筒形件冲压成形工艺与模具设计【圆筒件 底部有孔】【含8张CAD图纸、说明书】【LB7】
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河南机电高等专科学校学生毕业设计中期检查表学生姓名陈科萌学 号111304110指导教师杨占尧选题情况课题名称筒形件冲压成形工艺与模具设计难易程度偏难适中偏易工作量较大合理较小符合规范化的要求任务书有无开题报告有无外文翻译质量优良中差学习态度、出勤情况好一般差工作进度快按计划进行慢中期工作汇报及解答问题情况优良中差中期成绩评定:所在专业意见: 负责人: 年 月 日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: 陈 科 萌 学 号: 111304110 设计(论文)题目: 筒形件冲压成形工艺与模具设计 起 迄 日 期:2013年 11 月 2日 2014年4月16日指 导 教 师: 杨 占 尧 2013年 11月 2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:该课题来源于生产实际。本毕业设计题目主要是对筒形件冲压成形工艺的设计。目的主要是锻炼学生的设计模具的能力,并培养学生理论联系实际的能力,在完成毕业设计的过程中熟悉并了解模具的设计过程与步骤,在设计的过程中学会查手册和工艺计算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): 材 料:08Al 批量:大批量 厚度:1.5mm工作要求:(1)制件工艺性分析与方案的确定;(2)编写设计说明书一份;(3)绘制模具装配图及至少五张模具零件图; (4)编写主要零件的机械加工工艺过程卡。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 序 卡工序名称粗铣六面工序号01零件名称冲孔凸模零件号00-09零件重量同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度种 类重 量Cr1248-52HRC锻 件设 备夹 具名 称辅 助工 具名 称型 号铣床虎钳垫块安 装工 步安装及工步说明刀 具量 具走 刀长 度走 刀次 数切 削 深 度进给量主 轴转 速切 削速 度基 本工 时一次4车端面,车外圆车刀游标卡尺设 计 者陈科萌指 导 教 师杨占尧共 1 页第 1 页机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 零件号零 件 名 称00-09冲孔凸模工序号工 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1下料锯床钢尺2锻造锻床锻锤钢尺3热处理(退火)加热炉4车削车床车刀游标卡尺5热处理(淬火、回火)电热炉火钳6磨外轮廓磨床砂轮千分尺7检验编制 陈科萌 校对 审核 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:筒形件冲压成形工艺与模具设计系 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 陈 科 萌 学 号 111304110 指导教师 杨 占 尧 2014年 4 月 10 日筒形件冲压成形工艺与模具设计摘 要 : 此次设计为落料拉深冲孔复合模,设计本模具充分利用了网上资源,图书馆藏书,更重要的是老师的谆谆教导,才成就了此模具。 在模具的设计过程中,首先,简要地概述了冲压模具的特点和在社会发展领域中的作用及其以后的发展前途,点明了模具的设计意义;其次进行工件的工艺分析;进而确定了工艺方案,计算出了模具工作部分的尺寸公差,设计出零部件,然后依据设计要求选择各个标准件,最后设计出模具的总装配图。在设计过程中需要计算冲压力,落料力,拉深力及推件力,卸料力,从而判断模具各部件是否能承受压力机的作用,更重要的是模具工作零件的设计,以此为核心的问题,工作零件的误差将直接影响制件的质量。最后利于绘图工具AutoCAD制作了装配图和零件图,而节省了许多时间。通过此次设计使我不仅掌握了冲压模具设计的一般流程,更好的学习好多在课本上没有学习的知识。