吊耳加强板零件冲压工艺与模具设计-拉深【含9张CAD+说明书】
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毕业设计(论文)题目:吊耳加强板零件的冲压工艺与冲模设计专 业 名 称 机械设计制造及自动化班 级 学 号 078105318学 生 姓 名 罗贤明指 导 教 师 陈为国填 表 日 期 2011 年 6 月 1 日毕业设计(论文)开题报告题目吊耳加强板的冲压与冲模设计专 业 名 称 机械设计制造及其自动化班 级 学 号 078105318学 生 姓 名 罗贤明指 导 教 师 陈为国填 表 日 期 2011 年 3 月 1 日说 明开题报告应结合自己课题而作,一般包括:课题依据及课题的意义、国内外研究概况及发展趋势(含文献综述)、研究内容及实验方案、目标、主要特色及工作进度、参考文献等内容。以下填写内容各专业可根据具体情况适当修改。但每个专业填写内容应保持一致。一、选题的依据及意义:1.1本课题研究的主要内容 (1)对给定零件进行工艺分析并确定工艺方案 (2)吊耳加强板总体结构设计及相关工艺计算 (3)进行吊耳加强板的冲模设计 (4)绘制吊耳加强板的零件图 (5)拟定主要零件的加工工艺 (6)编写设计说明书1.2课题研究的意义本课题要求对给定的零件托架进行冲压工艺,通过对零件进行详细的工艺分析确定零件的冲压工艺方案并制定部分零件的制造工艺。通过课题让我们能够掌握中等复杂程度零件的冲压工艺与冲模设计和制造的一般方法,对零件冲压工艺方案的确定、工艺计算及冲模设计有更深层次的认识,并学会对冲模设计资料的检索与整合以及对已有资料的充分合理的使用,该实践性课题是对学生理论学习水平的实践和检验,可对以后从事类似的工作有一定的指导性和实践性意义。二、国内外研究概况及发展趋势(含文献综述):2.1冲压技术的发展现状 随着科学技术的不断进步,工业产品日益复杂与多样化,产品性能和质量也在不断提高,因而对冲压技术提出了更高的要求。冲压技术自身也在不断地创新和发展。为了适应大批量、高效率生产的需要,在冲压模具和设备上广泛应用了各种自动化的进出料机构。对于大中型冲压件,例如汽车覆盖件,专门配置了机械手或机器人。这不仅仅大大提高了冲压件的生产品质和生产率,而且也增加了冲压工作的安全性。在中小件的大批量生产方面,现已广泛应用多工位级进模,多工位压力机或高速压力机。在中小批量多品种方面,正在发展柔性制造系统。2.2CAD/CACAM等技术的不断深入应用,使模具质量提高、生产周期下降。 先进冲压技术是指导信息技术/新材料/新工艺与传统冲压成形技术的结合。目前,冲压行业的技术水平和先进性,要表现在以CAD/CAE/CAM技术为代表的数字化与信息化程度,及企业中信息集成和管理网络程度。目前,国内汽车覆盖件模具生产企业已经普遍采用了CAD/CAE/CAM技术,CAPP技术也已经开始使用。 随着计算机的深入使用,我国不少企业已经在尝试或开展计算机辅助冲压工艺设计CAPP系统已从工艺设计发展到工艺信息的管理,设计方法也从派生式、混合式、创成式三种CAPP系统并举的局面向智能化的混合式方向发展。但很多地方仍需要设计人员的决策与经验,真正实用的基于知识的大型复杂冲压件CAPP系统尚未建立。由于冲压工艺设计过程的复杂性和模糊性,想要全面有效的决问题,需要一种新型智能型工程设计方法,即基于知识工程的KBE技术及信息管理技术综合应用到冲压件工艺设计中,建立智能优化的CAPP系统,并实现与CAD/CAE/CAM及管理的集成化,将是该领域未来的发展方向。 总的来说,中国目前的机械制造还需要进一步调整,增长方式也需要进一步转变,必须从大量的扩张逐渐转变到以质为先的轨道上来。只有这样,我国机械制造产品的质量与水平才能真正提升,才能拥有国际市场的竞争力,才能使机械制造产品的出口量的增长与质的提升相结合。21世纪的今天,中国凭借丰富且廉价的人力资源、庞大的市场及其他许多有利条件,已成为承接工业发达国家机械制造业转移的良好目的地。随着国际交往的日益增多和外资在中国机械制造行业的投入日益增多,中国机械制造已经于世界机械制造密不可分,中国机械制造在世界机械制造中的地位和影响也会越来越重要三、研究内容及实验方案: 下图所示为某车型上的吊耳加强板零件,材料为钢,料厚。该零件为一浅的无凸缘拉伸件。其拉伸高度仅,基本与圆弧重合,其拉伸高度无特别要求。零件中间有一个 +0.8+0.4的圆孔,其精度要求不算高,直接冲压即能够满足要求。该零件的生产纲领不多,应用户的要求,决定用通用的曲柄压力机加工,其冲压工艺为:落料、冲孔拉伸成形。36.51)方案对比方案一:先冲孔,再弯曲,后落料。单工序模生产。方案二:冲孔弯曲落料级进冲压。级进模生产。方案三:落料-拉深-冲孔复合模冲压。复合模生产。表2-1 各类模具结构及特点比较模具种类比较项目单工序模(无导向)(有导向)级进模复合模零件公差等级低一般可达IT13IT10级可达IT10IT8级零件特点尺寸不受限制厚度不受限制中小型尺寸厚度较厚小零件厚度0.26mm可加工复杂零件,如宽度极小的异形件形状与尺寸受模具结构与强度限制,尺寸可以较大,厚度可达3mm零件平面度低一般中小型件不平直,高质量制件需较平由于压料冲件的同时得到了较平,制件平直度好且具有良好的剪切断面生产效率低较低工序间自动送料,可以自动排除制件,生产效率高冲件被顶到模具工作表面上,必须手动或机械排除,生产效率较低安全性不安全,需采取安全措施比较安全不安全,需采取安全措施模具制造工作量和成本低比无导向的稍高冲裁简单的零件时,比复合模低冲裁较复杂零件时,比级进模低适用场合料厚精度要求低的小批量冲件的生产大批量小型冲压件的生产形状复杂,精度要求较高,平直度要求高的中小型制件的大批量生产根据分析结合表分析:方案一模具结构简单,制造周期短,制造简单,但需要两副模具,成本高而生产效率低,难以满足大批量生产的要求。方案二只需一副模具,生产效率高,操作方便,精度也能满足要求,模具制造工作量和成本比较高。适合大批量生产。方案三只需一副模具,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。