不锈钢锅盖冲压模具设计-落料、拉深、切边、冲孔复合模含19张CAD图
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摘 要本设计是对给定的锅盖产品图进行冲压模具设计。冲压工艺的选择是经查阅相关资料和和对产品形状仔细分析的基础上进行的;冲压模具的选择是在综合考虑了经济性、零件的冲压工艺性以及复杂程度等诸多因素的基础上进行的;产品毛坯展开尺寸的计算是在方便建设又不影响模具成型的前提下简化为所熟悉的模型进行的。文中还对冲压成型零件和其它相关零件的选择原则及选择方法进行了说明,另外还介绍了几种产品形状的毛坯展开尺寸计算的方法和简化模型,以及冲压模具设计所需要使用的几种参考书籍的查阅方法。关键词:锅盖、冲压模具、工艺、展开尺寸、成型零件AbstractThis design is to design the stamping die for the given pot cover product drawing. The selection of stamping process is based on consulting relevant information and careful analysis of product shape; the selection of stamping die is based on the comprehensive consideration of economy, stamping process and complexity of parts; the calculation of product blank unfolding size is simplified to the familiar mold under the premise of convenient construction and no influence on mold forming Type. The selection principle and method of stamping parts and other related parts are also described. In addition, the calculation method and simplified model of blank development size of several product shapes are introduced, and the reference books for stamping die design are also introduced.Key words: pot cover, stamping die, process, unfolding size, forming parts目录摘 要IAbstractII前 言1第一章 零件图及工艺方案的拟订61.1零件图及零件工艺性分析61.2、工艺方案的确定7第二章 工艺设计82.1 确定排样方案82.1.1计算工件实际面积92.1.2分析排样方案102.2 计算各工序的压力102.3 压力机的选择12第三章 模具类型及结构形式的选择14复合模的设计结构如下:14第四章 模具工作零件刃口尺寸及公差的计算16第五章 模具零件的选用,设计及必要的计算195.1成形零件195.2落料凹模205.3落料切边凸凹模215.4拉深凸模215.5拉深凹模225.6支撑固定零件225.7卸料零件23第六章 压力机的校核256.1、闭合高度的校核256.2、工作台面尺寸的校核266.3滑块行程的校核26第七章 模具的动作原理及综合分析26第八章 凸凹模加工工艺方案2781凸模,凹模加工工艺路线2782.模具的装配:30设计心得32致 谢34主要参考文献35III前 言随着经济的发展,冲压技术应用范围越来越广泛,在国民经济各部门中,几乎都有冲压加工生产,它不仅与整个机械行业密切相关,而且与人们的生活紧密相连。冲压工艺与冲压设备正在不断地发展,特别是精密冲压。高速冲压、多工位自动冲压以及液压成形、超塑性冲压等各种冲压工艺的迅速发展,把冲压的技术水平提高到了一个新高度。新型模具材料的采用和钢结合金、硬质合金模具的推广,模具各种表面处理技术的发展,冲压设备和模具结构的改善及精度的提高,显著地延长了模具的寿命和扩大了冲压加工的工艺范围。由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状工件等一系列优点,在机械、汽车、轻工、国防、电机电器、家用电器,以及日常生活用品等行业应用非常广泛,占有十分重要的地位。随着工业产品的不断发展和生产技术水平的不断提高,冲压模具作为个部门的重要基础工艺装备将起到越来越大的作用。可以说,模具技术水平已成为衡量一个国家制造业水平的重要指标。目前国内模具技术人员短缺,要解决这样的问题,关键在于职业培训。我们做为踏入社会的当代学生,就应该掌握扎实的专业基础,现在学好理论基础。毕业设计是专业课程的理论学习和实践之后的最后一个教学环节。希望能通过这次设计,能掌握模具设计的基本方法和基本理论。 模具行业的发展现状及市场前景现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求,市场需求量维持在700亿至850亿美元,同时,我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年,我国模具产业总产值保持15%的年增长率(据不完全统计,2005年国内模具进口总值达到700多亿,同时,有近250个亿的出口),到2007年模具产值预计为700亿元,模具及模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到2006年的2亿美元左右。单就汽车产业而言,一个型号的汽车所需模具达几千副,价值上亿元,而当汽车更换车型时约有80%的模具需要更换。2005年我国汽车产销量均突破550万辆,预计2007年产销量各突破700万辆,轿车产量将达到300万辆。另外,电子和通讯产品对模具的需求也非常大,在发达国家往往占到模具市场总量的20%之多。目前,中国17000多个模具生产厂点,从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二,作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中,冲压模具约占50%,塑料模具约占33%,压铸模具约占6%,其它各类模具约占11%。模具的发展是体现一个国家现代化水平高低的一个重要标志,就我国而言,经过了这几十年曲折的发展,模具行业也初具规模,从当初只能靠进口到现在部分进口已经跨了一大步,但还有一些精密的冲模自己还不能生产只能通过进口来满足生产需要。随着各种加工工艺和多种设计软件的应用使的模具的应用和设计更为方便。随着信息产业的不断发展,模具的设计和制造也越来越趋近于国际化。现在模具的计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)技术的研究和应用。大大提搞了模具设计和制造的效率。减短了生产周期。采用模具CAD/CAM技术,还可提高模具质量,大大减少设计和制造人员的重复劳动,使设计者有可能把精力用在创新和开发上。尤其是pro/E和UG等软件的应用更进一步推动了模具产业的发展。数控技术的发展使模具工作零件的加工趋进于自动化。电火花和线切割技术的广泛应用也对模具行业起到了飞越发展。模具的标准化程度在国内外现在也比较明显。特别是对一些通用件的使用应用的越来越多。其大大的提高了它们的互换性。加强了各个地区的合作。对整个模具的行业水平的提高也起到了重要的作用。冲模是实现冲压生产的基本条件.在冲模的设计制造上,目前正朝着以下两方面发展:一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要,冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展,与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术,各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CAD/CAM技术也在迅速发展;另一方面,为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要,锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。