关键词 : 冲孔,拉深,计算机绘图,工艺分析THE CYLINDRICAL PARTS FORMING TECHNOLOGY AND DIE DESIGN ABSTRACT :This time design for fall to anticipate- pull deep- blunt bore compound mold, design originally the molding tool made use of the on-line resources well, the library library, the more important teacher earnestly instruct, just achieving this molding tool.In the design process of the molding tool, first, the synopsis ground says to hurtle the characteristics of press the molding tool all and after society develop the function in the realm and it of development prospect, order the design meaning of understand the molding tool;Carry on the craft analysis of the work piece the next in order;Then made sure the craft project, compute the molding tool work the size business trip of the part, design zero partses of, then request to choose the each standard piece according to the design, designing a total assemble diagram of molding tool finally.The demand computes the blunt pressure in design process, falling to anticipate the dint, pulling the deep dint and pushing a dint, unloading to anticipate the dint, thus judging whether each parts of molding tool can bear the function of the pressure machine or not, the design of the more important molding tool work spare parts, with this for core of problem, the error margin of the work spare parts will affect the quantity of make the piece directly.Finally the benefit manufactures to assemble the diagram and the spare parts diagrams in the painting tool .Pass this time design make me not only controled to hurtle the general process of press the molding tool design, the better study is a lot of in the lesson originally up have no knowledge of study.KEY WORDS: Blunt bore ,Pull deeply ,The calculator painting,The craft analysisII 筒形件冲压成形工艺与模具设计1 绪 论 目前,我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后,主要原因是我国在冲压基础理论及成型工艺、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的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、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。1.1 冲压模具水平状况 近年来,我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到12m,寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra1.5m的精冲模,大尺寸(300mm)精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。