题,从而,进一步提高制件质量。圆筒件是最典型的拉深件,其工作过程很简单就一个拉深,根据计算确定它可以一次拉深成功.根据计算的结果和选用的标准模架,判断该工序不能采用标准的模架。为了保证制件的顺利加工和顺利取件,模具必须有足够高度。要改变模具的高度,只有从改变导柱和导套的高度。导柱和导套的高度可根据拉深凸模与拉深凹模工作配合长度决定设计时可能高度出现误差,应当边试冲边修改高度。在设计的过程中,将有一定的困难,但有指导老师的悉心指导和自己的努力,相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限,而且缺乏经验,设计中难免有不妥之处,恳请各位老师指正。2 端盖冲压的工艺分析2.1拉深件工艺分析原始资料:如图所示 材料:08钢 厚度:2mm 图2.1 工件图 此工件为带凸缘圆筒形工件,形状简单对称,所有尺寸均为自由公差,对工件厚度变化也没有作要求。由于没有公差等级标注,所以可以按未标公差等级处理。零件图上未标注公差尺寸按IT14精度计算。2.2 冲压工艺方案分析2.2.1 冲压工艺方案的确定该工件包括拉深、冲孔两个基本工序,可以有以下三种工艺方案:方案一:先拉深,后冲孔。采用单工序模生产。方案二:拉深落料冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三:拉深级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单,但需要两道工序两副模具,生产效率低,难以满足该工件大批量生产的要求。方案二只需一副模具,生产效率较高,尽管模具结构较方案一复杂,但由于零件的集合行装简单对称,模具制造并不困难。方案三也只需一副模具,生产效率高,但模具结构比较复杂,送进操作不方便,加之尺寸偏大,通过对上述三种方案的分析比较,若该工件能一次拉深,则其冲压采用方案二为佳。2.3 工艺计算2.3.1 计算毛坯尺寸(1)由工件图可知 t=2mm1mm,故按板厚中径尺寸计dt=68mm d=28mm H=4.1mm。 凸缘相对直径dt/d=68/28=2.43 查表得修边余量h=1.4mm 故按实际外径dp=68+1.4270.8mm计算。(2)计算毛坯直径D有表得D=dp+4dh-3.44Rd=70.8+4284.1-3.44128所以D=74mm2.3.2 确定工件是否能一次拉深成形板料的相对厚度 查表4.5.1得极限拉深系数为0.580.48。零件0.580.48,故可以一次拉深成形。2.3.3确定是否用压边圈板料的相对厚度 d/D100=2/74=2.7。经查表得不用压料装置。2.4落料排样设计2.4.1确定零件的排样方案:设计模具时,条料的排样很重要。由于是零件外缘是圆形的,所以采用直排,材料的利用率较高。78222排样图图2 条料的排样 2.4.2条料宽度、导料板间距离的计算查表2.5.2得搭边值a1=2mm,a=2mm。条料宽度的计算:拟采用无侧压装置的送料方式,得条料宽度 (2.5.5)导料板间距离 (2.5.6)D条料宽度方向冲裁件的最大尺寸;a侧搭边值;条料宽度的单向(负向)偏差,见表2.5.3;查得0.6c导料板与最宽条料之间的间隙;其最小值见表2.5.5查得cmin=0.5mm。代入数据计算,取得条料宽度为 A79mm。2.4.3材料利用率的计算:根据一般的市场供应情况,查表950 mm1500 mm1.5 mm的冷轧薄钢板。每块可剪1500mm 78.5 mm规格条料12条,材料剪切利用率达99.2%。由材料利用率通用计算公式 = 式中 A一个步距内冲裁件的面积,mm2;n一个进距内的冲裁件数量;B条料宽度,mm s进距, mm得=77.6%一张板料上总的材料利用率式中 n一张板材上冲裁件的总数目;A1一个冲裁件的实际面积,mm2;n一个进距内的冲裁件数量; B板料宽度,mm; L板料长度 mm得 可见材料的利用率较高。2.5 主要工作零件的尺寸计算2.5.1冲孔凸、凹模尺寸的计算该零件冲裁部分为一般冲孔落料件,外形尺寸由落料获得,而中间的小孔尺寸则是由冲孔得到。