129 传动盖冲压工艺制定及冲孔模具设计
129 传动盖冲压工艺制定及冲孔模具设计,传动,冲压,工艺,制定,制订,冲孔,模具设计
- 1 -摘 要本设计中介绍了传动盖冲孔的冲压工艺分析,工艺方案的分析和制定,排样图的设计,总的冲压力计算及压力中心的计算,刃口尺寸的计算,弹簧的计算和选用,凸模、凹模或凸凹模结构设计以及其他冲模零件的结构设计,绘制模具装配图和工作零件图,编写设计说明书,填写冲压工艺卡和工作零件机械加工工艺过程卡,注意凸、凹模的配合加工。有关工艺参数的计算,如:冲裁力、卸料力的计算。冲孔模具结构设计中有关于非标准件的计算与设计等等。关键词:凸模; 凹模;工艺;装配图 AbstractIn this design introduced the transmission covers the punch holes the ramming craft analysis, the craft plan formulation, arranges the specimen map design, the always ramming strength computation and the center of pressure computation, the cutting edge size computation, the spring, the rubber computation and selects, the raised mold, the concave mold or the convex-concave mold structural design and all that die the components structural design, draws up the mold assembly drawing and the work detail drawing, the compilation design instruction booklet, fills in the ramming craft card and the work components machine-finishing technological process card, raised pays attention to, the concave mold coordinate processing. The calculation concerning craft parameter, such as: Hurtle to cut the dint and unload the calculation of anticipate the dint. The blunt bore molding tool structure designs the medium calculation and the design etc. concerning not standard piece.Key words: Raised mold; Concave mold; Plan; Installation; 毕业设计(论文)报告纸第 1 页目录1、绪论 . 12、 工艺编制 . 42.1 工艺分析 . 42.2 工艺方案的分析和确定 . 42.3 确定各工序模具种类及型式 . 52.4 主要工艺参数计算 . 52.5 计算各工序压力、压力中心、初选压力机 .62.6 确定冲压设备 . 62.7 填写冲压工序卡 . 63、模具结构设计 . 73.1 选择模架及确定其它冲模零件尺寸 .73.2 计算凸凹模刃口尺寸 . 73.3 凹模设计 . 73.4 凸模设计 . 83.5 设计非标准零件 . 83.6 压力机的选择 . 84、附表 . 95、结论 . 96、参考文献: . 10 毕业设计(论文)报告纸- 1 -1、绪论模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。在现代工业生产中,产品零件广泛采用冲压、锻压成压铸成形、挤压成形、塑料注射或其他成形加工方法,与成形模具相配套,使坯料成形加工成符合产品要求的零件。模具已广泛应用于电机电器产品、电子和计算机产品、仪表、家用电器、汽车、军械、通用机械等产品的生产中。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。中国模具行业发展现状目前,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%。鉴于模具作为包括机床工具、汽车制造、食品包装等在内的机械行业中机械基础件产业,以及电工电器、电子及信息行业的支持产业,在发展先进生产力当中,处于非常关键并服务全行业的地位,其发展对产业配套能力的提升和促进产业聚集优势的形成将起到重要作用。改革开放以来,中国模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化。除了国有专业模具厂外,其他所有制形式的模具厂家,包括集体企业、合资企业、独资企业和私营企业,都得到了快速发展,集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。目前,国内已能生产精度达 2 微米的精密多工位级进模,工位数最多已达 160 个,寿命 12 亿次。在大型塑料模具方面,现在已能生产 48 英寸电视的塑壳模具、6.5K大容量洗衣机的塑料模具,以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面,国内已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面,国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。在汽车模具方面,现已能制造新轿车的部分覆盖件模具。其他类型的模具,例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等,也都达到了较高的水平,并可替代进口模具。在中国,人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位,认识到模具技术水平的高低,已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志,并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。 许多模具企业十分重视技术发展,加大了用于技术进步的投资力度,将技术进步视为企业发展的重要动力。此外,许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前,从事模具技术研究的机构和院校已 毕业设计(论文)报告纸- 2 -达 30 余家,从事模 1具技术教育的培训的院校已超过 50 余家。其中,获得国家重点资助建设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室,上海交通大学 CAD 国家工程研究中心、北京机电研究所精冲技术国家工程研究中心和郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心等。经过多年的努力,在模具 CAD/CAE/CAM 技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展,但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如,精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低,CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高,许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距,这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求,因而需要大量从国外进口。中国模具行业发展前景巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。1999 年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为 330 亿元,今后几年仍将以每年 10%以上的速度增长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年 10%的增幅。汽车、摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的一半左右。