2962 接触簧片切槽、弯曲、切断连续模设计
2962 接触簧片切槽、弯曲、切断连续模设计,接触,簧片,弯曲,曲折,切断,割断,连续,设计
河南机电高等专科学校毕业设计(论文)任务书系 部: 材料工程系 专 业: 模具设计与制造 学 生 姓 名 : 朱立磊 学 号: 0312150 设计(论文) 题目: 接触簧片切槽、弯曲、 切断连续模 起 迄 日 期: 05 年 4 月 1 日 5 月 1 日 指 导 教 师: 杨 占 尧 发任务书日期: 06 年 3 月 20 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:根据所学的课程及毕业设计的要求,老师给我们分配了课程设计的课题。老师要求我们在毕业设计的过程中,要认真翻阅资料、对遇到的问题认真思考、力争有所创新。达到熟悉模具结构、对学过的课程复习、掌握模具设计的基本过程的目的。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):本毕业设计课题的任务:是对钢丝夹弯曲模具的设计。本套模具的要求是要符合大批量生产的条件,满足零件图中所要求的基本尺寸,使其使用性能能够满足。技术要求不是很苛刻,但是由于工件的结构比较复杂,主要零部件的加工要采用线切割和电火花加工来完成。设计时要求写出设计说明书,要符合学校(系)公布的毕业论文的具体格式要求,画出装配图,画出所有非标注件的零件图。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 文论文题目:接触簧片切槽、弯曲、切断连续模系 部 材 料 工 程 系 专 业 模具设计与制造 班 级 模具 031 班 学生姓名 朱立磊 学 号 0312150 指导教师 杨占尧 2006 年 5 月 8 日 河南机电高等专科学校毕业设计(论文)开题报告学生姓名: 朱立磊 学 号: 0312150 专 业: 模 具 设 计 与 制 造 设计(论文) 题目: 接触簧片切槽、弯曲、 切断连续模 指导教师: 杨 占 尧 2006 年 4 月 1 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.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。2.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。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,预计用时间一天;2. 对拿到的零件图进行细致的分析,因为零件图的尺寸不全,要对工件上的具体尺寸,进行确定,以便于后面的计算,根据给出的模具材料查出该材料的机械性能,预计两天;3. 得到最后的工件结构图,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,预计用时一天;4. 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,估计用时间一天;5. 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,预计需用时间两天;6. 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;7. 对模具的主要零部件进行设计,主要有凸模、成型摆块、固定板、座架、模架等零件,根据工作需要的强度来设计尺寸,包括各零件的图纸,预计需用时间两天;8. 模具的总装图和工作原理(有装配简图)需要用时间两天;9. 模具主要零部件的加工工艺过程(凸模、凹模)分析与设计,预计用时间一天;10.模具的装配与调试,预计用时一天;参考文献1冲模设计手册编写组编. 冲模设计手册. 北京:机械工业出版社,1999 年 6 月2 郑家贤主编. 冲压工艺与模具设计实用技术. 北京:机械工业出版社,2005 年 1 月3 付宏生主编. 冷冲压工艺与模具制造. 北京:化学工业出版社,20054 赵品,谢辅洲,孙文山主编. 材料科学基础. 哈尔滨:哈尔滨理工大学出版社,1998.85 钟柳斌主编. 冲压工艺与模具设计. 北京:机械工业出版社,20016 中国机械工业标准汇编. 北京:中国标准出版社,1998 年 12 月7 王孝培主编. 冲模设计手册. 北京:机械工业出版社,1998 年 1 月8 张鼎承主编. 冲模设计手册. 北京:机械工业出版社,1998 年 1 月9 王秀凤 万良辉主编. 冷冲压模具设计与制造. 北京:北京航空航天大学出版社,200510 徐进、陈再枝主编. 模具材料应用手册. 北京:机械工业出版社,2001 年 7 月11 Pearce, Sheet Metal Forming. Bristol hiladelphia:Adamhilger,C119112 吴伯杰主编. 