精密、高效的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模的技术水平。目前,50个工位以上的级进模进距精度可达到2微米,多功能级进模不仅可以完成冲压全过程,还可完成焊接、装配等工序。我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达25微米,进距精度23微米,总寿命达1亿次。我国主要汽车模具企业,已能生产成套轿车覆盖件模具,在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平,但在制造方法手段方面已基本达到了国际水平,模具结构、功能方面也接近国际水平,但在制造质量、精度、制造周期和成本方面与国外相比还存在一定差距。模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代模具制造技术。其中高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝切割加工、精密磨削及抛光技术、数控测量等代表了现代冲模制造的技术水平。高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量(主轴转速一般为1500040000r/min),加工精度一般可达10微米,最好的表面粗糙度Ra1微米),而且与传统切削加工相比具有温升低(工件只升高3摄氏度)、切削力小,因而可加工热敏材料和刚性差的零件,合理选择刀具和切削用量还可实现硬材料(60HRC)加工;电火花铣削加工(又称电火花创成加工)是以高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样),因此不再需要制造昂贵的成形电极,如日本三菱公司生产的EDSCAN8E电火花铣削加工机床,配置有电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统,体现了当今电火花加工机床的技术水平;慢走丝线切割技术的发展水平已相当高,功能也相当完善,自动化程度已达到无人看管运行的程度,目前切割速度已达到300mm/min,加工精度可达1.5微米,表面粗糙度达Ra=010.2微米;精度磨削及抛光已开始使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光等先进设备和技术;模具加工过程中的检测技术也取得了很大的发展,现在三坐标测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外,其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施及简单操作步骤,使得现场自动化检测成为可能。此外,激光快速成形技术(RPM)与树脂浇注技术在快速经济制模技术中得到了成功的应用。利用RPM技术快速成形三维原型后,通过陶瓷精铸、电弧涂喷、消失模、熔模等技术可快速制造各种成形模。如清华大学开发研制的“M-RPMS-型多功能快速原型制造系统”是我国自主知识产权的世界惟一拥有两种快速成形工艺(分层实体制造SSM和熔融挤压成形MEM)的系统,它基于“模块化技术集成”之概念而设计和制造,具有较好的价格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型为基础,采用瑞士汽巴精化的高强度树脂浇注成形的树脂冲模应用在国产轿车试制和小批量生产开辟了新的途径。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的,所以质量稳定,一般不需要再经过机械加工便可以使用。 冲压加工一般不需要加热毛坯,也不像切削加工那样大量的切削材料,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好而且成本低的加工工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。冲压加工在汽车、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。现代各种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。 当今,随着科学技术的发展,冲压工艺技术也在不断革新和发展,这些革新和发展主要表现在以下几个方面:(1)工艺分析计算方法的现代化(2)模具设计及制造技术的现代化(3)冲压生产的机械化和自动化(4)新的成型工艺以及技术的出现(5)不断改进板料的性能,以提高其成型能力和使用效果。毕业设计是一种综合性的训练,也是一个重要的专业实训环节,它综合性强,应用知识面宽。随着社会主义市场经济的不断发展,工业产品增多,产品更新换代加快,市场竞争激烈。模具作为一种工具已广泛地应用在各行各业之中。模具是现代化工业生产的重要工艺装备。在国民经济的各个工业部门都越来越多地依靠模具来进行生产加工。模具已成为国民经济的基础工业。模具已成为当代工业的重要手段和工艺发展方向之一。现代工业产品的品种和生产效益的提高,在很大程度上取决于模具的发展和技术经济水平。 为了更进一步加强我们的设计能力,巩固所学的专业知识,在毕业之际,特安排了此次的毕业设计。毕业计也是我们专业在学完基础理论课,技术基础课和专业课的基础上,所设置的一个重要的实践性教学环节。 本次设计的目的: 一、综合运用本专业所学的理论与生产实际知识,进行一次冲压模设计的实际训练,从而提高我们独立工作能力。 二、巩固复习三年以来所学的各门学科的知识,以致能融贯通,进一步了解从模具设计到模具制造整个工艺流程。 三、掌握模具设计的基本技能,如计算、绘图、查阅设计资料和手册,熟悉标准和规范等。 由于本人设计水平有限,经验不足,错误难免,敬请老师批评、指导,不胜感激。第一章 零件图及工艺方案的拟订1.1零件图及零件工艺性分析 图(11)工件图:如图11所示材料:1Cr18Ni9Ti,不锈钢,板厚:0.6mm产品所用的材料为1Cr18Ni9Ti ,不锈钢,软状态,其力学性能如下:=430-550Mpa,b=540-700 Mpa, s=400Mpa。(冷冲压工艺与模具设计P322),零件图上未注公差等级,属自由尺寸,按IT12级确定工件尺寸的公差.该制件形状简单,尺寸较小,厚度一般,属于普通冲压件,但有几点应该注意:该冲裁件的材料1Cr18Ni9Ti ,具有较好的可冲压性能。由于板料厚度一般,且在各个转角出均有圆角过渡,比较适合冲裁。有一定的生产批量,应重视模具材料的选择和模具结构的确定,保证模具的寿命。制件较小,从安全考虑,要采取适当的取件方式,模具结构上设计好推件和取件方式。1.2、工艺方案的确定对工序的安排,拟有以下几种方案:落料拉深冲孔切边卷圆,单工序模生产。落料拉深切边冲孔卷圆,复合冲压。落料,拉深,切边,冲孔复合模卷圆,采用多工序复合模生产。方案模具结构简单,容易制造。但成形制件需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工,工序分散,搬运半成品要浪费大量时间。生产效率较低;工件的精度也难以保证。方案复合模结构一般,比较容易制造。节约了半成品搬运的时间提高了生产效率且易于保证孔的质量和制件精度。方案复合模结构复杂;制造精度高,有较高的生产效率且能保证制件的精度,且产品精度比较高。综上所述,根据生产效率、精度、所使用的机床、卸料方式、废料出料、板料的定位方式、制造成本等方面分析最终确定方案三。由于考虑到工作量和难度问题,本设计只需要设计落料,拉深,切边,冲孔复合模。第二章 工艺设计2.1 确定排样方案展开尺寸的计算:拉伸件毛坯展开尺寸,通常按毛坯面积等于制件面积的原则确定。拉伸件的毛坯尺寸,很难预先精确地计算,这是因为拉伸件壁部在拉伸过程中厚薄程序,随毛坯退火与否、压边力的大小、凸凹模间隙以及变形程度等因素有关。因此难以保持拉伸件完全均匀一致的高度,通常需要修边,将不平齐的部分切去。所以在计算毛坯之前,要在拉伸件上增加切边余量。计算展开尺寸是将制件按工序反过来推算,本工件按工序,最后一道工序是卷圆,也就是说卷圆之前的工序是切边,可以计算卷圆前的切边尺寸,由于卷边是圆的,形状规则,材料流动均匀,所以可以直接按中性层计算切边尺寸,很设计中计算切边直径为227。根据相对凸缘直径D/d=227/190=1.19,查表的修边余量为1.5,根据产品拉深的实际面积,根据总面积计算,根据总面积不变原则计算展开尺寸D=248,此尺寸目前是待定,在实际生产时需调节。展开图纸如下图所示:拉伸次数的确定,产品带有锥度,切拉深高度不高,所以可以一次拉深实现。