1.2 冷冲压的应用 冲压工艺是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件,所以有时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料,而且也可以加工非金属板料。冲压加工时,板料在模具的作用下,于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时,板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形,从而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。 冲压生产靠模具与设备完成加工过程,所以它的生产率高,而且由于操作简便,也便于实现机械化和自动化。 利用模具加工,可以获得其它加工方法所不能或难以制造的、形状复杂的零件。 冲压产品的尺寸精度是由模具保证,所以质量稳定,一般不需再经过机械工业加工便可使用。 冲压加工不一般不需要加热毛坯,也不像切削加工那样大量切削材料,所以它不但节能,而且节约材料。冲压产品的表面质量较好,使用的原材料是冶金工厂大量生产的轧制板料或带料,在冲压过程中材料表面不受破坏。 因此,冲压工艺是一种产品质量较好而且成本低的加工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。 冲压工艺在汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表、各种民用轻工产品以及航空、航天和兵工等的生产方面占据十分重要的地位。现代各先进工业化国家的冲压生产都是十分发达的。在我国的现代化建设进程中,冲压生产占有重要的地位。1.3 冲压模具的发展重点与展望 发展重点的选取应根据市场需求、发展趋势和目前状况来确定。可按产品重点、技术重点和其他重点分别叙述。1.3.1 冲压模具产品发展重点 冲压模具共有7小类,并有一些按其服务对象来称呼的一些种类。目前急需发展的是汽车覆盖件模具,多功能、多工位级进模和精冲模。这些模具现在产需矛盾大,发展前景好。 汽车覆盖件模具中发展重点是技术要求高的中高档轿车大中型覆盖件模具,尤其是外覆盖件模具。高强度板和不等厚板的冲压模具及大型多工位级进模、连续模今后将会有较快的发展。多功能、多工位级进模中发展重点是高精度、高效率和大型、高寿命的级进模。精冲模中发展重点是厚板精冲模大型精冲模,并不断提高其精度。1.3.2 冲压模具技术发展重点 模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。因此从设计技术来说,发展重点在于大力推广CAD/CAE/CAM技术的应用,并持续提高效率,特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具CAD、CAM技术应向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展,并提高模具CAD、CAM系统专用化程度。 为了提高CAD、CAE、CAM技术的应用水平,建立完整的模具资料库及开发专家系统和提高软件的实用性十分重要。从加工技术来说,发展重点在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主要是发展高速铣削、高速研抛和高速电加工及快速制模技术。高精度加工目前主要是发展模具零件精度1m以下和表面粗糙度Ra0.1m的各种精密加工。提高模具标准化程度,搞好模具标准件生产供应也是冲压模具技术发展重点之一。 为了提高冲压模具的寿命,模具表面的各种强化超硬处理等技术也是发展重点。 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。2 制件工艺分析及工艺方案确定零件名称:无凸缘圆筒形制件生产批量:大批量材 料: 08AL料 厚: 1.0mm无凸缘圆筒形制件图2.1 工艺分析零件为无缘圆筒形制件,如图所示,零件结构简单,尺寸精度不是很高,考虑到加工的经济性,决定减少加工的工序数目,宜采用落料拉深复合模,该零件冲压加工工序包括落料、拉深、冲孔。该制件高度28尺寸为未注公差尺寸,满足拉深工艺对精度等级的要求;尺寸68.50+0.5按公差表查得为IT13级,满足拉深工序对制件公差等级的要求。零件所用材料为08AL,拉深性能较好。(1) 确定切边余量查表4-1,并取=4mm.