冲压工艺与模具. 北京:机械工业出版社,2004 年 6 月 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告指导教师意见:1对“文献综述”的评语:该生通过对模具在我国的发展状况的分析,模具在工业方面的重要性的分析和模具加工工程中采用的技术状况的了解。应该会对模具在我国的发展有进一步的认识。2对本课题的研究思路、深度、广度及工作量的意见和对设计(论文)结果的预测:该课题比较简单,设计思路也不复杂,该生的设计基本上可以正确表达本制件的加工时的模具设计。如果可以在此基础上再多考虑一些,设计将会更好。根据拟定的设计路线,工作量应该符合要求,设计应该可以达到预期的目的。指导教师: 年 月 日所在专业审查意见:负责人: 年 月 日河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 1 页 共 23 页绪 论模具是制造业的重要工艺基础,在我国,模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具,但长期未形成产业。直到 20 世纪 80 年代后期,中国模具工业才驶入发展的快车道。近年,不仅国有模具企业有了很大发展,三资企业、乡镇(个体)模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速,但与需求相比,显然供不应求,其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面,中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距,因此,每年需要大量进口模具。中国模具产业除了要继续提高生产能力,今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面,主要是企业结构向专业化调整,产品结构向着中高档模具发展,向进出口结构的改进,中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。近年,模具行业结构调整和体制改革步伐加大,主要表现在,大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品;塑料模和压铸模比例增大;专业模具厂数量及其生产能力增加;“三资”及私营企业发展迅速;股份制改造步伐加快等。从地区分布来看,以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区,南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江,江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。存在问题和主要差距:虽然我国模具总量目前已达到相当规模,模具水平也有很大提高,但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等工业发达国家许多。当前存在的问题和差距主要表现在以下几方面:总量供不应求。国内模具自配率只有 70%左右。其中低档模具供过于求,中高档模具自配率只有 50%左右。企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构均不合理。我国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间(分厂) ,自产自配比例高达 60%左右,而国外模具超过 70%属商品模具。专业模具厂大多是“大而全” 、 “小而全”的组织形式,而国外大多是“小而专” 、 “小而精” 。国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足 30%,而国外在 50%以上。2004 年,模具进出口之比为 3.71,进出口相抵后的净进口额达 13.2 亿美元,为世界模具净进口量最大的国家。模具产品水平大大低于国际水平,生产周期却高于国际水平。产品水平低主要表现在模具的精度、型腔表面粗糙度、寿命及结构等方面。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 2 页 共 23 页开发能力较差,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。造成上述差距的原因很多,除了历史上模具作为产品长期未得到应有的重视,以及多数国有企业机制不能适应市场经济之外,还有下列几个原因:国家对模具工业的政策支持力度还不够虽然国家已经明确颁布了模具行业的产业政策,但配套政策少,执行力度弱。