1999 年,国内汽车年产量为 183 万辆, 。保有量为 1500 万辆,预计到 2005 年汽车年产量将达 300 万辆。汽车、摩托车行业的发展将会大大推动模具工业的高速增长,特别是汽车覆盖件模具、塑料模具和压铸模具的发展。例如,到 2005 年汽车行业将需要各种塑料件36 万吨,而目前的生产能力仅为 20 多万吨,因此发展空间十分广阔。 家用电器,如彩电、冰箱、洗衣机、空调等,在国内的市场很大。目前,我国的彩电的年产量已超过 3200 万台,电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了 1000 万台。家用电器行业的发展对模具的需求量也将会很大。其他发展较快的行业,如电子、通讯和建筑材料等行业对模具的需求,都将对中国模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用。模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备。模具在机械,电子,轻工,纺织,航空,航天等工业领域里,已成为使用最广泛的工业化生产的主要工艺装备,它承担了这些工业领域中 60%-80%产品零件,组件和部件的加工生产。“模具就是产品质量”,“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所认识和接受。模具生产技术的高低,已成为衡量一个国家产品的制造水平的重要标志。现代模具的产生和发展与现代工业的发展基本上是同步的,是现代制造业的重要组成部分。它的发展大体经历了以下几个阶段:最先是手工技术为主,辅之以机 毕业设计(论文)报告纸- 3 -械化、半机械化的加工工具生产。此时,人们依靠人工的锯、锉、凿和车床、刨床等设备生产模具;当用铣床、磨床等精加工设备制造模具时,模具进入了工业化生产阶段。综上所述,模具技术是先进制造技术的重要代表,模具工业是高新技术产业的一个重要组成部分,模具工业又是高新技术产业化的重要领域。 毕业设计(论文)报告纸- 4 -2、 工艺编制2.1 工艺分析根据制件的材料、厚度、形状及尺寸,在进行冲压工艺设计和模具设计时,应特别注意以下几点:2.1.1 该制件为圆形拉深件,因此,在设计时,毛坯尺寸的计算是一个特点。2.1.2 制件不大,且深度尺寸也较小,可能只需一次经过一 次拉深。如果需要经过多次拉深,则拉深工序的确定以及拉深工序件尺寸的计算是正确进行工艺和模具设计的关键。2.1.3 冲裁间隙、拉深凸凹模间隙以及每道拉深的高度的确定,应符合制件的要求。2.1.4 各工序凸、凹模动作行程的确定应保证各工序动作的稳妥、连贯。 2.2 工艺方案的分析和确定2.2.1 工艺方案分析 根据制件的工艺性分析,其基本工序有落料、拉深、冲孔、切边四种。其先后顺序组合,可得到以下几种方案:2.1.1.1 落料拉深整形冲孔切边 单工序冲压2.1.1.2 落料拉深整形切边冲孔 单工序冲压2.1.1.3 落料、拉深复合整形冲孔切边 复合冲压2.1.1.4 落料、拉深复合整形冲孔、切边复合 复合冲压2.1.1.5 落料拉深整形冲孔切边采用级进模 方案 1.1.1 和 1.1.2 都属于单工序冲压,其模具结构简单、寿命长、制造周期短、投产快,而且对于刚刚设计模具的新手都是比较合适的。方案 1.1.1 与方案1.1.2 相比而言,先冲孔后切边,可以保证制件的精确度;方案 1.1.3、1.1.4 都为复合冲压,虽然减少了工序数量,提高了效率,但由于制件结构尺寸不大,壁厚小,复合模装配较困难、强度也会受到影响,方案 1.1.5 其生产力高,可实行自动化生产,劳动强度低。但此类模具结构复杂,设计困难,在安装、调试、维修时较困难制造周期较长,适合于大型企业生产。考虑到制件的精度要求不高,生产批量不是 毕业设计(论文)报告纸- 5 -很大,而且适合刚刚起步设计模具的新手,因此方案 1.1.1 与其它方案相比最为合适。在本制件中有一个两孔的同轴度要求,在本设计冲孔中不予考虑,在切边时保证它的同轴度要求。2.3 确定各工序模具种类及型式冲压工艺方案确定后,各工序的模具种类也就自然确定。如传动盖选用的冲模有:落料模、拉深模、冲孔模、切边模、整形模。2.4 主要工艺参数计算2.4.1 计算毛坯直径 D1D= 2244.3rdHd= 5.580=95.25mm95mm2.4.2 确定拉深次数 1判断能否一次拉出零件所要求的拉深系数(即总拉深系数) 总m:d 52总m= D= 952=0.551=0.48可见 总 1只需一次拉深2.4.3 确定排样图、裁板方案 1这里的毛坯为简单的圆形,而且尺寸也不算小,考虑到操作方便,宜采用单排。a=1.2mm, a1=1.5mm条料宽度 B=(D+2a1+)0查文献1表 3-11 为 1B=(95+21.5+1)0B=99 10mm送料步距 A=D+a=95+1.2=96.2mm= 100ABS1 毕业设计(论文)报告纸- 6 -3.1447.52= .965471.3100%=74.4%2.5 计算各工序压力、压力中心、初选压力机 2.5.1 冲裁力计算 1F=Lt =275383 MPa 取 350 MPaF=3.14Dt=3.14302350=65940 N=65.94 KN2.5.2 卸料力计算 1F 卸=K 卸FK 卸=0.0250.06 K 卸取 0.04F 卸=0.0465.94=2.64 KN2.5.3 总压力计算F 总=F+F 卸=65.94+2.64 =68.58 KN2.5.4 初选压力机 由于该制件是小型制件,且精度要求不高,因此选用开式可倾压力机。它具有工作台三面敞开,操作方便,成本低廉的特点。在这里根据总压力为78.47KN,选取 100KN 型号为 J23-10A。2.5.5 确定压力中心由于该制件的毛坯及各工序件均为轴对称图形,而且只有一个工位,因此压力中心必定与制件的几何中心重合。2.6 确定冲压设备根据有关计算冲压力的公式和计算方法,分别确定各工序所需总压力,然后根据工厂冲压设备的实际情况,确定各工序用的冲压设备类型和规格。2.7 填写冲压工序卡(见工序卡) 毕业设计(论文)报告纸- 7 -3、模具结构设计3.1 选择模架及确定其它冲模零件尺寸2 选用滑动导向中间导柱圆形模架规格。由凹模周界尺寸及模架闭合高度在 140165 之间。模架 100140165 I GB/T2851.6-19903.2 计算凸凹模刃口尺寸1 minZ=0.12 mmax=0.16 mmax- in=0.04 mm凸模和凹模的制造偏差:冲孔部分: 凹=+0.025 mm 凸=-0.02 mm凸凹 =0.045 maxZ- in不能采用分别加工法。采用凸模和凹模单配加工的尺寸计算:21.03x=0.5021.5.)(凸d=30.105052.= 47.13x=0.5.26084.25.98. )(凸d=26021.冲孔凸模的基本尺寸和凹模相同,不必注公差,注明以 0.100.14mm 间隙与冲孔凹模配制。根据确定的冲压工艺方案和制件的形状特点、要求等因素确定冲模的类型及结构形式。3.3 凹模设计 3因制件形状简单,总体尺寸不大,选用整体式凹模,洞口形式为直壁式。冲压模一般零件的材料及热处理要求,选用 T10A 为凹模材料。凹模厚度 1 H=Kb K=0.28H=0.2880=22.4 mm凹模壁厚 C=(1.52)H 毕业设计(论文)报告纸- 8 -=1.622.4=35.84 mm 取整 C=35 mm凹模周界尺寸 D 2 D=100 3.4 凸模设计L= 1H+ 2+ 3+Y 1为凸模固定板厚度2为卸料板厚度3为导料板厚度Y 取 2025L=12+20+24=56 mm3.5 设计非标准零件根据模架的整体结构和凸凹模的尺寸计算设计非标准零件,详见图纸。3.6 压力机的选择模具闭合高度为 172mm,初选压力机为 J23-10A,最大闭合高度为 180mm,因此符合要求。 毕业设计(论文)报告纸- 9 -4、附表(图纸)5、结论通过这次传动盖冲孔模的设计,使我对冷冲模的设计有了进一步的了解和掌握。尤其是在冲压工艺方面,通过在图书馆的查询和网上的查找,我知道了冲压在模具设计中的重要性。作为一名学习模具设计专业的学生来说,光有课堂上的理论知识还是不够的,我们经过在模具厂的实习,对模具有了亲身的经历后再来设计模具会比较的直观和有头绪。在这次的设计中,我结合了理论与实践的经验,有什么不懂的地方就查询工具书或请教指导老师,循序渐进,找到合适的冲压方案,对尺寸的计算也是比较严谨。在本设计中要注意凸模和凹模的配合加工,同轴度要求在切边时保证。在这次的设计中要感谢我的指导老师匡余华,给了我许多关于设计方面的指导,在这里我再次表示由衷的感谢! 