(2) 计算毛坯直径D根据公式(4.5)D=(d-2r)2+4dH-r+2rd-2r+8r2 =d2+4dH-1.72dr-0.56r2因为毛坯的厚度t=1mm,则各个尺寸应以零件厚度的中心尺寸代入进行计算,故d=(68.5+0.25+1)=69.75mm, H=(28-0.5)+4=31.5mm, r=5.5mm,代入上式得:D=114mm(3) 判断零件能否一次拉出和是否需要采用压边装置判断零件能否一次拉出仅需比较所需的总拉深系数m总和第一次允许的极限拉深系数m1的大小即可。当m总m1,说明拉深该工件的实际变形程度比第一次允许的极限变形程度要小,工件可以一次拉成。若当m总m1,因此该零件只需一次拉深就能够达到所需尺寸。2.2 工艺方案的确定该工件包括落料,拉深,冲孔,三个基本工序,可以有以下三种工艺方案。方案一:先落料,再拉深,最后冲孔。采用单工序模生产。方案二:落料拉深冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三:落料拉深冲孔连续冲压。采用连续模生产。 方案一模具结构简单,但需三道工序,即需要落料模,拉深模,冲孔模三副模具,生产效率低,难以满足该零件的年产量要求。方案二只需一副模具,冲压件的形位精度和尺寸精度易保证,且生产效率也高。尽管模具结构较方案一复杂,但由于零件的几何形状简单对称,模具制造并不困难。方案三也只需一副模具,生产效率也很高,但零件的冲压精度稍差。欲保证冲压件的形位精度,需在模具上设置导正销导正,故其模具制造,安装较复合模复杂。通过对上述三种方案的分析比较,该件的冲压生产采用方案二为佳。2.3制件排样及相关的计算 采用有废直排的排列的方式,因为冲件与冲件之间,冲件与条料之间都存在搭边废料,这样冲件尺寸完全由冲模来保证,因此精度较高,模具寿命也较长,但材料的利用率较低。根据零件的形状和排样方法确定为直排排样,排样图如下:冲裁件的面积A: 条料的宽度B=D+2a+c=114+2+0.5=116.5。查表2.9得,最小搭边值a=1.0mm, ,查表2.12得,条料与导料板间隙。 步距S=D+=114+0.8=114.8mm.一个步距的材料的利用率:3 冲压模具设计3.1 确定冲模类型及结构形式在冲压工艺性分析后拟定冲压工艺方案时选择复合模,又因零件的几何形状简单对称,工件间有搭边值,复合模结构相对简单,操作方便,又可直接利用压力机的打杆装置进行推件,卸件可靠、便于操作,所以模具类型为有废料复合模。3.2 计算工序压力,选择压力机在冲裁模设计中,冲压力是指落料力,缷料力,拉深力,压边力,冲孔力,切边力和推件力的总称。它是冲裁时选择压力机,进行模具设计校核强度和刚度的重要依据。1)落料力F落=1.3Dbt =1.33.141143201N =148911.36N 148.9KN式中b材料抗剪强度查表可知 08钢b260360MPa 取b320Mpa 2)卸料力 F卸K卸F落 =0.04148.9KN 5.96KN查冲压工艺与模具设计P30表2.7可知 K卸=0.043)拉深力 F拉Kdtb =0.863.1469.751440N =82875.276N 82.88KN 查冲压工艺与模具设计P137表4.6可知式中 K修正系数.K=0.86 b材料强度极限08AL的抗拉强度b440MPa4)压边力 F压/4D (d+2r凹)P =3.14/4114(69.7526)2.5N =12389.14N 12.39KN 式中r凹凹模圆角半径,取r凹=6mm P单位压边力,P=2.5MPa。5)冲孔力 F冲1.3dtb =1.33.14151320N =19593.6N =19.59KN式中d工件孔直径,d=15mm。6) 切边力 F切1.3Dtb =1.33.1470.51320N =92089.92N 92.09KN式中D工件外轮廓直径,D=70.5mm。7)推件力 F推nK推F冲 =30.0519.59KN =2.94KN 式中n冲孔时卡在凹模内的废料数,n3;K推推件力因素,K推0.05。故总冲压力为: F总F落+F卸+F拉+F压+F冲+F切+F推 =148.9+5.96+82.88+12.39+19.59+92.09+2.94KN =364.75KN从满足冲压力要求看,选用630KN规格的压力机JB23-63,其主要技术参数为: 公称压力630kN滑块行程100mm最大闭合高度400mm封闭高度调节量80mm工作台尺寸860mm570mm模柄孔尺寸最大可倾角 2503.3 计算压力中心因为本制件是轴对称零件,所以不用计算压力中心,即X0=0,Y0=0。3.4 计算模具零件主要工作部分的刃口尺寸3.4.1 凸、凹模刃口尺寸的确定凸、凹模刃口尺寸的确定原则:1)考虑落料和冲孔的区别,落料件的尺寸取决于凹模。因此,落料模应先决定凹模的尺寸,用减小凸模尺寸来保证合理的间隙。冲孔件的尺寸取决于凸模,因此,冲孔模应先决定凸模尺寸。用增大凹模尺寸来保证合理的间隙。2)考虑刃口的磨损对冲件尺寸的影响。