离合器壳体中心大孔冲孔、成型、修边复合膜设计【含CAD图纸优秀毕业课程设计论文】
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购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 毕业论文 离合器壳体中心大孔冲孔,成型,修边复合模设计 系 、 部: 学生姓名: 指导教师: 职称 专 业: 班 级: 完成时间: 毕业设计(论文)课题任务书 系: 专业: 指导教师 学生姓名 课题名称 离合器壳体中心大孔冲孔,成型,修边复合模设计 内容及任务 模具零件图 模具总装图一张 全部模具零件图纸(其中至少有一张电脑绘图) 所有图纸折合成 0 号图不得少于 3 张。 自选一个重要模具零件编制加工工艺路线,进行相关的计算,并编制加工工艺卡和工序卡。 设计说明书 1、资料数据充分,并标明数据出处。 2、计算过程详细、完全。 3、公式的字母含义应标明,有时还应标注公式的出处。 4、内容条理清楚,按步骤书写。 5、说明书要求 有计算机打印。 拟达到的要求或技术指标 1、保证规定的生产率和高质量的冲压件的同时,力求成本低、模具寿命长。 2、设计的冷冲模必须保证操作安全、方便。 3、冲模零件必须具有良好的工艺性,即制造装配容易、便于管理。 4、便于搬运、安装、紧固到冲床上并且方便、可靠。 5、保证模具强度前提下,注意外形美观,各部分比例协调。 进 起止日期 工作内容 备注 选取课题及编写开题报告; 英文论文翻译; 查询相关资料,产品基本要求分析。根据 三维造型; 塑件材料选择、注射机的选择、成型方法及其工艺的选择; 模具相关结构的设计; 成型零件的制造工艺分析设计; 整理设计说明书,按照学院得规范要求排版打印设计说明书; 上交毕业设计资料,评阅; 准备答辩。 主要参考资料 、冷冲压工艺及模具设计 刘心治主编重庆大学出版社 、冲压工艺及模具设计万战胜主编 铁道出版社 、冲模设计 吉林人民出版社 、实用冲压技术 机工出版社 、冷冲压及塑料成型工艺与模具设计资料 机工出版社 、模具设 计与制造简明手册 冯炳尧等编 上海出版社 7、冲压工艺模具设计实用技术 郑家贤编 机械工业出版社 8、实用板金冲压工艺图集 梁炳文主编 机械工业出版社 教研室 意见 年 月 日 系主管领导意见 年 月 日 毕业设计 (论文 )开题报告 题 目 离合器壳体中心大孔冲孔,成型,修边复合膜设计 学生姓名 班级学号 专业 毕业设计(论文)课题名称:离合器壳体中心大孔冲孔,成型,修边复合模设计 一、选题背景与意义 塑料制品之所以能够在各行各业得到 大规模的应用 ,是由于他们本身具有一系列特点。塑料相对金属,密度小,但是比强度高,绝缘性能优良,具有非常优良的抗化学腐蚀性,在机械、化工汽车、航空航天等领域,塑料已经大规模的取代了金属。目前塑料制件几乎在工业、日常生活的各个领域里无处不在。塑料作为一种新的工程材料,发展势头极其迅猛,跻身于金属、纤维材料和硅酸盐三大材料之列。其仍在不断的开发与应用,并且随着成型工艺的不断成熟与发展,大大促进了塑料成型模具的开发与制造。随着新产品的不断开发,产品的更新换代不断加快,这就促进 术的在模具行业中 的应用。随着生产技术水平的提高,电器模具应用越来越普遍,如何开发 关结构的模具成为相关企业面临的重要问题。本课题采用 术完成 2132射模设计 模具的结构设计和模具设计,通过完成此次毕业设计的意义在于将我大学所学的知识进行归纳性总结,提高我的专业实践能力,通过对整个设计过程的实际操作来发现问题解决问题,从而为将来在工作岗位工作打下了良好的基础。 随着生产技术水平的提高,电器模具应用越来越普遍,如何开发电器模具成为相关企业面临的重要问题。