毕业设计(论文)报告纸- 10 -6、参考文献:1丁松聚编 冷冲模设计 机械工业出版社 20052史铁梁编 模具设计指导 机械工业出版社 20033许发樾编 冷冲模设计应用实例 机械工业出版社 2004 4付宏生编 冷冲压成形工艺与模具设计制造 化学工业出版社 20055冯小明编 冷冲压工艺及模具设计 重庆大学出版社6李硕本编 冲压工艺学 机械工业出版社 19827王孝培编 冲压手册 机械工业出版社 19908陈炎嗣 郭景仪编 冲压模具设计与制造技术 北京出版社 19919冲模设计手册编写组编著 冲模设计手册 机械工业出版社 200010张毅主 现代冲压技术 国防工业出版社 19941毕业设计(论文)开题报告题目名称: 传动盖冲压工艺制定及冲孔模具设计 学生姓名: 学 号: 系/专业: 机械工程系 / 精密模具设计与制造 班 级: 指导教师: 2006 年 3 月 20 日2毕 业 设 计(论文)开 题 报 告1本课题的背景及意义本课题研究的题目是传动盖冲压工艺制定及冲孔模具设计.模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。在现代工业生产中,产品零件广泛采用冲压、锻压成压铸成形、挤压成形、塑料注射或其他成形加工方法,与成形模具相配套,使坯料成形加工成符合产品要求的零件。模具已广泛应用于电机电器产品、电子和计算机产品、仪表、家用电器、汽车、军械、通用机械等产品的生产中。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。中国模具行业发展现状目前,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%。鉴于模具作为包括机床工具、汽车制造、食品包装等在内的机械行业中机械基础件产业,以及电工电器、电子及信息行业的支持产业,在发展先进生产力当中,处于非常关键并服务全行业的地位,其发展对产业配套能力的提升和促进产业聚集优势的形成将起到重要作用。改革开放以来,中国模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化。除了国有专业模具厂外,其他所有制形式的模具厂家,包括集体企业、合资企业、独资企业和私营企业,都得到了快速发展,集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。目前,国内已能生产精度达 2 微米的精密多工位级进模,工位数最多已达 160 个,寿命 12 亿次。在大型塑料模具方面,现在已能生产 48 英寸电视的塑壳模具、6.5K大容量洗衣机的塑料模具,以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面,国内已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面,国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。在汽车模具方面,现已能制造新轿车的部分覆盖件模具。其他类型的模具,例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等,也都达到了较高的水平,并可替代进口模具。在中国,人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位,认识到模具技术水平的高低,已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志,并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。 许多模具企业十分重视技术发展,加大了用于技术进步的投资力度,将技术进步视为企业发展的重要动力。此外,许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前,从事模具技术研究的机构和院校已达 30 余家,从事模具技术教育的培训的院校已超过 50 余家。其中,获得国家重点资3助建设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室,上海交通大学 CAD 国家工程研究中心、北京机电研究所精冲技术国家工程研究中心和郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心等。经过多年的努力,在模具 CAD/CAE/CAM 技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展,但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如,精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低,CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高,许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距,这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求,因而需要大量从国外进口。中国模具行业发展前景巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。1999 年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为 330 亿元,今后几年仍将以每年 10%以上的速度增长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年 10%的增幅。汽车、摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的一半左右。1999 年,国内汽车年产量为 183 万辆, 。保有量为 1500 万辆,预计到 2005 年汽车年产量将达 300 万辆。汽车、摩托车行业的发展将会大大推动模具工业的高速增长,特别是汽车覆盖件模具、塑料模具和压铸模具的发展。例如,到 2005 年汽车行业将需要各种塑料件 36 万吨,而目前的生产能力仅为 20 多万吨,因此发展空间十分广阔。 家用电器,如彩电、冰箱、洗衣机、空调等,在国内的市场很大。目前,我国的彩电的年产量已超过 3200万台,电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了 1000 万台。家用电器行业的发展对模具的需求量也将会很大。其他发展较快的行业,如电子、通讯和建筑材料等行业对模具的需求,都将对中国模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用。42本课题的基本内容及关键问题一.工艺编制:1冲孔件的工艺分析;2冲孔件的尺寸计算;3压力机的选择;4工序卡编制。二.冲孔模结构设计:1凹、凸模刃口尺寸的计算;2标准模架的选择;3非标准零件的设计。三.解决主要关键问题:1 冲孔件工艺的分析和编制;2 冲孔模的设计;3 要保证制件的同轴度要求和平面度要求。5毕 业 设 计(论文)开 题 报 告3本课题调研情况综述冷冲压是一种先进的金属加工方法,它具有生产效率高,加工成本低,材料利用率高,产品尺寸精度稳定,操作简单易于实现机械化和自动化等一系列优点,因而在批量生产中得到了广泛的应用,在现代化工业生产中占有十分重要的地位,是国防工业及民用工业生产中必不可少的加工方法。 传动盖是洗衣机中的一个必备零件,生产批量较大,在经过在无锡冲压厂的参观和实习我了解到在生产中效率是首先考虑的,在最少的时间用最快的速度制造出最多的零件,同时又要保证质量,这就需要设计者在设计时注意很多的问题,譬如制造模具的成本,模具的寿命,生产出制件的质量等等。冲压是靠压力机和模具对板材施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。冲压件与铸件、锻件相比,具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件,以提高其刚性。由于采用精密模具,工件精度可达微米级,且重复精度高、规格一致,可以冲压出孔窝、凸台等。冷冲压件一般不再经切削加工,或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件,但仍优于铸件、锻件,切削加工量少。冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大,要求冲压材料厚度精确、均匀;表面光洁,无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等;屈服强度均匀,无明显方向性;均匀延伸率高;屈强比低;加工硬化性低。