外形最大尺寸为长度Dmax=248,材料厚度为0.6,根据材料性能,由冲压工艺与模具设计P45表2.5.2 确定搭边值:工件间:a1=2.0;沿边: a=2.0,条料下料宽度为248+22=252,剪切公差:=0.5条料与导料板之间的间隙:c=0.5送料步距为248+2=250; 2.1.1计算工件实际面积 计算得工件实际面积为3.14124124=48305.13, 材料利用率的计算:一个步距内的材料利用率为=nF/Bs100% (3)=148305.13/250252100%=76.67%式中 F一个步距内冲裁件面积(包括冲出的小孔在内);n一个步距内冲裁件数目;B条料宽度(mm);s步距; 2.1.2分析排样方案为保证条料送进的刚性和稳定性以及正确处理工件送料与载体的连接关系,应考虑沿零件纵向排样和横向排样,由于本设计中产品外形是圆的,纵向和横向,无论是操作,还是在材料利用率上是完全一样的,所以无需考虑如何排样。具体排样图如下: 图22)2.2 计算各工序的压力已知工件的材料为材料是1Cr18Ni9Ti ,厚度为0.6mm,抗剪切强度=550Mpa,抗拉强度b=700Mpa, 屈服强度s=400Mpa。落料力:F1=1.3d孔 t =1.3 3.142480.6550 =334070.88(N)=334.07KN拉深力的计算F2=3.14Kd1t F2=3.140.721900.6700=180411.84N =180.41KN式中 F拉伸力(N);d1拉伸直径(mm);材料抗剪强度(MPa);t材料厚度;(mm)K修正系数(查表可得),K=1.3; 冲中间孔力:F3=1.3L t =1.3 3.14160.6550 =21552.96(N)=21.55KN 切边力: F4=n1.3 Lt =1.33.142270.6550 =305782.62(N)=305.78KN卸料力: P2=k卸F (查冷冲压工艺与模具设计得:k卸=0.0250.08) 冲压力大小为F=F1+F2+F3+F4=334.07+180.41+21.55+305.78=841.81KNP2=k卸F=841.810.06 =50.51KN这一工序的最大总压力为: P=F+ P2=841.81+50.51=892.32KN2.3 压力机的选择根据以上计算和分析,再结合车间设备的实际情况,选用公称压力为1600KN的单柱固定台压力机(型号为JA31160B)能满足使用要求。压力机的具体参数如下 公称压力:1600KN滑块行程:160mm 滑块行程次数:32次/min 最大封闭高度: 480mm最大装模高度: 375mm 封闭高度调节量:120mm 模柄孔尺寸:直径75mm 工作台面尺寸:790mm(前后)710mm(左右)垫板厚度:105mm压力中心的确定,模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作。采用解析法求压力中心,首先:F1落料力 F1= KL ,得F1=334.07KNF2拉深力 F2=3.14Kd1t,得F2=180.41KNF3冲中间孔力 F3= KL ,得F3=21.55KNF4切边力 F4= KL , 得F4=305.78KNY1F1到X轴的力臂 Y1=0X1F1到Y轴的力臂 X1=0Y2F2到X轴的力臂 Y2=0X2F2到Y轴的力臂 X2=0Y3F3到X轴的力臂 Y3=0X3F3到Y轴的力臂 X3=0Y4F4到X轴的力臂 Y4=0X4F4到Y轴的力臂 X4=0根据合力距定理:YG = (Y1F1+ Y2F2.)/(F1+ F2)XG = (X1F1+ X2F2)/(F1+ F2)YGF冲压力到X轴的力臂;YG =0XGF冲压力到Y轴的力臂;XG =0第三章 模具类型及结构形式的选择 根据确定的工艺方案和零件的形状特点,精度要求,预选设备的主要技术参数,模具的制造条件及安全生产等,选定模具类型及结构形式。复合模的设计结构如下:本设计中采用倒装落料拉深冲孔切边复合模。工件厚度一般(t=0.6mm),故采用弹性卸料装置,弹性卸料装置除了卸料的作用外,在冲孔时还起到压紧工件的作用。上模弹性力由橡皮产生。复合模的结构形式如图31所示。 图31)第四章 模具工作零件刃口尺寸及公差的计算 落料,冲孔尺寸刃口设计和计算如下: 该冲裁件外形尺寸为落料件,选凹模为设计基准件,只需计算落料凹模刃口尺寸由凹模的实际尺寸按间隙要求配做。 工件精度要求为IT12级查冲压工艺与模具设计P31附表2.2.1:冲模制造精度为IT9IT11级,取IT10级。冲孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式计算:冲孔时 dp=(dmin+X)- p 落料时 Dp=(Dmax-X-Zmin)- p 式中 Dp dp分别为落料和冲孔凸模的刃口尺寸(mm);Dmax 为落料件的最大极限尺寸(mm);dmin为冲孔件的最小极限尺寸(mm);工件公差;p凸模制造公差,通常取p=/4;p刃口中心距对称偏差,通常取p=/8;Lp凸模中心距尺寸(mm);Zmin最小冲裁间隙(mm);落料凹模尺寸:Dp=(Dmax-X-Zmin)+ /4 =248-0.50=248+0.02;切边凹模尺寸:Dp=(Dmax-X-Zmin)+ /4 =227-0.50=227+0.02;落料凸模尺寸:Ah=(Dp1-2Z)+ /4 =248-20.025=247.95+0.02; 落料凸模尺寸:Ah=(Dp2-2Z)+ /4 =227-20.025=226.95+0.02; 冲孔凸模尺寸:dp=(dmin+X)- /4 =16+0.50=16-0.02冲孔凹模尺寸:Bh=(dp1+2Z)- /4 =16+20.025=16.05-0.02拉伸模设计和计算如下:凸凹模圆角半径对拉伸工作影响很大。毛坯经凹模圆角进入凹模时,受弯曲和摩擦作用,若凹模圆角半径过小,因径向拉力增大,易使拉伸件表面划伤或产生断裂;若过大,则压边面积小,由于悬空增大,易起内皱。因此,合理的选择凹模圆角半径很重要。具体数值查表可得。拉伸的凸凹模之间的间隙对拉伸力、制件质量、模具寿命等都有影响。间隙过大,容易起皱,制件有锥度,精度差;间隙过小,增加摩擦,导致之间边薄严重,甚至拉裂。因此,正确地确定凸模和凹模之间的间隙是很重要的。拉伸模间隙是单面间隙,即凹模和凸模直径之差的一半。本次设计的模具结构为有压边圈的,在选择间隙时可以直接查表,拉伸一次成型,所以查表可知间隙为(1-1.1t),t为材料厚度。凸、凹模工作部分尺寸的确定,主要考虑模具的磨损和拉伸件的回弹。尺寸公差在最后一道工序考虑,本次设计只有一道拉伸,所以要考虑。1)、制件标注外形尺寸 凹模尺寸为L d=(Lmax 0.5)凸模尺寸为L p=(Ld0. 5Z)(2)、制件标注内尺寸凸模尺寸为L p=(Lmin +0.5) 凹模尺寸为L d=(Lp+0.5+Z) 其中 L拉伸件的外形或内尺寸拉伸件的尺寸偏差L d拉伸凹模的基本尺寸L p拉伸凸模的基本尺寸Z凸凹模双面间隙具体计算如下,制件标注外形尺寸,按此公式计算凹模尺寸为L d1=(Lmax 0.75)=296L d1=(Lmax 0.75)=76凸模尺寸为L p1=(Ld 0.75Z)=295.4L p2=(Ld 0.75Z)=75.4拉深台阶高度保持一致。凸、凹模工作表面粗造度要求:凹模工作表面和型腔表面粗造度应达到0.8;圆角处的表面粗造度一般要求0.4;凸模工作部分表面粗造度一般要求0.8-1.6。第五章 模具零件的选用,设计及必要的计算5.1成形零件 一、冲头冲头材料选用Cr12MoV,淬火硬度达到58-62HRC。采用直接式凸模(如图5-1所示),圆形凸模与拉深凸模采用台阶式固定,用螺钉固定:图5-1)5.2落料凹模凹模材料选用Cr12MoV,淬火硬度达到58-62HRC。凹模采用螺钉固定结构,与下模板配合,这样简化了模具的结构,节省了材料的成本。外形尺寸5.3落料切边凸凹模凹模材料选用Cr12MoV,淬火硬度达到58-62HRC。凸凹模是圆的,壁厚比较薄,可以采用固定板,与固定板过盈配合,固定板与上模板采用螺钉固定结构,与上模板配合,外形可以采用精车或者是内外圆磨加工到尺寸。5.4拉深凸模凹模材料选用Cr12MoV,淬火硬度达到58-62HRC。凸模是圆的,用螺钉直接与下模板固定,表面可以采用数控车加工或者加工中心做,达到精度要求。5.5拉深凹模凹模材料选用Cr12MoV,淬火硬度达到58-62HRC。凹模是圆的,直接用螺钉与上模板连接,表面可以采用数控车加工或者加工中心做,达到精度要求。5.6支撑固定零件上、下模座中间联以导向装置的总体称为模架。通常都是根据凹模最大外形尺寸D。选用标准模架。