本课题采用 术完成电器旋钮模具的结构设计和模具设计,通过完成此次毕业设计的意义在于将我大学所学的知识进行归纳总结,提高我的专业实践能力,通过对整个设计过程的实际操作来发现解决问题,从而为将来在工作岗位工作打下良好的基础。 二、课题关键问题及难点 该塑料制品选用的是 料, 丙烯晴、丁二烯和苯乙烯三种单体的三元共聚物,有较高的强度、硬度、耐热性及耐化学腐蚀性;它具有优良的介电性能及成型加工性能等综合的优良性能,且价格便宜,原料易得。 比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度,热变形温度比 ,尺寸稳定性好,收缩率在 围内,若经玻纤增强后可以减少到 而且绝少出现塑后收缩。 有良好的成型加工性,制品表面光洁度高,且具有良好的涂装性和染色性,可电镀成多种色泽。 具有良好的配混性,可与多种树脂配混成合金 (共混物 ),如 C、 之具有新的性能和新的应用领域, 与 混可制成透明 光率可达80%。 吸水的塑料,于室温下, 24 小时可吸收 分, 虽然这种水分不至于对于机械性能构成重大影响,但注塑时若湿度超过 塑料表面会受大的影响,所以对 定要事先干燥,而且干燥后的水分含量应小于 注塑成型时的主要缺陷为容易产生溢料飞边、气泡、熔接痕、烧焦及黑纹、光泽不良;采取相关的消除措施为增大注射压力、提高模具温度、加排气槽、充分预干燥。结构上该塑件总体形状为长方形,塑件壁厚均匀,边缘过度圆滑。尺寸精度无特殊要求,右上方分布 6 个直径为 7通孔,右下方对称分布有 4 个 6 毫米的孔,同时还有几处下沉的阶梯结构,所以应设计抽芯机构 。该塑件要求表面光泽,无飞边、毛刺、缩孔、留痕。所以在成型时要注意控制成型温度,浇注系统应缓慢散热,冷却速度不宜过快。 三、文献综述 近年来,由于我国国民经济的高速、稳定的增长,促进了我国模具工业的迅速发展壮大,因此,模具设计与制造专业或者相关的材料成型与控制专业已经成为我国国内具有优势的热门专业之一。进入新世纪以来,我国模具销售额以年平均 20%左右的速度增长, 2006年模具销售额达到 720亿元人民币,居日本、美国之后第三位;模具出口突破了 10亿美元。我国模具生产厂、点达到了约 3万家,从业人员近 100万人 。这些都说明我国模具工业有了相当的规模。期中,塑料模具在整个模具行业中约占 30%左右。国内塑料模具市场对注塑模具需求量日益增长。专家普遍预测,在未来的模具市场中,塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高,且发展速度将高于其他模具。所以,越来越多的人开始从事塑料模具行业的设计。大大的促进了我国注塑模具技术的发展。但是我国目前和发达国家相比仍有较大差距,主要表现在模具加工的制造精度和表面粗糙度,加工模具的复杂程度、 模具的使用寿命和制造周期等。所以,我们仍需不断的努力奋斗,用我们国家人民的聪明才智去开发模具行业,使 我国的模具设计得到进一步的发展,逐渐缩短与发达国家的差距。 目前塑料模具主要分为种类很多,一般按照制品的成型材料性质可分为热固性塑料膜和热塑性塑料膜;按照产品的成型工艺划分又可分为压缩模、压注模和注射模,其中注射模在塑料模具应用面中较为广泛;还有按照模具装卸方式分类、按照模具行腔数目分类、按照分型面特征分类等多种分类方式。 塑料产品成型材料有很多种,目前世界投入生产的大约有 300多种,其中常用的有 40余种。名称多以其所有合成树脂作为名称来称呼:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯。酚醛树脂、氧树脂 ,俗称:电木(酚醛 树脂) ,有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲脂) ,玻璃钢(热固性树脂用玻璃纤维增强) ;英文名称:尼龙(聚酰胺) 乙烯 。一般根据受热后其性质不同可分为热塑性塑料和热固性塑料。 模具生产的过程一般包括:接受任务书(通常模具设计任务书由塑料制件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出,模具设计人员以成型塑料制件任务书、模具设计任务书为依据来设计模具);收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工数据,例如塑料 制件在外表形状、颜色透明度、使用性能方面的要求是什么,塑件的几何结构是否合理等;消化工艺数 据,分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当;确定成型方式,采用直压法、铸压法还是注射法;选择成型设备,初步估计模具外形尺寸,判断模具能否在所选的注射机上安装和使用;确定模具类型,选择理想的模具结构在于确定必需的成型设备,理想的型腔数。其中有型腔的布置、分型面的确定、选择顶出方式、确定浇注系统脱模方式、主要成型零部件计算等;绘制模具结构草图为正式绘图做准备;最后模具的校核,包括基本结构方面和设计图纸方面 6。 现代经济的飞速发展 ,推动了我国模具工业的前进。 使其在现代模具的制造中发挥越来越重要的作用 , 7。 拟与制造一体化 , 合理的生产方式。使用计算机辅助设计、辅助工程与制造系统 ,按设计好的模具零件分别编制该零件的数控加工程序是从设计到制造的一个必然过程。总之 ,它已成为现代模具制造技术发展的必然趋势 ,并以科学合理的方法给模具制造者提供了一种行之有效的辅助工具。这技术的应用大大减少了设计师的工作量 ,节约了工作时间 ,提高了工作效率 ,使设计师把更多的精力用在新产品的开发及创新上。 参考文献 1 高军,李熹平,高玉田,褚兴荣 . 注塑成型工艺分析及模具设计 M. 北京:化学工业出版社 . 2009. 2 叶久新,王群 . 塑料成型工艺及模具设计 M. 北京:机械工业出版社 . 2007. 3 伍先明,张蓉 . 塑料模具设计指导 M. 北京:国防工业出版社 . 2006. 4 石富安,龚云表 . 工程 塑料手册 M. 上海:上海科学技术出版社 . 2003. 5 塑料模具设计手册编写组 . 塑料模设计手册 M. 第二版 . 北京:机械工业出版社 . 1999. 6 唐志玉,李德群,徐佩弦 . 塑料模具设计师指南 M. 北京:国防工业出版社 7 陈锡栋,周小玉 . 实用模具技术手册 M. 北京:机械工业出版社 . 2003. 8 詹友刚 . 文野火版 M. 第二版 . 北京:机械工业出版社 . 2010. 9 冯炳虎,韩泰荣,殷振海, 蒋文森 M. 上海:上海科学技术出版社 10 王卫卫 . 材料成型设备 M. 北京:机械工业出版社 . 2010. 四、方案拟定及进度安排 一、产品基本要求分析 二、根据 三维造型 三、塑件材料选择 四、成型方法及其工艺的选择 五、注射机的选择 六、模具相关结构的设计 七、成型零件的制造工艺分析设计 八、模具材料的选择 九、模具工作过程分析 十、绘制相关图纸 十一、编写设计说明书 十二、自选一个重要模具零件编制加工工艺路线,进行相关 的计算,并编制加工工艺卡和工序卡。 进度安排: 1、 3月 1日 选取课题及编写开题报告; 2、 3月 2日 4月 1日 英文论文翻译; 3、 4月 2日 5月 4日 查询相关资料,产品基本要求分析。 