在实际生产中,常用与冲压过程近似的工艺性试验,如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能,以保证成品质量和高的合格率。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间,这就延长了新冲压件的生产准备时间。模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产),以及研制快速换模装置,可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间,能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间,能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。64本课题的方案论证根据制件的工艺性分析,其基本工序有落料、拉深、冲孔、切边四种。按其先后顺序组合,可得以下几种方案:(1)落料拉深整形冲孔切边 单工序冲压(2)落料拉深整形切边冲孔 单工序冲压(3)落料、拉深复合整形冲孔切边 复合冲压(4)落料、拉深复合整形冲孔、切边复合 复合冲压(5)落料拉深整形冲孔切边采用级进模 分析:方案(1) 、 (2) 、均属于单工序冲压,其模具结构简单、寿命长、制造周期短、投产快,而且对于刚刚设计模具的新手都是比较合适的。方案(3) 、 (4)均采用不同的复合,优点是:工序集中,生产效率有所提高,需要模具、压力机和操作人员较少,劳动强度较低。但由于制件尺寸不大,壁厚小,强度会受到影响,而且模具结构复杂,安装、调试、维修比较困难,制造周期长。方案(5)其生产力高,可实行自动化生产,劳动强度低。但此类模具结构复杂,设计困难,在安装、调试、维修较困难,制造周期较长,适合于大型企业生产。考虑到零件的精度要求不高,生产批量不是很大,而且适合刚刚起步设计模具的新手,故采用第一种方案。参考文献:1 丁松聚 冷冲模设计 机械工业出版社 2 史铁梁 模具设计指导 机械工业出版社 3 付宏生 冷冲压成形工艺与模具设计制造 化学工业出版社 4 冯小明 冷冲压工艺及模具设计 重庆大学出版社 5 许发樾 模具标准应用手册 机械工业出版社6 彭建声简明模具工实用技术手册 机械工业出版社7 孟少农机械加工工艺手册 机械工业出版社8 黄毅宏 李明辉模具制造工艺 机械工业出版社9 许发樾模具材料与热处理 机械工业出版社10 姜奎华冲压工艺与模具设计 机械工业出版社7毕 业 设 计(论文)开 题 报 告指导教师意见:(对本课题的深度、广度及工作量的意见)指导教师: 年 月 日37毕业设计(论文)报告纸第 1 页 共 37 页装订线目 录第 1 章 绪论与概述1.1 模具国内外发展现状及意义 31.2 模具工艺发展的几个阶段 41.3 冲压模具的发展方向 5第 2 章 冲裁理论与主要计算 2.1 主要问题及技术要求 82.2 普通冲裁的基本概述 82.2.1 冷冲压的概念 82.2.2 关键问题 92.3 主要设计计算 102.3.1 冲裁力理论与计算 102.3.2 凹、凸模的双面间隙 112.3.3 凹、凸模的刃口尺寸 122.3.4 冲裁孔周长计算 142.3.5 冲裁力的计算 142.3.6 压力中心的确定 152.3.7 凹模的外形尺寸确定 152.3.8 凸模固定板的厚度 162.3.9 卸料板的选用与厚度 172.3.10 凸模的选择,长度确定 182.3.11 冲模闭合高度计算 192.3.12 选择压力机 19第 3 章 模具设计3.1 零部件的设计 203.1.1 凸模组件及其结构设计 203.1.2 凹模组件及其结构设计 2237毕业设计(论文)报告纸第 2 页 共 37 页装订线3.1.3 定位零件的设计 243.1.4 压料与卸料零件的设计 253.1.5 弹簧的选用 253.2 模具整体结构的设计 273.2.1 对模架的基本要求 273.2.2 模架形式的选择(GB/T 2851.3) 273.2.3 上模板的尺寸选择(GB/T 2855.5-1990) 283.2.4 下模板的尺寸选择(GB/T 2855.5-1990) 303.2.5 导柱与导套的选择(JB/T 7645.1-1994) 303.2.6 模柄的选择(JB/T 7646.1-1994) 323.2.7 螺钉与定位削的选择(GB/T 65-2000,GB/T 119.1-2000) 333.3 绘制模具总装图及各非标的准零件图 附第四章 结 论1.1 计算方面的总结 341.2 关于零件设计的总结 341.3 关于模具的原理和结构设计的总结 35第五章 参考文献37毕业设计(论文)报告纸第 3 页 共 37 页装订线第一章 绪论与概述一:模具国内外发展现状及意义改革开放以来,随着国民经济的高速发展,市场对模具的需求量不断增长。近年来,模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展,模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化,除了国有专业模具厂外,集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡” ;广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业,科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心;中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。随着与国际接轨的脚步不断加快,市场竞争的日益加剧,人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一,模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志,并在很大程度上决定企业的生存空间。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度,将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维 CAD,并陆续开始使用 UG、Pro/Engineer 、I-DEAS、Euclid-IS 等国际通用软件,个别厂家还引进了 Moldflow、C-Flow、DYNAFORM 、Optris 和 MAGMASOFT 等CAE 软件,并成功应用于冲压模的设计中。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步,东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外,许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM 技术方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。例如,吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析 KMAS 软件,华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模 CAD/CAE/CAM 软件,上海交通大学模具 CAD 国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模 CAD 软件等在国内模具行业拥有不少的用户。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展,但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如,精密加工设备在模具37毕业设计(论文)报告纸第 4 页 共 37 页装订线加工设备中的比重比较低;CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高;许多先进的模具技术应用不够广泛等等,致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。我国模具标准化工作起步较晚,模具标准件生产、销售、推广和应用工作也比较落后,因此,模具标准件品种规格少、供应不及时、配套性差等问题长期存在,从而使模具标准件使用覆盖率一直较低。近年来虽然由于外资企业的介入,比例已有较大提高,但总的来说还很低。据初步估计,目前这一比例大致为 4045之间。而国际上一般在 70以上,其中中小模具在 80以上。由于我国模具企业的性质和所在的地区不同,模具标准件使用覆盖率存在很大差异。