目前享受模具产品增值税的企业全国只有 185 家,大多数企业仍旧税负过重。模具企业进行技术改造引进设备要缴纳相当数量的税金,影响技术进步,而且民营企业贷款十分困难。人才严重不足,科研开发及技术攻关投入太少模具行业是技术、资金、劳动密集的产业,随着时代的进步和技术的发展,掌握并且熟练运用新技术的人才异常短缺,高级模具钳工及企业管理人才也非常紧张。由于模具企业效益欠佳及对科研开发和技术攻关重视不够,科研单位和大专院校的眼睛盯着创收,导致模具行业在科研开发和技术攻关方面投入太少,致使模具技术发展步伐不大,进展不快。工艺装备水平低,且配套性不好,利用率低近年来我国机床行业进步较快,已能提供比较成套的高精度加工设备,但与国外装备相比,仍有较大差距。虽然国内许多企业已引进许多国外先进设备,但总体的装备水平比国外许多企业低很多。由于体制和资金等方面的原因,引进设备不配套,设备与附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妥善的解决。专业化、标准化、商品化程度低,协作能力差由于长期以来受“大而全” “小而全”影响,模具专业化水平低,专业分工不细致,商品化程度低。目前国内每年生产的模具,商品模具只占 40左右,其余为自产自用。模具企业之间协作不畅,难以完成较大规模的模具成套任务。模具标准化水平低,模具标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响,特别是对模具制造周期有很大影响。模具材料及模具相关技术落后模具材料性能、质量和品种问题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材相比有较大差距。塑料、板材、设备性能差,也直接影响模具水平的提高。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 3 页 共 23 页目前,我国经济仍处于高速发展阶段,国际上经济全球化发展趋势日趋明显,这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面,国内模具市场将继续高速发展,另一方面,模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显。因此,放眼未来,国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好,预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展,我国不但会成为模具大国,而且一定逐步向模具制造强国的行列迈进。 模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密监测和信息网络等诸多学科,是一个综合性多学科的系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展,模具产品的技术含量不断提高,模具制造周期不断缩短,模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展,模具企业向着技术集成化、设备精良化、产批品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。我国模具行业今后仍需提高的共性技术有:(1)建立在 CAD/CAE 平台上的先进模具设计技术,提高模具设计的现代化、信息化、智能化、标准化水平。(2)建立在 CAM/CAPP 基础上的先进模具加工技术与先进制造技术相结合,提高模具加工的自动化水平与生产效率。(3)模具生产企业的信息化管理技术。例如 PDM(产品数据管理) 、ERP(企业资源管理) 、MIS(模具制造管理信息系统)及 INTERMET 平台等信息网络技术的应用、推广及发展。(4)高速、高精、复合模具加工技术的研究与应用。例如超精冲压模具制造技术、精密塑料和压铸模具制造技术等。(5)提高模具生产效率、降低成本和缩短模具生产周期的各种快速经济模具制造技术。(6)先进制造技术的应用。例如热流道技术、气辅技术、虚拟技术、纳米技术、高速扫描技术、逆向工程、并行工程等技术在模具研究、开发、加工过程中的应用。(7)原材料在模具中成形的仿真技术。(8)先进的模具加工和专有设备的研究与开发。(9)模具及模具标准件、重要辅件的标准化技术。(10)模具及其制品的检测技术。(11)优质、新型模具材料的研究与开发及其正确应用。(12)模具生产企业的现代化管理技术。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 4 页 共 23 页1 工艺分析接触簧片为遥控器上的一个零件,本设计的接触簧片工件形状比较简单,要求精度一般。