根据 三维造型; 4、 5月 5日 5月 7日 塑件材料选择、注射机的选择、成型方法及其工艺的选择; 5、 5月 7日 5月 20日 模具相关结构的设计; 6、 5月 21日 5月 23日 成型零件的制造工艺分析设计; 7、 5月 24日 5月 25日 整理设计说明书,按照学院得规范要 求排版打印设计说明书; 7、 5月 26日 5月 29日 准备答辩; 8、 6月 1日 6月 10日 上交毕业设计资料,评阅。 指导教师批阅意见 指导教师 (签名 ): 年 月 日 注:可另附 毕业设计 (论文 )工作中期检查表 题目 离合器壳体中心大孔冲孔,成型,修边复合膜设计 学生姓名 班级学号 专业 指 导 教 师 填 写 学生开题情况 已开题 学生调研及查阅文献情况 已进行 毕业 设计(论文)原计划有无调整 无 学生是否按计划执行工作进度 是 学生是否能独立完成工作任务 能 学生的英文翻译情况 较好 学生每周接受指导的次数及时间 3 次, 6 小时 毕业设计(论文)过程检查记录情况 较好 学生的工作态度在相应选项划“ ” 认真 一般 较差 尚存在的问题及采取的措施: 主要问题:图纸存在少些错误。 采取相关的消除措施:每天找老师同学改正。 指导教师签字: 年 月 日 系部 意见: 负责人签字: 年 月 日 毕业设计(论文)答辩资格审查表 题 目 离合器壳体中心大孔冲孔,成型,修边复合膜设计 学生姓名 学 号 专 业 指导教师 敬爱的老师 : 你们好!我的毕业设计内容综述如下 : 一 1)分析冲压件的工艺特点,介绍其复合模结构及模具的工作过程。重点分析复合模结构的设计方法。( 2)分析 及阐述模具各个零件的选材,热处理工艺以及塑件的结构要素,塑件的尺寸公差和精度的选择,塑件的体积和质量的计算方法。 1)使用 件设计出离合器壳体 二 方法: 量多的了解模具设计的理论。 上网查阅相关资料;利用计算机绘图软件绘制装配图。 三 来定义所有模具远见的体积,合理设 计浇注; 模斜度和塑件模型构建型腔,型芯的特征和尺寸; 义分模面及模块; 成冷却系统设计; 学生综述内容如上,特提出答辩申请。望老师能批准! 申请人签名: 日期: 资 格 审 查 项 目 是 否 01 工作量是否达到所规定要求 02 文档资料是否齐全(任务书、开题报告、外文资料翻译、定稿论文及其相关附件资料等) 03 是否完成任务书规定的任务 04 完成的成果是否达到验收要求 05 是否剽窃他人成果或者直接照抄他人设计(论文) 指导教师签名: 毕业设计(论文)答辩资格审查小组意见: 符合答辩资格,同意答辩 不符合答辩资格,不同意答辩 审查小组成员签名: 年 月 日 注:此表中内容综述由 学生填写,资格审查项目由指导教师填写。 毕业设计(论文)评阅评语表 题 目 离合器壳体中心大孔冲孔,成型,修边复合膜设计 学生姓名 班级学号 专业 评阅 教师姓名 职称 工作单位 评分内容 具 体 要 求 总分 评分 开题情况 调研论证 能独立查阅文献资料及从事其他形式的调研,能较好地理解课题任务并提出实施方案,有分析整理各类信息并从中获取新知识的能力。 10 外文翻译 摘要及外文资料翻译准确,文字流畅,符合规定内容及字数要求。 10 设计质量 论证、分析、设计、计算、结构 、建模、实验正确合理。 35 创新 工作中有创新意识,有重大改进或独特见解,有一定实用价值。 10 撰写质量 结构严谨,文字通顺,用语符合技术规范,图表清楚,书写格式规范, 符合规定字数要求。 15 综合能力 能综合运用所学知识和技能发现与解决实际问题。 20 总评分 评阅教师 评阅意见 评阅成绩 总评分 20% 评阅教师签名 日期 毕业设计(论文)指导教师评阅表 系: 专业: 学生姓名 学 号 班 级 专 业 指导教师姓名 课题名称 评语: 是否同意参加答辩: 是 否 指导教师评定成绩 分值: 指导教师签字: 年 月 日 I 摘 要 复合模是冷冲压模具中加工精度、 效率较高的一种设备。