三资企业要比其他企业高,南方的企业要比北方的企业高。这在广东表现得最明显。广东集中了大量的三资企业,他们带动了其他企业观念的转变和市场的发展,因而广东模具企业的模具标准件使用覆盖率要远远高于其他地区。国民经济的高速发展对模具工业提出了愈来愈高的要求,促使模具技术迅速发展,作为生产各种工业产品和民用产品的重要工艺装备,模具已发展成为一门产业。20 世纪 80 年代以来,中国模具工业的发展十分迅速。近 20 年来,产值以每年 15%左右的迅速增长。2000 年我国模具工业总产值已达 280 亿元人民币。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%,其他各类模具约占 11%。在冷冲模具方面,代表当代模具技术水平的汽车覆盖件模具,我国东风汽车公司模具厂、第一汽车厂模具中心等都能制造。他们在 CAD/CAM/CAE 的运用、加工工艺手段、冲压件质量及模具性能方面,均以达到或接近国际先进水平。多工位连续模和多功能模具是我国重点发展的精密、高效模具品种。目前,国内以可制造具有自动冲切、叠压、铆合、计数、分组、转子铁心扭斜和安全保护等功能的铁心精密自动叠压多功能模具。生产电动机定、转子双回转叠片的硬质合金连续模的步距精度可大 2m,寿命达到 1 亿次以上。用于生产集成电路引线匡架的 20-30 工位生产电子枪零件的硬质合金连续模和生产空调器散热片的连续模也已达到较高的水平。二、模具工业发展的几个阶段37毕业设计(论文)报告纸第 5 页 共 37 页装订线模具工业是随着改革开放,在快速发展的经济浪潮推动下得以发展壮大的。20世纪 80 年代初至今,模具工业整整走过了 20 个年头。在这期间模具工业的发展大体可以分为三个阶段。1、从 20 世纪的年代初期到中期,北京模具工业处于封闭或半封闭状态模具生产力比较低,技术水平也比较落后。2、从 20 世纪 80 年代中期到 90 年代中期,模具工业处于改革开放机制转变的大好时期,随着改革开放不断深人,模具工业也发生了巨大变化。3、从 20 世纪 90 年代中期到 2003 年,企业进人调整、重组、改制阶段。我国“十五”模具行业发展规划提出:模具标准件要扩大品种、提高精度,达到互换。其中主要品种,如模架、导向件、推杆、弹性元件等,要实现按经济规模大批量生产。2005 年模具标准件使用覆盖率达到 60,2010 年达到 70以上(其中大型模具 60零件实现标准化) 。基本满足市场需要。模架、导向件、推杆、推管、弹性元件、标准组件、小型标准件(如标准凸凹模、浇口套、定位圈、拉钩等)和热流道元件是发展重点。由此可见模具标准化及模具标准件方面的任务艰巨。中国模具工业协会标准件委员会提出:标准化是基础,专业化是方向,商品化是关键。这是模具标准化工作的指导思想。三、冲压模具的发展方向模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短” 、 “精度高” 、 “质量好” 、 “价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项:(1)全面推广 CAD/CAM/CAE 技术模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步,普及 CAD/CAM/CAE 技术的条件已基本成熟,各企业将加大 CAD/CAM技术培训和技术服务的力度;进一步扩大 CAE 技术的应用范围。计算机和网络的发展正使 CAD/CAM/CAE 技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能,实现技术资源的重新整合,使虚拟制造成为可能。(2)高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工,大幅度提高了加工效率,并可获得极高的表面光洁度。另外,还可加工高硬度模块,还具有温升低、热变形小等优点。高速铣37毕业设计(论文)报告纸第 6 页 共 37 页装订线削加工技术的发展,对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。(3)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能,大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统,可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上,实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的 CAD 数据,用于模具制造业的“逆向工程” 。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用,相信在“十五”期间将发挥更大的作用。(4)电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术,这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术,它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样),因此不再需要制造复杂的成型电极,这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。(5)提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高,估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到 30%左右。国外发达国家一般为 80%左右。(6)优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、 TiC 等 )、等离子喷涂等技术。(7)模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响,研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作,以提高模具表面质量是重要的发展趋势。(8)模具自动加工系统的发展37毕业设计(论文)报告纸第 7 页 共 37 页装订线这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合;配有随行定位夹具或定位盘;有完整的机具、刀具数控库;有完整的数控柔性同步系统;有质量监测控制系统。必须满足产品开发在 T(Time) 、Q(Quality) 、C(Cost) 、S(Service) 、E(Environment)的要求。加强冲压成型理论及冲压工艺的理论研究,开展 CAE 技术的应用;开发和应用冲压新工艺。才用模具先进制造工艺及设备,往数控化、高速化、复合化加工技术方向走,先进特种加工技术的应用,精密磨削、微细加工技术的应用,可以说效率和质量是制造业的永恒主题。在模具新材料及热、表处理方面必须提高使用性能,改善加工性能,提高寿命。模具 CAD/CAM 的技术方面,必须采用二、三维相结合的数字化设计技术与数字化制造技术,模具行业是最早应用 CAD/CAM 技术的行业之一。快速经济制模技术,加快模具的制造速度,降低模具生产成本,适应小批量试制。提高先进的管理模式,并行工程思想、标准化、专业化生产。模具工业是国民经济的基础工业,是高技术行业。模具设计与制造技术水品的高低,是衡量一个国际产品制造水平高低的重要标志之一。国外把模具称为“进入富裕社会的原动力” 、 “金属加工中的帝王” 。我国模具工业发展十分迅速,平均每年持续增长 14%左右。综上所述,模具技术是先进制造技术的重要代表,模具工业是高新技术产业的一个重要组成部分,模具工业又是高新技术产业化的重要领域。37毕业设计(论文)报告纸第 8 页 共 37 页装订线第二章 冲裁理论与主要计算一、主要问题及技术要求(1) 、基本内容是利用垂直复合冲裁模冲裁技术完成定子冲片成型,保证图中所示的尺寸正确。完成此零件的相关配件的设计和各个配件的绘图任务,最后完成该零件的模具的设计。1、冲裁的工艺分析分析冲裁件的结构形状,尺寸精度,材料是否符合,冲压力工艺要求,从而确定冲裁的可能性。2、确定冲裁工艺方案及模具结构形式工序数目,工序性质,工序顺序,工序组合及模具结构形式。3、冲压模具的设计计算。排样冲压力压力中心模具刃口尺寸计算确定各主要零件的外形尺寸计算模具的闭合高度确定所用冲床4、绘制冲模总装图5、从冷冲模标准中选取标准件,将标准编号写入详细表。6、绘制非标准零件图 (2) 、技术要求:该零件材料为 08 钢,材料厚度为 0.5mm,本次设计主要完成的冲孔,落料任务,其中所以未注公差都按照 IT15 来要求。