如图所示:工件图工件只有一处弯曲区。主要工序有冲孔、切槽,弯曲和切断,若采用单工序模,生产效率低,冲件多次定位,加工尺寸累积误差大,操作不方便,不安全,由于该工件较小手工送料难以保证精度。因此,采用自动送料装置。该工件属于定型产品的零件,大批量生产,因而适宜采用多工位级进模制造。根据零件的尺寸和技术要求,采用弹簧钢:选择牌号为 65 的碳素结构弹簧钢这种钢的适用范围是用于小于 12mm 的小型机些用弹簧,按标准 GB1222-84 的标准查得的力学性能为 s=800MPa b=1000MPa 伸长率为=9%收缩率为 35%热处理的淬火温度为 840 回火河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 5 页 共 23 页温度为 500,弹性模量为 200-210。该零件尺寸均未为注公差的一般尺寸,取 IT14级,同时也符合一般连续模的经济度要求。1.1 冲裁方案的选择该工件包含冲孔、落料、弯曲、切断等基本工序,可以采用以下三种方案:第一:分别冲孔、落料、弯曲、切断。采用多个单工序模生产。第二:冲孔弯曲复合冲压。采用复合模生产。第三:冲孔弯曲落料级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单,但需要两道工序两副模具,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高,但工件最小壁厚 1.8mm 小于凸、凹模许用最小壁厚为 3.2mm,模具强度较差,制造难度大,并且冲压后成品件留在模具上,在清理模具上的物料时会影响冲压速度,操作不方便。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。根据分析比较最后可以确定采用第三种方案进行冲裁。1.2 排样图设计 1.2.1 排样图如图所示图一 排样图典型排样图方法上图两种。第一种方案要求条料宽度也小,但模具长度会较长,而且采用这种方案,不便于实现复杂弯曲。采用第二种方案,模具宽度增加,但长度缩短,且便于弯曲,送料步距小,有利于提高生产率。冲压材料使用钢带卷料,材料厚度为 0.5mm 采用自动送料器送料(1)送料步距:S=D+A=10+1.2=11.2mmS-送料步距 D-平行于送料方向的冲裁件宽度图 A-冲裁件之间的搭便值,查表得 A=1.2mm(2)条料宽度: B =(D+2a+nb ) =29.5+0+1.5=32.2 mm01004.河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 6 页 共 23 页导料板间距离为:B = D+2a+nb +C=29.5+21.5+0.5=32.7mm01D冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸 a册搭边值 C导料板与最宽条料之间间隙 -条料宽度单向公差 n侧刃数 b =侧刃冲切的料边宽度。11.2.2 本工件有 6 个工位第一工位:侧人切边定位 第二工位:冲院孔和切槽.冲出 2.5mm 的圆孔和切出宽 2mm 和长 15mm 的槽 第三工位:空工位.为下一工位做准备. 第四工位:把弹簧压弯为所需形状. 第五工位:空工位 第六工位:切断.把完整的工件切除下来.由于该工件不是很复杂,并且所冲的空与槽也简单,一次只需一次冲裁就可以完成,而两次空形成则是为了下一步的弯曲和切断做好准备,以保证其精度.而为了便于修磨冲裁刃口,将冲裁和弯曲成型部分相对集中,先冲裁在弯曲,最后切断卸料.1.3 冲裁力的计算冲裁力 F=F 冲孔+F 切槽+F 落料F 冲孔=L1t b=0.52.510003.14=3927NF 切槽=L2t b=0.52151000=15000NF 落料=2180.51000=18000NF=3927+15000+18000=36927N L-冲裁周边长度 t-材料厚度 b-材料抗拉强度 F-冲裁力卸料力 Fx=KxF=0.0536927=1846.36N Kx-卸料力系数推件力 Ft=nFKt=0.0633692710=23264Nn-同时卡在凹模内的冲裁件数 n=h/t 取 h=5mm 则 n=10 K-推件力的系数冲压总工艺力 F2=F+Fx+Ft=36927+1846.36+23264=62037.37N弯曲力的计算:F =0.6KBt /r+t=0.6100.50.510001.3/0.5+0.65=1696N r=1.3t自 2顶件力 F =(0.3-0.8)F =0.5 F =848ND自 自压料力 F =0.5 F =848NY自F (1.2-1.3) (F +F )=1.31696=2204.8N压 机 自 Y切断力的计算:F =Lt =(29.2-18)20.51000=11200N切 F =11200+2204.8+62037.37=75442.17N总河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 7 页 共 23 页所以选 J23-10 压力机J23-10 压力及数据如下公称压力:100kn滑块行程:45mm滑块行程次数:145 次/min最大封闭高度:180mm封闭高度调节量:35mm滑块中心之床身距离:130mm立柱距离:180mm工作台尺寸:240mm370mm工作台孔尺寸:130mm200mm170mm垫板尺寸厚度:35mm模柄尺寸:30mm55mm床身最大可倾斜角:35 度河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 8 页 共 23 页2 模具设计板料采用自动送料装置送进,用导正销进行精确定位,在第一个工位冲出导正销孔后,第二至第五工位均设置导正销导正,从根本上保证了工件冲压加工精度的稳定性。板料则依靠两侧刃和侧导尺进行导向。由于零件为大批量生产,且在零件尺寸较小、需自动送料,所以模具采用滑动对角导柱模架。上模部分由卸料板、凸模固定板、垫板、冲孔凸模、切槽凸模、切断凸模、压弯凸模等零件组成。模具下模部分由凹模、下垫板、侧导板、凹模镶块等零件组成,凹模采用镶拼式结构。本模具采用正装式连续模结构,该零件冲压工序中含有冲切槽、冲孔,故应有卸料装置。又零件冲压还有弯曲工序,因此选用弹性卸料装置。2.1 主要零部件的设计凹凸模的刃口尺寸设计:(1)冲孔凸模凸凹模间隙,查表可知:t=0.5,所以, 04.minZ, 。凸凹模的制造公差 凸 =0.020 , 凹 =0.020。由06.maxZt=0.5,属于料薄的零件,因此,不需满足 凸 + 凹 的要求。采用inax配合加工,因此工序为冲孔,先加工凸模,再加工凹模。又模具的精度应比工件的精度高两个等级,所以d 凸 = 凸0)(x凹 =( 凸 + ) 凹minZ0式中 d 凸 、 凹 冲孔凸凹模的基本尺寸;为工件公差;为因数。x所以 d 凸 = ,02.02.57.)175.2( 凹 = .0.064(2)切槽凸凹模切槽属于落料工序,因此,应先加工凹模,再以凹模为基准加工,即采用配河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 9 页 共 23 页合加工,槽 1521baS82, , .0)(m.0)(m18.0)(m所以 时, 凹 (2mm)21a D= , 02.02.0 95175.)( )(凹xD02.0min8Z-凸)()( 凹凸 ( )时, 凹 (15)1b D= ,02.02.0 1495.)( )(凹xD02.0min87Z-5凸)()( 凹凸 ( )时, 凹 (18)2b D= ,02.02.0 195.18)( )(凹xD02.0min87Z-凸)()( 凹凸 (3)切断:同上面一样,切断也属于落料,则 ab=11.22,查表得, a=0.1,X b=0.5, b=0.18 , 凸 =0.020, 凹 =0.020. 75.0aX 所以,D 凹(a) = ,D 凸(a) = ;02.95102.851D 凹(b) = ,D 凸(b)02.0).(= ,2.02.7)41.((4)弯曲凸凹模刃口尺寸 因为弯曲形工件时,凸凹模间隙是靠调整压力机闭合高度来控制的,因此不需在模具结构上确定间隙,故 ,圆角半径 r=0.65。凹凸 B弯曲凸模如图所示:河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 10 页 共 23 页图二 弯曲凸模2.2 基本尺寸(1)模板尺寸由工序排样图可知,凹模工件尺寸基本在 4080左右。因此综合各个零件所处的位置 取模板为标准规格:BL=100125。(2)工件行程该零件冲压的最大行程是工位(4)的弯曲工序,其实际弯曲形程为 6,模具开启状态下,凸模下表面至凹模上表面的最小距离取为 8。(3)模板厚度及各个凹模高度查表计算可知,如下数据:凹模模板厚度:16卸料板厚度:16凸模固定板厚度:18垫板厚度:10冲孔凸模高度:50导料板厚度:4(4)模具工作区高度(不含模架)H 模=上垫板厚度+凸模固定板厚度+凹模厚度+凹模垫板厚度+下垫板厚度+导料板厚度+LL调整值所以, 。90模河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 11 页 共 23 页2.3 选模架根据模架尺寸和模具要求高度,查冷冲模国家标准,选对角模架。其规格为:模板尺寸:LB=10069.2模架:LBH=125100150 3m上模座: 11 062HBL下模座: 325大导柱: d3A 型导柱mL105大导套: H72A 型导套d3弹簧的选用:初选拟装 4 个弹簧,每个弹簧的预压力为。