查表而知:Zmin = 0.246,Zmax = 0.360mmZmax Zmin = 0.114mm因为模具的精度等级为IT14级 取磨损系数X = 0.5设凸、凹模分别按IT9、IT10级精度制造,分别计算Dt、Da如下:冲18mm的孔冲孔时,间隙取在凹模上,则:凸模尺寸:=(d+) 凹模尺寸:=( + Zmin) 式中:-冲孔凸模刃口尺寸 -冲孔凹模刃口尺寸 d-冲孔件孔的最小极限尺寸,mm, d=18mm Zmin双面间隙,mm工件公差,mm,=0.43mmx磨损系数,查表得IT14级时x=0.5 凸模和凹模的制造公差,mm查表=0.02mm所以=(18+0.50.43) 0-0.02 =18.215 0-0.02 mm =(18.215+0.246) + 0.020=18.46+ 0.020mm校核:|T|+|A|= 0.02 mm +0.02 mm =0.04 mmZmax Zmin=0.114mm满足间隙公差条件。2.5.2 外形落料凸模、凹模刃口尺寸的计算因此落料件为复杂的制件,所以利用配作法计算凸凹模刃口尺寸,这种方法有利于获得最小的合理间隙,放宽对模具的加工设备的精度要求。采用配作法,计算凸凹模的刃口尺寸,首先是根据凸模或凹模磨损后轮廓变化情况正确判断出模具刃口各个尺寸在磨损过程中是变大还是变小,还是不变这三种况,然后分别按不同的计算公式计算。a、凹模磨损后会增大的尺寸-第一类尺寸A 第一类尺寸:Aj=(Amax-x)0+b、凹模磨损后会减小的尺寸-第二类尺寸B 第二类尺寸:Bj=(Bmax+x)0-0.25 c、凹模磨损后会保持不变的尺寸 第三类尺寸C 第三类尺寸:C= 。 38增大:Aa=37.69mm At=37.444 0-0.02 mm R10增大: Aa=9.74mm At=9.494 0-0.02 mm R7减小: Ba=7.215 0-0.02 mm Bt=7.461mm 48不变: Ca=Ct=C=480.022.5.3 拉深凸凹模尺寸的计算由于零件的内形尺寸及公差有要求,所以以凸模为基准,根据磨损定律,工作部分尺寸为:d=(dmin+0.4) d=(dmin+0.4+ Zmin) 式中 d、d凹、凸模的尺寸;dmin拉深件内径的最小极限尺寸;零件的公差;、凹、凸模制造公差;Z拉深模双面间隙。查表0.23mm 查表t=0.06mm a=0.09mm 由公式(4.8.8)2得(11.1)t t板料厚度 mm。 Z=2(11.1)2=44.4mm 取Z=4.2 mm则 d =(dmin+0.4)=( 24+0.40.23) mm=24.1mm da =(dmin+0.4+ Zmin)=(24+0.40.62+4.2) =28.3mm2.6 选取凸模与凹模的圆角半径因为圆角R1mm属于过渡尺寸,要求不高且R1mm2t=4可以一次成形,为简单方便,设计生产中直接按工件尺寸作为拉深凸、凹模该处尺寸。3 主要零部件设计由于工件形状简单对称,所以模具的工作零件均采用整体结构,拉深凸模、冲孔凹模、冲孔凸模拉深凹模的结构如零件图所示。(1)冲孔5、18凸模的设计。为了增加凸模的强度和刚度,凸模非工作部分直径应制成逐渐增大的多级形式,且它的外形尺寸较大,所以以采用B形凸模。图3.1 凸模(2)凸凹模的设计。 将拉深凸模与冲孔凹模设计成一个整体,其结构图如下图所示:本模具为复合模,除了冲孔凸模和落料凹模外,还有一个凸凹模,根据整体模具的结构设计需要,凸凹模的结构简图如图,确定凸凹模安装在模架上的位置时,要依靠计算的压力中心数据,使压力中心与模柄中心重合。查表2.23得落料凸模和冲孔凹模的最小壁厚为4.9mm,而实际壁厚为10mm,故符合强度要求,凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制,并保证双面间隙为0.2460.36 mm。拉深凸模的外形尺寸由前面的计算确定,由于有打料装置,所以中间不需要开通气孔。拉深凸模在弹性压料装置的作用下,完成拉深的工作过程。 