2553 垫片的冲压成形工艺及模具设计3
2553 垫片的冲压成形工艺及模具设计3,垫片,冲压,成形,工艺,模具设计
Mat piece stamping process and die desing ABSTRACT This design topic is The piercing and die design of the guide pin in the side back , in the person of the typical model The piercing die design of request, contents and direction. Pass the craft analysis,. The craft project really settles, making sure the direction of The piercing die design, really settling to the blank product size, computing to the blanking pressure, compute the pressure center, choose the tonnage of the pressure machine and the pressure machine.This design made use of to hurtle foundation knowledge of blanking craft and The piercing die design. First, Analyzed the function request of the plank material, did preparation for the type that chooses to the die, is also convex, in the meantime, the material of punch and die had a basis. Analyze to hurtle a characteristic of cut the piece behind, make sure the molding tool design parameter, choose other spare partses and unload to anticipate device. Is also convex, the calculation of the cave mold size had a basis. Still there is spare parts to process a craft.In a V form flection the mold design, body now the typical model V form flection mold of the design request,contents and direction, there is certain design meaning.Foundation knowledge passed the design to the spare parts molding tool, strengthenned the design flection a mold a design further, for design a more complicated bent molding tool to have done cushion and absorbed deeper experience.This design usage flection models the foundation knowledge of the craft and the molding tool design, analyzing the function request of the plank material first, having done preparation for the type that selects by examinations a molding tool;Then compute the bent dint of the bent piece, the easy to selection pressure machine tonnage and make sure pressure model number;Analyzed the characteristic of the bent piece finally, make sure the design parameter of the molding tool and design the important point and crest selection for equip.Keywords: The piercing die punch die Bent