对于需经过几道工序才能冲压完成的零件来说,应尽可能根据零件的工艺要求采用复合模加工。本文就是对离合器壳体的前道工序半成品的进一步加工时,所需的复合模设计。这套模具适合于离合器壳体的中心大孔冲孔、成形、修边加工,其后尚有几道加工工序。在对该复合模进行设计时,主要的问题是对原工序件的底部成形方式的设计,由于要保证原工序件的大致形状精度,在这里采用局部成形的方法对底部的凸起进行加工。因此,确定合适的压边力就成了起伏成形能否成功的关健。同时,成形锥形凸包时,成形凸凹模的设计也较重要。为了设计的标 准化,尽可能选用了标准件,如模架,模座,压边机等。最后对模具的一个主要零件导套进行了简单的加工工艺路线的制定。本设计对于进行起伏成形模具设计有一定的参考作用。 关键词 : 模具设计;复合模;压延成形 is an of in it is on to of In a to of in on of is to of it is to s in to to of is to At of is In to as as as so of a in 目 录 摘 要 . 1 1 分析冲压件的工艺性 . 1 冲裁工艺性 . 1 成形工艺性 . 2 2 分析计算确定工艺方案 . 3 确定所需的冲压基本工序 . 3 确定工序数目 . 3 确定拉伸次数 . 3 顶面起伏成形加工次数的确定 . 4 确定工序顺序 . 5 确定工序的组合 . 5 3 主要工艺参数的计算 . 7 计算毛尺寸 . 7 计算冲压力 . 9 起伏成形的压力计算 . 9 中心冲大孔的冲裁力 . 9 修边时的冲裁力 . 10 冲中心大孔时的御料力 . 10 缘修边时的御料力 . 10 冲孔时的推件力 . 11 . 11 初选压力机 . 11 计算压力中心 . 12 计算凸凹模刃口尺寸及公差 . 12 冲中孔时凸、凹模刃口尺寸计算 . 13 修边凸凹模刃口尺寸计算 . 14 成形凸凹模的刃口尺寸计算 . 14 4 模具整体结构设计 . 16 边凹模的设计 . 16 模的尺寸计算 . 16 模的结构形式 . 17 . 18 算 . 18 模的结构设计 . 19 孔凸模和修边凹模)的设计 . 20 模的导向装置 . 21 . 21 . 22 . 22 . 25 . 25 . 26 . 27 . 27 . 27 . 27 . 28 . 28 . 28 . 28 5 其它冲模零件设计 . 29 . 29 . 30 . 30 . 31 . 31 6 模具的装配 . 32 . 32 模间隙的调整 . 32 7 具体零件的工艺方案 . 33 总结 . 35 参考文献 . 36 致 谢 . 37 1 1 分析冲压件的工艺性 冲裁工艺性 冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应性,即冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级是否符合冲裁加工的工艺要求。良好的结构工艺性应保证材料消耗少,工序数目少,模具结构简单而寿命高,产品质量稳定,操作简单等等。通常对冲裁件的工艺性影响最大的是几何形状尺寸和精度要求。对几何形状的要求是冲裁件的形状应尽可能简单、对称,最好采用圆形、矩形等规则的几何形状或由这些形状所组成,使排样时废料最少;冲裁件的凸 出悬臂和凹槽的宽度不宜太小,以免凸模折断;冲裁件的外形或内形的转角出,要避免夹角出现,应以圆弧过渡,以便于模具加工,减少热处理或冲压时的在尖角处开裂的现象,同时可以防止尖角部位的刃口磨损过快而使模具寿命降低。