连接片级进模设计【冲孔落料级进模】【说明书+CAD】
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河南机电高等专科学校学生毕业设计(论文)中期检查表学生姓名学 号指导教师选题情况课题名称连接片级进模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(论文)任务书系 部: 专 业: 学生姓名: 学 号: 设计(论文)题目: 连接片级进模设计 起 迄 日 期: 2006 年 4 月 1日 5月15日 指 导 教 师: 发任务书日期: 2006 年 4 月 1 日毕 业 设 计(论 文)任 务 书1本毕业设计(论文)课题来源及应达到的目的:本题目来自工厂一连接片零件,通过对本模具的设计学生应能熟练掌握模具设计的基本步骤、方法、并且对模具工业的现状和发展有一定的了解,从而加强学生对本专业的了解、使学生对三年来所学的知识系统的掌握。2本毕业设计(论文)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):所在专业审查意见:负责人: 年 月 日系部意见:系领导: 年 月 日河南机电高等专科学校毕业设计(论文)评语学生姓名: 班级: 学号:题 目: 连接片级进模设计 综合成绩: 指导者评语: 该设计思路清晰、格式规范、图文表达清晰、完善,有较强的独立性和创新意识,但里面一些细节问题在今后的学习和工作中应加强重视,毕业设计良好,同意答辩。 指导者(签字): 2006 年 5 月 15 日毕业设计(论文)评语评阅者评语: 该设计在选题和工作量方面都较为合适,具有一定的创新价值和代表性,格式符合设计要求,成绩良好,同意答辩。 评阅者(签字): 2006年 5 月 15日答辩委员会(小组)评语: 该生知识面广泛,对于设计的整体表达清楚、明白,能灵活回答老师提出的问题,成绩良好。 答辩委员会(小组)负责人(签字): 2006 年 5 月 16日插图清单 图一 工件图4 图二 排样图5 图三 求压力中心7 图四 落料刃口尺寸计算9 图五 冲孔刃口尺寸计算10 图六 落料凹模和凸模尺寸11 图七 冲孔凹模和凸模尺寸11 图八落料凸模及其固定形式13 图九冲孔凸模结构图14 图十整体凹模结构图15 图十一侧刃结构图15 图十二 侧刃挡块结构图16 图十三导料板结构图16表格清单 表一 条料及冲压力相关计算6 表二 压力中心数据表8 表三 卸料橡胶的设计计算11 表四 整体凹模加工工艺卡21河南机电高等专科学校毕业设计论文论文题目: 连接片级进模设计系 部 材 料 系 专 业 模具设计与制造 班 级 模具034 学生姓名 王 力 学 号 0312420 指导教师 于智宏 2006年 5 月 12 日毕业设计(论文)成绩毕业设计成绩指导老师认定成绩小组答辩成绩答辩成绩指导老师签字答辩委员会签字答辩委员会主任签字毕业设计/论文任务书 题目:连接片级进模设计 内容:(1)零件的工艺性分析(2)冲压工艺方案的确定(3)模具的相关计算(4)工作部分的相关计算(5)主要零部件的设计(6)模具总装 原始资料:工件名称:连接片工件简图:如右图生产批量:中批量材料厚度:1mm插图清单 图一 工件图4 图二 排样图5 图三 求压力中心7 图四 落料刃口尺寸计算9 图五 冲孔刃口尺寸计算10 图六 落料凹模和凸模尺寸11 图七 冲孔凹模和凸模尺寸11 图八落料凸模及其固定形式13 图九冲孔凸模结构图14 图十整体凹模结构图15 图十一侧刃结构图15 图十二 侧刃挡块结构图16 图十三导料板结构图16表格清单 表一 条料及冲压力相关计算6 表二 压力中心数据表8 表三 卸料橡胶的设计计算11 表四 整体凹模加工工艺卡21毕业设计说明书/论文目录绪论1第一章工件分析4 第一节 工艺分析4 1.1.1 冲压件工艺性分析4 1.1.2 冲压工艺方案的确定4 第二节 主要设计计算4 1.2.1 排样方式的确定及计算4第二章模具有关计算6 第一节 冲裁力的计算6 第二节 压力中心的确定及相关计算7 第三节 工作零件刃口尺寸计算8 2.3.1 落料部分刃口尺寸计算8 2.3.2 冲孔部分刃口尺寸计算9 第四节 卸料橡胶的计算11 第五节 模具的总体设计12 2.5.1 模具类型的选择12 2.5.2 定位方式的选择12 2.5.3 卸料和出件方式的选择12 2.5.4 导向方式的选择12 第六节 主要零部件的设计12 2.6.1 工作零部件的结构设计12 2.6.1.1 落料凸模的设计13 2.6.1.2 冲孔凸模的设计14 2.6.1.3 凹模的设计14 2.6.2 定位零部件的设计15 2.6.2.1 侧刃的设计15 2.6.2.2 侧刃挡块的设计15 2.6.2.3导料板的结构设计15 2.6.4 卸料零部件的设计16 2.3.4.1卸料板的设计16 2.3.4.2 卸料螺钉的选用16 2.6.5 模架及其它零部件的设计16第三章 模具总装17 3.1 模具总装图17 3.2 冲压设备的选定17 3.3 模具零件加工工艺17 3.4模具的装配17 3.5模具的调试18 3.6 模具的工作过程18结论23致谢24参考文献25 (连接片级进模具) 摘要本设计的题目是加工连接片的级进模具,通过对方案的选择、排样的计算、冲压力的计算和压力中心确定的计算以及凸凹模刃口的计算等最终确定本副模具采用冲孔、落料级进模具。本副模具采用下出件、弹性卸料、侧刃定距方式。工作时第一工位冲孔,废料从下模落下,第二工位是落料,工件从凹模漏料孔落下。且导料板和侧刃的设计保证了条料的送进精度。从而使本副模具操作起来简单易行,提高了生产率。关键词:级进模、侧刃、弹性卸料、下出件。 (连接片级进模具) Abstract This design topic is the processing contact tag level enters the mold continually, through to the plan choice, the platoon type computation, flushes the computation as well as the convex-concave mold cutting edge computation which the pressure the computation and the center of pressure determined and so on finally determined this mold uses the punch holes, falls the material level to enter the mold.Under this mold uses, the elastic ex-denning, the side edge is apart from the way surely. When work the first location punch holes, the waste material falls from the stamping die, the second location is falls the material, the work piece leaks the material hole from the concave mold to fall. Also led the yard lumber and the side edge design had guaranteed the strip material feed-in the precision. Thus causes this mold to operate easy and feasible, enhanced the productivity.Key word: The level enters the mold, the side edge, the elastic ex-denning, under. 河南机电高等专科学校毕业设计(论文)开题报告学生姓名: 学 号: 专 业: 模具设计与制造 设计(论文)题目: 连接片级进模具设计 指导教师: 2006年 5 月9 日 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告1结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,撰写1500字左右(本科生200字左右)的文献综述(包括目前该课题在国内外的研究状况、发展趋势以及对本人研究课题的启发):文 献 综 述在进行毕业设计之前,必须做好一切准备工作,而收集有关设计课题研究方面的资料、文献是最为重要的。在设计工作开始时,只有对课题研究的内容有了,充分地了解,才会有设计目的和方向;所以收集、查阅有关文献资料是必要的。在设计之前首先应该对国内外的模具发展现状和发展趋势有所了解,以便在设计过程中能够正确、合理地设计出一套模具。下面就先分析一下国内外的模具发展现状与发展趋势以及我国的模具发展现状。1.随着工业产品质量的不断提高,冲压产品的生产正呈现出多品种、少批量,复杂、大型、精密,更新换代速度快等变化特点,冲压模具也正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场的变化,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在由手工设计、依靠工人的经验和常规的机械加工技术向计算机辅助设计(CAD)、数控加工中心进行切削加工、数控线切割、数控电火花等为核心的计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术方面转变。模具的发展现状及发展趋势如下详述:1).CAD/CAM技术的应用:CAD/CAM是一项高科技、高效益的系统工种,是模具设计与制造行业的有效辅助工具;通过它能够对产品、模具结构、成型工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。现在已经广泛地应用与模具的设计与制造加工的过程中,并还在不断地发展和创新。2).模具标准件:模具的标准化对缩短模具制造周期、提高质量、降低成本起到很大的作用。我国的模具标准化程度达到30%以下,而国外先进国家达到70%80%左右。这样,不仅有利于国内的模具制造的发展,也有利于模具的国际化发展。3).模具的制造精度:国外的制造水平能够是制造公差达到0.0030.005 mm,表面的粗糙度达到Ra 0.0002 mm以下(花10以上);我国的制造水平可以是制造公差达到0.010.02 mm,模具表面的粗糙度达到Ra0.00160.0008 mm(花78)。由此可见,如今模具技术的发展水平还是很高的,但也可以看出我国在这方面的技术与国外先进国家还有很大的差距。4).模具的使用寿命:国外的冲压模具的使用寿命,(合金钢制模)5001000万次,(硬质合金制模)2亿次;我国的冲压模具的使用寿命分别为:100400万次,60001亿次。模具的使用寿命的加长就意味着模具的制造成本降低,从而提高了生产效益。5).模具的加工制造设备:国外已经广泛地使用了数控加工中心,线切割,电火花,化学腐蚀等先进的设备,大大地提高了模具的制造周期。2.我国的模具业的发展现状:进入21世纪,随着科学技术的发展,我国的工业化程度也有了很大地提高,特别是在模具行业有了很大地发展。如:在模具设计与制造上,不但自己可以制造一些大型,精密,复杂,高效,长寿命的模具,并且能够出口到国外,打开国外的市场。