mold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 黄娟 学 号 061307109 指导教师 于智宏课题名称 垫片的冲压成形工艺与模具设计难易程度 偏难 适中 偏易选题情况工作量 较大 合理 较小任务书 有 无开题报告 有 无符合规范化 的要求外文翻译质量 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: 09 年 4 月 10 日 河南机电高等专科学校毕 业 设 计 任 务 书系 部: 材料工程系 专 业: 模具设计与制造 学 生 姓 名 : 黄 娟 学 号: 061307109 设计(论文) 题目:垫片的冲压成形工艺及模具设计起 迄 日 期: 2009 年 3 月 11 日 5 月 18 日 指 导 教 师: 于智宏 2009 年 3 月 11 日毕 业 设 计任 务 书1本毕业设计课题来源及应达到的目的:本设计题目为垫片冲孔落料弯曲模设计,通过设计,应对冲压工艺生产较为熟悉,能熟练使用相关设计手册,独立完成一套模具的设计及模具工作零件加工工艺的编制。并且能够运用模具设计软件完成模具装配图及零件图的绘制。2本毕业设计课题任务的内容和要求:(1)了解目前国内外冲压模具的发展现状;(2)分析垫片的成形工艺并确定其工艺方案;(3)模具主要设计计算;(4)绘制模具总装图,并绘制零件图;(5)模具的装配及安装;(6)得出设计结论。设计题目:垫片冲压成形工艺及设计材料:08 钢料厚:1mm产量:大批量所在专业审查意见:负责人: 09 年 3 月 12 日系部意见:系领导: 09 年 3 月 13 日CBADEF参考文献1 陈锡栋主编.实用模具技术手册M.北京:机械工业出版社,20012 李绍林主编.实用模具技术手册M.上海科学技术出版社,19983 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 杨玉英主编.实用冲压工艺及模具设计手册M. 北京:机械工业出版社,20045 模具实用技术丛书编委会.冲压设计应用实例M.北京:机械工业出版社,19996 翟德梅主编.模具制造技术M.河南机电高等专科学校8 任嘉卉主编.公差与配合手册M. 北京:机械工业出版社,20009 彭建声、秦晓刚编著.模具技术问答M. 北京:机械工业出版社,199610 刘建超,张宝忠主编.冲压模具设计与制造.高等教育出版社,2006 年 4 月 11 薛彦成主编.公差配合与技术测量.机械工业出版社,2005 年 2 月 12 郝海滨主编.冲压模具简明设计手册.化学工业出版社,2004 年 3 月 13 王芳主编.冷冲压模具设计指导.机械工业出版社,2005 年 6 月 14 杨占尧编.冲压模具图册.高等教育出版社, 2006 年 4 月 15 王树勋主编.冷冲压模具结构图册大全.华南理工大学出版社,1999 年 6 月 16 冯炳尧,韩泰荣,蒋文森编.模具设计与制造简明手册(第 2 版).上海科学技术出版社,1998 年 17夏巨甚,李志刚主编.中国模具设计大典.2003 年 18中国机床总公司编.全国机床产品供货目录.机械工业出版社,2002 年 6 月19史铁梁主编.冷冲模设计指导.机械工业出版社,1996 年 7 月20刘建超,张宝忠主编.冲压模具设计与制造.高等教育出版社,2006 年 4 月 21王孝培主编.冲压手册.机械工业出版社,1988 年 2 月22原红玲主编.冲压工艺与模具设计.机械工业出版社,2008 年 9 月河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书11 绪 论模具工业是国民经济的基础工业,是工业生产的重要工艺装备。先进国家的模具工业已摆脱从属地位,发展为独立的行业。日本工业界认为: “模具工业是其它工业的先行工业,是创造富裕社会的动力” 。美国工业界认为:“模具工业是美国工业的基石” 。在德国模具被冠以 “金属加工业中的帝王”之称。模具是工业生产的关键工艺装备,在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中,6080的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性,是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低,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的质量、效益和新产品的开发能力。近几年,全球模具市场呈现供不应求的局面,世界模具市场年交易总额为 600650 亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。 国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到 50%以上;国外模具企业的组织形式是大而专、大而精。