凹模最大外形尺寸D=360 mm,选用19#中间导柱圆形模板,方便操作。模具的闭合高度h = 219249mm ,上下模座选用材料为HT200,下模板厚度60,上模板厚度50。 再由凹模板和模架尺寸确定其它模具模板的尺寸如下:凸模固定板:36018凹模:36060卸料板:36015上模板:63542050下模板:635420605.7卸料零件采用弹性卸料板卸料,根据卸料力的大小取卸料板的厚度为15mm。由于卸料板与定位销在安装时有干涉,因此,在设计卸料板时需加工让位, 由冲压手册表10-1选用弹簧,设使用树脂的个数为6个,F=10820N则每个树脂所承受的负荷为F顶=10820/6=1803(N),由Fj F顶,选择树脂直径规格为:25 Fj=1390, hj=23 h顶=hj/FjxF顶=28/1390x1000=16.55 F顶+h工+h修模=20+3+3=26 hj选用的树脂及数量满足要求上、下模座螺钉选取由凹模周界:36060选用M10的内六角圆柱头螺钉参照模具各零件的具体情况,上模座选用4颗M10X50的内六角圆柱头螺钉固定。下模座选用4颗M10X70的内六角圆柱头螺钉固定。 ( 螺钉)卸料螺钉 查冲压模具简明设计手册表15-34选取卸料螺钉 选用M8X90的圆柱头内六角卸料螺钉 ( 卸料螺钉 ) 其主要参数:d1=16 l=14 d2=24 H=10 t=8 s=10 d3=14.5 d4=6.9 d5=9.5 L=55 根据模具的实际情况 上模座选用两颗1050的圆柱销钉定位 下模座选用四颗1070的圆柱销钉定位 (圆柱销钉)参照模具各零件的具体情况,合理布置螺钉、圆柱销的位置,从GB7076和GB11976中选适当的规格与尺寸。导向装置 本模具采用圆形导柱、导套式的导向装置。导柱与导套之间采用间隙配合,配合精度为H7/R6 。导柱与导套相对滑动,要求配合表面有足够的强度,又要有足够的韧性。所以材料选用20钢,表面经渗碳淬火处理,表面硬度为5862HRC。导柱选用GB2861.281中的B型导柱,直径d1=45mm、d2=50mm极限偏差为R7 、长度L=180mm 。导套选用GB2861.681中的A型导套,直径d1=45mm 、D1=60 mm、d1=50mm 、D1=65 mm、极限偏差为H7 、长度L =80mm。第六章 压力机的校核6.1、闭合高度的校核 所选压力机的最大装模高度为375mm,闭合高度的调节量为120mm Hmin=375-120=255mm 本次设计模具的的闭合高度H=H上模座+H凸模+H凹模+ H下模座 =50+90+36+60 =236 Hmax-5=370 Hmin=255 不能满足 Hmax-5Hmin。在调试模具时,下模需要加垫铁。6.2、工作台面尺寸的校核 所选压力机的工作台尺寸为:左右:710 前后:790 而模具的外形尺寸为:635420 根据工作台面尺寸一般应大于模具底座5070mm,工作台面尺寸满足。 6.3滑块行程的校核滑块行程应保证方便地放入毛坯和取出零件,所选压力机滑块行程为40mm,满足。综上,所选压力机JA31-160B满足需要。第七章 模具的动作原理及综合分析本模具(装配图如图所示)在一次行程过程中完成制件的落料、拉深、冲孔、切边全部工作:当压力滑块下行时,毛坯料被压在凹模与凸凹模,冲头与凸凹模之间作用下一次完成工作。本次设计的复合模,在压力机的一次行程中,经一次送料定位,在模具的同一部位同时完成两道工序,其冲裁件的相互位置精度高,对条料的定位精度也比较高,因为需要用导料板对条料宽度进行导向。冲压件精度高, 可以很好的保证工件的形状和尺寸精度,模具结构较一般,制造精度要求比较高,制造周期短,价格相对较低,节约了成本。工序较集中排除了半成品搬运时间,提高了生产效率。这种模具适用于生产批量大,精度要求高,内外形尺寸差较大的冲裁件。冲孔废料由凹模孔向下排除,切边废料由顶废料板顶出。这样操作方便,生产效率提高很多。 所选的模架螺钉等零件都是从标准件中选取,这样可有效的降低成本。 第八章 凸凹模加工工艺方案81凸模,凹模加工工艺路线落料切边凸凹模加工工艺卡工序号工序名称工序内容设备1备料将毛坯锻成280mmX952热处理退火3车加工车端面及外形,厚度留0.3-0.5的磨量直径光出即可车床4热处理淬火,回火,保证HRC60645磨加工磨刀口平面平面磨床6磨加工磨内孔和外圆到尺寸内外圆磨床7退磁钳工退磁8钳工磨各配合面达要求9检验 冲孔凸模加工工艺卡工序号工序名称工序内容设备1备料备料90mmX30mm2热处理退火3车外圆车外圆达配合尺寸车床4车工作尺寸车工作尺寸达要求车床5加工中心加工中心加工型腔部分加工中心6钳工抛光达表面要求7热处理淬火,回火,保证HRC58628钳工磨平上下表面达要求9检验冲孔凹模加工工艺卡工序号工序名称工序内容设备1备料备料60mmX25mm2热处理退火3车外圆车外圆达配合尺寸车床4车工作尺寸车工作尺寸达要求车床5加工中心加工中心加工表面和孔直径,达到要求加工中心6钳工抛光达表面要求7热处理淬火,回火,保证HRC58628钳工磨平上下表面达要求9检验落料凹模加工工艺卡工序号工序名称工序内容设备1备料将毛坯锻成370mmX652热处理退火3车加工车端面及外形,厚度留0.3-0.5的磨量直径光出即可车床4热处理淬火,回火,保证HRC60645磨加工磨刀口平面平面磨床6退磁钳工退磁7线切割线切割加工中间孔和定位孔,保证尺寸线切割8钳工磨各配合面达要求9检验82.模具的装配:根椐复合模装配要点,选凹模作为装配基准件,先装下模,再装上模,并调整间隙、试冲、返修。序号工序工艺说明凸、凹模预配装配前仔细检查各凸模尺寸以及凹模形孔,是否符合图纸要求尺寸精度、形状。将各凸模分别与相应的凹模孔相配,检查其间隙是否加工均匀。不合适者应重新修磨或更换凸模装配以凹模孔定位,将各凸模分别压入凸模固定板的形孔中,并挤紧牢固装配下模在下模座上划中心线,按中心预装凹模、固定板;在下模座上,用已加工好的凹模板分别确定其螺孔位置,并分别钻孔,攻丝;装配上模在已装好的下模上放等高垫铁,再在凹模中放入 0.3mm的纸片,然后将凸模与固定板组合装入凹模;预装上模座,划出与凸模固定板相应螺孔、销孔位置并钻铰螺孔、销孔;用螺钉将固定板组合、垫板、上模座连接在一起,但不要拧紧;将卸料板装在已装入固定板的凸模上,装上橡胶和卸料螺钉,并调节橡胶的预压量,使卸料板高出凸模下端约1mm;复查凸、凹模间隙并调整合适后,紧固螺钉;安装定位销;切纸检查,合适后打入销钉试冲与调整装机试冲根椐试冲结果作相应调整设计心得通过本次毕业设计,在理论知识的指导下,结合认识实习和生产实习中所获得的实践经验,在老师和同学的帮助下,认真独立地完成了本次毕业设计。在本次设计的过程中,通过自己实际的操作计算,我对以前所学过的专业知识有了更进一步、更深刻的认识,能够把自己所学的知识比较系统的联系起来。同时也认识到了自己的不足之处。到此时才深刻体会到,以前所学的专业知识还是有用的,而且都是模具设计与制造最基础、最根本的知识。本次毕业设计历时一个月左右,从最初的领会毕业设计的要求,到对拿到自己手上的冲压件的冲压性能的分析计算,诸如对冲压件结构的分析,对形状的分析等,不断地分析计算,对要进行设计的冲压件有了一个比较全面深刻的认识,并在此基础上综合考虑生产中的各种实际因素,最后确定本次毕业设计的工艺方案。然后是对排样方式的计算,直到模具总装配图的绘制,用时近一个月。在这段时间里,我进行了大量的计算:从材料利用率的计算,到工序压力的计算,再工作部分刃口尺寸及公差的计算,到各种零件结构尺寸的计算以及主要零部件强度刚度的核算。其间在图书馆翻阅了许多相关书籍和各种设计资料。因此从某种意义上讲,通过本次毕业设计的训练,也培养和锻炼了一种自己查阅资料,获取有价值信息的能力。总之,通过本次毕业设计的锻炼,使我对模具设计与模具制造的整个过程都有了比较深刻的认识和全面的掌握。使我接受了一个模具专业的毕业生应该有的锻炼和考查。我很感谢学校和各位老师给我这次锻炼机会。我是认认真真的做完这次毕业设计的,也应该认认真真的完成我大学三年里最后也是最重要的一次设计。但是由于水平有限,错误和不足之处再所难免,恳请各位指导老师批评指正,不胜感激。 致 谢 首先感谢学校及学院各位领导的悉心关怀和耐心指导,特别要感谢指导老师给我的指导,在设计和说明书的写作以及实物制作过程中,我始终得到他的悉心教导和认真指点,使得我的理论知识和动手操作能力都有了很大的提高与进步,对模具设计与制造的整个工艺流程也有了一个基本的掌握。在他身上,时刻体现着作为科研工作者所特有的严谨求实的教学风范,勇于探索的工作态度和求同思变、不断创新的治学理念。他不知疲倦的敬业精神和精益求精的治学要求,端正了我的学习态度,使我受益匪浅。