对精度的要求是冲裁件的经济精度一般不高于 高可达 0 级,冲孔比落料的精度约高一级。 该零件的形状如图 1,其冲裁工艺性为: 结构与尺寸:该零件结构较简单、形状对称,完全由圆弧和直线组成,没有长的悬臂和狭槽。 精度:零件尺寸最大凸缘尺寸精度为 度尺寸略低于 余尺寸 均为自由尺寸,中心大孔的冲孔尺寸要求不高,可以经过普通的冲裁方法加工形成。 修边时,相应的尺寸要求和冲孔时相比较高,其凸缘尺寸为 精度,因此,进行模具设计时,应保证修边时所用模具的精度。另外,零件图中还对下顶面与下底面的平行度,下底面的平面度有一定要求,因此加工时最好能使外缘的修边和顶面的成形在同一付模具上进行加工,以保证相对的位置精度和形状精度,而在冲模加工方法中,复合模能在一付模具上对工件进二道或更多的工序加工,而保持被加工零件没有相对的位移,有利于得到较高精度的加工件。因此,相对来说,该零件的 冲裁加工要求可以得到保证。 材料:该零件材料为 10 号钢,屈服强度为 206材料具有良好的结构强度和塑性,其冲裁加工性较好。 生产批量:大批量生产。 根据以上分析,该零件的冲裁性较好,可以冲裁加工。 2 图 1 工件图 成形工艺性 上图所示零件为离合器壳体的剖视图。是经过本道模加工后应达到的要求,其前一道工序的零件图和该图相比,没有顶面的下凹锥形及中心的大孔,其它形状尺寸和本道工序的尺寸几乎相同,只是下凸缘留有修边余量。为了得到本道工序所要求的形状,要对该离合器壳体的顶面 进行局部拉延的变形加工,其成形特点为伸长类与形。 伸长类成形的破坏形式主要是由于材料的延伸率不足而造成的破裂,如伸长类翻边、扩口、扩孔、凸包,平板的圆筒、锥台及各种复杂曲面胀形等。当其各部分材料伸长不均匀时,常伴有起皱、翘曲等缺陷。 对于该种破裂的成形,常用其变形前后的相对伸长与材料延伸率之比来衡量成形极限。由于该零件采用 10号钢进冲压成形,材料的延伸率较大,朔性较好。经过初步的估算可知,该零件的成形工艺性较好。 3 2 分析计算确定工艺方案 确定所需的冲压基本工序 由零件图可知,该零件主 要外形是留有小凸缘的锥形件,锥形件开口向下。其顶面还有一小锥形的下凸包,凸包下底面冲有一个大中心孔。 要加工成具有一定深度的冲压件,必需要进行成形加工,如为了得到零件的外轮廓锥形,要对零件进行拉伸或纯胀形加工。由于进行冲压加工的毛坯多为板材或型材,面拉伸成形一般要求其毛坯外形为圆形或尺寸一定的非圆毛坯,因此在拉伸加工前需进行落料冲裁。而在拉伸加工时,为了拉伸的计算的简便,有时不需要对拉伸件的毛坯进行精确的计算,只需留有一定的修边余量,在其后的加工中再把多余的材料去掉。这就需要在后续工序中配有修边加工。上顶面 的小凸包加工时,可以采用与外面大锥形成形方法一致的拉伸成形,也可以根据其形状和尺寸确定其它的冲压加工。由于上顶面凸包的高度尺寸相对较小,而径向尺寸较大,可利用胀形加工方法对其进行加工。 因此,该零件的加工所需要的冲压基本工序有:落料、拉伸、拉延成形、冲孔及修边。 确定工序数目 确定拉伸次数 零件外形的拉伸属于圆锥型件的拉伸成形,圆锥型零件厚度不同,可以分为下述的三种情况: 浅锥型件 相对高度 h/d=般半锥角 =500 800 ,在成形过程中毛坯的变形程度小,拉深后的回弹大,为保证工件的形状、尺寸精度,必需加大径向拉应力,提高胀形成分。具体措施有: 1 无凸缘可以补加凸缘。 2 采用带拉深筋的凹模。 3 用像皮或者液压代替凸模进行拉深。 中锥形件 相对高度 h/d=般锥角 15 45 ,中等深度的锥形件毛坯的变形程度不大,由于有很大一部分毛坯在压边圈外呈悬空状态,因此成形的主要 4 工艺缺陷是悬空部分拉深变形的起皱失稳。同样,可以利用加在径向拉应力的方法来防止。