2004 年中国模协在德国访问时,从德国工、模具行业组织-德国机械制造商联合会(VDMA)工模具协会了解到,德国有模具企业约 5000 家。2003 年德国模具产值达 48 亿欧元。其中(VDMA)会员模具企业有 90 家,这 90 家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的 90%,可见其规模效益。 随着时代的进步和技术的发展,国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才,他们的技术水平比较高故人均产值也较高我国每个职工平均每年创造模具产值约合 1 万美元左右,而国外模具工业发达国家大多 1520 万美元,有的达到 2530 万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达 70%以上,而我国才达到 45。目前,我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后,主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、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的国家尚有相当大的差距,导致我国模具在寿命、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。冲压是一种先进的少无切削加工方法,具有节能省材,效率高,产品质量好,重量轻,加工成本低等一系列优点,在汽车,航空航天,仪器仪表,家电,电子,通讯,军工,日用品等产品的生产中得到了广泛的应用。据统计,薄板成型后,制造了相当于原材料的 12 倍河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书2的附加值,在国民经济生产总值中,与其相关的产品占四分之一,在现代汽车工业中,冲压件的产值占总产值的 59%。随着我国经济的迅速发展,采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。我国模具业发展尚存在以下几方面的不足:第一,体制不顺,基础薄弱。 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用,私营企业近年来发展较快,国企改革也在进行之中,但总体来看,体制和机制尚不适应市场经济,再加上国内模具工业基础薄弱,因此,行业发展还不尽如人意,特别是总体水平和高新技术方面。 第二,开发能力较差,经济效益欠佳。我国模具企业技术人员比例低,水平较低,且不重视产品开发,在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合 1 万美元,国外模具工业发达国家大多是 1520 万美元,有的高达 2530 万美元,与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理,真正实现现代化企业管理的企业较少。 第三,工艺装备水平低,且配套性不好,利用率低虽然国内许多企业采用了先进的加工设备,但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多,特别是设备数控化率和CAD/CAM 应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因,引进设备不配套,设备与附配件不配套现象十分普遍,设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低,带来中国模具企业钳工比例过高等问题。第四,专业化、标准化、商品化的程度低、协作差 由于长期以来受“大而全”“小而全”影响,许多模具企业观念落后,模具企业专业化生产水平低,专业化分工不细,商品化程度也低。目前国内每年生产的模具,商品模具只占 45%左右,其馀为自产自用。模具企业之间协作不好,难以完成较大规模的模具成套任务,与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低,标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响,对模具制造周期影响尤甚。 第五,模具材料及模具相关技术落后模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本,国产模具钢与国外进口钢相比,无论是质量还是品种规格,都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差,也直接影响模具水平的提高。