另外,还要感谢和我同组的其他同学,他们在寻找资料,解答疑惑,实验操作、论文修改等方面,都给了我很大的帮助和借鉴。最后,感谢所有给予我关心和支持的老师和同学使我能如期完成这次毕业设计。谢谢各位老师和同学!感谢学校对我这两年的培养和教导,感谢学院各位领导各位老师三年如一日的谆谆教导!主要参考文献1.冲压手册(第二版).机械工业出版社,19952.冲压设计资料.机械工业出版社,19834.模具实用技术设计综合手册.华南理工大学出版社,19955.冷冲压模具设计与制造.西北工业大学出版社,19836机械制图 高等教育出版社, 20037冲压工艺与模具设计 高等教育出版社,20018冷冲压工艺与模具设计 中南大学出版社,20069实用冲压工艺及模具设计手册,机械工业出版社 200210模具设计与制造简明手册,上海科学技术出版社 199411冲模设计手册,机械工业出版社 199612中国模具设计大典电子版13互换性与技术测量 西安电子科技大学出版社,200614冲压与塑压成型设备 高等教育出版社,200315. 中华人民共和国国家标准. 机械制造工艺基准35摘 要论文设计的这个冲压模要加工的是锅盖,翻看专业材料将冲压工艺给确定下来,要清楚的知道生产的产品是什么样子的;选冲压模的时候,对它的经济性能,冲压工艺,还有是不是复杂等都要搞清楚;坯料打开来之后有多大,算出来的数据不能对模具生产产生一点影响。通过查阅相关的参考资料及合理的计算,经过对加工零件的工艺性分析后,确定出合理工艺方案。在论文里面对于冲压成型零件还有一些别的零部件怎么选进行了计算说明,对零件的毛坯展开尺寸的计算确定出排样方案,并做出合理的排样图。最终做出一副的落料,拉深,切边,冲孔复合模具。关键词:冲压模;锅盖;工艺方案;成型零件;复合模具AbstractThe stamping die designed in this paper is to process the pot cover, look at the professional material to determine the stamping process, to know clearly what the product is like; when choosing the stamping die, we should know its economic performance, stamping process, and whether it is complex; after the blank is opened, the calculated data can not produce a point for the production of the die. Influence. Through consulting the relevant reference materials and reasonable calculation, after the process analysis of the processed parts, the reasonable process plan is determined. In the paper, how to select some other parts for stamping forming is explained. The layout scheme is determined by calculating the blank expansion size of the parts, and reasonable layout drawing is made. Finally, a set of blanking, deep drawing, trimming, punching compound die is made.Key words: stamping die; pot cover; process plan; forming parts; composite die目录摘 要IAbstractII前 言1第一章 零件图及工艺方案的拟订61.1零件图及零件工艺性分析61.2、工艺方案的确定7第二章 工艺设计82.1 确定排样方案82.2 将产品真正的大小算出来92.3 对排样的办法进行分析92.4 计算各工序的压力102.5 压力机的选择11第三章 模具类型及结构形式的选择13第五章 模具零件的选用,设计及必要的计算18第六章 压力机的校核24第七章 模具的动作原理及综合分析25第八章 凸凹模加工工艺方案2581凸模,凹模加工工艺路线2582.模具的装配:27设计心得29致 谢30参考文献31III前 言现在经济飞快的发展,很多地方都开始用到冲压的生产手段,国民经济的各个行业里面,很多地方都要通过冲压来进行生产,跟机械行业有很大关系,并且跟平时人的生活也有关系。冲压工艺在进步,冲压机器在提升,尤其是精密冲压。速度非常快的冲压,工位比较多的冲压,还有液压冲压等等,这些技术的发展都是相当的快,现在的冲压技术已经不是之前的了。模具使用的行星材料有钢结合金,硬质合金模具等用的很多,对模具的面进行处理的办法也进步了不少,冲压机器,还有模具的结构都改善了很多,并且精度也增强了,将模具的使用时间变得更长,冲压可以生产的地方也是比之前多的多。冲压生产效率是非常高的,并且质量也没有什么变化,花销也不是很多,并且生产的东西多复杂都可以等这些好处,在机械,车辆,国防等等行业都有用到它,所以它是非常的重要的。现在工业发展的很快,加工水准也是一直在变得更好,对于生产来说,冲压模是一个基础加工机器,产生的作用可以说是更大的。对于国家来说,加工水平怎么样,就可以观察这个国家模具的技术水准怎么样。现在我们国家模具行业工作的专业人士太少了,要想把这个现状给改变,主要还是前期要进行专业培训。我们这些还没有走到工作岗位上的学生,在学校里面应该好好的学习专业知识,完成毕业论文实际上也是对我学校所学知识的一次查验。 现在的模具发展势头相当不错,全球对于模具的需求都非常大,基本上在七百亿到八百五十亿的样子,最近这些年,我们国家每年模具行业的产值都在15%,就从汽车行业来说,要生产一个车子,需要几千副的模具, 这些模具需要花费上亿,要是车子的车型要换,那么超八成的模具都要换掉。在2007年的时候,车子的销量已经超过三百万。还有电子行业需要的模具也是更多的,国外那些发达的国家,模具行业20%的量都是用来生产电子产品的。现在我们国家生产模具的单位有将近两万家,工作的人超过了五十万,模具行业的产值里面,一般都是冲压模,其次就是塑料模,之后就是一些别的模具。模具对于现代化的工业加工来说,是不能少的一个装备了,按照指定的状况,指定的办法,把原材料通过模具生产为我们需要的东西。用模具对产品进行生产,不光是质量好,并且效率非常高,也不会浪费物料,花销比较少等,所以在很多行业里面,都会用到模具来对产品进行生产加工。按照相关部门进行的总结,现在在车辆,电气,仪表这些机电行业里面,模具行业加工的产品超过了百分之七十,这么多年,模具行业一直在发展,我们国家现在生产的模具的总数量,已经达到世界第三的水准了,生产模具的机器基本上水平也跟发达国家差不多。就好比用来生产车辆覆盖零件的模具,这种模具的形状是很大的,并且精密度也非常高,相当的复杂 2。在模具上使用CAD/CAM /CAE,模具的技术水准就非常高了,以前的研磨抛光都不再使用了,现在都是使用新型的方式来进行 3。我们国家的塑料模从最开始到今天,时间上跨越了半个世纪,发展相当快,模具的技术水准提高了很多。体型非常庞大的模具,可以加工车辆,电视这些大型产品的零部件了,对于精密度要求非常高的小型零件,也可以进行加工了。这些年,因为CAD/ CAE/CAM技术的加入,还有电加工,数控生产等等技术的加入,现在模具整个行业水准可以说有了翻天覆地的改变。到了二十一世纪,我们国家跟全球经济的一体化程度更高,不管是哪个行业,都有产品是通过模具生产出来的,要想满足模具生产精度更高,生产速度更快,花销更少的这个要求,还要继续的发展模具行业。想进行冲压生产,那就肯定需要充模,冲模的发展现在有两个方向,一个生产需求量非常多的时候,需要速度更快,自动化,精密度更高,更加安全,跟它匹配的模具行星的材质,还有对它要进行热处理等技术,很多效率非常高,精密度高,数控自动化的模具进行使用,并且模具上CAD/CAM技术发展也是很快的;还有一点,现在产品更新的很快,有的时候生产批量比较小,所以那些比较简单的冲模,还有生产技术都发展的很快。现代化冲模的技术水准,主要从精密度更高,效率更高,工位,功能更多的级进模上来体现,另外车辆覆盖件充模的技术水准也可以体现。现在级进模工位有五十个以上,他们的进距精度在2微米,级进模要是多工位的,那么冲压生产全过程完成之后,还能接着焊接,装配等。