但是,目前我国的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国家尚有相当大的差距,导致我国的模具在寿命,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。因此这就需要我们努力去研究,推动我国模具业的发展。3.在查阅、收集有关资料的时候,不仅使我对模具业的发展现状及发展趋势、模具的设计与制造技术等有了更多,更全面地了解;而且收集到了许多有关本课题的研究,与本课题相关、相似的东西,查找各种有关模具设计与制造方面的经验公式,和经验数据;通过查阅资料和文献能够将课堂上所学习到的理论知识,与实际生产当中的实例相结合去更好地成设计任务;并且使我在课程设计上有了更多的设计思路,也有了更多的考虑空间,同时也使我在设计的过程中能够从多方面地去考虑问题模具设计的合理性及对设计好的模具在工作过程中可能会出现的问题及解决办法。 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告本课题的研究思路(包括要研究或解决的问题和拟采用的研究方法、手段(途径)及进度安排等):1. 先通过收集和查阅各种文献资料和与同学老师的交流、指导,对目前国内外的模具(冲压模具)的发展状况和发展趋势进行深入的了解,预计用时间三天;2. 拿到工件的结构简图,对工件进行结构形状、尺寸精度、加工工艺性等方面作出详细地分析,并查阅相关资料看是否符合常规零件结构设计,预计用时两天;3. 经过对工件的结构工艺性分析,拟订可行的冲压工艺方案,并经过分析,研究、比较,选择一种最为合理的冲压工艺作为生产应用,估计用时间两天;4. 进行主要的设计计算,利用各种经验公式或者经验数据对冲压力(冲裁力、卸料力、总冲压工艺力),压力中心的位置,工作零部件的刃口尺寸的设计计算以及弹性卸料元件橡胶的设计,预计需用时间四天;5. 根据工件的结构,材料,生产批量来进行模具的总体设计,包括模具的类型,定位方式,卸料方式,导向方式等方面的设计;在设计中,应该综合考虑模具的安装,维修,生产效率等,预计用时间两天;6. 对模具的主要零部件进行设计,主要有凸模、凹模、定位板、卸料板、模架和导柱导套等零件,根据工作需要的强度来设计尺寸,包括各零件的图纸,预计需用时间五天;7. 模具的总装图和工作原理(有装配简图)需要用时间两天;8. 模具主要零部件的加工工艺过程(凸模、凹模、定位板、卸料板)分析与设计,预计用时间两天;9. 模具的装配与调试,预计用时两天; 连接片级进模设计绪论 冲压是使板料经分离或成形而得到制件的加工方式。冲压利用冲压模具对板料进行加工。常温下进行的板料冲压加工称为冷冲压。一、冲压的特点和应用冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件(俗称冲压件或冲件)的一种压力加工方式。因为它通常是在室温下进行加工,所以称为冷冲压。冷冲压不但可以加工金属材料,而且还可以加工非金属材料和复合材料。冲模是将材料加工成所需冲件的一种工艺装备。冲模在冷冲压中至关重要,一般来说,不具备符合要求的冲模,冷冲压就无法进行;先进的冲压工艺也必须依靠相应的冲模来实现。但由于冲模制造一般是单件小批量生产,精度高,技术要求高,是技术密集型产品,制造成本高。因而,冷冲压生产只有在生产批量大的情况下才能获得较高的经济效益。综上所述,冷冲压与其它加工方法相比,具有独到的特点,所以在工业生产中,尤其在大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门都越来越多地采用冷冲压加工产品零部件,如机械制造、车辆生产、航空航天、电子、电器、轻工、仪表及日用品等行业。在这些工业部门中,冲压件所占的比重都相当大,不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件,现在已被质量轻、刚度好的冲压件所代替。通过冲压加工,大大提高的生产率,降低了成本。可以说,如果在生产中不广泛采用冲压工艺,许多工业部门的产品要提高生产率、提高质量、降低成本,进行产品的更新换代是难以实现的。二、冷冲压模具模具在工业生产中的地位 模具是大批量生产同形产品的工具,是工业生产的主要工艺装备。模具工业是国民经济的基础工业。 模具可保证冲压产品的尺寸精度,使产品质量稳定,而且在加工中不破坏产品表面。用模具生产零部件可以采用冶金厂大量生产的轧制钢板或钢带为坏料,且在生产中不需要加热,具有生产效率高、质量好、质量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点,是其它加工方法所不能比拟的。使用模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造工业的发展的技术水平的提高,很大程度上取决于模具工业的发展。目前,工业生产中普遍采用模具成形工艺方法,以提高产品的生产率的质量。对于普通压力机,每台每分钟可生产几件到几十件冲压件,而高速冲床每分钟可生产数百件甚至上千件以上冲压件。冷冲压所获得的零件一般无需进行切削加工,因而是一种节省能源、节省原材料的无(或少)切削加工方法。由于冷冲压所用原材料多是表面质量好的板料或带料,冲件的尺寸公关由冲模来保证,所以产品尺寸稳定、互换性好。冷冲压产品壁薄、质量轻、刚性好,可以加工成形状复杂的零件,小到钟表的秒针、大到汽车纵梁、覆盖件等。显而易见,模具作为一种专用的工艺装备,在生产中的决定性作用和重要地位逐渐为人们所共识。三、冷冲压模具的历史发展与现状模具的出现可以追溯到几千年前的陶器烧制和青铜器铸造,但其大规模应用却是随着现代工业的崛起而发展起来的。19世纪,随着军火工业、钟表工业、无线电工业的发展,模具开始得到广泛使用。