我国模具业未来发展方向主要包括以下几方面: 模具日趋大型化;河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书3 在模具设计制造中广泛应用 CAD/CAE/CAM 技术; 模具扫描及数字化系统; 在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术; 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率; 发展优质模具材料和先进的表面处理技术; 模具的精度将越来越高; 模具研磨抛光将自动化、智能化; 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程;开发新的成形工艺和模具。1998 年 3 月, 国务院关于当前产业政策要点的决定中模具被列为机械工业技术改造序列的第一位,生产和基本建设序列第二位,把发展模具工业摆在发展国民经济的重要位置。目前,我国冲压模具在产值占模具总产值的 40%以上,处于主导地位。1.1垫片的模具设计与制造方面1.1.1 垫片的模具设计的设计思路冲孔落料弯曲是冲压工序,它是利用冲孔落料和弯曲工艺进行加工。先通过冲孔落料复合模得到弯曲工艺的半成品毛坯,然后再通过弯曲模成形,便得到所要得到的零件样式。根据零件图的尺寸要求,垫片的尺寸精度应在 IT13 级以下,不宜高于IT11 级1.1.2 垫片的模具设计的进度1.了解目前国内外冲压模具的发展现状,所用时间 20 天;2.确定加工方案,所用时间 5 天;3.模具的设计,所用时间 30 天;4模具的调试所用时间 5 天河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书4CBADEF2 冲压件的工艺性分析工件名称:垫片生产批量:大批量材料:08 钢厚度:1mm图示零件材料为 08 钢,能够进行一般的冲压加工,市场上也容易得到这种材料,价格适中。由工件的结构分析得,可采用先冲孔落料然后弯曲工艺来获得,以下介绍冲孔落料工艺方案,弯曲工艺见弯曲的工 艺分析。河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书5外形落料的工艺性:垫片属于中等尺寸零件,料厚 1mm,外形简单,尺寸精度要求一般,因此可采用先冲孔落料然后弯曲工艺来获得。冲孔的工艺性:所冲圆形孔,尺寸精度要求一般,可采用冲孔。此工件只有外形落料和冲孔两个工序。图示零件尺寸均为未注公差的一般尺寸,按惯例取 IT14 级,符合一般复合冲压的经济精度要求。由以上分析可知,图示零件具有比较好的冲压工艺性,适合冲压生产。该零件所需的基本冲压工序为冲孔和落料,可拟订出以下三种工艺方案。方案一:单工序模,即先落料后冲孔.方案二:冲孔落料复合模。方案三:冲孔落料级进模。 采用方案一,生产率低,工件的累计误差大,操作不方便,由于该工件为大批量生产,方案二和方案三更具有优越性。垫片零件的孔之间的距离为 40mm,大于此零件要求的最小壁厚(2.5mm) (1) ,可以采用冲孔、落料复合模或冲孔、落料连续模。复合模模具能易保证冲裁精度,由于压料冲裁的同时得到了较平,冲件平直且有较好的剪切断面.制造成本比级近模低。正装复合模较适用于冲制材料质较软的或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件,由于 08 钢属于较硬一些的材料益采用正装复合模较好.正装复合模结构简单,又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件,卸料可靠,操作方便,并为机械化出件提供了有利条件,正适合我们此处的大批量生产.我们采用正装装复合模.河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书6图3 制件的工艺计算 3.1 排样设计设计模具时,条料的排样很重要。压圈外形简单,可以采用单向排列.如下图所示:河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书7图 2 条料的排样查表 2.9 取得搭边值为 1.5mm 和 1.5mm。条料宽度的计算:拟采用无侧压装置的送料方式,由B =D+2a+c 1 - 2D条料宽度方向冲裁件的最大尺寸a侧搭边值c1导料板与最宽条料之间的间隙计算条料宽度:B=54.5mm.歩距:s=D+2(a+c 1)=58.5mm.材料利用率的计算:根据一般的市场供应情况,原材料选用 1mm1000mm900mm 的冷轧薄钢板。式中 A一个冲裁件的面积,mm 2;n一个进距内的冲裁件数量;B条料宽度,mm; s进距, mm得 = =54.58%105.843.2 计算凸、凹模刃口尺寸 查表 2.4 得间隙值 Z = 0.10 , Z = 0.14minmax3.2.1 冲孔 5 凸、凹模刃口尺寸的计算。