查有关弹簧规格,初选弹簧规格为 183.5NnFx58.6143.18025。经校核,所选弹簧合格。模具开启高度为 150,闭合高度为 100,而所选压力机为 J23-10,最大封闭高度为 180,最小封闭高度为 145,工作台尺寸为 240370,滑块行程为 45,满足模具所需尺寸。2.4 选模柄根据上述计算结果,该模具为中小型模具。因此,上模可用模柄固定,下模用压板固定于压力机垫板上。由 J23-10 型压力机数据可知,模柄安装孔尺寸 d 为 30。查冷冲模国标,可选压入式模柄,规格为 A 型: 。mHd7830河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 12 页 共 23 页图三 模柄3 模具结构设计()工作单元结构:由于采用正装式结构,凸模一律用固定板安装于上模。凸模则采用镶入式结构,以销定位,用螺钉紧固于下模座上。()下料机构设计:由上述可知,采用了单压卸料板,卸料板为整体式,由于卸料板的工作行程为,卸压力也不大,所以,选用普通弹簧提供弹压力。()定距机构设计:在工序排样中已用侧刃定距方式,为了确保生产中侧刃的刚度和条料的送进的方便,选带导向段的 IIC型侧刃,规格为:BL=645(材料为 T10A) 。侧刃档块固定于凹模上。(4)导正销的结构:该模具工位数不多,冲压精度要求一般,可在适当的位置布置导正销。导正销选用普通的弹头型,固定部分采用如图所示的方式。用丝堵将弹簧压到导正销上。起粗定距的活动挡料销、弹簧和螺塞选标准件,其规格为:816。导正销工作部分为 3,制造偏差为河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 13 页 共 23 页 。导正销共设置为 4 个,直接装在卸料板上,制造卸料板时,导m06.3正销的位置偏差不大于 0.005。 导 正 销 卸 料 板H7P图四 导正销(5)顶料机构:根据工序要求,选择槽式顶料销,顶料销弹顶行程为 5.0。在有导正销的工位上,选用套式顶料销。已知卸料板厚度为 16,采用 45 钢,淬火硬度为4045HRC。卸料板上设置 4 个卸料螺钉,公称直径为 12。螺纹部分为M1010。卸料螺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 1,有误差时,通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。(6)送料机构与出件方式该模具采用自动送料。由工件排样图可知,该模具最后工位通过切断载体实现零件与条料的分离。冲件在送料过程中,由条料端头顶出后从凹模左侧落下。送料方向为从右向左,因此,使用中应注意从模具左侧收集冲制好的工件。导料板内侧与条料接触,外侧与凹模齐平,导料板与条料的间隙取 1,由前述已确定导料板厚度为 4,导料板采用 45 钢制造。热处理硬度为 4045HRC,用螺钉和销钉固定在凹模上,导料板的进料端安装有承料板。同时有挡料销进行挡料.河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 14 页 共 23 页图五 挡料销上图为所选挡料销类型。(7)模具零件的固定模板采用销钉定位,螺钉固定。由于各凸模平面尺寸都比较小,所以用模板上的型孔配合定位,采用凸台或者铆开式结构固定。(8)安全装置该模具采用自动送料,工人在模具外操作,比较安全。为了使废料顺利落下,下模座的漏料孔应比凹模落料孔大。(9)零件选材该模具用于大批量生产,故工作零件选用较好的材料。凸模和凹模选用Cr12MoV,卸料板选用 T10A。凸凹模高度设计切槽凹模 mhtL50.1061821 式中 凸模固定板厚度1h卸料板厚度2材料厚度t增加长度h同理 L 落料凸模 =L 冲孔凸模 =L 压弯凸模 =L 切断凸模 =50,凹模进入凸模的深度为河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 15 页 共 23 页0.51,凸模固定板与卸料板之间的安全距离等一般取 1020,本设计取15.5。结合工件形状来考虑加工,将落料凸模设计成直通式,采用线切割机床加工,2 个 M8 螺钉固定在垫板上,与凸模固定板的配合按 。56mH因为所冲孔为圆形,而且都属于不需要特别保护的小凸模,所以冲孔凸模采用台阶式,一方面加工简单,另一方面又便于装配与更换。切断凸模、切槽凸模与落料凸模类似,也设计成直通式,采用线切割机床加工,分别用 2 个 M8 螺钉固定在垫板上,与凸模固定板的配合按 。56压弯凸模属于弯曲工艺,与凸模固定板的配合为 ,2 个 M10 螺钉固定在mH垫板上。凹模凹模采用镶拼结构,各凹模孔均采用线切割机床加工,安排凹模早模架上的位置时,要依据计算压力中心的数据,将压力中心与模柄中心重合。