第二次世界大战后,随着世界经济的飞速发展,它又成了大量生产家用电、车、电子仪器、照相机、钟表等零件的最佳方式。从世界范围看,当时美国的冲压技术走在最前列,而瑞士的精冲、德国的冷挤压技术,苏联对塑性加工的研究也处于世界先进行列。20世纪50年代中期以前,模具设计多凭经验,参考已有图纸和感性认识,根据用户的要求,制作能满足产品要求的模具,但对所设计模具零件的机械性能缺乏了解。从1955年到1965年,人们通过对模具主要零件的机械性能和受力状况进行数学分析,对金属塑性加工工艺驻原理进行深入探讨,使得冲压技术得到迅猛发展。在此期间归纳出的模具设计原则,使得压力机械、冲压材料、加工方法、模具结构、模具材料、模具制造方法、自动化装置等领域面貌一新,并向实用化方向推进。进入20世纪70年代,不断涌现出各种高效率、高精度、高寿命的多功能自动模具。其代表是五十多个工位的级进模和十几个工位的多工位传递模。在此期间日本以“模具加工精度进入微米级”而站到世界工业的最先列。从20世纪70年代中期至今,计算机逐渐进入模具生产的设计、制造、管理等各个领域;辅助进行零件图形输入、毛坯展开、条料排样、确定模座尺寸和标准、绘制装配图和零件图、输出NC程序(用于数控加工中心和线切割编程)等工作,使得模具设计、加工精度与复杂性不断提高,模具制造周期不断缩短。当前国际上计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)的发展趋势是:继续发展几何图形系统,以满足复杂零件的模具的要求;在CAD和CAM的基础上建立生产集成系统(CIMS);开展塑性成形模拟技术(包括物理模拟和数学模拟)的研究,以提高工艺分析和模具CAD的理论水平和实用性;开发智能数据库和分布式数据库,发展专家系统和智能CAD等。我国模具工业是19世纪末20世纪初随着军火和钟表业引进的压力机发展起来 的。从那时到20世纪50年代初,模具多采用作坊式生产,凭工人经验,用简单的加工手段进行制造。在以后的几十年中,随着国民经济的大规模的发展,模具业进步很快。当时我国大量引进苏联的图纸、设备和先进经验,其水平不低于当时工业发达的国家。此后直到20世纪70年代末,由于错过了世界经济发展的在浪潮,我国的模具业没有跟上世界的步伐。20世纪80年代末,伴随家电、轻工、汽车生产线模具的大量进口和模具国产化的呼声日益高涨,我国先后引进了一批现代化的模具加工机床。在此基础上,参照已有的进口模具,我国成功地复制了一批替代品,如汽车覆盖件模具等。模具的国产化虽然使我国模具制造水平逐渐赶上了国际先进水平,但计算机应用方面仍然存在很大差距。 我国模具CAD/CAM技术从20世纪80年代起步,长期处于低水平重复开发阶段,所用软件多为进口的图形软件、数据库软件、NC软件等,自主开发的软件缺乏通用性,商品化价值不高,对许多引进的CAD/CAM系统缺乏二次开发,经济效益不显著。针对上述情况,国家有关部门制定了相关政策和措施。在国家产业政策和与之配套的一系列经济政策的支持和引导下,“九五”期间我国模具工业发展迅速,模具行业产业结构有了较大改善,模具商业化水平提高了近10个百分点,中高档模具占模具总量的比例有了明显提高,模具进出口比例也逐步趋向合理。 我国模具工业起步晚、基础差、不总量来看,大型、精密、复杂、长寿命模具产需矛盾仍然十分突出。为了进一步振兴模具工业,国家有关部门进一步部署:全面分析我国模具工业的现状和差距提出发展思路以及政策措施。相信在下政府的大力支持下,通过本行业和相关行业企业以及广大模具工作者的共同努力,我国模具工业水平必将大大提高,为国家经济建设作出更大的贡献。第一章 工件分析工件名称:连接片工件简图:如图一生产批量:中批量材料厚度:1mm材 料:Q235第一节 工艺分析1.1.1冲压件工艺性分析:此工件只有冲孔和落料两个工序。材料为Q235钢,具有良好的冲压性能,适合总裁。工件结构比较简单,工件的尺寸大部分为自由公差,可看作IT14级,尺寸精度低,普通总裁完全能满足要求。1.1.2冲压工艺方案的确定:该工件包括冲孔和落料两个基本工序,可有以下三种方案:方案一:先落料,后冲孔。采用单工序模生产。方案二:落料 冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三:冲孔落料级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单但需两道工序两副模具,成本高而生产效率低,难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具,工件的精度及生产效率都较高,但工件的壁厚较小,且孔距边缘尺寸也较小,模具强度差,制造难度大。方案三也只需一副模具,生产效率高,操作方便,工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较,该工件的冲压生产方案三为佳。第二节 主要设计计算1.2.1排样方式的确定及计算:由于该工件的外形为矩形,几何形状简单,拟采用有废料直排方式。排样图如图二所示。该模具拟采用单侧刃定距所以:条料宽度:导料板的入端尺寸为:导料板的出端尺寸为:查表2-10得: 查表2-14得:查表2-13得:查表2-12得:所以:一个步距的材料的利用率:查板材标准,宜选的钢板,每张钢板可剪裁为8张条料(),每张条料可冲111个工件。故每张钢板的材料利用率为:。第二章 模具有关计算第一节 冲裁力的计算2.1冲压力的计算:模具采用级进模,模具拟采用弹性卸料,下出件冲压力的相关计算如下:冲裁力: 查表1.3.6得 卸料力: 查表2.6.1得 推件力: 查表2.6.1得 冲压工艺总力: 根据以上计算结果,冲压设备拟选J23-40。 