由于制件内形轮廓比较复杂,故采用配合加工法,这种方法有利于获得最小合理间隙,放宽对模具的加工设备的精度要求,其凸、凹模刃口尺寸计算如下:河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书82010780.8AAA-A查表 2.5 得凸、凹模制造公差: 凸= 0.02 凹= 0.02 查表 2.6 得:IT14 级时磨损系数 X 为:X = 0.5按式(2、5)得:d 凸= (d+x)=(5 + 0.50.16) = 5.08 mm02.02.d 凹 = (d 凸+zmin)=(5.08 + 0.28) = 5.36 mm02.02.3.2.2 落料凸、凹模刃口尺寸的计算。 由于制造结构简单,精度要求不高,所以采用凸模和凹模分开加工的方法制作凸、凹模。其凸凹模刃口尺寸计算如下所示:查表 2、6 得磨损系数 x= 0.5.L = (L max-X) = (50-0.50.16) = 49.92 mm凹 02.02.L = (L 凹Z ) = (49.92-0.28) = 49.64 mm凸 min 03.03.落料凸模的基本尺寸与凹模相同,就不必标注公差,但是要在技术条件中注明:凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制,保证最小双面合理间隙值 Z = 0.28(落料凹min模刃口尺寸如下所示) 。河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书93.3 冲压力的计算。落料力: F = Lt b=158.51(0.7440) 落 = 48.4kN冲孔力: F = Lt = 9.851440 孔 b=4.34 kN 冲孔时的推件力:F = n K F推 推 孔取直壁式的凹模刃口形式,由表 2.21 查得,则: h = 6n = h/t = 6/1 = 6 个,查表 2.7 得:K = 0.05推F = n K F = 60.054.34 = 1.7 kN推 推 孔落料时的卸料力:F = K F卸 卸 落查表 2.7 得: K = 0.03卸故 F = K F = 0.0348.4 kN = 1.5 kN卸 卸 落总冲压力为:F = F + F + F + F总 落 孔 推 卸= 48.4 + 4.34 + 1.7+1.5= 55.94 kN为了保证冲压力足够,一般冲裁时压力机吨位应比计算的冲压力大 30%左右,即:F = 1.3F = 1.355.94 kN = 72.7kN总 总3.4 压力中心的计算 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书10因工件是轴对称零件,其压力中心为中心轴线。4 模具总体设计根据上述分析,本零件的冲压包括冲孔和落料两个工序,且孔边距较大,可采用倒装复合模,可直接利用压力机的顶杆装置进行顶件,卸料可靠,便于操作。工件留在落料凹模孔洞中,应在凹模孔设置推件块;卡在凸凹模上的废料可由卸料板推出;而冲孔废料则可以在上模座中设置的打料装置,使废料从凹模孔中落下。由于在该模具中,压料是由落料凸模与卸料板一起配合工作来实现的,所以卸料板还应具有压料的作用。应选用弹性卸料板来卸下条料废料。因是大量生产,所以采用手动送料方式,从右往左送料。因该制件采用的是正装复合模,所以直接采用挡料销和导料销定位即可。为确保零件质量及其稳定性,选用导柱导套进行导向。由于该零件导向尺寸较小,且精度要求不是太高,所以宜采用后侧导柱模架。如下图所示:河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书11后侧导柱示意图1-上模座 2-导套 3-导柱 4-下模座 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书125 模具主要零部件的结构设计5.1 凸模、凹模、凸凹模的结构设计 5.1.1 落料凹模的结构设计。在落料凹模内部,由于要设置推件块,所以凹模刃口应采用直口形刃口,并查表2.21,取刃口高度 h = 6,该凹模结构简单,宜采用整体式。 查表 2.22,得 k = 0.50即:凹模高度 H = kb = 0.5050 =25凹模壁厚 C = 1.5H = 1.525 = 37.5凹模外形结构尺寸的确定:凹模外形长度 L = (50 + 237.5) = 125凹模外形宽度 B = (10 + 237.5) = 855.1.2 冲 5 孔凸模结构设计。为了增加凸模的强度和刚度,凸模非工作部分直径应制成逐渐增大的多级形式,且它的外形尺寸较大,所以选用 B 形圆凸模。凸模固定板厚度取 20,凸模长度根据结构上的需要来确定:L = h + h = 20 + 25 = 45凸 模 固 定 板 落 料 凹 模由于此凸模直径较大,且长度较短,刚度和强度足够,所以无需对其进行强度校核,冲裁时凸模进入凹模刃口 1.5.1.3 凸凹模的结构设计本模具为正装的复合冲裁模,除了冲孔凸模和落料凹模外,还有一个凸凹模,根据整体模具的结构设计需要,凸凹模的结构简图如下所示。确定凸凹模安排在模架上的位置时,要根据计算的压力中心的数据,使压力中心与模柄中心重合。