任务书中未提及其他技术要求。凹、凸模的制造,技术要求也相对比较简单材料将会选用 Crl2MoV,热处37毕业设计(论文)报告纸第 9 页 共 37 页装订线理大概在 5862HRC 之间。二、普通冲裁的基本概述1、冷冲压的概念:冷冲压是在常温下利用冲模在压力机上对材料施加压力,使其产生分离或变形,从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法,是机械制造中先进的加工方法之一。冲裁工艺的种类很多,常用的有切断、落料、冲孔、切边、切口、剖切等。所以冲裁是分离工序的总称,其中尤以落料、冲孔应用最多。在工件上冲出所需形状的孔(冲去的为废料)成为冲孔。根据冲裁变形机理的不同,冲裁工艺可以分为普通冲裁和精密冲裁两大类。所谓普通冲裁是有凹、凸模刃口之间产生剪裂缝的形式实现板料分离。而精密冲裁则是以变形的形式实现板料的分离。本次设计,所涉及到的是精密复合冲裁模,相对比较复杂,精度较高。2、关键问题: (1、 )冲压工序:对零件进行冲孔,落料;(2) 、材料:为 T08 钢,具有良好的冲压性能,适合冲裁;(3、 )结构:相对简单,由 圆 弧 和 直 线 组 成 。 孔与孔、孔与边缘之间的距离也能满足要求。如图所示37毕业设计(论文)报告纸第 10 页 共 37 页装订线4、精度: , , , 精度较高,m035.7035.17m035.104.9其 余 全部为自由公差,要求为 IT15 级,尺寸精度较低,精密复合冲裁完全能满足要求。 5、冲压工艺方案的确定方案:用复合模具冲出的工件精度高于连续模,而连续模又高于单工序模。这是因为用单工序模冲压多工序的冲裁件时,要经过多次定位和变形,产生积累误差大,冲裁件精度较低。复合模是在同一位置一次冲出,不存在定位误差。因此,对于精度较高的冲裁件宜用复合工序进行冲裁。综上所述初步选定模具结构为复合模具。6、压力中心的确定及相关计算因 为 此 冲 裁 件 为 类 似 圆 形 的 对 称 零 件 , 所 以 模 具 压 力 中 心 以 117 的 圆心 为 压 力 中 心 。7、工作零件刃口尺寸计算37毕业设计(论文)报告纸第 11 页 共 37 页装订线因工作零件的形状相对较复杂,适宜采用线切割机床分别加工凸模、凹模、凸凹模以及卸料板,这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度,使装配工作简化。三、主要设计计算冲 压 件 工 艺 分 析 :对 零 件 进 行 冲 孔 , 落 料 ; 材 料 为 T08 钢 , 具 有 良 好 的 冲 压 性 能 , 适 合 冲裁 ; 结 构 相 对 复 杂 , 有 , , 孔 的 部 分 圆 弧m035.735.17m04.9和 相 距 的 四 条 直 线 边 和 一 些 槽 ; 孔 与 孔 、 孔 与 边 缘 之 间 的 距 离 能 满m035.1足 要 求 。 , , 精 度 较 高 。 其 余 全.7035.1035. 04.部 为 自 由 公 差 , 要 求 为 IT15 级 , 尺 寸 精 度 较 低 , 精 密 冲 裁 完 全 能 满 足 要 求 。冲 压 件 工 艺 方 案 的 确 定 :该 工 件 只 需 要 冲 孔 , 落 料 两 个 基 本 工 序 , 所 以 为 直 接 垂 直 冲 孔 , 同 时 落料 。 采 用 复 合 工 序 模 生 产 。 方 案 模 具 结 构 复 杂 , 但 成 本 高 而 生 产 效 高 。 不 需 要人 工 使 用 夹 钳 将 零 件 放 入 或 取 出 。1、 冲 裁 力 理 论 计 算 :冲 裁 力 是 选 择 压 力 机 的 主 要 依 据 , 这 里 冲 裁 力 包 括 冲 孔 压 力 ,冲F和 卸 料 板 的 推 力 。压F卸F( 1) 、 冲 裁 力 对 于 精 密 平 刃 口 的 冲 裁 , 其 F 可 按 下 式 计 算 :( N) bLtKt冲式 中 F冲 裁 力 材 料 的 抗 剪 强 度 (MPa)L冲 裁 件 周 长 K系 数 。 常 取 K=1.3t板 料 厚 度 b材料的抗拉强度(MPa)表 2-11 冲压金属材料的力学性能材 料 名 称 牌 号 材 料 状 态 力 学 性 能抗 剪 强 度抗 拉 强 度b屈 服 点s伸 长 率()%10碳 素 结 构钢 08 已 退 火/MPa37毕业设计(论文)报告纸第 12 页 共 37 页装订线255-353 324-411 196 32( 2) 、 卸 料 板 推 力 这 里 采 用 弹 簧 卸 料 板 卸 料 , 计 算 方 法 按 下 式卸FK卸卸 式 中 F 冲 裁 力 卸 料 力 系 数卸表 2-12 卸 料 力 、 推 件 力 和 顶 件 力 系 数料 厚 /mm 卸K推K顶K钢 0.5-2.5 0.025-0.06 0.05 0.062、 凹 、 凸 模 的 双 面 间 隙 :合理的间隙值是保证精冲件剪切断面质量和模具寿命的重要因素。间隙值的大小与材料性质、材料厚度、工件形状等因素有关。对塑性好的材料,间隙值取大一些,低塑性材料的间隙值取小一些。取 0.01mm.凸模与凹模的加工方法制造模具时常用以下两中方法来保证合理间隙。一 分别加工法分别规定凸模与凹模的尺寸和公差,分别进行制造。用凸模和凹模的尺寸制造公差来保证间隙要求。这种加工方法必须把模具的制造公差控制在间隙的变动范围之内,使门将制造难度增加,但可以互换。二 单配加工法用凸模和凹模相互单配的方法来保证合理间隙。加工后,凸模和凹模必须对号入座,不能互换。对比两种加工方法;第一种加工方法,凸模与凹模具有互换性,一般对冲裁件行状简单,间隙较大的模具或加工费用高的精密设备加工凸模和凹模。第二种方法加工出的凸模与凹模要对号装配,一般用于冲裁件形状复杂,间隙较小的模具。3、 凹 、 凸 模 的 刃 口 尺 寸 :由 于 冲 裁 件 的 形 状 复 杂 。 故 暂 采 用 单 配 加 法 来 保 证 合 理 间 隙 。 也 就 是 先37毕业设计(论文)报告纸第 13 页 共 37 页装订线加 工 凸 模 , 凹 模 。 来 配 凸 凹 模 。 :凸凹模基本尺寸A 类尺寸:D 凹 = 410minB 类尺寸:d 凸 = 41axdC 类尺寸:C 凸 = 32min注 : 落 料 零 件 的 尺 寸 取 决 于 凹 模 的 刃 口 尺 寸 ;冲 孔 零 件 的 尺 寸 取 决 于 凸 模 的 刃 口 尺 寸 ;因 为 根 据 : A 类 : 凸 模 或 凹 模 在 磨 损 后 会 增 大 的 尺 寸 ;B 类 : 凸 模 或 凹 模 在 磨 损 后 会 减 小 的 尺 寸 ;C 类 : 凸 模 或 凹 模 在 磨 损 后 基 本 不 变 的 尺 寸 ;所 以 : A 类 尺 寸 有 、 、 、035.17035.4.02.1B 类 尺 寸 有 、 、 、 、 、.48.58.0758.04.02C 类 尺 寸 有 、 、 、68494.A 类 : 117 凹 = =4035.95. 09.16110 凹 = =4035.6.09.72 凹 = =4.01.021 凹 = =4.01.0落 料 凸 模 的 基 本 尺 寸 与 凹 模 相 同 , 分 别 是 116.974mm、 109.974mm、2.1mm、 1.1mm, 以 0 0.01mm 间 隙 与 落 料 凹 模 配 置 。B 类 : 70 凸 = =0435.09.2.2 凸 = =04.6.01.23.2 凸 = =48.0.01.56337毕业设计(论文)报告纸第 14 页 共 37 页装订线7.5 凸 = =0458.80145.378.5 凸 = =0458.90145.2.5 凸 = =04.01.2C 类 : 74.8 凸 = =3.4.8790.4 凸 = =0.26. 027.92 凹 = =341.0.7 凸 = =02.3.9冲 孔 凹 模 的 基 本 尺 寸 与 凸 模 相 同 , 分 别 是 69.991mm、 2.5mm、3.56mm、 7.835mm、 8.835mm、 2.8mm、 74.8mm、 90.4mm、 2.2mm、0.9mm, 以 0 0.01mm 间 隙 与 冲 孔 凸 模 配 置 。4、 冲 裁 孔 周 长 计 算L 内 = 4870.24.3483602483607 21 DD7.=61.125+170.816+76.8+230.4+231.84+161.187=932.168L 外 = 059 .395、 冲 裁 力 的 计 算查 表 2-11, 取 350。 并 由 上 式 可 以 得 出冲 裁 力 = =350x1307641x0.5=228.8KNFLtb取 0.1-0.15 并 由 可 以 得 出卸K=( 0.1 0.15) =29.7KNF卸卸 JP压 料 力 =( 0.3 0.5) =0.4x229=91.5KNY37毕业设计(论文)报告纸第 15 页 共 37 页装订线5.917.28.