根据毛坯相对厚度 t/D 100 的不同,大致可以分为三种情况: 1 当 t/D 般半锥角 10 30 ,深度较大的锥形件毛坯的变形程度较大。只靠息坯与凸模接触 局部面积传递成形力,极易引起毛坯的局部过度变薄乃至破裂,所以需要经过多次过渡渐渐成形。具体方法有: 1 阶梯过渡法 用这种方法是将毛坯分数道工序逐步拉深成阶梯,阶梯与成品的内形相切,最后在成形模内整形。 缺点是:壁厚不均匀,有明显的印痕,工作表面不光滑,所用模具套数多,结构、加工都较复杂。 2 锥面逐步成形法 这种方法是将毛坯拉成圆筒形,使其等于或大于成品圆锥表面积,而直径等于圆锥大端直径,以后各道工序逐步拉出圆锥面,使其高度逐渐增加,最后形成所需的圆锥件。与阶梯法下比,表面光滑与壁厚均匀方面都有所好转,但所需的模具套数仍然较多。 在这个零件的拉伸加工中, h/d=56/248=锥角为: =65 属于浅锥型件的拉伸,在成形过程中毛坯变形程度小,可以一次拉伸成功。 顶面起伏成形加工次数的确定 起伏成形是依靠材料的延伸使工序件或工件形成局部凹起或凸起的冲压工序。起伏成形中材料厚度的改变为非意图性的,即厚度改变形过程中自然形成的,不是设计指定的要求。 对于一定厚度及性能的材料,要使起伏成形能够顺利进行,则材料的变形程度必需要在材料本身充许的变形程度范围之内。因此, 当材料性能一定时,有一个极限的变形程度,该变形程度就决定了起伏成形时,材料所能成形的一个极限尺寸。当实际尺寸超过此成形极限尺寸时,起伏成形不能顺利进行或者需要经过 5 几道成形工序才能达到零件所要求的尺寸。 起伏成形的变形程度,可用延伸率表示: 100)( 1 1) 式中 1L 变形的沿截面的材料长度 ( L 变形前材料原有长度 ( 延伸率 ( ); 一次起伏成形的延伸率 ,不能超过材料拉伸试验的延伸率 的 70 75,即 ( 由于零件材料为 10号钢,查表得其延伸率 为 29( )。 变形长度尺寸如下所示: 图 2 工件图 L=132 845s i n)45s i 000 所以: 5100132)00)( 1 29 故顶面凸包可以通过一次工序加工完成。 确定工序顺序 对于外锥形轮廓的加工,采用先落料再拉伸。 对于顶面的内凸包和冲孔加工时,为了使孔在冲压后尺寸不受到较大影响,采用先成形凸包,在成形快终了时,对中心大孔冲孔。 修边是为了保证离合器壳体的大凸缘尺寸,因此应该在胀形和冲孔完成时再进行,作为该步骤零件加工的 最后一道工序。 确定工序的组合 工序的组合方案及比较 方案一: 1)落料; 6 2)拉深; 3)成型; 4)冲孔; 5)修边。 方案二: 1)落料与拉深复合; 2)成型与冲孔复合; 3)修边。 方案三: 1)落料; 2)拉深与成型复合; 3)冲孔与修边复合。 方案四: 1)落料与拉深复合; 2)形型、冲孔与修边复合。 方案一:采用单工序生产,模具结构简单,安装、调试 容易,但生产道次多,效率低,不适合大批量生产。故很少使用。 方案二:将落料与拉深进行复合,工序少,生产效率较高,但模具结构较复杂,安装、调试难于控制,同时模具强度较低。 方案三:将拉深与成型复合 方案四:复合程度最高,模具结构复杂,安装调试困难,模具成本提高,同时可能降低模具的强度,缩短模具的寿命。 根据以上四个冲压工艺方案的比较,四种冲压工艺方案各有其优点和缺点,为了提高生产率,保证模具结构简单,冲压件尺寸稳定、精度高,故在此设计中选择方案四进行冲制离合器壳体。加工出该形状的零件需要经过两付模具。这付复合 模加工的零件毛坯为经过前一付模具加工的半成品。在后面相关的设计计算中,主要钉对第二付模具的设计进行计算。 7 3 主要工艺参数的计算 计算毛尺寸 由于所设计的本套模具用于离合器壳体的第二步的冲裁加工,其前一步骤为板形条料的落料及拉伸。