凹模厚度: kbH68.12.940式中 系数,查表得 0.4;凹模刃口的最大尺寸。凹模壁厚: (1.52) =17.5223.36C取凹模厚度 为 15,凹模壁厚 C=20。凹模宽度: 2.690.9bB凹模长度 L 取为 100凹模轮廓尺寸为 10069.215河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 16 页 共 23 页4 模具总装配图通过以上设计,可得到如图所示的模具总装图。图六 装配图模具上模部分主要有上模版、垫板、凸模(5 个) 、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用了弹性卸料,以弹簧为弹性元件。下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料、切槽废料等废料均从漏料孔漏出,工件制品从模具左侧掉下。条料送进时,采用活动裆料销作为粗定距,在压板上安装导正销,利用条料上的 2.5孔作为导正销孔进行导正,利用侧刃作为条料送进的精确定距。操作完成第一步冲压后,把条料抬起向前移动,用落料孔套在活动挡料销上,并向前推紧,冲压时侧刃在进行精确定距。依此类推,直至第六个工位把制件切落掉。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 17 页 共 23 页5 拟订工艺方案5.1 加工工艺路线的拟订对于凸凹模和凹模的主要技术要求有:采用 Cr12 钢,硬度为 HRC5862,刃口粗糙度为 Ra0.4 ,双面配合间隙为 0.03mm。a、凹模的工艺过程如下下料锻造退火刨平面粗磨划线工作型面粗加工工作型面精加工淬火、回火精磨研抛b、凸模的工艺过程如下下料锻造退火粗磨划线工作型面及型孔粗加工工作型面及型孔精加工淬火、回火精磨研抛5.2 零件加工工艺本副模具零件的加工关键在工作零件,固定板以及卸料板,若采用线切割加工技术,这些零件的加工就变得相对简单。表一 冲孔凸模加工工艺过程工序号 工序名称 工序内容 工序简图1 备料 将毛坯锻成圆棒15562 热处理 退火3 车削 按图车削外形4 精车 精车至 7、4、2.65 热处理 按热处理工艺淬火、回火到 5862HRC6 磨削精磨至 、02.7、02.40.57 钳工精修 全面达到技术要求河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 18 页 共 23 页8 检验表二 切槽凹模的加工工艺过程工序号 工序名称 工序内容 工序简图1 备料 将毛坯锻成长方体2075202 热处理 退火3 刨 刨面,互为直角,留单边余量 0.54 热处理 调质5 磨平面 磨 6 面,互为直角6 钳工划线 画出各孔位置线7 加工螺钉孔、销钉孔及穿丝孔 按位置加工8 热处理 淬火、回火达到5862HRC9 磨平面 精磨上下平面10 线切割 按图线切割,轮廓达到尺寸要求11 钳工精修 全面达到技术要求12 检验其他凸凹模基本上与上述两种加工工艺一致,在此不再重复,而固定板、卸料板凳都属于板类零件,其加工工艺比较规范。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 19 页 共 23 页6 模具的装配与调试6.1 的装配必须按照以下技术要求1) 、组成模具的各零件材料尺寸公差、行位公差、表面粗糙度和热处理等均应符合相应图纸要求。2) 、模架三相技术指标:上模座上平面平行下模座下平面,导拄轴心线垂直下模架下平面,到套轴心线垂直上模座上平面。3) 、模架的上模沿导拄上、下移动应平稳,无阻止现象。4) 、装配好的冲裁模,其封闭高度应均符合图纸规定要求。5) 、模柄轴心线垂直上模座上平面。6) 、凸、凹模配合间隙应符合图纸要求,剑侠、应均匀。7) 、模具应在生产条件下实验,冲出零件应符合图纸要求。6.2 组件装配模具装配前应将主要零件组装。1) 、模柄装配 采用压入法将模柄压入上模座。配合精度 H7/m6,保证模柄轴心线垂直上模座上平面。2) 、将凸模装入凸模固定板,成为凸模组件。3) 、将凸凹模装入凸凹模固定板,成为凸凹模组件。4) 、将导柱、导套压入上、下模板,成为模架,导柱、导套间滑动要平稳,无阻滞现象,上、下模板间要平行。6.3 确定装配基准件落料冲孔复合模装配应以凸凹模为基准件,首先确定凸凹模在模架中的位置,安装凸凹模组件,然后用平行夹板将凸凹模组件和上模夹紧,划出螺钉孔、销钉孔,钻铰螺钉、销钉孔,安装螺钉和销钉。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 20 页 共 23 页6.4 具体安装如下1) 安装上模部分检查上模各个零件尺寸是否能满足装配技术条件。将上模座倒放在夹板上加好,再将凸凹模组件放在上模座上,保证凸凹模的受力中心和模柄的中心重合,然后夹紧。