压卸冲冲 FFKN4936、 凹 模 的 外 形 尺 寸 确 定该 冲 模 的 凹 模 外 形 接 近 圆 形 , 保 证 了 凹 模 有 足 够 的 强 度 与 刚 度 , 其 厚 度 也有 一 定 的 修 磨 量 。 凹 模 的 外 形 一 般 根 据 被 冲 件 材 料 的 厚 度 和 冲 件 的 最 大 外 形尺 寸 来 决 定 , 计 算 公 式 为凹 模 厚 度 mKbH15凹 模 壁 厚 c4032.式 中 b冲 裁 件 的 最 大 外 形 尺 寸K系 数 , 考 虑 板 料 厚 度 的 影 响 , 可 以 查 表厚 度 系 数 K 值料 厚 t/mmb/mm0.5 1 2 3 3100-200 0.15 0.18 0.2 0.24 0.3查 表 2-17 后 , K 取 0.22 由 式 2-5 可 以 得 出mmmbH.165 30取HC 取 45mmc)4(.所 以 周 界 尺 寸 可 以 为 所 以 B 取 200 mmmbCB20192根 据 这 里 计 算 出 的 凹 模 长 与 宽 的 尺 寸 , 可 以 经 过 在 冷 冲 模 标 准 中选 取 标 准 值 。凹 模 的 固 定 方 法该 冲 模 的 凹 模 采 用 螺 钉 和 销 钉 固 定 在 凹 模 固 定 板 上 。 也 可 根 据 结 构 需 要做 适 当 的 调 整 。37毕业设计(论文)报告纸第 16 页 共 37 页装订线7、 卸 料 板 的 选 用 与 厚 度这 里 所 需 要 使 用 的 卸 料 板 为 弹 性 卸 料 装 置 的 最 下 端 , 通 过 弹 性 装 置 与 上 模座 相 连 。 通 过 标 准 可 以 查 得 卸 料 板 的 外 形 尺 寸 , 另 外 考 虑 到 该 冲 裁 零 件 为圆 环 形 , 用 的 是 条 料 。 所 以 必 须 分 三 部 分 。第 一 部 分 卸 条 料 ,上 面 安 装 压 边 圈 厚 度 为 40mm,。第 二 部 分 卸 凸 模 与 凹 模 之 间 的 工 件 厚 度 为 10mm。第 三 部 分 卸 凸 凹 模 内 的 废 料 厚 度 为 70mm.8、 凸 模 的 选 择 , 长 度 确 定一 般 的 凸 模 有 两 种 基 本 形 式 。 一 种 是 直 通 式 , 一 种 是 台 阶 式 , 如 图 2-2-6 所 示 , 这 里 我 们 选 取 的 是 直 通 式 , 工 作 部 分 和 固 定 部 分 的 形 状 与 尺寸 相 同 。凸 模 长 度 的 确 定 由 公 式YHL32137毕业设计(论文)报告纸第 17 页 共 37 页装订线式 中 凸 模 固 定 板 的 厚 度1H卸 料 板 的 厚 度2导 料 板 的 厚 度3附 加 的 长 度 , 包 括 凸 模 刃 口 的 修 磨 量 , 凸 模 进 入 凹 模 的 深 度Y( 一 般 为 0.5-1mm) , 凸 模 固 定 板 与 卸 料 板 的 安 全 距 离 等 , A一 般 取 15-20mm。但 本 模 中 的 凸 模 与 凹 模 的 高 度 一 样 。L=H 凹 =30mm9、 冲 模 闭 合 高 度 计 算闭 合 高 度 的 计 算 可 以 由 公 式 得 出下凹卸橡 胶中上闭 HL其 中 总 的 闭 合 高 度 凹 模 固 定 板 的 高 度闭H凹上 模 座 的 长 度 中 间 板 的 高 度上 中卸 料 板 的 厚 度 下 模 板 的 厚 度卸 下H由 式 得 出 下凹卸橡 胶中上闭 HLH= 45 +50 + 16 + 40 + 30 + 45= 226mm10、 选 择 压 力 机选 择 压 力 机 为 台 式 压 力 机 , 选 用 J21-63 型 压 力 机所 有 参 数 如 表表 2-17 开 式 双 柱 压 力 机 参 数型 号标 称压 力/kN滑 块行 程/mm行 程 次数/(次连 杆调 节长 度最 大装 模高 度工 作 台尺 寸模 柄 孔尺 寸电 动机 功率37毕业设计(论文)报告纸第 18 页 共 37 页装订线/min) /mm /mmJ21-63 630 100 45 80 400 480X710 X7055.5JB21-63 630 80 65 70 320 480X710 X70 5.5第三章 模具设计一、 零部件的设计工艺零件的设计工艺零件直接参与完成冲压工艺过程并和坯料直接发生作用。包括工作零件直接对毛坯进行加工的成型零件,定位零件用以确定加工中毛坯正确位置的零件,压料、卸料及出件零件。1、 凸模组件及其结构设计(一)、凸模形式与结构有固定台阶式的凸模,其中间台阶和凸模固定板以过度配合相配,而凸模顶端的最大台阶是用其台阶挡作凸模。在卸料时不致于从凹模固定板中拉出,无固定台阶式的凹模,其工作部分和固定部分为等端面形式。故非常适合凸模刃口用线切割或磨削成形。本模选用无固定台阶式的凹模结构。凸模的图如下,形状复杂用无固定台阶式,这样便于线切割加工。三维图37毕业设计(论文)报告纸第 19 页 共 37 页装订线二维图(二) 、凸模固定凸模的固定是用销定位,由螺钉固定在下模板上。如上图(三) 、垫板的选择垫板装在固定板与上模座或下模座之间,作用是防止冲裁时凸模压坏上模座。垫板材料一般选用 45 钢,热处理硬度取 43-48HRC。对单位压力大的则选取T8A,热处理硬度取 52-55HRC。这里由于单位压力较小,所以才用材料为 45钢,热处理硬度为 43-48HRC。2、 凹模组件及其结构设计37毕业设计(论文)报告纸第 20 页 共 37 页装订线三维图二维图(一) 、凹模洞口形状的选择因为本模是精密冲裁模,采用凹模的洞口选择斜壁的形式不合理。该形状的洞口对于一般的工件的模具还可以,但对于本模不行,因为本精密冲裁模,工件是圆环形的,采用了正装的复合模。(二) 、凹模的外形尺寸凹模的外形设计为方形,外形尺寸必须保证凹模有足够的强度与硬度。凹模37毕业设计(论文)报告纸第 21 页 共 37 页装订线的厚度要考虑修磨量。第二章中计算出凹模的外形尺寸,取厚度为 40mm,外形为 200mmX200mm。具体外形如上图(三) 、凹模的固定方法凹模一般采用螺钉和销钉固定在下模座上。螺钉与销钉的数量、规格和它们的位置尺寸均在标准中查得,也可以根据实际需要进行更改。这里采用平衡均匀分布的 4 个 M10 螺钉将凹模固定在下模座上。另外采用 2 个定位销其定位作用。(四) 、凹模的主要技术要求凹模的型孔轴线与顶面应保持垂直,凹模的底面与顶面应保持平行。为了提高模具寿命与冲裁精度,凹模的底面和型孔的孔壁应光滑,表面粗糙度Ra=0.8-0.4 m。底面与销孔的 Ra=1.6-0.8 m3 凸凹模的结构设计凸凹模的结构于凸的结构形式相似,都是无台阶的形式。定位由销定位,固定用螺钉来连接。二维图 37毕业设计(论文)报告纸第 22 页 共 37 页装订线三维图4、 定位零件的设计冲模的定位零件用以控制原料的正确送进,以及各个毛坯的正确位置。37毕业设计(论文)报告纸第 23 页 共 37 页装订线对于该精密冲裁模,需要送料方面的控制。根据零件的工艺分析,选用了定位销定位零件。如图定位销是用作单个条料的定位装置,以保证前后工序相对位置精度或对工件内孔或外缘的位置精度要求。这里所应用到的是以条料定位。5 卸料零件的设计三维图37毕业设计(论文)报告纸第 24 页 共 37 页装订线二维图卸件板的作用是把冲在凸模与凹模之间的冲裁件推出来。本模中的卸件板用的是用台阶的。在 110 的四边直线的一段有宽 4mm 高为 3mm 的小台阶这样加工不会太复杂,也不会影响精度,机构简单,可靠。由于本精密冲裁模冲的零件为板类零件,为了不使其产生以外的变形。所在卸料板和压料采用同一个零件,而且选用弹性卸料装置,外形上图。6 卸料板的选用与厚度卸料板的作用是把冲在凸模或凹模上的条料推下来。本模中的卸料板用的是用无台阶的。机构简单,可靠。厚度为 40mm。37毕业设计(论文)报告纸第 25 页 共 37 页装订线三维图二维图7 卸料板的选用与厚度本模中的卸料板用的是用无台阶的。机构简单。可靠。高度为 70mm。三维图37毕业设计(论文)报告纸第 26 页 共 37 页装订线二维图+3-8 压边板的设计精密冲裁件的压边板的主要作用是压紧板件,产生三向预紧力。这也是精冲裁模与普通冲裁模明显之一。齿圈是在齿圈压边板上,围绕冲裁件外形一定距离的V 形梗限制剪切区以外的板料。在剪切过程中随凸模流动,以保证剪切质量。二维图37毕业设计(论文)报告纸第 27 页 共 37 页装订线三维图9 橡胶垫的选用模具中所用的橡胶包括工业用橡胶,普通橡胶,真空橡胶,聚氨脂橡胶等等。本模选用普通橡胶。选用橡胶时,应根据卸料力和要求的压缩量,校核橡胶的工作压力和许可的压缩量。(1).计算橡胶垫所产生的工作压力。