汇总以上计算得出表一:表一:条料及冲压力的相关计算项目分类项目公式结果备注排样冲裁件面积查表2-10得查表2-13得查表2-13得查表2-12得条料宽度步距一个步距内冲压力冲裁力查表1.3.6得卸料力查表2.6.1得推件力查表2.6.1得冲压总力弹性卸料、下出件第二节 压力中心的确定及相关计算计算压力中心时,先画出凹模型口图,如图3所示。在图中将x0y坐标系建在图示的对称线上,将冲裁轮廓线按几何图形分解成共五组基本线段,用解析法求得该模具的压力中心C点的坐标为(10.57 16.84)。由于图中有一个对称图形,其重心在y轴上,所以只计算其重心距y轴的距离,有关计算见表二: 表二:压力中心数据表。基本要素长度L/mm各基本要素压力中心坐标值 2.048-53-8.257.3513.556.66.75026.5合计84.110.5716.84以上计算结果可以看出,该项工件冲裁力不大,压力中心偏移坐标原点0较小,为了便于模具的加工和装配,模具中心仍选在坐标原点0。若选用J23-40,C点仍在压力模柄孔投影面积范围内,满足要求。第三节 工作零件刃口尺寸计算:在确定工件零件尺寸计算方法之前,首先要考虑工件的加工方法及模具装配方法。结合该模具特点,工作零件的形状相对简单,适宜采用配作法制造凸凹模。2.3.1:落料部分刃口尺寸计算:首先查公差书表2-4标准公差数值表,确定每个未注公关尺寸的偏差如下: 画出凹模的磨损图,如图四(b)所示,以虚线表示刃口磨损后的轮廓。由图可看出,刃口磨损后,所有尺寸均增大。分类后的刃口尺寸如下: 按IT14确定各尺寸的补偿系数该工序为落料,只需计算凹模刃口尺寸,各尺寸计算如下:查冲裁间隙表2.3.3得该冲裁模初始合理双面冲裁间隙 在凸模零件工件图上,注与凹模刃口尺寸对应的基本尺寸 ,不注公差。并在技术要求中注写“刃口尺寸按凹模实际尺寸配作,保证单边间隙0.25mm”落料凹模、凸模的尺寸如图六所示。2.3.2:冲孔部分刃口尺寸计算:先查公差书表2-4标准公差数值表,确定每个未注公差尺寸的偏差如下: 画出凸模刃口的磨损图,如图五(b)所示。以虚线表示刃口的轮廓,由图可看出刃口磨损后所有尺寸均减小。分类后的刃口尺寸: IT14确定各尺寸的补偿系数该工序为冲孔,只需计算凸模刃口尺寸,各尺寸的计算如下:查冲裁间隙表2.3.3得该冲裁模初始合理双面冲裁间隙: 在凹模零件工件图上,注与凸模刃口尺寸对应的基本尺寸,不注公差。并在技术要求中注写“刃口尺寸按凸模实际尺寸配作,保证单边间隙0.25mm” 冲孔凸模和凹模的尺寸如图七所示:第四节 卸料橡胶的计算:卸料橡胶的设计计算见表三。选用的两块橡胶板的厚度务必一致,不然会造成受力不均匀,运动产生歪斜,影响模具的正常工作。表三:卸料橡胶的设计计算。项目公式结果备注卸料板工作行程为凸模凹进卸料板的高度为凸模冲裁后进入凹模的深度橡胶工作行程为凸模修磨量,取橡胶自由高度取为的橡胶的预压缩量一般每个橡胶承受的载荷选用两个圆筒形橡胶橡胶的外径取卸料螺钉为查表2-27得校核橡胶的自由高度满足要求橡胶的安装高度第五节 模具的总体设计:2.5.1模具类型的选择:由冲压工艺分析可知,采用级进冲压,所以模具类型为级进模。2.5.2定位主式的选择:因为该模具采用的是条料,控制条料的送进方向采用导料板,无侧压装置。控制条料的送进步距采用侧刃定距。2.5.3卸料和出件方式的选择: 因为该工件料厚为,相对较薄。卸料力也比较小,故可采用弹性卸料,又因为是级进模生产。所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。2.5.4导向方式的选择:为了提高模具寿命和工件质量,方便安装调整,该级进模采用后侧导柱的导向方式。第六节 主要零部件的设计:2.6.1工作零部件的结构设计:2.6.1.1.落料凸模:结合工件外并考虑加工,将落料凸模设计成直通式,采用线切割机床加工,1个M8螺钉和一个直径为8的销钉将凸模固定在凸模固定板上。其固定方式见图八(a)凸的结构见图八(b)。凸模的长度: 2.6.1.2冲孔凸模: 冲孔凸模采用凸台式,磨削加工。冲孔凸模结构见图九。2.6.1.3凹模: 凹模采用整体凹模, 因为所冲的孔形状都较规则简单,各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工,安排凹模在模架上的位置时,要依据计算压力中心的数据,将压力中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸计算如下: 凹模厚度: 查表2-39得。 凹模壁厚:取 凹模宽度: 凹模长度:(送料方向) 凹模轮廓尺寸为,结构如图十所示:2.6.2定位零件的结构设计:2.6.2.1侧刃的设计: 因为该工件结构简单,料厚较薄,所以采用平头侧刃。其结构见图十一。 2.6.2.2侧刃挡块的结构设计: 侧刃挡块的结构如图十二。2.6.2.3导料板的结构设计: 导料板的内侧与条料接触,外侧与凹模齐平,导料板与条料之间的间隙取0.1mm,这样就可确定了导料板的宽度,导料板的厚度按表5.9.7选择。导料板采用45钢制作,热处理硬度为40-45HRC,用螺钉和销钉固定在凹模板上。导料板的结构图如图十三。 2.6.4卸料部件的设计: 2.6.4.1 卸料板的设计: 卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同,厚度为20mm。 卸料板采用45钢制造,淬火硬度为40-45HRC。2.6.4.2卸料螺钉的选用: 卸料板上设置4个卸料螺钉,公称直径为12mm,螺纹部分为。卸料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后,应使卸料板超出凸模端面1mm,有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。2.6.5模架及其它零部件的设计:该模具采用后侧导柱模架,以凹模周界尺寸为依据,选择模架规格。