现在的中国,生产的精密度很高的冲压模,技术水准在全球也是排在前面的,精度可以实现25微米,进距精度23微米,使用时间可以达到一亿次。现在中国生产车辆模具的单位,已经可以把车子需要的所有模具都生产出来,设计还有加工的时候,所有的技术水平都是国际上先进的,只不过加工出来的产品质量,产品的精度,还有生产时间,前期的花销等都还没有国外的好。对模具的工业发展来说,模具加工技术是基础,现在电脑,信息,自动化技术都开始跟传统加工技术结合起来,所以就成为现代化模具的生产技术。这个里面现代冲模的技术水平有高速铣削,电火花,数控测量等等。铣削生产告诉进行,不光需要很快的生产速度,并且还要非常高的精度,对于面质量要求也很高,主轴转动的时候速度在1500040000r/min,生产的精度能够达到十为你,并且拿他跟以前的切削生产进行对比,温度升的没有那么高,切削力不大,所以能够对热敏材料,还有刚性不好的产品进行生产,刀具选用的合理,加工切削量合理,这样还可以生产硬材料;进行电火花铣削生产,加工就是用的转动速度非常快的管状电极,所以没有必要加工非常贵的成形电极;慢走丝线切割技术的水准现在是很强大的,功能上也相当完整,进行自动化生产,根本不需要人在旁边,现在切割的话300mm/min,生产的精度能够实现1.5微米,Ra=010.2微米;磨削精度化还有抛光,现在都开始用数控磨床,数控曲线磨床等这些技术含量很高的机器来进行;模具生产的时候,检测技术提升了不少,现在三坐标测量机不光可以将很繁琐的曲面测量出来,温度不长装置是比较好的,对振动的保护可靠性很高,去除灰尘的装置密封效果好,并且用起来没有那么复杂,这样在现场检测就能够自动化进行。还有,在快速经济加工模具的技术里面,RPM的发展是相当快的,树脂浇注技术的发展也是一样快速。使用RPM的技术之后,将立体模型建立起来,加工各式各样的模具使用熔模,消失模等技术来进行。比方说清华大学自己研究的快速成型工艺,是现在我们国家唯一的有用自己知识产权的工艺,是在模块化技术集成的概念上设计出来的,它的性价比是很高的。一汽生产模具的单位,将CAD/CAM的技术都用到模具上去,从国外买回来的树脂冲模,在我们国家对小汽车进行试验品的生产,并且一些数量不多的车辆也用它生产。生产塑料的办法里面有一个就是冲压,可以生产板料,它还有一个名字是板料冲压。冲压的话不管是不是金属的板料都可以进行冲压,进行冲压生产的时候,模具作用在板料上,那么它里面会有力出现,这样产品里面的形状就会改变。内力很大之后,板料的坯料的某个地方就会出现跟这个内力所匹配的形状的改变,这样加工的产品就是我们需要的样子和大小。 进行冲压加工需要模具,也需要机床,那么生产才能进行,生产率非常高,并且用起来很容易,这样机械自动化就能进行。冲 生产用模具来进行,加工的产品样子非常复杂,这是别的生产办法比不了的。 模具可以确保冲压生产产品的尺寸精度,那么质量没有改变,震颤没有必要进行机械生产。 进行冲压生产,对坯料不需要加热,跟切削生产不一样,不需要太多的切削材料,那么说对能耗可以节省很多,并且材质也不会浪费那么多。冲压出来的产品面质量很好,原料都是冶金加工厂生产出来的,有轧制料,也有带料,冲压生产的时候,原料的面不会弄坏。 所以,冲压这个加工方式生产的东西质量不错,并且花销还不多。通过它加工的东西不光不重,并且刚性还非常不错。冲压生产在很多行业都有使用,很多工业比较发达的国家,他们的冲压技术也很高潮,所以进行现代化建设的时候,冲压生产是非常重要的。 现在科技发展的这么快,冲压技术一直在改进,主要在下面几点: (1)对工艺进行计算还有分析的时候,办法更加现代(2)设计模具还有加工模具的技术更加现代化(3)进行冲压加工的时候,机械自动化程度更高(4)加工时候的工艺技术有更新的创造出来(5)对板料的性能进行改进,这样它的成型能力就更好,用起来成效也相当不错。完成毕业论文,实际上就是将我学到的理论跟实践结合起来,论文涉及的知识是很多的。现在经济发展的这么快,工业的东西需要的是越来越多,需要的产品也是更多的,行业的竞争是相当的激烈。模具实际上是生产的一个工具,在很多行业里面都有用到,很多行业需要的零配件都需要用模具来加工。对于国民经济来说,模具是一个基础行业,也是工业发展的一个方向。现在工业上使用的产品类型更多,产生的价值自然是更高的,行业水准怎么样,还在于模具行业的发展怎么样,模具的技术水准怎么样。 要想让我的设计本事更高,将在学校学到的专业再一次温故在心,快要结束大学生活了,所以要写这次的论文,其实也是把理论跟实践结合在一起,相信对于我也是一次很好的锻炼: 一、将学校里面学到的专业知识跟实践很好的结合起来,进行一次真正的对冲压模进行设计,这样一来单独设计的本事就提高了。 二、将我大学期间学到的这些知识都复习了一遍,把它们都放在一起来使用,这样我也清楚设计模具,加工模具究竟是什么顺序。 三、清楚设计模具的技术要求,应该怎么样去进行设计等。 因为我自己专业水平不是很高,没有什么专业经验,论文里面有问题的话,还希望老师们帮我指出来。第一章 零件图及工艺方案的拟订1.1零件图及零件工艺性分析一、零件图 图(11)工件图:如图11所示材料:1Cr18Ni9Ti,不锈钢,板材的厚度:0.6mm二、零件的工艺性分析加工的这个东西原料用的是不锈钢1Cr18Ni9Ti ,是软的,下面是它的有关数据:=430-550Mpa,b=540-700 Mpa, s=400Mpa。图纸上要是没有把公差等级标注出来,那尺寸就是自由的,在对零件的尺寸公差级别进行确定,就是十二级的,这个产品样子不复杂,也没有多大,薄厚中等,这个零件是一般的冲压零件,有几个方面尤为要在意: 这个冲裁零件原料是1Cr18Ni9Ti ,所以它的可冲压性是相当好的。因为板料没有那么厚,并且在每一个转角的地方都要进行圆角过度,所以冲裁生产最好。生产批量是既定的,选定这个模具的原料,确定模具的结构,让它的使用时间能够确保。加工产品没有那么大,要想安全性好,那取件的时候办法要合适,设计模具的结构的时候,推件、取件的办法要设计的好。1.2、工艺方案的确定将工序的顺序写出来,方案在下面: 落料拉深冲孔切边卷圆,生产的模具是单工序。落料拉深切边冲孔卷圆,冲压方式是复合的。落料,拉深,切边,冲孔复合模卷圆,生产模具用的是多工序复合的。方案里面,模具的结构没有那么复杂,生产起来简单。不过加工产品的工序有两步,模具需要两套才行,工序的话是分散进行的,对半成品进行运输需要耗费很长的时间。生产效率没有那么高,产品的精度也确保不了。方案里面的模具是复合的,结构比较普通,生产起来简单。半成品进行运输的时候时间也不需要那么长,这样生产率自然就很高了,孔的质量还有产品的精度都能够确保。方案,这个里头的复合模,结构不简单,生产起来精度很高,生产率也是很高的,并且加工产品的精度能够确保是很高。按照上面介绍的,从生产率,精度,用的加工机器,卸料的板料,怎么将废料扔出去,怎么定位板料等都进行分析,方案还是用第三个,因为工作量的问题,再加上各种困难,论文里面设计的复合模要进行落料,拉深,切边还有冲孔。第二章 工艺设计2.1 确定排样方案算坯料打开之后的大小:坯料是拉伸件,打开之后的大小,一般都是按照坯料的面积就跟加工产品的面积是一样的。拉拉伸的坯料究竟有多大,是很难算出来的,在拉伸这个坯料壁的时候,厚度在变薄,还又坯料需不需要退火,压边力有多大,凹凸模的空隙是多少,还有形状改变的程度等都有关系。所以,拉伸零件想要处处都一样是很困难的,一般都要进行修边,不平整的地方都要切掉。对坯料进行计算之前,要加一个切边余量在拉伸零件上。将展开的大小算出来,就是把生产的东西按照工序反过来算,这个产品的加工工序,最后的一道就是卷圆,换句话来说,在这个工序之前都是切边,把这些切边的大小都算出来,卷边是一个圆,样子是有规格的,流动起来很匀称,那算切边大小的时候直接根据中性层来进行,设计的时候算出来切边直径就是227。对于凸缘直径D/d=227/190=1.19,翻看资料修边的余量就是1.5,按照加工零件拉深真正的大小,按照算的面积的总数,这个面积是不会变大,那么将展开的大小算出来D=248,这个数据现在还没有确定下来,真正生产的时候还要进行调整。下面图纸里面画的就是展开来的样子:定下来拉伸多少次,生产的东西有一定锥度,切拉深没有多高,那么拉伸的话只需要一次就行了。外表来看最长的长度Dmax=248,板料的厚是0.6,按照原料的性质,翻看冲压设计材料里面的表2.5.2 将搭边的大小定下来:产品中间:a1=2.0;顺着边: ,条料下料的宽是,剪切公差:条料跟导料板中间的空档是:;2.2 将产品真正的大小算出来 将产品真正的大小算出来, 算出来原料的利用效率:步距在一个里面利用材料的效率是 (3)2.3 对排样的办法进行分析条料送进去的时候要想保证它的刚性,稳定性,并且还要能够确保送进去物料跟载体进行的连接,要想清楚排样是纵向进行的,还是横向进行的。