F=AP (P 一般取 2 - 3MP)37毕业设计(论文)报告纸第 28 页 共 37 页装订线A1=45 X 30 X 4=4050mmA2=Tr60 X 60=11304mm A=A1+A2=4050+11304=15354mm P 取 2MPF=15354 X 2 =30.708K28.605KN(2).确定橡胶垫压缩量和厚度。橡胶垫允许最大压缩量应不超过其自由高度 Hzi 的 45%,否则会过早失去弹性而损坏,一般总压缩量 Hz取 Hz=( 0.35 - 0.45)Hzi橡胶垫的预压缩量 Hy 一般取自由高度 Hzi 的 10% - 15%。Hy=(0.10 - 0.15)Hzi故橡胶垫工作行程Hg=Hz-Hy=(0.25 - 0.30)Hzi(3).对橡胶垫高度与直径之比进行换算。橡胶垫高度 h 与直径 D 之比应符合下式0.5=h/D=1.5若 h/D=1.5,则应将橡胶分成若干块,每块之间用钢垫圈分开。数量 总压缩量 预总压缩量 工作行程 尺寸件 2 6 8.4 10.8mm 2.4 - 3.6mm 6 - 7.2mm %C20 X 24 mm 件 13 4 8.4 - 10.8mm 2.4 - 3.6mm 6 - 7.2mm 45 X 30 X 24mm 件 22 1 15.75 - 20.25mm 4.5 - 6.75mm 11.25- 13.5mm %C90 X 45mm二、 模具整体结构的设计模架是由上、下模座、模柄及导向装置组成。模架是整副模具的估价,模具的全部零件都固定在它上面,并且承受冲压过程中的全部载荷。模架的上模座通过模柄与压力机滑块相连,下模座用螺钉压板固定在压力工作台上面。上、下模之间靠模架的导向装置来保持其精确位置,以引导凸模的运动,保证冲裁过程中间隙均匀。模架都已经列入标准,设计模具时,会从标准中选出。37毕业设计(论文)报告纸第 29 页 共 37 页装订线1对模架的基本要求(一) 、要有足够的强度和刚度(二) 、要有足够的精度(如上、下模座要平行,导柱、导套中心要与上、下模座垂直,模柄要与上模座垂直等)(三) 、上、下模之间的导向要精确(导向件之间的间隙要很小,上、下模之间的移动应平稳和无滞住现象)2模架形式的选择(GB/T2851.3)3根据零件的实际冲裁情况,选用导套、导柱为导向装置的模架。结合考虑到是人工手动送料,而且该零件在冲裁时,压力中心与零件中心几乎重合,忽略不计,所以选用后侧导柱模架。4上模板的尺寸选择(GB/T 2855.5-1990),根据实际凹模的外形尺寸选择相对应的上模板。材料为 HT200。技术条件按 JB/T 8070-1995 规定具体外形,包括螺孔的安排,见下图三维图37毕业设计(论文)报告纸第 30 页 共 37 页装订线二维图5下模板的尺寸选择根据实际凹模的外形尺寸选择相对应的下模板。材料为 HT200。技术条件按JB/T 8070-1995 规定。三维图37毕业设计(论文)报告纸第 31 页 共 37 页装订线二维图6导柱与导套的选择图导向机构有滑动导向,滚动导向两种。但对于本冲裁模而言,本冲裁模为精密冲裁模,冲裁件的尺寸精度要求高。滑动导柱导向达不到精度要求。滚动导柱导向机构中的滚球与导柱,导套之间不但没有间隙,反而有0.0120.02mm 的过盈,从而提高了导向精度,因此滚动导向机构的精度高,寿命较长,适合于高速冲裁模,精密冲裁模,硬质合金模以及其他精密冲压工件。导柱与导套的结构与尺寸都能从标准中直接选取。在选用时主要应主义导柱的长度应保证冲模在最低工作位置时,导柱上端面与上模顶面的距离不小于 10-15mm,考虑到模具修磨后其闭合高度将减小,所以下模座底面与导柱底面的距离应为 0.5-1mm。37毕业设计(论文)报告纸第 32 页 共 37 页装订线导柱与导套之间的配合根据冲裁模的间隙的大小选用。冲裁厚度为0.8-4mm 时,选用 H7/h6 配合的 II 级精度模架。参照标准 JB/T 7645.1-1994。技术条件按照 JB/T 7653-1994 的规定,热处理为渗碳深度为 0.8-1.2mm 硬度为 58-62HRC。材料为 20。7模柄的选择中小型模具都是通过模柄固定在压力机滑块上的。对于大型模具则可用螺钉,压板直接将上模座固定在滑块上。模柄有刚性与浮动两大类,这里选用刚性模柄,所谓刚性模柄是指模柄与上模座是刚性连接,不能发生相对运动。根据实际设计情况,应该选择用螺钉连接上模柄,这种模柄应用较为广泛。8螺钉与定位销的选择螺钉与定位削全部由标准中选出,螺钉参照 GB/T 65-2000定位削全部参照 GB/T 119.1-2000。三、 绘制模具总装图及各非标准的零件图附后:凹模零件图 图纸 A2凸凹模,凸模零件图 图纸 A3上,下模座图 图纸 A2中间板零件图 图纸 A2压料板 卸料板 图纸 A3固定杆,卸件板零件图 图纸 A4冲裁件卸料板零件图 图纸 A2模具总装配图 图纸 A137毕业设计(论文)报告纸第 33 页 共 37 页装订线第四章 结 论本次设计共耗时一个多月,参考了不少资料,翻阅了很多标准,这里简要的对这次设计做一个结论。由于相对零件的冲裁而言,本设计只需考虑三孔一槽的问题进行讨论。主要针对计算,零件设计,模具结构设计三个部分做一下评述和介绍其实际应用价值。一、 计算部分本次冷冲垂直冲孔模具的设计较为复杂,所冲裁的零件结构也比较复杂。所要计算的仅为凹、凸模冲裁刃口尺寸的计算以及冲裁力等等。对于刃口尺寸的计算,结合学习期间所学到的理论知识,以及教科书、所查资料中的例题等方法进行计算。采用的是单配法计算的刃口尺寸,凸凹模的刃口尺寸按凸模,凹模的尺寸来配。二、 零件设计部分零件设计部分的工作相对冲模刃口尺寸的计算比较复杂一点,除标准螺钉不计外,从小到大,总共 40 多个零件,每个零件都经过了详细的设计,并且通过标准查询,采纳了最佳的数据参数。这样既保证了每个零件都是根据该冲裁件所设计,而且还符合标准中的要求。对零件的制造减少了很多的负担。每个零件材料都从标准中得出,有较好的使用寿命,而且加工简单,基本可以通过数控洗削、数控车削、数控线切割等得出所需零件,精度能够有很好的保障。零件的精度极大的影响了冲裁件的加工尺寸,所以这里的零件精度高,理所当然冲裁件的尺寸很容易就能得到保障。三、 模具整体设计部分37毕业设计(论文)报告纸第 34 页 共 37 页装订线1-内六角螺钉 2-橡胶 3-圆柱销 4-内六角螺钉 5-圆柱销 6-挡料销 7-下模座 8-凹模 9-卸件板 10-卸料板11-压边板 12-圆柱销 13-橡胶 14-凸凹模 15-卸料板 16-中间板 17-导套 18-上模座 19-导柱 20-内六角螺钉 21-内六角螺钉 22-橡胶 23-模柄 24-内六角螺钉 25-内六角螺钉 26-圆柱销 27-内六角螺钉 28-内六角螺钉 29-凸模37毕业设计(论文)报告纸第 35 页 共 37 页装订线该模具采用的固定式模架的复合模。工作时压力机的模柄 23 向下压,带动上模座 18 向下压。上模座 18 带动固定在上面的中间板 16,凸凹模 14,卸料板 10 以导柱为导向向下运动。当卸料板 10 压到条料时,固定在卸料板 10上的压边板 11 压住条料,依靠橡胶 13 的收缩量来产生压力。通过压边板 11而变成三向预紧力压紧条料。条料压紧后,凸凹模 14 靠橡胶 13 的压缩来向下运动;凸凹模 14 进入凹模 8,完成落料。同时凸模 29 固定不动,进入向下运动的凸凹模 14 完成冲孔。上下模分开时,条料由卸料板 10 卸下,工件由卸件板 9 卸下,废料由卸料板 15 卸下,完成卸料过程。该模具结构相对于一般模具较复杂,尺寸要求高。大部分零件均为标准件。整套模具的综合性能较好,精度相对被冲裁件而言一般,这样在能保证被冲裁件的精度,也保证了模具整体加工的简单。实用性能很通俗,符合普通冲裁模具设计的惯例。37毕业设计(论文)报告纸第 36 页 共 37 页装订线第 五 章 参 考 文 献冷压冲模结构图册 机械工业出版社冷冲模设计 丁松俊 主编 机械工业出版社冲压模具及设备 徐政坤 主编 机械工业出版社现代模具制造技术 金涤尘 主编 机械工业出版社实用模具设计与制造手册 高佩福 主编 机械工业出版社精密冲裁文集 涂光淇 主编 机械工业出版社冲模图册 李天佑 主编 机械工业出版社精冲技术 涂光淇 主编 机械工业出版社实用模具设计与制造手册 许发樾 主编 机械工业出版社冲压工艺及冲模设计 国防工业出版社模具制造工艺与装备 孙风勤 主编 机械工业出版社中国模具设计大典 李志刚 中国机械工程协会电子版 中国模具设计大典组委会冲压模设计与制造 刘建超 机械工业出版社毕业设计心得毕业设计我设计的是精密冲裁模,精度要求高,而且冲裁件的形状也很复杂。所以模具的结构有很多形式。要把一个模具设计好,不但要考虑模具的结构,而且要考虑模具的成本。要设计好一个
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