校核凸凹模强度:查表 2.23 得凸凹模的最小壁厚为 2.7,而模具实际最小壁厚大于规定最小值,故符合强度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制,并保证双面间隙为:0.10.14,凸凹模上孔中心与边缘的距离尺寸为 2.5mm,其公差应河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书13比零件高 34 级,即定为(2.50.14)。5.2 模架的设计模架各零件标记如下:上模座:20010035下模座:20010040导 柱:B25h615050导 套: B25H78533模 柄: 3285垫 板: 2001006卸料板: 20010020凸模固定板:20010020模具闭合高度:H = h + h + h + h + t + h + h + h 闭 上 模 座 垫 板 凸 模 落 料 凹 模 卸 料 板 弹 簧 外 露 下 模 座= (35 + 8 + 28 +25 + 1 + 20 + 81.7 + 40)= 278.7 2806 冲压设备的选择河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书1412345678910 11213415167189201242325闭合A AA-选择型号为 JB23100 的开式双柱可倾压力机,能满足要求。其主要技术参数如下: 公称压力:1000KN滑块行程:130最大闭合高度:480最大装模高度:380连杆调节高度:100工作台尺寸(前后左右):7101080垫板尺寸(厚度孔径):100250最大倾斜角度:30因为总压力为 72.7kN0.51,属于圆角半径较大的弯曲件。由于弯曲时,有可能会产生孔变形的工艺问题,所以应先校核一下。弯曲应满足以下条件:当 tt.由零件的尺寸可得:t=1mm,a=7.5mm.所以在进行弯曲时,孔不会变形。满足弯曲工艺,可以进行弯曲。由于零件变薄不严重,可按中性层展开原则,视直边区在弯曲前后长度不变,坯料总长度等于弯曲件直线部分长度和弯曲圆角部分应变中性层长度之和:各尺寸如图所示: 506CBADEFR4219.1.1 确定中性层位移系数由于两处 RA/t=4/1=4 和 RD/t=2/1=2,查表 3.4,得中性层位移系数xA=0.48,xD=0.46。9.1.2 计算变形区中性层曲率半径变形区中性层曲率半径 按式(3.7)计算:河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书20A=r+xAt=(4+0.481)=4.48mmD=r+ xDt=(2+0.461)=2.46mm9.1.3 毛坯尺寸(中性层长度)L 总=L 直+L 弯 m63.48.14.308.A。弯 15.46.2.D。弯该零件的毛坯展开长度为:L 总=L 直+L 弯=50mm9.2 弯曲模工作部分尺寸计算9.2.1 凸模圆角半径计算由于次工件的 RA/t=4/1=4 和 RD/t=2/1=2 较小,且 RA=4mm、RD=2mm,都大于最小弯曲半径(rmin=0.61mm=0.6mm) ,故凸模半径 R 凸 A=4mm、R 凸 D=2mm。9.2.2 凹模圆角半角计算凹模圆角半角 r 凹一般按材料厚度 t 来选取,因为材料厚度为 1mm,所以 r 凹=(23)t,故凹模圆角半径去 r 凹=2mm。9.2.3 凹模工作部分深度的设计计算。凹模工作部分的深度将决定板料的进模深度,同时也影响到弯曲件直边的平直度,对工件的尺寸精度造成一定的影响,此弯曲件:直边长度为 10mm,查表 3.12 得凹模的底部最小厚度 h0=3mm,因此,凹模工作部分深度 h 凹=(17+1+3)mm=21mm。9.2.4 凸、凹模间隙的确定V 形件弯曲时,凸、凹模的间隙是靠调节压力机的闭合高度来控制的,用这种方法来解决工件回弹问题。不需要在设计、制造模具时确定。设计弯曲模结构时,必须考河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书21虑到模具闭合状态,使模具工作部分与工件能紧密贴合,保证弯曲质量。9.3 弯曲件回弹值的计算小变形程度(r/t10)时,回弹大,先计算凹模圆角半径,再计算凸模角度;大变形程度(r/t5)时,卸载后圆角半径小,仅考虑弯曲中心角的回弹变化。弯曲时,弯曲中心角为 60o,查相关手册,取回弹角为 2 o;弯曲中心角为 120o,查相手册,取回弹角为 4 o。