通过对上述三种方案的分析比较,该工件的冲压生产采用方案一为佳。由于本设计只讨论拉深工艺和拉深模具的设计,所以使用一套单工序的拉深模具进行生产即可。四、目标、主要特色及工作进度(1) 通过对托架工件的工艺分析,确定工作的重点主要集中在模具工作部分零件的设计(例凸模,凹模,凸凹模),各种固定板的设计和相关尺寸的计算和校核。(2) 设计前后工序的关联性以及模具的关联性,合理安排工序,尽量使模具的结构更紧密,同时在模具的设计过程中还要考虑到所设计的零件的课加工性,要尽量多的选用标准件,达到规范化设计的要求成为此毕业设计的难点。(3) 针对此次模具设计工作量大,工作难度大的特点,拟采用计算机辅助设计AutoCAD、UG等相关软件来完成模具的设计,从而节省时间和精力;收集相关文献、期刊论文来加以辅助设计;针对自身理论方面的不足将更多的向辅导老师请教学习;当然,具体的设计中也要不断的去实践设计的模具的实用性与经济性,使设计更趋于精确化,规范化,系统化。 设计中所提供的托架材料为厚度2mm的35钢,该零件冲孔落料弯曲成形。一般冲制该零件需落料、冲孔、弯曲等基本工序来完成。为了减少工序,对该零件进行详细分析研究,并查阅有关资料,认为该零件可有两幅模具完成,一副冲孔落料复合模,一副弯曲模。工作进度:1.收集有关资料,撰写开题报告; 1周2.英文翻译(6000实词以上) 1周3.绘制吊耳加强板冲件图,应用Fastform软件进行CAE分析 4周4.编制吊耳加强板冲压成形工艺规程; 2周5.绘制吊耳加强板成形模总装图及零件图; 6周6.撰写毕业设计说明书(论文) 3周7.毕业设计审查,毕业答辩。 1周五、参考文献1.冲模设计手册编写组.冲模设计手册.北京:冲模设计手册,19952.陈为国.吊耳加强板冲压工艺及冲模设计.模具制造,2002.63.王新华,袁联富编.冲模结构图册.北京:机械工业出版社,20034.罗益旋.冲压新工艺新技术及模具设计实用手册. 银声音像出版社,2004 5. GB28512875冷冲模国家标准毕业设计(外文翻译)题目:吊耳加强板零件的冲压工艺与冲模设计专 业 名 称 机械设计制造及自动化班 级 学 号 078105318学 生 姓 名 罗贤明指 导 教 师 陈为国填 表 日 期 2011 年 3 月 1 日学士学位论文原创性声明本人声明,所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 日期:学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 作者签名: 日期:导师签名: 日期:吊耳加强板的冲压工艺与冲模设计 学生姓名:罗贤明 班级:0781053 指导老师:陈为国摘要:近年来,我国家电工业的高速发展对模具工业,尤其是冷冲模具提出了越来越高的要求,2004年,冷冲模具在整个模具行业中所占比例已大大上升,据有关专家预测,在未来几年中,中国冷冲模具工业还将持续保持年均增长速度达到15%左右的较高速度的发展。冲压成型是金属成型的一种重要方法,它主要适用于材质较软的金属成型,可以一次成型形状复杂的精密制件。本课题就是将石化、化工、电力等行业的法兰密封结构中的垫片作为设计模型,将冷冲模具的相关知识作为依据,阐述冷冲模具的设计过程。本设计对带法兰U型件进行的模具设计,利用Auto CAD软件对制件进行设计绘图。明确了设计思路,确定了冲压成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠,保证了与其他部件的配合。并绘制了模具的装配图和零件图。本课题通过对工件的冲压模具设计,巩固和深化了所学知识,取得了比较满意的效果,达到了预期的设计意图。 关键词:冲压模具;冲压成型;模具设计指导老师签名:Lug Reinforcement stamping process and die designStudentname:luoxianming Class:0781053Supervisor:chenweiguoAbstract:In recent years, the rapid development of Chinas household electrical appliance industry of mold industry, especially Die with the increasing demands put forward in 2004, Die in the proportion of the entire mold industry has been greatly increased, experts predict, In the next few years, China will continue to maintain industrial Die average annual growth rate reached 15% of the high rate of development.Stamping is an important method of metal forming, it is mainly applied to relatively soft metal forming, can be a molding of precision parts of complex shape. This topic is to petrochemical, chemical, electric power industries in the flange gasket sealing structure as a design model, Die related knowledge as a basis to explain the design process of Die.The design of the U-piece with a flange to the mold design, the use of Auto CAD software to design parts drawing. Clear