论文里面设计的这个东西外表是一个圆,不管是纵向还是横向,不管是进行使用,还是使用材料的效率都是全部相同的,那么对于排样是不需要考虑的,详细的排样图在下面: 图22)2.4 计算各工序的压力需要生产产品原料是1Cr18Ni9Ti ,厚在0.6mm,抗剪切强度,抗拉强度, 。将落料时候的力算出来:将拉深力算出来 查资料; 对中间的孔进行冲加工的力 算出来切边时候力的大小: 卸料力: (翻查冷冲压的相关专业资料就有:) 将冲压时候力的大小算出来 在这个工序里面总压力的最大值是: 2.5 压力机的选择按照前面算的还有分析,再加上生产单位的真正状况,用的机器就是单柱固定台压力机,这个机器的公称压力就是1600KN,机器的型号是JA31160B,完全能够拿来用。压力机的详细数据在下面: 压力的公称值:1600KN滑块的行走距离:160mm 滑块行走多少次:32次/min 封闭起来最大的高: 480mm装模高的最大值: 375mm 关闭起来的高调整的数量:120mm 模柄孔的大小:直径75mm 工作的台面有多大:790mm(前后)710mm(左右)垫板有多厚:105mm定下来压力中心,也就是冲压生产的时候这些冲压力集中在一起作用的地点。要想确保压力机还有模具工作正常,在算压力中心的时候用解析法来进行: 一开始:F1落料时候的力 F2进行拉深的力 F3对中间孔进行冲压的力 F3= KL=21.55KNF4对边进行切加工需要的力 Y1从F1一直到X轴有多大的力臂 X1从F1一直到Y轴有多大的力臂 Y2从F2一直到X轴有多大的力臂 X2从F2一直到Y轴有多大的力臂 Y3从F3一直到X轴有多大的力臂 X3从F3一直到Y轴有多大的力臂 Y4从F4一直到X轴有多大的力臂 X4从F4一直到Y轴有多大的力臂 从合力矩定理可以晓得: YG冲压时候的力F一直到X轴的力臂;XG冲压时候的力F一直到Y轴的力臂;第三章 模具类型及结构形式的选择 按照定下来的工艺办法,还有零件的样子,精度有多高要求,预先将机器的主要技术数据给定下来,模具的生产要求还有生产安全性等,将模具的种类还有结构都定下来。复合模的结构如下:论文里头用的模具是倒装落料拉深冲孔切边复合模。产品没有多厚t=0.6mm,那卸料部分用的是弹性的,不光可以把料卸下来,还能够进行冲孔的时候对产品进行压紧。从橡皮这就有了上模弹性力。3-1图纸里面画的就是这个复合模的结构。 图31)第四章 模具工作零件刃口尺寸及公差的计算 对落料,冲孔,刃口进行设计,并把有关数据算出来 需要冲裁的零件其实就是个落料零件,设计的基准用的是凹模,那么只要把凹模刃口的大小算出来,通过凹模真正的大小,空档来进行配合。 产品的精度等级是十二级,翻查冲压模的书本,里头的表格2.2.1:加工冲模的时候精度等级在IT9IT11级,在这定十级。用底下的式子可以把冲孔凸模,还有落料的凹模给算出: 进行冲孔加工 进行落料生产 Dp dp代表落料凸模,冲孔凸模的刃口有多大(mm);Dmax 落料的零件尺寸的最大数据(mm);dmin也就是冲孔零件尺寸的最小值(mm);零件的公差;p凸模生产的公差,正常在;p对刃口来说中心距的对称偏差;Lp在凸模里面中心距的大小(mm);Zmin冲裁时候空档的最小值(mm);算出落料凹模的大小: ;将切边凹模的大小算出来: 算出来落料的凸模多大: ; 算出来落料时候的凸模有多大: 将冲孔凸模的大小算出来: 将冲孔凹模的大小算出来: 拉伸模在进行拉伸的时候凹凸圆角半径有很大影响。坯料从凹模圆角这个地方进到凹模里面的时候,就会有弯曲还有摩擦作用在上面,要是凹模的圆角半径太小了,因为径方向上拉力变大,就会让拉伸零件的面弄坏或者是出现断掉的状况;要是太大的话,那么压边没有多大,因为悬空变多了,就肯定里面有皱出现。所以,凹模圆角半径选的对就很重要,详细的数据从表里头可以查到。拉伸的凹凸模空档是多大,直接关系到拉伸力,加工产品的质量,模具可以用多久等。空档要是太大了,肯定会有皱纹出现,加工东西肯定有锥度,精度就没有那么好;空档要是很小,那么摩擦自然就会变大,这样边缘部分太薄了,严重的话会拉断了。所以,凹凸模的中间空档多大是非常关键的。拉深模的空档是单面的,也就是说凹凸模的直径有差距,这个差距是两个直径相减之后数值的一半。论文里面的模具是有压边圈的,对空档进行确定的时候,查表就行了,只需要拉伸一次形状就有了,从表里头查出来空档在 (1-1.1t),t代表这个材料有多厚。确定凹凸模的工作部分的大小,要注意模具有多大损耗,并且拉伸零件回弹多少。在最后面的一个工序来确定尺寸公差,论文里面拉伸只要进行一次,那么要注意: 1)、加工产品的外表大小都标注出来 算凹模大小的式子 算凸模大小的公式 (2)、将加工产品里面的大小都标注出来用下面的式子将凸模大小算出来 计算凹模的大小 L拉伸的零件外表多大或者里面有多大拉伸的零件尺寸有多大偏差L d拉伸凹模的尺寸基本值L p拉伸凸模的尺寸的基本值Z凹模凸模两个面的空档接下来具体来算,把加工产品外表的大小标出来,用这些式子来算凹模有多大算出来凸模的大小拉伸时候台阶的高都一样。凹凸模进行工作的面对于粗糙度要能够满足:凹模工作的面还有型腔的面,他们的Ra=0.8;圆角这个地方Ra=0.4;凸模进行工作的面,Ra= 0.8-1.6。第五章 模具零件的选用,设计及必要的计算成形零件 一、冲头这个部分原料用的是Cr12MoV,对它进行淬火,硬度就在58-62HRC。凸模用的是直接式的,5-1图纸里面就是,固定圆形凸模还有拉深凸模的时候,用台阶式还有螺钉来进行:图5-1)二、落料凹模凹模的原料用的Cr12MoV,进行淬火,硬度能在58-62HRC。凹模在固定的时候用螺钉,配合下模板,这样模具的结构自然就很简单,那么花在材料上的钱就少了,外表的大小三、落料切边凸凹模凹模的原材料Cr12MoV,给它淬火,硬度在58-62HRC。凹凸模都是圆,没有那么厚,过盈配合的时候用固定板,用螺钉来对固定板还有上模板来对结构进行固定,配合上模板,对外表进行加工的时候用精车的加工办法,也可以对里面圆外面圆来进行磨加工,一直生产到需要的大小。四、拉深凸模凹模原料用的是Cr12MoV,对它淬火处理,硬度在58-62HRC。凸模形状是个圆,在跟下模板固定的时候用螺钉来进行,对它的面进行生产使用数控车床或者是加工中心来进行,这样面的精度就能够满足设计要求。五、拉深凹模凹模原料用的Cr12MoV,对它进行淬火处理,硬度在58-62HRC。凹模形状是圆,在跟上模板连接的时候直接弄螺钉就可以了,加工面的时候只要使用数控车床,或者是加工中心,就能够满足对精度的需求了。支撑固定零件模架就是上边模座跟下面模座的中间装上导向部分。一般来说,是按照凹模外表最大的尺寸来进行的,模架用的是标准的,凹模外表最大尺寸是D=360 mm,用的模板是圆形的,是19号中间导柱,用起来很便利。模具关起来之后的高 ,用HT200生产上,下模座,下面的模板厚60,上面的模板厚50。 将别的模具模板大小定下来通过凹模板还有模架的大小来进行: 卸料零件卸料的时候用弹性卸料板,按照卸料板有多大来确定卸料板的厚,厚是15mm。因为装卸料板还有定位销的时候,是有冲撞的,那么对卸料板进行设计的时候,要加工让位,查看冲压资料里面的表10-1,用弹簧,如果树脂需要六个,那作用在每个树脂上面的载荷是,已晓得,那树脂的直径大小是: 用的这个树脂还有个数是完全可以的对上模座还有下模座的螺钉进行选择通过凹模的界线:36060就用内六角圆柱头螺钉,型号是M10。对模具每一个零部件的详细状况进行参照,上模座固定的时候用内六角圆柱头螺钉,用四颗,型号M10X50。下模座固定的时候用内六角圆柱头螺钉,用四颗,型号M10X70。 ( 螺钉)卸料螺钉 翻看冲压的手册里头表15-34对卸料螺钉进行选择 卸料螺钉用的是圆柱头内六角的,型号M8X90 ( 卸料螺钉 ) 主要数据: 按照模具真正的状况 上模座定位的时候用圆柱销钉两颗来进行,大小1050 下模座定位的时候用圆柱销钉四颗来进行,大小1070 (圆柱销钉)对模具里面每个零件的详细状况进行参照,对螺钉,圆柱销所处地点进行合理布局,选择标准是GB7076还有GB11976。导向装置 这个模具里面的导向部分用的是圆形导柱导套。导柱配合导套的时候,间隙进行,配合标准在H7/R6。导柱还有导套的滑动是相对的,那么配合面的强度一定要够大,并且韧性也需要很大才行。用20钢来生产,对他的面进行渗碳,淬火处理,硬度在5862HRC。导柱用的是B型的,从GB2861.281标准里面来,直径是极限偏差在R7 、长是 。导套用的是A型的,从GB2861.681标准中选, 、极限偏差为H7 、长。