图3-2 凸凹模零件图4 冲模压力中心的确定为了保证压力机和模具的正常工作,应使模具的压力中心和压力机滑块的中心线相重合。否则冲压时滑块会承受偏心载荷,导致滑块的滑轨和模具的导向部分不正常磨损,还会使合理间隙得不到保证,从而影响制件的质量降低模具寿命甚至损坏模具。而本模具所冲裁的制件形状完全对称于相互垂直的 两条对称线,所以模具的压力中心在几何图形的中心点上。因为本制件是轴对称零件,所以不用计算压力中心。模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。5 冲裁力的计算5.1 冲裁力的计算由于本模具未采用弹性卸料装置,所以冲裁力由式2.25 得F冲裁=F+F卸+F顶 =F(1+K卸+K顶 )=KLt 式中:L冲裁周边长度;t材料厚度; 材料抗剪强度; K系数; 一般取1.3。由查表得260360MPa。取310MPa。则 5.2 落料冲裁力F落 F落Kt式中落料件外形周边尺寸 3.1438+3.1410150.72mm 所以F落KLt1.3150.722.0300=117560N 取F落117.56KN5.3 卸料力、推件力及顶件了力的计算:卸料力是将废料或工件从凸凹模上刮下的力。而推件力是将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需的力。顶件力逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需的力。卸料力、推件力和顶件力是由压力机和模具卸料装置或顶件装置传递的,所以在选择设备公称压力或设计冲裁的时候应分别予以考虑,影响这些力的因素较多,主要有材料的力学性能、厚度、模具间隙、凹模洞口结构、搭边大小、润滑情况、制件的形状和尺寸等。现在按照下面的经验公式计算:卸料力Fx Fx F落 式中Fx卸料力 卸料系数,查表0.0250.06,取0.05所以Fx0.05117.565.9KN 推料力Ft Ft F孔n式中推料系数,查表取=0.05 n同时卡在凹模洞孔内的件数,取n=10所以Ft=0.0568.5810=34.29KN顶件力FdFd=(F孔F落) 式中Fd顶件力 =顶件系数,查表取=0.06所以Fd=0.06(68.58+117.56)=11.2KN5.4拉深力的计算采用压料圈得式中t材料厚度; d拉深后的工件直径;拉深件材料的抗拉强度。 修正系数;由查表得215410MPa。取300MPa。由查表得K11.27则 6 压力机的选用冲裁时,压力机的压力值必须大于或者等于冲裁各工艺力的总和,即大于总的冲压力,总的冲压力根据模具结构不同计算公式不同,当采用弹性卸料装置和下出件的模具时,总的冲压力为: F=F +F落+ Fx+Ft Ft+F=142.8+117.56+5.9+11.2+64.96=342.42KN根据拉深力的计算结果和工件的高度,选择压力机:JH23-40表6-1公称压力/KN滑块行程/mm最大闭合高度/mm最大装模高度/mm400100330265连杆调节长度/mm模柄孔尺寸/mm655070压力机的校核 压力机的工作台尺寸为460700 mm,最大闭合高度为330 mm,连杆调节长度为65 mm,最大装模高度为265mm,而模具的闭合高度为188.5 mm,可以安装。7 模具的结构设计7.1选用模架、确定闭合高度及总体尺寸由于拉深凹模外形尺寸较大,为了工作过程稳定,选用中间导柱模架。再按其标准选择具体结构尺寸见表7-1。表7-1 模架规格选用名称尺寸材料热处理上模座16012540HT200下模座16012540HT200导柱25170、3217020渗碳5862导套2511043、321104320渗碳5862Hmin=180mm,Hmax=220mm模具的闭合高度 由此可见模具的实际开模高度远远大于所采用模架的最大闭合高度,所以此制件不能采用标准模架。 为了节省加工时间,只有在模具标准模架的基础上进行修改。因为要使模具具有足够的封闭高度,只有改变导柱和导套的高度: 导柱:20200、32200; 导套:2011043、30110438 其它模具零件的结构设计8.1 固定板查表凸模固定板选用: 12010010-45钢JB/T 7643.2。