design ideas, determine the process of stamping and forming part of the various specific details of the calculation and verification. The structure of such a design die is used to ensure reliability, ensure coordination with other components. And the mapping of the mold assembly and part drawings.The subject of the workpiece by stamping die design, consolidate and deepen the knowledge, and achieved satisfactory results, to achieve the desired design intent.Keywords: stamping die; stamping molding; die design Signature of supervisor:毕业设计(论文)任务书I、毕业设计(论文)题目:吊耳加强板零件冲压工艺与冲模设计II、毕 业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求:1.吊耳加强板零件图2.生产纲领:中等批量3.要求完成零件的冲压工艺分析和冲压工艺规程的编制。 1)要求编制吊耳加强板零件冲压工艺2)完成吊耳加强板成形模设计 III、毕 业设计(论文)工作内容及完成时间:1.收集有关资料,撰写开题报告; 第1周第2周2.英文翻译(6000实词以上) 第3周3.绘制吊耳加强板冲件图, 第4周第5周4.编制吊耳加强板冲压成形工艺规程; 第6周第7周5.绘制吊耳加强板成形模总装图及零件图; 第8周第10周6.撰写毕业设计说明书(论文) 第11周第12周7.毕业设计审查,毕业答辩。 第13周 、主 要参考资料:1.冲模设计手册编写组.冲模设计手册.北京:冲模设计手册,19952.陈为国.吊耳加强板冲压工艺及冲模设计.模具制造,2002.63.王新华,袁联富编.冲模结构图册.北京:机械工业出版社,20034.罗益旋.冲压新工艺新技术及模具设计实用手册. 银声音像出版社,20045. GB28512875冷冲模国家标准 航空工程系 系 机械设计制造及其自动化 专业类 0781053 班学生(签名): 填写日期: 2011 年 3 月 1 日指导教师(签名): 助理指导教师(并指出所负责的部分): 航空工程系 系主任(签名)附注:任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。- 5 -Cost Savings for Mold Materials: Consider the DetailsWays to reduce costs that are not related to the price per pound of the mold material. By Patricia MillerChoosing the right tooling material for plastic molding is becoming ever more difficult. In light of intense competition, as well as the cost of raw materials, which is driving the price of materials for molds up, it becomes increasingly more important to be selective in the choice of mold materials. There are things that can be done to help the moldmaker make the best selections for the application at hand, and these things are not simply looking at the price per pound. But in order to do this, the moldmaker must consider other factors. This starts at the beginning of the moldmaking cycle, as the part to be manufactured is being proposed. The major areas to be considered in a mold design include: Size and complexity of the part or mold Production quantity required Type of plastic molding material required and its impact on the molding environment Mechanical requirements for the mold Physical property requirements for the mold (thermal conductivity, stiffness, thermal expansion) Stability requirement of mold during operation Assembly issues (mating material criteria, coatability) Design features (sharp corners, thin sections, sealing methods) Surface condition requirements (polishing, texturing