导柱为;导套为上模座厚度 上模垫板厚度固定板厚度,下模座厚度那么,该模具的闭合高度:式中:为凸模长度, 为凹模厚度, 为凸模冲裁后进入凹模的深度,可见该模具闭合设计小于所选压力机J23-40的最大装模高度(160mm),可以使用。第三章 模具总装3.1模具总装图: 通过以上设计,可得到如装配图所示的模具总装图。模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料,以橡胶为弹性元件。下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。 条料送进时采用侧刃定距。它定距精度高、可靠,而且操作简单。3.2冲压设备的选定 通过校核,选择开试双柱可倾压力机J23-40能满足要求。其主要技术参数如下: 公称压力:400kN 滑块行程:40mm 最大闭合高度:160mm 最大装模高度:125mm 工作台尺寸(前后左右):280mm180mm 模柄孔尺寸(直径深度): 最大倾斜角度:3.3模具零件加工工艺 本副冲裁模,模具零件加工的关键在工作零件、固定板及卸料板,若采用线切割加工技术,这些零件的加工变变得相对简单。3.4模具的装配根据级进模装配要点,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。具体装配如下所示。 3.4.1.1下模的装配: 先将导料板和凹模板用销钉固定在一起,再把导料板和凹模板一起用螺钉固定在下模座上。 3.4.1.2上模的装配: 先将模柄装入上模座,再将凸模固定在凸模固定板上,然后和垫板一起固定在上模座上,再装上卸料橡胶和卸料板,最后穿入卸料螺钉。上下模闭合。 3.4.1.3模具的装配技术要求(1)模架精度就符合标准(JB/T 8050-1999冲模模架技术条件、JB/T 8071-1995冲模模架精度检查)规定。模具的闭合高度应符合图纸的规定要求。 (2)装配好的冲模,上模沿导柱上、下滑动应平稳、可靠。 (3)凸、凹模间的间隙应符合图纸规定的要求,分布均匀。凸模或凹模的工作行程符合技术条件的规定。 (4)紧固件装配应可靠螺栓螺纺旋入长度在钢件连接时应不小于螺栓的直径;销钉与每个零件的配合长度应大于1.5倍销钉直径;螺栓和销钉的端面不应露出上、下模座等零件的表面。 (5)落料孔就畅通无阻,保证制件或废料能自由排出。 (6)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。(7)落料、冲孔的凹模刃口高度,按设计要求制造。(8)冲模所有活动部分应平稳灵活,各紧固用的螺钉、销钉不得松动,并保证螺钉和销钉的端面不突出上下模表面。(9)各个卸料螺钉沉孔深度保证一致,卸料螺钉、的长度应保证一致。(10)冲模的装配必须符合模具装配图、明细表及技术条件的规定3.5模具的调试 模具按图样技术要求加工与装配后,必须在符合实际生产条件的环境中进行试冲压生产。通过试冲可以发现模具设计制造中的缺陷,找出产生原因,对模具进行适当的调整和修理后再进行试冲,直到模具能正常工作。 模具调试的要点: 1 .模具闭合高度的调试。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度。 2 .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。 3 凸、凹模刃口的调试。冲裁刃口锋利,间隙均匀。 4 .定位装置的调试。定位要准确、可靠。 5 .卸料及出件装置的调试。卸料及出件要畅通,不能有卡住的现象。3.6 模具的工作过程 模具上模部分通过模柄安装在压力机滑块上,下模部分通过螺栓、压板安装在压力机的工作台面上。模具的下模部分设有侧刃,用于条料送进时定位,控制送料步距离。条料送给,上模随压力机的滑块一起下行,先完成冲孔,再落料。完成一次冲压后,上模随压力机的滑块一起上行,卸料板在卸料橡胶的作用下,将条料从冲孔凸模上顶掉,使工件顺册模的漏料孔落下。表四 整体凹模加工工艺卡工序号工序号名称工序内容工序简图(示意图)1备料将毛坯锻成长方体体2热处理退火3粗刨刨六面达到,互为直角4热处理调质5磨平面磨六面,互为直角6钳工划线划出各孔位置线,型孔轮廓线 7铣漏料孔达到设计要求8加工螺钉、销钉孔按位置加工螺钉、销钉孔9热处理按热处理工艺,淬火回火达到60-64HRC10磨平面精磨上、下平面11线切割按图切割型孔达到尺寸要求12钳工精修全面达到设计要求13检验结论 经过了一段时间的学习和工作,我完成了连接片级进模的设计.从开始接到设计题目到设计的实现,再到论文文章的完成,每走一步对我来说都是新的经历和挑战.这也是我在大学三年来完成的最大的项目.在这段时间里,我学到了很多知识,也感受很多.我从一个对模具设计毫无经验、毫无头绪,经过这次的学习与实践我已掌握了设计模具的基本知识,在模具设计上不再是无头绪了,知道了该从什么地方下手,该怎么样做。在对冷冲模设计相关技术很不了解的状态下,我开始了独立的学习,查看相关的资料和书籍,让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰,使自己的设计一步步完善起来,条理逐步的清晰,每一次的改进都是我学习的收获。 通过这次设计使我树立了良好的项目设计思路:看到项目,首先要分析项目的可行性,如果项目可行,则可进行项目的方案论证,从中找出最优的设计方案,在列好设计提纲,并逐一对其进行设计与论证,最后进行全局的汇总和优化。在内容设计方面,比较深入的学习了冷冲压模具结构与设计方面的知识,补充了自己知识上的不足,更重要的是给自己找到了一个发展的方向。 由于水平有限,在设计中难免出现这样或那样的问题,恳请各位老师能一一指正。同时我自己以后也会勤于学习和钻研行业和专业知识,努力提高专业技术水平。