刃口磨损后尺寸变大, 其刃口的基本尺寸应接近或等于冲件的最小极限尺寸;刃口磨损后尺寸变小,应接近或等于冲件的最大极限尺寸。3)考虑冲件精度与模具精度之间的关系,选择模具制造公差时,既要保证冲件的精度要求又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较冲件精度高23级。3.4.2 凸、凹模配合加工时的工作部分尺寸对于冲制复杂形状冲件的模具或单件生产的模具,其凸凹模常采用配合加工的方法。凸凹模工作部分尺寸计算:其落料件按凹模磨损后尺寸增大(A类尺寸),减小(B类尺寸)和不变(C类尺寸)的规律分三种。冲件按凸模磨损后尺寸减小(B类尺寸),增大(A类尺寸)和不变(C类尺寸)的规律分三种。因为工件属冲孔,根据设计要求确定凸模刃口尺寸并依次为基准配置凹模,按磨损后其尺寸变大,变小,不变。(1)落料凹模刃口尺寸计算对于落料部分,即落料件尺寸为114 mm,根据查表得冲裁刃口双面间隙为Zmin=0.1mm,Zmax=0.14mm, 114的制造公差查表得凹=0.035mm,凸=0.025mm 凹+凸=0.035+0.025mm=0.06mm Zmax-Zmin=0.14-0.1mm=0.04mm由于凹+凸 Zmax-Zmin,故采用配作法制造模具刃口。磨损系数为X=0.5,则凹模刃口尺寸为 D凹=(D-x)+凹0 =(114-0.51) +0.0350 mm =113.5+0.0350 mm D凸=113.4-0.0250mm(2)冲孔刃口尺寸计算对于15的孔尺寸按未注公差IT12级计算,所以冲孔件尺寸为15+0.50。制造公差查表得凹=凸=0.02mm由于凹+凸=0.02+0.02=0.04mm即凹+凸= Zmax-Zmin,故凸模采用分开加工,则:d凸=(d+x)0-凸 =(15+0.50.5)0-0.02mm =15.250-0.02mmd凹=(d+x+Zmin)+凹0 =(15+0.50.5+0.1) +0.020mm =15.35+0.020mm(3)拉深模的间隙查表得拉深模的单边间隙为:Z/2=1.1t=1.1mm则拉深模的间隙Z=21.1=2.2mm确定间隙后,还要将圆角部间隙比直角部分增大0.1t。该件要求内径尺寸,则此增大值由修整凹模得到。(4) 拉深模的圆角半径凹模的圆角半径r凹查表选取,r凹=6t=6mm。凸模的圆角半径r凸等于工件的内圆角半径,即r凸=r=5mm。(5) 拉伸部分凸、凹模刃口尺寸计算由于工件要求内形尺寸,因此以凸模为设计基准。凸模的计算公式如下:d凸=(dmin+0.4)-凸0将凸模公差按IT8级选取,则凸=0.03mm。将dmin=68.5mm,=0.5mm,凸=0.03mm代入上式,得到凸模尺寸为: d凸=68.7-0.030mm间隙取在凹模上,则凹模的尺寸按式d凹=(dmin+0.4+Z)0+凹将dmin=68.5mm,=0.5mm,Z=2.2mm,凹=0.05mm代入上式,得到凹模尺寸为: d凹=70.90+0.05mm3.5 弹性元件的设计计算 为了得到较平整的工件,此模具采用弹压式卸料结构,使条料在落料、拉深过程中始终在一个稳定的压力之下,从而改善了毛坯的稳定性,避免材料在切向应力的作用下起皱的可能。a.上卸料板采用橡胶作为弹性元件,计算橡胶的自由高度: 式中 橡胶的自由高度,mm; 卸料板行程与模具修磨量或调整量(46)之和 则:取计算橡胶的装配高度:取H2 = 30mm橡胶的断面面积在模具装配时按模具空间大小确定。b.下顶块压边也采用橡胶作为弹性元件橡胶的自由高度: 取计算橡胶的装配高度取H2 = 34mm橡胶的断面面积在模具装配时按模具空间大小确定3.6 模具主要零部件的结构设计3.6.1凸模、凹模、凸凹模的结构设计(1)落料凸、凹模的结构设计。在落料凹模内部,由于要设置推件块,所以凹模刃口应采用直壁式刃口,并查表2.21,取得刃口高度h=6mm。该凹模结构简单,宜采用整体式。查表2.22,得k=0.15 即凹模高度H=kb=0.15114=17.1mm 凹模壁厚C=1.5H=1.517.1=25.65mm凹模的外形尺寸的确定:凹模的外形长度L=(114+225.65)mm=165.3mm 凹模的外形宽度B=(114+225.65)mm=165.3mm凹模整体尺寸标准化,取为200mm200mm35mm。凹模上螺孔到凹模外缘的距离一般取(1.52.0)d, d 为螺孔的尺寸,由于凹模厚度为35mm,所以根据表查得螺孔选用4M8的螺钉固定在下模座。 螺孔到凹模外缘的最小距离a=1.5d=1.58=12mm(2)冲孔15mm凸模设计。 为了增加凸模的强度和与刚度,凸模的非工作部分直径应制成逐渐增大的多级形式。凸模固定板厚度取25mm,凸凹模厚度取18mm,故H=25+46+2=73mm。(3)凸凹模的结构设计。 本模具为复合冲裁模,除了冲孔凸模和落料凹模外,还有一个凸凹模。