demands) Manufacturing methods (electro dis-charge machining, hard milling) Cost savings can occur in all these areas, but for this discussion four areas of alloys will be addressed: 1. New high hardness matrix alloys 2. Thermally conductive alloys 3. Corrosion resistant materials 4. Prehardened alloys In each case, the cost of the mold material is significantly outweighed by the benefits these alloys bring. Figure 1. A mold for plastic injection molded electric motor rotors, made of 30 percent glass-filled Polyamide. Mold material has, to date, increased the life of the mold over 20 percent, eliminating mold repairs and refurbishment. Figures courtesy of Bohler-Uddeholm Corporation.1. High Hardness Matrix AlloysIn an exciting development for mold materials, there are now tool steel grades available that can replace S7, H13 and with coating replace A2, D2 and M2 types where wear resistance is required. But the advantage that these grades bring is that they can be used from 50 HRC up to 62 HRC, and are weldable, polishable to high levels, texturable and are coatable when even higher wear resistance is required. Figure 2. The relationship of highly conductive alloys, thermal conductivity versus hardness. The new Cu-Ni alloy, having hardness levels like that of P20, has higher thermal conductivity than other copper alloys and aluminum.Very tough grades, these materials also provide an added advantage that thermal conductivity exceeds that of H13, hence cycle times can be reduced. These grades replace past cold work grades that could only achieve their mechanical properties by low temperature tempers, which did not permit good weldability, nitriding or PVD coating above 400oF. Their high polishability and texturability is due to the excellent uniformity of the matrix from the use of high technology remelting processes.An example of this is shown in Figure 1. An injection mold insert made of Polyamide plus 30 percent glass fiber, was manufactured from a chromium-molybdenum-vanadium alloyed tool steel. At 54-56 HRC, it has been running for over 7,700 pieces and is still running well. Premium H13 at 50-52 HRC began to wear and plastically deform at 6,000 pieces. 2.Thermally Conductive AlloysCopper alloys have been available for several years to address the need for cycle time reduction and part reproducibility, and have been used particularly for cores where plastic residing times are highest. Copper-beryllium alloys are available in hardness ranges of 30-40 HRC. In addition, there is a copper-nickel alloy that can achieve hardness of 30 HRC, which is in the