为了对本道步骤的加工方法有更好的了解,仍需对上一道步骤加工时所用材料的毛坯尺寸进行计算。以确定所留的合理修边余量,便于本工序加工时得到可靠的数据。 拉深时,由于板料在扎压或退火时所产生的聚合组织而使材料引起残存的方向性,反映到拉深过程中,就使桶形 拉深件的口部形成明显的突耳。此外,如果板料本身的金属结构组织不均匀、模具间隙不均匀、润滑的不均匀等等,也都会引起冲件口高低不齐的现象,因此就必需在拉深厚的零件口部和外缘进行修边处理。这样在计算毛坯尺寸的时候就必需加上修边余量然后再进行毛坯的展开尺寸计算。 由于第一道工序拉伸的零件是锥形件,其拉伸工艺与圆筒形件的拉伸基本相似,因此可以根据圆筒形件拉伸时的修边余量来确定该锥形件的修边余量,其误差相比较不大。 在拉深时,虽然拉深件的各部分厚度要求发生一些变化,但如果采用适当的工艺措施,则其厚度的变化量还是并不太 大。在设计工艺过程时,可以不考虑毛坯厚度的变化。同时由于金属在塑性变形过程中保持体积不变,因而,在计算拉深件的的毛坯展开尺寸时,可以认为在变形前后的毛坯和拉深间的表面积相等。 图 3 如图:凸缘直径为: 252d= 206 相对凸缘直径 : 52/ 得修边余量为 : 冲压工艺与模具设计 8 故修边前 的凸缘直径为 : 6412252 ) 计算零件的毛坯尺寸时,把拉伸形件分为五个部分进行计算,即:凸缘直边段、凸缘圆角段、倾斜直边段、顶部圆角段以及顶部圆底段。 凸缘直边段和 凸缘圆角段的计算如下: 图 4 凸缘直边段的表面积计算: 2221 4 3)249264(4/ 凸缘圆角段的表面积计算: 22 其中: 圆角 段母线重心到旋转轴 距离; L 母线长度; ) 6 6 5c o 65(1 8 0)c o (1 8 0 0000 b 圆弧中心角; R= i n)65( 02s i n)(3 6 0 00000 4 5 0651 8 0 000 9 3 A 同理可得到其它 段的表面积为: 3A 9 A A 因此,毛坯尺寸为: 54321204 543214 2 1 7 9 958032 9 8 8 01 1 9 3 9604440 D 3100 D (计算冲压力 起伏成形的压力计算 采用刚性凸模对平板毛坯进行胀形时所需的胀形力 F= N) ) 式中 K 胀形区周边长度 ( T 板料厚度 ( b 板料抗拉强度 ( K 考虑变形程度大小的系数,一般取 K=1 。 查表取材料的抗拉强度为 :b=300 所以 3 0 式中 锥形凸包的大端直径与小端直径的中间值。经计算为 d=144.3 F 310 ( N) 中心冲大孔的冲裁力 冲孔力可按下式计算: 1) 式中: 1冲孔力( N); L 冲件的内轮廓长度( t 板料厚度( 10 b 材料的抗拉强度( 因此,该零件的冲孔力为: 33 0 10 (N) 修边时的冲裁力 修边时冲裁可按下 式计算: 2)2修边冲裁力 ( N); L 冲件的内轮廓长度( t 板料厚度( b 材料的抗拉强度( 因此,该零件修边时的冲裁力为: 33 0 22 10 (N) 冲中心大孔时的御料力 一般情况下,冲裁件从板料切下以后受弹性变形及收缩影响。会使落料件梗塞在凹模内,而冲裁后剩下的板料则箍紧在凸模上。从凸模上将冲件或废料卸下来所需的力称卸料力。影响这个力的因素较多,主要有材料力学性能、模具间隙、材料厚度、零件形状尺寸以及润滑情况等。所以要精确地计算这些力是困难的,一般用下列经验公式计算: 1 ) 式中 冲孔时的冲裁力; 1K 卸料力系数;其值可查表得到,在此取 1K =F X 331 缘修边时的御料力 KF- 配套讲稿:
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