确定凸凹模安排在模架上的位置时,要依据计算压力中心的数据,使压力中心与模柄中心重合。校核凸凹模的强度:查表2.23得凸凹模的最小壁厚为2.7mm,而实际最小壁厚为21.25mm,故符合强度要求。凸凹模的高度为74mm。3.6.2卸料装置的设计与标准化在前面已经确定了采用弹性卸料板,设计卸料板为一整体板。本模具的卸料板不仅有卸料作用,还具有外形凸模的导向作用。卸料板的边界尺寸经查手册表15.27得:卸料板长度L =200mm,宽度B=200mm厚度h0=8mm。此模具中,卸料板对落料凸模起导向作用,卸料板和凸模按H7/h6配合制造,卸料螺钉选用圆柱头卸料螺钉,根据JB/T7650.5-94选取M10100,材料为45钢。3.6.3标准模架的选用模架包括上模座、下模座、导柱和导套,选择模架结构时要根据工件的受力变形特点,坯料定位、出件方式,材料的送进方向,导柱受力状态,操作是否方便等方面进行综合考虑。选择模架尺寸时要根据凹模的轮廓尺寸考虑,一般在长度上及宽度上都应比凹模大3040mm。模板厚度一般等于凹模厚度的11.5倍。选择模架时还要注意模架与压力机的安装关系,模座的宽度比压力机工作台孔的孔径每边约大4050mm。冲压模具的闭合高度应大于压力机的最小装模高度,小于压力机的最大装模高度等。根据主要工作部分尺寸、结构以及弹性元件的尺寸,参照有关资料,由GB/T2855.5-90选取I级精度的后侧导柱模架(滑动导向型):由凹模周界选用标准模架如图所示: 凹模周界L200mm,B=200mm,(用标准写法)材料为ZG45 ,I级精度的后侧导柱模架。导柱标记:28200 GB/T2861.1 32210 GB/T2861.1导套标记:2810038 GB/T2861.6 3210543 GB/T2861.6上模座标记:20020045 GB/T2855.5下模座标记:20020050 GB/T2855.6模柄标记:5070 JB/T 7646.13.6.4挡料销、导料销的的选用挡料销的选用,根据冲压件的工艺性选择A型固定挡料销。材料:45钢 数量:1 热处理硬度 4348HRC,尺寸为高h=8mm,圆头部分为6,下面为3。这种挡料销的结构简单,制造容易,广泛的用于中小型冲裁件的挡料定距。导料销的选用,查资料书可知:导料销材料一般用T7、T8,热处理硬度4652HRC,粗糙度1.6mm下,装配时采用H7/s6配合。其尺寸为620。3.6.5螺钉与销钉的选择冲模中用到的紧固件主要是螺钉和销钉,其中螺钉起连接固定作用,销钉起定位作用。螺钉和销钉都是标准件。冲模中广泛的使用螺钉是内六角螺钉,紧固牢靠,螺钉头不外露且模具外形美观,销钉常用圆柱销。模具设计时,螺钉和销钉选用应注意以下几点:1同一组合中,螺钉的数量一般不少于3个(对中小型冲模,被连接件为圆形是用36个)并尽量沿被连接件的外缘均匀分布,销钉的数量一般都为两个,且尽量远距离错开分布,以保证定位可靠。2销钉的公称直径可按与螺钉大径相同或小一规格来选取。螺钉的旋入深度和销钉的配合深度都不能太浅,也不能太深,一般取公称直径的1.52倍。3螺钉之间、螺钉与销钉之间的距离,螺钉、销钉距凹模刃口及外缘的距离,均不应过小,以防降低模具强度。4各连接件的销孔应配合加工,以保证位置精度,销钉与销孔之间采用H7m6或H7n6配合。查表选取:螺钉尺寸 M890 ,数量4个;特种螺钉尺寸M10120,数量4个;圆柱销1060 ,数量2个。销钉孔与销钉采用H7m6的过渡配合。3.6.6模具中各板的尺寸查表得:垫板规格为2002008,凸模固定板规格为 20020025,卸料板规格为2002008。3.6.7推件装置的选择推件装置主要是刚性推件装置和弹性推件装置两种。一般刚性推件装置用的较多,基本零件有:推杆、推板、连接推杆和推件块。有的刚性推件装置由推杆直接推动推件块,甚至直接由推杆推件。刚性推件装置装于上模部分,在冲压结束后上模回程时,利用压力机滑块上的打料横杆,撞击上模内的推杆,推杆传给推件板,将凹模内的工件推出,其推件力大而且可靠。推板长短要一致,分布要均匀。推板要有足够的刚度,一般装在上模座的孔内。本设计采用刚性推件装置,由推杆直接推动推件块使制件推出。3.6.8顶件装置的选用顶件装置一般是弹性的,由顶杆顶件块和装在下模底下的弹顶器组成。弹顶器可以做成通用的,其弹性元件是弹簧或橡皮,大型压力机本身有气垫作为弹顶器,模具采用这种结构能使冲裁件具有较高的平直度。此设计采用顶杆,使包在凸模上的制件在气垫的推动下由顶件块顶出。3.6.9压边装置的选择目前,在生产实际中常用的压边装置有以下两大类:1.弹性压边装置,这种压边装置多用于普通冲床,通常有三种结构形式,橡皮压边装置、弹簧压边装置、气垫式压边装置。2.