range of a typical P20. The advantage this grade brings is that its thermal conductivity exceeds that of other copper alloys in this hardness range, and also that of aluminum. This grade also is antigalling and corrosion resistant (see Figure 2).Figure 3. Rough milling of the cavity; premium H13, 45 HRC.3. Design and Stainless Alloys It is time to reconsider stainless alloys. There are new stainless alloys whose benefits are clear: high polishability, with toughness levels in the range of Premium H13, up to 50-52 HRC. The fact that these alloys will maintain their corrosion resistance with minimal need for rework or repolishing over the life of the mold, and still provide a durable, high mechanical strength mold, is worth careful consideration.Figure 4. Drilling of cooling channels; premium H13, 45 HRCOne area which has limited the life of stainless molds in the past has been the use of tapered pipe plugs. Heat treatment limitations, machining issues with devel-oping the threads, stresses generated in the threads following torquing, along with the corrosive conditions of dead zoneswhich create pitting attack on the stainlesscan lead to cracking in these regions. New stainless alloys can minimize susceptibility to this along with plug designs that are available to handle hydraulic sealing issues without machining threads into the mold material. 4. Prehardened Mold MaterialsLooking away from the steel cost to manufacturing technique, we now see the development of machining practices, which permit the customer to use grades that are prehardened to higher hardness ranges. It is now possible to machine grades like H13 at hardness levels in the range of 44-46 HRC, and in many cases even harder. The advantage this brings is that the steel can be prehardened, in a method that gives excellent properties because the cooling rates can be faster when less detail is in the mold, and cracking susceptibility is less. The integrity of the steel increases, while the need for rough machining, stress relieving and prefinish machining is eliminated. This saves time and money, when usually at the stage when heat treatment is performed, time constraints are high. With these time constraints, corners get cut and heat treatment is not always done to optimize the property of the steel. Tempers may not all get done, and cooling rates are slowed down to permit less stock to be left on, because the moldmaker has less time to remove the extra stock needed for the movement that will take place from a good, rapid quench. Figure 5. Finishing milling of cavity; premium H13, 45 HRC.Some