致谢 本设计在制作过程中,得到指导老师于智宏、班主任翟德梅、任课老师杨占尧、原红玲、苏光等老师的悉心指导,在此表示衷心的感谢!他们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样;他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。 感谢高斌昭、丁举刚、魏冬辉、赵阳阳、李启、杜举等同学对我的帮助和指点,尤其感谢孙勇强同学对我的大力支持,没有他的电脑和他们几个同学对我的倾力帮助我将不可能在短时期内顺利做完毕业设计! 在毕业设计即将完成之际,我的心情无法平静,从开始进入课题到毕业设计的顺利完成,有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助,在这里请接受我诚挚的谢意和真心的祝福!参考文献1 钟毓斌。 冲压工艺与模具设计。 北京:机械工业出版社,20002 翁其金,徐新成。 冲压工艺及模具设计。 北京:机械工业出版社,20043 王孝培。 冲压手册。 北京:机械工业出版社,20004 许发樾。 冲模设计应用实例。 北京:机械工业出版社,19965 许发樾。 模具标准应用手册。 北京:机械工业出版社,19946 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,20057 刘建超,张宝忠。 冲压模具设计与制造。 北京:高等教育出版社,20048 寇世瑶。 机械制图。 河南:机电高等专科学校出版,20039 薛彦成。 公差配合与技术测量。 北京:机械工业出版社,199910 杨占尧。 冲压模具图册。 北京:高等教育出版社,200411 翟德梅。 金属与塑料成型机械。 河南:机电高等专科学校,200312 王晓江。 模具设计与制造专业英语。北京:机械工业出版社,200513 史铁梁。 冷冲模设计指导。 北京:机械工业出版社,199914 高为国。 模具材料。 北京:机械工业出版社,2004共 26 页 第 26 页第7章 冲压及薄板液压成形的案例分析:7.1。案例1:精密反射板的液压成形7.1.1。问题陈述 为了空间通信,直径为12m被称为平方公里阵列(SKA)的反射镜/天线阵列被确定了三种方法制造12米的反射镜,即:(a) 铝合金板组装和一个钢筋支撑的结构(b) 复合材料制造形成的反光板(c) 模具(超高频- D)内高压成形的板材 在这些方法中,超高频- D被认为是最经济的,并能产生所需的表面光洁度和精度,并且对高压成形的小尺寸(50寸)和大到(12米)反射Antsos2003的有限元进行了模拟与检查。这一分析表明部分液压成行后的回弹性较大。这导致维护最后反射剖面(图0.2毫米的均方根(RMS)的耐受性是相当困难的。(7.1)。这是关于确定最佳的模具或模具的几何形状,以减少所需内高压成形12米的反射回弹得一项调查。 7.1.2。序列形成目前生产的直径30英寸较小的反射镜如图7.2 第1步:板材由于重力下垂 第2步:板料的顶部和底部之间模具的夹紧第3步:胀形高端板材模具型腔7.1.3。目标和方法途径这项研究的具体目标是:(a) 预测在反射12米高压成形回弹(b) 确定影响反射器回弹的工具和材料参数(c) 通过反射的回弹补偿估算模具/模具的几何形状下面概述的是任务任务1:确定使用双轴片凸起材料AA3003 O的性能测试任务2:调查片材各向异性,一个小(50英寸)内高压成形反射对回弹和变 薄的影响。任务3:调查表模摩擦条件下的界面效应在模具板下垂由于重力作用,以及变薄 和内高压成形反射模具回弹12米的结构。任务4:估计12米反射镜最佳模具结构,让沿曲线长度可以很容易地补偿回 弹均匀分布任务5:量化对细化和优化模具结构板材厚度的影响7.1.4。有限元(FE)仿真使用单元进行了利用商业有限元代码PAMSTAMP2000对液压成形过程模拟图7.3显示了在PAMSTAMP有限元模型等轴测视图2000板壳单元。有限元模拟输入条件列于表铝AA3003- O获得粘性压力的测试。当刚性空白是仿照弹塑性凸凹模的模板的有限元模拟。由于轴对称变形和边界条件只有四分之一的空白部分为模板根据库仑摩擦定律的接口摩擦系数()= 0.1的假设。对工作表上模夹紧进行了模拟移动,流体(或空气)压力是通过使用有限元软件PAMSTAMP的Aquadraw。7.1.5.内高压成形材料 各向异性反射板对回弹和变薄分配一个小尺寸(50寸)有限元进行了两个为形成50英寸直径的反射板的各向异性模拟。初始毛坯直径= 57.5英寸(一千四百六十毫米)。系数的各向异性三个方向(0 ,45和90)分别输入到有限元模拟,以评估在形成反射的各向异性对厚度分布和回弹的影响,这些各向异性值选择上,真正形成条件是可以仿效的。然而,他们不反映铝合金3003- O的(图7.4)的实际值准确的各向异性值铝合金3003- O的需要从拉伸试验确定。希尔的标准是1948年的产量用来代表在有限元模拟板材各向异性图7.4:沿轧制方向(0),对角方向(45)和横向方向(90)用有限元模拟塑性的变比板材各向异性的影响中形成的细化反射分布: 即使形成了各向异性材料特性被用来描述了有限元模拟片材(图7.5)。间伐比例并没有明显改变沿圆周的一部分,对材料性能各向同性和各向异性的有限元模拟说明有限元模拟预计在高压成形的一部分最大减薄了14最大减薄观测到是该地区靠近顶端的圆顶,但不是在圆顶的顶点。由于压应力沿对社会形成的板材何处接触到这些地点的模具表面径向表行事不变,细化超过150毫米的中心曲线长度。材料各向异性的回弹观察更多的回弹有限元各向同性和各向异性模型相比,(图7.6)对于各向异性的情况下,不同的回弹沿圆周的一部分。