落料凸模拉深凸模固定板选用: 12010010-45钢JB/T 7643.2。8.2 垫板垫板的作用是直接承受凸模的压力,以降低模座所受的单位压力,防止模座被局部压陷,从而影响凸模的正常工作。是否需要用垫板,可按下式校核: 式中:p凸模头部端面对模座的单位压力(N); 凸模承受的总压力(N); A凸模头部端面支撑面积(mm2)。冲裁时:拉深时: HT200的许用压应力为90140Mpa。但是因为通过上模座固定的模柄与压力机相连,且上模座闭下模座薄,而且下模座固定在压力机工作台上。为防止上模座损坏,在上模座加垫板。查表7-4选用垫板 1251256-45钢 JB/7643.3。8.3 导柱、导套 对于生产批量大、要求模具寿命高的模具,一般采用导柱、导套来保证上、下模的导向精度。导柱、导套在模具中主要起导向作用。导柱与导套之间采用间隙配合。根据冲压工序性质、冲压的精度及材料厚度等的不同,其配合间隙也稍微不同。这里采用H7/h6。8.4 其他零件模具其他零件的选用见表3-2表8-1 模具其他零件的选用序号名称数量材料规格/ mm热处理1下模座1HT200160160452导柱120钢28200渗碳5862HRC3导柱120钢32200渗碳5862HRC4导套120钢2811043渗碳5862HRC5导套120钢3211043渗碳5862HRC6上模座1HT200160160407内六角螺钉4Cr12M10455862HRC8内六角螺钉4Cr12M101005862HRC9模柄1Q235-1.FA5011010销钉245钢66011销钉245钢88012打杆145钢M1422013紧定螺钉645钢M41214固定挡料销145钢A64348HRC9 模具总装图由以上设计,可得到模具的总装图:图9-1 装配图其工作过程是:模具在工作时,压力机滑块下行,通过模柄带动上模座下行,凸凹模先拉深,紧接着进行落料,最后进行冲孔。冲孔完成以后,压力机滑块上行,通过模柄带动上模座上行,当凹模随上模回升时,零件制品在弹性装置的作用下,将其从凹模内推出,准备下一次行程。10 冲压模具的安装和调试10.1 冲压模具装配的基本知识总装时,首先应根据主要零件的相互依赖关系,以及装配方便和易于保证装配精度要求来确定装配基准件,例如复合模一般以凸凹模作为装配基准件,级进模以凹模作为装配基准件;其次,应确定装配顺序,根据各个零件与装配基准件的依赖关系和远近程度确定装配顺序。装配结束后,要进行试冲,通过试冲发现问题,并及时调整和修理直至模具冲出合格零件为止。10.1.1 通读设计图样,了解有导柱连续模的结构特点。本模具的装配工艺要点是:凸,凹模固定板上的型孔尺寸和位置精度的协调,要同时保证多个凸模,凹模的间隙和位置符合要求。10.1.2 查对各零件已完成装配前的加工工序,并经检验合格。10.1.3 确定装配方法和装配顺序经查对认定模具零件已加工完成,可采用化整为零的装配方法。结合模具结构特点,以凹模作装配基准件,先将凹模装配在下模座上,凸模与凸模固定板装在一起,再以凹模为基准,调整好间隙,将凸模固定板安装在上模座上,经试冲合格后,钻铰定位销孔。10.2冲压模具的装配10.2.1 装配模柄将模柄压入上模座后,钻、铰销孔,打入止转销。10.2.2装配凹模以凹模作装配基准件,将凹模装配在下模座上10.2.3 装配凸模将凸模压入固定板中,按压入法装配要领,检查其相对固定板基准面的垂直度,认定合格后,磨平固定板支撑面和刃口面。10.2.4装配下模将组装好的凹模,按照设计要求位置,安装在下模座上,紧固螺钉,钻、铰销孔,装入圆柱销。10.2.5装配上模将组装好的凸模,固定板和垫板,安装在上模座上,紧上螺钉,用工艺定位器法控制上下模的配合间隙,使其均匀。认定均匀后,在上模相应部位钻、铰销孔,打入圆销。 10.3 冲压模具的调试10.3.1模具调试的要点 模具调试,因模具类型不同,结构不同,可能出现的问题也不同,调试的内容也随之变化。 模具闭合高度调试。