第六章 压力机的校核1、校核闭合起来的高 选用的压力机,装模时候最大的高是375mm,关闭起来的高可以调整的量是120mm 这次论文里面的模具闭合起来的高 满足不了 。模具在调试的时候,要加垫铁在下模这个地方。2、校核工作台面的大小 选用的压力机工作部分台面大小是:左右:710 前后:790 模具外表的大小是:635420 按照工作台面的大小,必须要比模座的底座还要大,大到5070mm,工作台面的大小符合需要。 3、 校核滑块的行程滑块的行程确保把坯料放进去,另外要方便能够把零件拿出来,那么选定的压力机滑块行程就是40mm,符合设计需要。按照上面进行的分析,选择的压力机JA31-160B对论文的设计要求可以满足。第七章 模具的动作原理及综合分析论文设计的这个模具,进行一次行程,那么就可以完成生产的落料,拉深,冲孔,切边的这些流程:压力滑块向下走,坯料就会被压在凹凸模跟凹模的中间,还有凹凸模跟冲头的中间,只需要一次,工作就完成了。、论文设计的复合模,压力机一次行程完成,送料还有定位只需要一次,模具同一个地方将两道工序都生产好,另外冲裁零件彼此所处地点的精度有很高的要求,条料在定位的时候精度也有很高的要求,对条料的宽来进行导向要通过导料板来进行。冲压零件精度有很高要求,确保产品的样子还有大小精度,模具的构造没有那么复杂,生产起来精度有很高的要求,加工花费的时间不长,里面还有外面的大小相差很大,是冲裁零件。从凹模孔下面冲孔废料就都出来了,在顶废料板的作用下切边废料就被顶出来了。用起来非常容易,生产率也高了不少。 选用的模架螺钉等这些零部件,全部都是标准件,这样的话前期花销自然也就变少了。 第八章 凸凹模加工工艺方案81凸模,凹模加工工艺路线落料切边凸凹模加工工艺卡工序号工序名称工序内容设备1备料对坯料进行锻造,大小是280mmX952热处理退火3车加工对端面还有外表进行车加工,厚控制在0.3-0.5,光出来直径就好了 车床4热处理淬火,回火,确保硬度HRC60645磨加工对刀口平面进行磨加工平面磨床6磨加工对内孔还有外圆进行磨加工,一直加工到合适的大小内外圆磨床7退磁对钳工进行退磁8钳工对每个配合面进行磨加工,一直到合适才行9检验 冲孔凸模加工工艺卡工序号工序名称工序内容设备1备料准备物料90mmX30mm2热处理退火3车外圆对外面的圆进行车加工,一直到配合的大小车床4车工作尺寸对工作尺寸进行车加工,一直到合适车床5加工中心对型腔部分进行加工,使用加工中心来进行加工中心6钳工对表面进行抛光,一直到满足才行7热处理淬火,回火,确保HRC58628钳工对上表面,下表面进行磨平,一直到要求的才行9检验冲孔凹模加工工艺卡工序号工序名称工序内容设备1备料准备物料60mmX25mm2热处理退火3车外圆对外圆进行车加工,一直达到配合尺寸车床4车工作尺寸对工作尺寸进行车加工,一直到需要的大小车床5加工中心用加工中心对面还有孔的直径来进行生产,一直到需要的大小加工中心6钳工对面进行抛光,一直达到需要的要求7热处理淬火,回火,硬度HRC58628钳工对上表面,下表面进行磨平,直到符合要求9检验落料凹模加工工艺卡工序号工序名称工序内容设备1备料对坯料进行锻造370mmX652热处理退火3车加工对端面把外表形状进行车加工,厚上面留出来0.3-0.5,直径光出就好了车床4热处理淬火,回火,硬度HRC60645磨加工对刀口的平面进行磨加工平面磨床6退磁钳工退磁7线切割对中间孔还有定位孔进行线切割生产,确保大小满足要求线切割8钳工对每一个配合面进行磨加工,一直到它们满足要求9检验82.模具的装配:按照装配复合模时候的要求,那么装配基准件就用凹模,首先把下模装上去,之后把上模装山去,接着对空档进行调整,进行试冲,接着进行修理。序号工序工艺说明凸、凹模预配装配之前首先要详细的查看每一个凸模的大小还有凹模的形孔,看他们是不是跟图纸里面的尺寸精度,样子要求的一样。把每一个凸模都跟匹配的凹模孔配合,查看空档生产的是不是匀称,不行的话再一次进行修模或者干脆换掉。凸模装配定位用的凹模孔,在凸模固定板的形孔里面把每一个凸模都压进去,进行挤压,让他们紧紧的固定。装配下模把中心线花在下模座上面,预装凹模,固定板的时候按照中心来进行;在下模座上,用已加工好的凹模板分别确定其螺孔位置,并分别钻孔,攻丝;装配上模下模座装好之后把等高垫铁放上去,将0.3mm的制片装到凹模里面,之后组装好凸模还有固定板,都放到凹模里面去;对上模座进行预装,把跟凸模固定板匹配的螺孔,销孔所在的地点把螺孔,销孔铰加工出来;组装固定板,垫板,上模座的时候用螺钉来进行,不过拧紧没必要;凸模已经装到固定板上面,把卸料板装到上面,之后把橡胶还有卸料螺钉都装上去,对橡胶的预压量进行调整,这样卸料板就比凸模下面要高一些,高出来1mm;再一次对凹凸模的空档进行查看,稍微进行调整之后,对螺钉进行固定;将定位销装起来;查看茄子,满足了要求之后,把销钉打进去。试冲与调整对机器进行试冲,之后按照数据结果对它进行调整。设计心得这篇论文,用到不少专业理论知识,将理论用到实践中去,老师给了我很多的帮助,这样我才能将论文最终完成。在设计的时候,自己真正去进行计算,在这个过程中我对于专业有了更深的了解,并且也清楚的知道自己还有很多不足够的地方,书到用时方恨少,到这个时候我才体会到自己所学知识实在是太少了。这篇论文花了我一个月的时间,一开始拿到论文题目,接着就是分析冲压零件的相关数据,比方说分析冲压零件的结构,冲压零件的样子等,一直要进行分析,进行计算,所以对冲压件进行设计现在的认识更加全面了,在这个基础上对于生产里面的各种状况来进行考虑,之后把论文里面的加工工艺方案定下来。接下来就是把怎么排样的办法定下来,算出来有关数据,之后将模具总装配图给画出来。写论文的这段时间,算了很多的数据:将材料的利用率算出来,将工序压力算出来,之后将工作部分刃口的大小算出来,将公差算出来,将每一种零件的结构尺寸都算出来,还有主要零部件的强度,刚度都要进行验算。在这段时间我到处查找资料,现在回头来看,完成论文之后,我自己查找资料的本事也提升了不少。一句话,论文写好了之后,对我一个模具专业学生来说,也是一次考验吧。自己将论文完成,其实也是给我的大学一个交代,不过我自身专业水平不高,肯定会不全面的地方,所以老师们帮我指出来,我好修改,谢谢老师。 致 谢这篇论文在老师的帮助下完成的,老师的要求非常高,一开始选定些什么题目,对方案进行来回的分析,将论文写出来,并且进行修改。在写论文的时候,老师一直在帮助我,关心我,老师对待专业是非常严格的,并且要求也很高,对我的影响很大。一开始把题目定下来,到现在将整篇论文都写好,指导我论文的老师一直都在给我很多的帮助,这么长时间,老师不光是在专业上指导我,关怀我,在我平常的生活上也给了很多的帮助,我对于老师,不仅仅佩服他的专业知识,还佩服他的为人处世,以及对待专业的态度。设计现在结束了,我要再次的感谢我的指导老师。另外,对于我的同学们,我也谢谢你们,在写论文的这段时间,遇到问题的时候,虽然你们写论文也很忙,但是还是会跟我探讨解决的办法,让我得到了很多有益的思考。感谢我大学期间遇到的所有人,老师们,同学们,是你们组成我大学的美好时光,让我终生难忘,希望你们一切都好!参考文献1刘建超、张宝忠主编.冲压模具设计与制造M.北京:高等教育出版社,20062王孝培主编.冲压手册M.北京:机械工业出版社,20043许发樾主编.实用模具设计与制造手册M.北京:机械工业出版社,20004翟德梅、段维峰主编.模具制造技术M.北京:化学工业出版.20055薛彦成主编.公差配合与技术测量M.北京:机械工业出版社,20056翟德梅主编.金属与塑料成型机械M.河南机电高等专科学校20057杨占尧主编.冲压模具图册M.北京:高等教育出版社,20068程培源主编. 模具寿命与材料M.北京:机械工业出版社,20059冷冲压工艺与模具设计 中南大学出版社,200610实用冲压工艺及模具设计手册,机械工业出版社 200213互换性与技术测量 西安电子科技大学出版社,200611冲压与塑压成型设备 高等教育出版社,200312王秀凤 万良辉.冷冲压模具设计与制造.北京航空航天大学出版社 2005.413成虹.冲压工艺与模具设计 高等教育出版社 2007.7 14杨玉英,崔令江.实用冲压工艺及模具设计手册.机械工业出版社 2005.1 15万本善.实用冲模结构图解与冲压新工艺详图及常用数据速查速用手册.北京科大电子出版社 2004.816郭书彬 最新冲压新工艺新技术与冲模设计图集及典型疑难实例应用手册. 机械工业出版社 2003.917彭建生.模具设计与加工速查手册 机械工业出版社 2005.731
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