这种变化是由于回弹在沿轧制屈服应力和横向的滚动方向的各向异性常数屈服准则中引入了变异图7.5:有限元模拟预测各向异性材料的稀疏分布插图:图为50寸长)的 反射曲线变形示意图图7.6:各向异性板材有限元模拟形成50英寸的反射回弹7.1.6:12米反射工艺参数和刀具几何参数对回弹的影响 高压成形12米的反射镜有限元模拟进行了使用代码PAMSTAMP2G到研究了工艺参数,即以下效果:(a) 由于模具其自身重量导致下垂(b)片材和模具界面摩擦条件(c)模具的几何形状(法兰角)液压成形零件的回弹:图7.7:为假定模具有限元模拟示意图表7.2:刀具几何形状在模拟中使用 12米天线模具结构设计在图7.7和表7.2显示了以目前的模具成型制造中使用更小的反射器为基础内高压成形有限元天线进行的模拟三个阶段。在第一阶段,该表将死腔由于其本身重量的重力下垂进行模拟(重力模拟)。在第二阶段,由被认为是(夹紧模具板控股模拟)。第三阶段,进行回弹模拟后其次进行内高压成形过程有限元模拟,表7.3显示了有限元模拟矩阵,研究在12米反射回弹(a)界面条件及(b)模具的几何形状的影响。三种不同的接口之间的表和法兰在模具的几何形状不同的角度摩擦条件和模具几何形状考虑对摩擦条件影响。表7.3:有限元模拟矩阵来确定影响界面摩擦及模具几何尺寸对回弹(法兰角),并在12m变薄形成反射研究法兰回弹影响的角度: 在与该模具的法兰角的增加形成了部分回弹。在12米反射器,Z轴方向的最小为10毫米,观察回弹位移为30度角,而在Z法兰16毫米的法兰60度角位移观测方向为最大回弹。 回弹法兰角在30 形成的部分是非线性分布。这是很难修改模具,以补偿非线性回弹。因此,这是倾向于选择与模具结构法兰角45度回弹的变化曲线长度,并且可以很容易地补偿上模具几何形状。 随着75 法兰角,径向回弹比其他法兰角较小(30,45和60)。因此,在模具上的选择75 法兰角,被认为是形成和薄钢板厚度0.25英寸12米的最佳反射图7.8:比较Z位移在换用不同的角度法兰液压成形零件回弹的模具结构(初始板材厚度=0.25英寸)图7.9:在换用不同的角度法兰液压成形模具结构部分(初始板厚=0.25英寸)比较回弹的径向位移。 在最后的反射回弹中工具之间摩擦片的影响:图7.10显示了与法兰不同的摩擦角为60度的条件反射形成的细化比较,细化在不改变摩擦条件的显着变化。 在液压成形,片自由凸起(统一拉伸)到上模腔,并逐渐从外围向中心接触到上模,表是夹在边缘以避免在高压成形过程中的任何物质运动进入体腔。因为,不存在负债表和上模之间的相对运动。因此,效果对形成中的一部分变薄摩擦是微不足道的。图7.10:预测不同回弹的12米法兰角60(初始板材厚度=0.25英寸)反射界面摩擦条件比较。7.1.7。摘要和结论 在这项研究中,有限元(FE)板材液压成形与模具(超高频- D)的50英寸和12米的反射进行了使用商业有限元程序PAMSTAMP2G/PAMSTAMP2000年的模拟过程:(a) 对制造的超高频三维12米反射镜的可行性论证(b) 预测在高压成形过程12米后反射镜的回弹(c) 确定的工艺参数影响/材料特性(即各向异性片材,板材初始厚度,界面摩擦条件下,重力和模具的几何尺寸对回弹)形成的反射器(d) (d) 计算在回弹形成的反射可以很容易地通过修改模具的补偿的一个几何尺寸。这项研究得出的结论是: 形成反射超高频- D的可行性过程:通过有限元模拟,用模具(超高频- D)的内高压成形过程中形成大的反光板使用的可行性证明。有一个表面精度要求0.2毫米的RMS上的内形成反射朗读,在超高频- D过程是有厚度的变化而变形, 还有的由于残留在反射形成的反射回弹应力,因此,为了获得所需的关于最终形成准确地表反射剖面,对模具/模具几何体必须进行修改。因此需要在设计上与Z轴方向高硬度模具结构,尽量慎重考虑减少上层偏转死于高势力。观察附近的顶点12米天它是很好的资产负债表内的材料最高为14,变薄,线 断裂极限为AA3003 O。 影响工具之间的摩擦片:工艺条件,即下垂的空白由于重力作用,模具的几何形状(法兰角)和初始板厚影响了部分形成的细化。然而,在部分变薄分布发生的变化仅 2,有限元模拟关于在液压成形零件变薄界面摩擦条件的影响被认为是微不足道的。 各向异性对板料回弹的影响:由于AA 3003 O为非各向异性数据,假设的数据被用来量化回弹各向异性的影响,在板材各向异性导致圆周的一部分非均匀回弹。因此,需要考虑材料的各向异性估计和补偿在模具的几何形状的回弹,回弹是受a)板材各向异性,B)初始板厚,C)下垂的空白,由于重力和d)模具的几何形状的相互影响。 模法兰角对回弹的影响:入模腔片材下垂导致更多的物质流入模腔,从而减少了减薄形成的部分,增加成型后的回弹。因此,模具的几何形状(法兰角)显着影响了内高压成形零件的回弹。高等法兰角允许在空白以及在初始阶段的夹紧下垂更多的物质流进模腔,因此,较大的模具几何法兰角导致更多的回弹。然而,更大的法兰角导致回弹更加均匀分布,这是可取的。统一回弹可以更容易地通过修改模具几何尺寸进行补偿。其中模具几何尺寸(法兰角)在本研究中考虑,75法兰角的发现使得了初步板材厚度6.35毫米(0.25英寸)的材料回弹分布均匀。 板材厚度对回弹的影响:对于较大的法兰角,入模腔更多的物质流。此外,小薄床单的抗弯曲和更容易流动到模具型腔。太多的材料进入模腔流导致皱纹和折叠。- 模具结构的“最佳“回弹补偿:较低的值几何模法兰角(30,45和60 )导致了非均匀回弹这是很难弥补。高等法兰角导致过度进入模具型腔物质流的重力及控股阶段,从而导致皱纹和折叠。因此,“最优“模具结构(法兰角)取决于初始片厚度,负债表和厚度的减小。据估计,在形成12米反射镜厚度为4.75毫米(0.185英寸)的初始表的“最佳“死几何(法兰角)将在6075 。显示对应的拉丁字符的拼音
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