模具应与冲压设备配合好,保证模具应有的闭合高度和开启高度。 导向机构的调试。导柱,导套要有好的配合精度,保证模具运动平稳,可靠。 凸,凹模刃口及间隙调试。刃口锋利,间隙要均匀。 定位装置的调试。定位要准确,可靠。 卸料及出件装置的调试。卸料及出件要通畅,不能出现卡死现象。10.3.2 试冲用纸试冲,观察冲切纸边的状况,经调整并认定均匀后, 钻、铰另一组销孔,打入圆销。 结束语端盖属于拉深件,分析其工艺性,并确定工艺方案。由于在零件制造前进行了预测,分析了制件在生产过程中可能出现的缺陷,采取了相应的工艺措施。因此,模具在生产零件的时候才可以减少废品的产生。端盖模具的设计,是理论知识与实践有机的结合,更加系统地对理论知识做了更深切贴实的阐述。也使我认识到,要想做一名合理的模具设计人员,必须要有扎实的专业基础,并不断学习新知识新技术,树立终身学习的观念,把理论知识应用到实践中去,并坚持科学、严谨、求实的精神,大胆创新,突破新技术,为国民经济的腾飞做出应有的贡献。致谢毕业设计是我们进行完了三年的模具设计与制造专业课程后进行的,它是对我们三年来所学课程的又一次深入、系统的综合性的复习,也是一次理论联系实践的训练。它在我们的学习中占有重要的地位。通过这次毕业设计使我在温习学过的知识的同时又学习了许多新知识,一些原来一知半解的理论也有了进一步的的认识。特别是原来所学的一些专业基础课:如机械制图、模具材料、公差配合与技术测量、冷冲模具设计与制造等有了更深刻的理解,使我进一步的了解了怎样将这些知识运用到实际的设计中。同时还使我更清楚了模具设计过程中要考虑的问题,如怎样使制造的模具既能满足使用要求又不浪费材料,保证工件的经济性,加工工艺的合理性。在学校中,我们主要学的是理论性的知识,而实践性很欠缺,而毕业设计就相当于实战前的一次演练。通过毕业设计可是把我们以前学的专业知识系统的连贯起来,使我们在温习旧知识的同时也可以学习到很多新的知识;这不但提高了我们解决问题的能力,开阔了我们的视野,在一定程度上弥补我们实践经验的不足,为以后的工作打下坚实的基础。通过对端盖冷冲模的设计,我对冲裁模有了更为深刻的认识,特别是这种落料拉深冲孔复合模的设计。在模具的设计过程中也遇到了一些难以处理的问题,虽然设计中对它们做出了解决 ,但还是感觉这些方案中还是不能尽如人意,如压力计算时的公式的选用、凸凹模间隙的计算、卸件机构的选用、工作零件距离的调整,都可以进行进一步的完善,使生产效率提高。历经近三个月的毕业设计即将结束,敬请各位老师对我的设计过程作最后检查。在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料,请教各位老师有关模具方面的问题,并且和同学的探讨,模具设计在实际中可能遇到的具体问题,使我在这短暂的时间里,对模具的认识有了一个质的飞跃。从陌生到开始接触,从了解到熟悉,这是每个人学习事物所必经的一般过程,我对模具的认识过程亦是如此。经过近三个月的努力,我相信这次毕业设计一定能为三年的大学生涯划上一个圆满的句号,为将来的事业奠定坚实的基础。在这次设计过程中得到了老师以及许多同学的帮助,我受益匪浅。在此,再次感谢各位老师特别是我的指导老师于智宏师在这一段时间给予无私的帮助和指导,并向他们致以深深的敬意,对关心和指导过我各位老师表示衷心的感谢!参考文献1 赵志伟等.模具发展现状M.模具制造,2007.62 原红玲主编. 冲压工艺与模具设计M. 机械工业出版社2010.83 冯炳尧、韩泰荣、蒋文森编. 冲压设计与制造简明手册M. 上海科学技术出版社19984 高军 李熹平 修大鹏等编著 冲压模具标准件选用与设计指南M. 化学工业出版社 2007.75 中国机械工程学会 中国模具设计大典编委会等主编 中国模具设计大典M. 江西科学技术出版社20036 郝滨海编 冲压模具简明设计手册M. 化学工业出版社 20057 阎亚林主编 冲压与塑压成型设备M. 高等教育出版社2010.427
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