2) 钻铰上模销钉和螺钉孔在凸模固定板上划线,确定螺钉孔、销钉孔和卸料螺钉过孔的位置,将上模部分放在钻床上,根据具体的要求将螺钉孔、销钉孔和卸料螺钉过孔加工出来。并用螺钉和销钉将上模部分固定。3) 配装凸、凹模部分在凸凹模固定板上放上等高的垫铁,再在凸凹模的外围放上纸片调整冲裁间隙,然后放上冲孔小凸模组件,调整间隙。最后将下模部分通过导柱和导套的配合装到上模上,紧固下模部分,划出对应的固定螺钉、销钉的位置,在钻床上加工出孔。4) 装弹压卸料部分将上下模拆开,在上模部分根据加工好的螺钉孔的位置,把卸料板上相应的螺钉的位置加工出来,然后将卸料板、弹簧装在上模上。在下模部分把推件板放到凹模孔内,将卸料螺钉安装在下模部分相应位置,并将下面的弹性推荐装置安装倒到位,再组装模具。完成模具的总装。 6.5 检验按冲模技术条件进行装配检查。6.6 试冲可用纸作为工件材料将其放在上、下模之间,用手锤敲击木并模柄进行试冲。在得到满意的制件后再在冲床上试冲,最后将模具连同合格制件一起交工。6.7 冲裁件的缺陷及调整由于模具存在制造和装配误差,试冲时冲裁件必然会出现缺陷,常见的缺陷和调整方法有以下几种:(1)送料不畅通或料被卡死原因是导料板之间的尺寸过小或有斜度,侧刃与侧刃挡块不密合形成方毛刺,使条料卡死,可以锉修或重装导料板,修整侧刃挡块消除间隙。 (2)卸料不正常装配不正确,卸料机构不能河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 21 页 共 23 页工作;弹簧或橡皮的弹力不足等。可以更换卸料板、弹簧或橡皮。 (3) 冲件质量不好 有毛刺、冲件不平等,应合理调整刃口间隙,修整凹模。结 论本课程设计是我们进行完了三年的模具设计与制造专业课程后进行的,它是对我们三年来所学课程的又一次深入、系统的综合性的复习,也是一次理论联系实践的训练。它在我们的学习中占有重要的地位。通过这次毕业设计使我再复习老知识的同时学到了许多新知识,对一些原来一知半解的理论也有了进一步的的认识。特别是原来所学的一些专业基础课:如机械制图、模具材料、公差配合与技术测量、冷冲模具设计与制造等有了更深刻的理解,使我进一步的了解了怎样将这些知识运用到实际的设计中。同时还使我更清楚了模具设计过程中要考虑的问题,如怎样使制造的模具既能满足使用要求又不浪费材料,保证工件的经济性,加工工艺的合理性。在设计的过程中通过冲压手册、模具制造简明手册、模具标准应用手册等队要设计的问题进行查询,我了解了通过更多的途径去了解我要做的设计,使设计更具合理性。也使我学会了设计过程中对资料的查询和运用。为我在以后的学习和工作开辟了新的途径,并给我指明了以后的学习方向,相信通过努力学习,我会掌握更多的知识,更多的技能。由于所学知识与能力有限,设计中难免有疏漏之处,恳请老师给予纠正。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 22 页 共 23 页致 谢感谢各位老师在三年之中的谆谆教诲和在作毕业设计的过程中对我的帮助。使我在大学三年学到了更多知识,在此衷心对各位老师的辛勤教导表示感谢。对你们在平时学习和生活中提供的帮助,值此毕业之际表示深深的谢意。毕业之后,我一定会努力工作的,不辜负各位老师对我们的深切期望,在这里也说一声:老师你辛苦了。祝各位老师,工作愉快,万事如意!河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书/ 论文第 23 页 共 23 页参考文献1冲模设计手册编写组编. 冲模设计手册. 北京:机械工业出版社,1999 年6 月2 郑家贤主编. 冲压工艺与模具设计实用技术. 北京:机械工业出版社,2005 年1 月3 付宏生主编. 冷冲压工艺与模具制造. 北京:化学工业出版社,20054 赵品,谢辅洲,孙文山主编. 材料科学基础. 哈尔滨:哈尔滨理工大学出版社,1998.85 钟柳斌主编. 冲压工艺与模具设计. 北京:机械工业出版社,20016 中国机械工业标准汇编. 北京:中国标准出版社,1998 年 12 月7 王孝培主编. 冲模设计手册. 北京:机械工业出版社,1998 年 1 月8 张鼎承主编. 冲模设计手册. 北京:机械工业出版社,1998 年 1 月9 王秀凤 万良辉主编. 冷冲压模具设计与制造. 北京:北京航空航天大学出版社,200510 徐进、陈再枝主编. 模具材料应用手册. 北京:机械工业出版社,2001 年 7月11 Pearce, Sheet Metal Forming. Bristol hiladelphia:Adamhilger,C119112 吴伯杰主编. 冲压工艺与模具. 北京:机械工业出版社,2004 年 6 月
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