9.4 弯曲工艺弯曲力的计算9.4.1 自由弯曲力的计算V 形件校正弯曲前是自由弯曲,弯曲力 FV自 A 为: NtrkbV 4.681403.606.0F22A 自弯曲力 FV 自 D 为:trkb142013.606.02 弯因为 D 段弯曲为对称分布两处弯曲,所以弯曲力 FV自应为:FV 自=2FV 自 D+FV 自 A=20.686+2x1.1=3.5kN9.4.2 校正弯曲力的计算校正弯曲时,校正弯曲力最大值在压力机工作到下止点的位置,且校正力远远大于自由弯曲力,而在弯曲工作过程中,二者又不是同时存在,因此,查表 3.7 得p=50MPa,所以校正力 F 校为:F 校=Ap=(48.810)50N=24.4kN9.4.3 顶件力的计算顶件力 F 顶可近似取自由弯曲力的 30%80%,即F 顶=(0.30.8)FV 自 =(0.30.8)3.5=(1.052.8)kN河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书22取 F 顶=2kN9.5 压力机压力的计算对于校正弯曲,由于校正力 F 校比顶件力 F 顶大得多,所以顶件力 F 顶的值可以忽略不计,因此只按校正力 F 校来选择压力机即可,即F 压(1.21.3)F 校=(1.21.3)24.4kN=(29.331.5)kN9.6 弹顶器的计算、弹性元件的选取与计算因为弯曲工作行程较大,弹顶器中的弹性元件选用为弹簧。根据顶件力的大小,选用国标标准弹簧。9.7 选择压力机因为初选压力机型号为 JB23100,再加上弯曲工艺的总压力计算,其压力机的运算满足使用要求。其主要技术参数见上述的冲孔落料工艺。10模具总体设计10.1 模具类型的选择 由冲压工艺性可知,由工序图可以知道,该步可以一次冲压便可以成型,故此模具类型为单工序模。10.2 定位方式的选择由于该零件简单,切在压弯过程中,该道工序用了两个定位块,便可以满足工作要求。河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书2310.3 卸料出件方式的选择由于成型后工件结构,可以很方便的由定出机构从下模中顶出。10.4 导向方式模具属于单工序冲模,结构简单,但为了保证导向精度,通过导柱导套来导向。10.5 连接与固定零件综上可设计此模具主要由,模柄,上模座板,上模板,凸模,凹模,下模板等组成。模柄与上模采用倒置压入式结构,凸模和上模板为滑动配合,通过定位销和螺钉和上模座板固定在一起,下模同样靠螺钉连接。初步确定其模具结构草图如下:河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书2410.6 模具闭合高度的计算 确定模架尺寸时,查表相关手册选用后侧导柱冲模标准模具(125100),该模架闭合高度最小闭合高度为 165mm,最大闭合高度为 245mm。模具的实际闭合高度一般为:H 模 =上模座厚度+垫板厚度 +凸模板厚度+凹模厚度+下模座厚度 则该模具的实际闭合高度为: H 模 =35+10+45+40+45=175mm查开式压力机技术参数表可知,160kN 压力机最大闭合高度为:固定台和可倾式最大闭合高度为 220mm(封闭高度调节量为 60mm);故实际设计的模具闭合高度 H 模=190mm 符合要求。 故闭合高度设计合理,选用的压力机满足使用要求。11 模具主要零部件的设计11.1 凸模的设计由于上模的设计由工件的上表面可以知道,上模为一个小的 V 形,其平面的大小以略大于工件上表面为易。具体可设计成如下图示:河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书2511.2 凹模的设计由工件的形状可以知道,下模设计成整体模,如下图示,下模是一个 V 型凹模,其尺寸如下图:11.3 模架的设计标准模架的选用由凹模外形尺寸选后侧滑动导柱导套模架,再按其标准选择具体结构尺寸如下表所示:名称 尺寸 材料 热处理 上模板 12510035 HT200下模板 12510045 HT200导柱 22160 20Gr 渗碳河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书265660HRC导套 2210033 20Gr 渗碳5660HRC12 模具总装配图模具总装配简图如下:河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书27结束语冲压工艺与模具设计的学习已经结束,课程设计是其中最后一个实践环节,是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展,采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。在完成本门课程的学习,我熟练地掌握了 CAD 制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识,对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解,达到了学习的目的。对于冲压模具设计这个实践性非常强的设计课题,我们进行了大量的实习。经过在新飞电器、洛阳一拖、中信重工等的生产实习,我对于冷冲模具设计步骤有了一个全新的认识,丰富和加深了河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书28对冲压模具的结构和动作过程方面的知识,而对于冲压模具的制造工艺更是有了全新的理解。