刚性压边装置,这种结构用于双动压力机,凸模装在压力机的内滑块上,压边装置装在外滑块上,在拉深过程中,外滑块保持不动,所以其刚性压边力不随行程变化,拉伸效果好,模具结构简单。综合考虑,本设计采用刚性压边装置。4.筒形件复合模装配和注意事项模具装配是整个模具制造过程的最后阶段,模具装配图或验收技术条件是装配的依据,构成模具的所有复合技术要求的零件,包括标准件、通用件及成型零件等是模具装配的基础。但是有了合格的零件,还必须制定合理的装配工艺,才能装配符合设计要求的模具。在装配过程中,即要保证配合零件的配合精度,又要保证零件之间的位置精度。对于具有相对运动的零部件,还必须保证它们之间的运动精度。模具装配的高低及质量好坏,直接影响零件能否正常生产以及零件的尺寸、形状精度和成本。所以说,模具的装配是模具制造过程中重要环节。冲压模具装配完成后,各模具零件组成模具的上模部分和下模部分。冲压模具工作时,下模部分安装在压力机的工作台上,是模具的固定部分;上模部分通过模柄安装在压力机滑块上,是模具的活动部分。4.1 冲压模具装配的技术要求(1)模具各组成零件的材料、尺寸精度、几何形状精度、表面粗糙度和热处理工艺以及相对位置精度等都要复合图样要求,零件的工作表面不允许有裂纹和机械伤痕等缺陷。(2)模具装配后,所有模具的活动部位都应该保证位置准确、配合间隙适当、动作可靠、运动平稳。固定的零件应牢固可靠,在使用过程中不得出现松动和脱落。(3)凸模和凹模的配合间隙应符合设计要求,沿整个刃口轮廓间隙应均匀一致。(4)模柄装入上模座后,其轴心线对上模座上平面的垂直度误差,在全长范围内不大于0.05mm。(5)上模座的上平面应和下模座的底平面平行。导柱和导套装配后,其轴心线应分别垂直度于下模座的底平面和上模座的上平面。(6)装配好的模架,其上模座沿导柱上、下移动应平稳,无阻滞现象。导柱和导套的配合精度应符合规定要求。(7)定位装置要保证毛坯定位正确可靠。(8)卸料装置和顶件装置应灵活,正确,出料孔畅通无阻,保证制件及废料不卡在冲模内。(9)模具应在生产的条件下进行实验,冲出的制件应符合设计要求。4.2筒形件复合模装配的特点落料拉深复合模在结构上分为上模部分和下模部分,所以装配过程的总的思路是:将模具零件分别装配成上模部分和下模部分,然后将上模部分和下模部分装配成完整的模具。本模具的弹顶装置属于下模部分,包括橡胶、底板、联接螺钉、螺母等零件,装配时可以将这些零件先装配成弹顶装置,再作为一个整体装入下模部分。4.3 试冲与调整装机试冲并根据试冲结果作相应调整。冲模中凸凹模之间的间隙大小及其均匀程度是直接影响冲件的质量和模具使用寿命的主要因素之一,因此,在制造冲模时,必须要保证凸凹模间隙的大小及均匀一致性。通常,凸凹模间隙的大小是根据设计要求在凸凹模加工时保证,而凸凹模之间间隙的均匀性则是在模具装配时保证的。冲模装配时调整凸凹模间隙的方法很多,需根据冲模的结构特点、间隙值得大小和装配条件来确定。这里用垫片法来调整。垫片法是利用厚度与凸凹模单面间隙相等的垫片来调整间隙,是简便而常用的一种方法。其方法如下:1按图样要求组装上模与下模,其中一般上模只用螺钉稍微拧紧,下模用螺钉和销钉紧固。2在凹模刃口四周垫入厚薄均匀、厚度等于凸凹模单面间隙的垫片(金属片或纸片),再将上下模合模,使凸模进入相应的凹模孔内,并用等高垫铁垫起。3观察凸模能否顺利进入凹模,并与垫片能否有良好的接触。若在某方向上与垫片接触的松紧程度相差较大,表明间隙不均匀,这时可用手锤轻轻敲打凸模固定板,使之调整到凸模在各个方向与凹模孔内垫片的松紧程度一致为止。4调整合适后,再将上模用螺钉紧固,并配装销钉孔,打入定位销。4.4 模具零件的制造需要注意的事项a全面清理和初检已经准备好的标准件、原料毛坯等。b清理和整理在加工过程中需要用到的刀具、夹具和工具。c估计每个模具零件的加工工时,制定加工生产中的生产计划。d根据模具零件的图纸和加工工艺过程逐一加工每个模具零件。e检验加工出的模具零件是否符合要求。4.5 复合模具总装配通过以上的设计可以得到落料拉伸冲孔复合模具的总装图,如图所示。模具的上模部分主要由上模座、落料拉伸凸凹模、卸料板、推件块等组成。下模部分由下模座、落料凹模、拉深凸模、橡胶等组成。总结转眼间,大学生活就要结束,做毕业设计将成为我们以后对大学生活的美好回忆。这次我的任务是设计一套生产杯形件的落料拉深冲孔复合模,毕业设计不同于课程设计,毕业设计是一件很辛苦的工作,如果没有一定的意志和毅力是很难坚持下去的。由于以前课程设计的基础,所以对模具设计的基本流程还不很陌生,我们拿到任务书以后,首先对制件进行工艺性分析,然后选择加工方案,进而计算坯料的面积,接着根据制件尺寸计算出模具的工作部分尺寸,从而设计出模具的工作零件,最后根据国标选择模架,及其他标准零部件,画出装配图及部分零件图,至此模具设计宣告结束。虽然有过做课程设计的经验,但这次做毕业设计还是令我感触颇深。