examples of how to machine a hardened H13 are given in Figures 3, 4 and 5.ConclusionThere are many ways to reduce cost that are not related to the price per pound of the mold material. With the ultimate goal to provide the customer what they need in terms of part integrity and reliability, manufacturing a mold that will provide all of these things in a reasonable way requires a thorough review of the design criteria, manufacturing processes and production demands. New materials and methods are available that were not there the last time the mold was made, that can help minimize the overall cost of the mold.附录B专业外文翻译节省模具材料费用细则降低成本的方式涉及的不光是每磅模具材料的价格。作者:帕特丽夏 米勒正确的选择塑料模具材料变得越来越重要,在竞争激烈的今天,原材料的成本升高使得模具的价格上涨,模具的材料的选择就本的日益重要。有些东西可以帮助模具制造者们最好的选择模具材料,并且这些东西不就简单的降低每磅模具材料的价格。但是为了节省成本,模具制造商们肯定也会考虑到其他因素。首先要考虑的是模具制造的周期,当要制造一个零件的时候,模具的主要设计的部分包括:l 模具尺寸和复杂的模具型腔l 产品质量要求l 塑料成型的类型和成型因素的影响l 模具制造机械设备的要求l 模具物理因素要求(传热性、硬度、热膨胀)l 生产过程中的稳定性装配问题(符合装配原则,防绣)l 设计原则(锐角转角、避免薄壁、密封性好)l 符合表面技术要求(抛光、粗糙度要求)l 制造方式(电镀、电火花加工、磨削加工)每个阶段都可以作到节省成本,但是有四个方面最为突出:1. 新型高硬度铋铅锡锑合金2. 热导性良好的合金3. 抗腐蚀材料4. 预硬合金无论以上那一种材料,作为模具材料,在节省成本方面的价值都是超过其他材料的方案。例1 电机转子注塑模添加了30的玻璃填充物聚酰胺,使得模具的寿命延长了20,减少模具修理和抛光工序。本例由Bohler-Uddeholm公司提供。1 高硬度铋铅锡锑合金模具材料的发展令人乐观,出现的许多新型的工具,钢取代了S7,H13并且表面处理钢代替了A2,D2,M2。这些新型的高级钢的优势在于他们的硬度达到HRC50HRC60,并且能够焊接、精密磨削,组织致密和良好的耐磨性。例2 高热导性钢的导热性与硬度的联系。新型的铜镍合金有着高硬度,达P20,比其他铜合金和铝合金有着更好的导热性。那些超硬的材料,他们的优势在于热导性超过H13。因此生产周期缩短。这些高级钢替代了过去冷作模具钢需要通过低温回火才能达到所需机械性能,而且冷作模具钢还不能焊接,挤压或者400oF的PVD表面处理。高硬材料的优良的表面特性来自于高技术的熔化处理得到的均匀的内部晶体结构。例1能够说明以上观点。注塑模加入30的聚酰胺玻璃纤维,被制造成铬钼钒合金工具钢。硬度在5456HRC,它能够工作7700次而毫物损伤,Premium H13的硬度在5052HRC,在6000次的工作之后,塑件开始发生变形。2 热导合金钢铜合金的使用已经有很多年了,一直以来都在努力缩短铜合金重新成型的周期,通过利用特殊核心技术,塑料的成型次数最高。铜铍和经在硬度范围3040HRC范围使用。另外铜镍合金硬度能达30HRC,在P20的范围之内。此级别的合金的优势是热传导性和硬度范围超过其他铜合金,也超过铝合金的性能。此级别合金稳定性、抗腐蚀性腔(参见例2)。例3 型腔磨削加工,优质H13,硬度45HRC3 不绣钢的设计 我们必须重新审视不锈钢的作用,很多新型的不绣钢优点突出,高的抛光能力,高的硬度等级可达H13,硬度HRC5052。事实上这些合金保持着它们优良的抗腐蚀性和最小的表面磨损,使的模具经久耐用,这些优点是值得我们认真考虑的。例4 钻孔加工冷却水道;优质H13,45HRC。这个区域会影响不绣钢模具的寿命,过去通过异敬管插头来降低影响。热处理的限制螺纹的加工存在问题,由于扭矩螺纹终止线存在压力,死区表面在腐蚀环境中产生蚀斑,这些区域可能导致裂纹。新型的不锈钢合金材料能最小优化此不足,通过接头的设计控制水封机构,而不需要在模具中加工螺纹。4 预硬模具材料回望钢的制造技术和价格的关系,我们现在看到加工技术的实际应用,这使我们可以在更大的范围应用更硬的材料,预硬钢。它可能加工硬度等级H13,4446HRC的材料,甚至更硬的材料。这种材料的优点在于可以先使之变硬,因为被赋予了这样优良的特性,所以它的冷却速度很快,不会产生裂纹。粗加工的时候,钢的完整性很重要,从而减少了很多修补和后处理的过程。这种节省时间和成本的方法,在热处理的过程种是很重要的,时间的利用率高了。利用节省的时间可以优化钢的特性。回火的效果都没这么好,冷却率的降低,使原料量降低,因为模具制造者很少会花时间处理额外的原料,通过快速的淬火使原料变成产品。例5完成的型腔加工; 优质H13, 45 HRC 。一些例子怎样用机器制造被硬化的H13 给出在例3, 4 和5 。结论 有许多方法降低生产成本,而不仅仅是与每磅模具材料费用有关的方法。我们要提供给顾客的是最终的产品,按照顾客要求的完整的、稳定的符合设计合理性的制造过程和产品要求的模具给顾客。新材料和方法的使用是的模具的制造比以前更出色,并且使模具的整体的费用降为最低。- 5 -
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