在带队指导老师的细心指导下和在工厂师傅的讲解下,我们对于模具的设计和制造工艺有了系统而深刻的认识。同时在实习现场亲手拆装了一些典型的冲压模具实体并查阅了很多相关资料,通过这些实践,我们熟练掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。通过在图书馆借阅相关手册和书籍,更系统而全面了细节问题。锻炼了缜密的思维和使我们初步具备了设计工作者应有的素质。设计中,将充分利用和查阅各种资料,并与同学进行充分讨论,尽最大努力搞好本次毕业设计。 在设计的过程中,将有一定的困难,但有指导老师的悉心指导和自己的努力,相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限,而且缺乏经验,设计中不妥之处在所难免,肯请各位老师指正。河南机电高等专科学校毕 业 设 计 说 明 书毕业设计题目:垫片的冲压成形工艺及模具设计系 部 材料工程系 专 业 模具设计与制造 班 级 模具 066 学生姓名 黄 娟 学 号 061307109 指导教师 于智宏 2009 年 3 月 12 日插图清单1.工件图52.排样图73. 落料凹模图 94.复合模模架图125.复合模具装配图166.弯曲工艺图177.工艺方案图188.工艺计算图209.弯曲模具结构草图2510.弯曲凸模 2611.弯曲凹模 2612.弯曲模装配图 28垫片的冲压成型工艺及模具设计摘 要 后侧导柱冲孔落料模设计,体现了典型复合模具设计的要求,内容与方向。通过工艺分析,工艺方案的确定,确定了模具设计的方向, 对毛坯尺寸的确定,计算冲裁力,来计算压力中心,选择压力机和压力机的吨位。设计中运用了冲裁工艺及模具设计的基础知识。首先,分析了板材的性能要求,为选去模具的类型做了准备,同时,也为凸,凹模的材料有了依据。后分析冲裁件的特征,确定了模具设计参数,选择其他零件及卸料装置。也为凸、凹模尺寸的计算还有零件的加工工艺有了依据。在 V 形弯曲模设计,体现了典型 V 形弯曲模的设计要求、内容及方向,有一定的设计意义。通过对该零件模具的设计,进一步加强了设计者对弯曲模设计的基础知识的了解与掌握,为设计更复杂的弯曲模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。本设计运用弯曲成型工艺及模具设计的基础知识,首先分析了板材的性能要求,为选取模具的类型做好了准备;然后计算了弯曲件的弯曲力,便于选取压力机吨位及确定压力机型号;最后分析了弯曲件的特征,确定模具的设计参数、设计要点及顶出装置的选取。关键词:复合模 凸模 凹模 弯曲模 机 械 加 工 工 序 卡 工序号 4 工序名称 刨 40mm的平面零件名称 凸凹模 零件号 10零件重量 30Kg 同时加工零件数 1材 料 毛 坯牌 号 硬 度 型 号 重 量T10A 6064HRC 55x15x53 32kg设 备名 称 型 号夹 具名 称辅 助工 具刨床 B6065安 装 工 步 安装及工步说明 刀 具 量 具 走 刀长 度 走 刀次 数 切 削 深 度 进给量 主 轴转 速 切 削速 度 基 本工 时 1 装夹 先检料,后用压紧块压紧工件。 10 分钟2 对刀 开机对刀,并选前端面为基准面。 刨刀 20mm 10n/min 0.5mm 0.5mm 800r/min 1750m/min 5 分钟 3 切削 切削出零件的 40mm 端面。 游标卡尺 52mm 20n/min 4.5mm 1mm 1500r/min 50m/min 40 分钟 4 检验 检查工件的尺寸是否符合要求。 游标卡尺 5 分钟设 计 者 黄 娟 指 导 教 师 于智宏 共 1 页 第 1 页A0.8零件号 零 件 名 称 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 10 凸凹模设 备 夹 具 刀 具 量 具工序号 工 序 名 称名 称 型 号 名 称 规 格 名 称 规 格 名 称 规 格工 时 1 下料 55x15x53 的矩形料 锯床 G7116 台虎钳 锯条 游标卡 尺 2550mm 0.5 小时2 锻造 53x12x50 的毛坯 空气锤 气锤 1000kn/g 游标卡 尺 2 小时 3 预处理(退火) 电炉 钳子 1 小时4 刨 40mm 的平面 刨床 B6065 专用夹 具 刨刀 1.5 小时 5 钻穿丝孔 钻床 专用钻 夹具 钻头 3游标卡 尺 025mm 1.5 小时6 热处理(淬火、回火) 电炉 钳子 游标卡 尺 1 小时 7 磨 R5 的外圆面 磨床 专用磨 夹具 砂轮 25千分尺 025mm 1.5 小时8线切割加工出 的孔5线切割机床电火花专用夹具钼丝 0.03mm 游标卡 尺 1.5 小时 9 研磨 R5 的外圆面 磨床 专用夹 具 砂轮 4千分尺 025mm 1 小时编制 校对 审核 批准
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