在这段日子里,我几乎都在宿舍和图书馆之间来回奔波,查阅大量的工具书,因为在毕业设计中每一个公式,每一套数据都要有根据或标准可言,若其中某一项出错,都将会影响到下面设计的正常进行,所以马虎不得。这使我认识到以后从事工作的严谨性和高度的责任感。做毕业设计虽然很艰辛,但做什么事情都是两面的,只要付出就会有回报。这次毕业设计使我将以前的所学知识系统连贯起来,好多快遗忘的东西又被拾了回来,从而更加深了对这些知识的理解。更主要的是以前在课堂上讲的都是些空虚的理论知识,没有进行过实际的、系统的设计练习,很多实际上应该很熟悉的东西到用的时候却感到了陌生,而毕业设计给了我这样一个锻炼的平台,使我们把这些知识真正转换为我们自己的东西,让它在我们脑子里生根。这次在锻炼我们设计能力的同时,也使我们积累了宝贵的设计经验,对我们以后从事的设计工作奠定了一定的基础。在这次设计过程中,体现出自己单独设计模具的能力以及综合运用知识的能力,体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情,从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节,从而加以弥补。通过这段时间的冲压模具设计,使我对这门课又有了重新的认识,让我深刻的了解了模具。让我学到了不同于课堂上的东西,而且也增强了自己的动手能力。总之,毕业设计虽然辛苦,但是在设计中不断的思考问题、研究问题,从而一步步提高了自己,一步步完善自己。同时汲取了更加完整的专业知识,锻炼了独立设计的能力,使我受益匪浅。我相信这些经验对我以后的工作一定大有益处。致谢 首先感谢杨占尧教授,他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样,他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪,其次感谢其他审阅的老师,老师们渊博的知识,诚恳的为人,使我受益匪浅,在毕业设计的过程中,特别是遇到困难时,老师们给了我鼓励和帮助,在这里我向您们表示真诚的感谢!感谢母校河南机电高等专科学校的辛勤培育之恩!感谢材料工程系给我提供的良好学习及实践环境,使我学到了许多新的知识,掌握了一定的操作技能。感谢和我在一起进行课题研究的同学,和你们在一起讨论、研究使我受益非浅。最后,我非常庆幸在三年的的学习、生活中认识了很多可敬的老师和可亲的同学,并感激师友的教诲和帮助!由于本人的设计能力有限,在设计过程中难免出现错误,恳请老师们多多指教,我十分的乐意接受你们的批评与指正,我将万分感谢。参考文献1 王孝培.冲压手册M.北京:机械工业出版社,1990.2 赵志伟等.模具发展现状J.模具制造,2007.3 原红玲.冲压工艺与模具设计M.北京:机械工艺出版社,2008.8.4 翟德梅,段维峰.模具制造技术M.北京:化学工业出版社,2005.5.5 廖伟.冲压设计技法之典型实例解析M.北京:化学工业出版,2012.9.6杨占尧.最新模具标准应用手册M.北京:机械工业出版社, 2011.57马宵,任泰安.互换性与技术测量M.南京:南京大学出版社,2011.88闫亚林.冲压与塑压成形设备M.北京:高等教育出版社,2010.49宛强.冲压模具设计及实例精选M.北京:化学工业出版社, 2013.525目录1.绪论11.1 冲压模具水平状况11.2 冷冲压的应用11.3 冲压模具的发展重点与展望21.3.1 冲压模具产品发展重点21.3.2 冲压模具技术发展重点22.制件工艺分析及工艺方案确定42.1 工艺分析52.2 工艺方案的确定62.3 制件排样及相关的计算63.冲压模具设计83.1 确定冲模类型及结构形式83.2 计算工序压力,选择压力机83.3 计算压力中心113.4 计算模具零件主要工作部分的刃口尺寸113.4.1 凸、凹模刃口尺寸的确定113.4.2 凸、凹模配合加工时的工作部分尺寸113.5 弹性元件的设计计算143.6 模具主要零部件的结构设计153.6.1 凸模、凹模、凸凹模的结构设计153.6.2 卸料装置的设计与标准化163.6.3 标准模架的选用173.6.4 挡料销、导料销的的选用183.6.5 螺钉与销钉的选择183.6.6 模具中各板的尺寸193.6.7 推件装置的选择193.6.8 顶件装置的选用193.6.9 压边装置的选择194.筒形件复合模装配和注意事项204.1 冲压模具装配的技术要求204.2 筒形件复合模装配的特点214.3 试冲与调整214.4 模具零件的制造需要注意的事项224.5 复合模具总装配22总结24致谢26参考文献27
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