3195 某机床注油孔冲压模具设计
3195 某机床注油孔冲压模具设计,机床,注油,冲压,模具设计
毕业设计(论文) 外文资料翻译系 别: 机电信息系 专 业: 机械设计制造及其自动化班 级: B070203 姓 名: 牟鹏力 学 号: B07020315 外文出处: 工程数值方法国际杂志 附 件: 1. 原文; 2. 译文 2011 年 06 月工程数值方法国际杂志板材冲压过程模具形状设计优化采用无网格法美国衣阿华州,衣阿华市 52242 号,衣阿华大学工程学院电脑辅导设计中心与机械工程研究室,Nam Ho Kim,Kyung Kook Choi 和 Jiun Shyan Chen概要一个模具形状设计灵敏度分析和金属板材的冲压工艺优化过程是基于拉格朗日函数公式提出来的。一种超弹性的弹塑性材料模型用于本构关系,其中包括一个大变形。的影响之间的接触条件,工件和刚性模之间的接触条件是通过带有一个修改库仑摩擦力 模型的刑罚方法施加的。工件的域名是离散的无网格法。一个连续的数字减影血管造影相对于刚性模具形状参数,制定使用设计速度的概念。模具形状扰动通过接触变分形式对结构性能产生影响。本文就变形依赖压负荷对设计敏感性的影响进行了讨论,结果表明该设计灵敏度方程使用相同的切线刚度矩阵的响应分析。该线性设计灵敏度方程求解无融合在每个迭代需要载荷步,这是相当有效的计算。灵敏度信息的准确性是与一个高度一致的有限差分法相比较而言的。一个模具形状设计优化问题获得解决的工件的理想形状,以减少回弹效果的影响,并显示出该方法的可行性。关键词:设计灵敏度分析,设计优化,弹塑性,薄板冲压1. 引言通过一个连续的扰动的形状设计灵敏度分析理论(DSA) 1是建立在良好的结构域成为一个设计的基础上的。然而,在铂金冲压工艺中,工件的形状通常不是一个设计并且产品的质量取决于模具形状得设计。在本论文中,刚性模具形状结构的依赖性是用来通过优化设计以提高产品质量的。由于工件的几何形状是固定的,这各问题被列为形状 DSA,这是与几何结构是一个设计参数的模型 DSA 相比较而言的。不过,形状 DSA 的设计概念在这里是用来描述模具形状扰动的。生产过程中的反应分析可以使用方程式或拉格朗日方程式进行。方程式忽略了弹性变形并遵循类似于非牛顿流体分析的过程2。然而,缺乏在该过程结束时残余应力的计算能力和回弹现象是其主要缺点,尽管这是一个简单的方程式。几个研究结果使用硬质塑料材料模型的报告用于 DSA。Maniatty和 Chen3 开发了稳态金属成形使用过程中采用一个半解析伴随变量方法的设计灵敏度方程式。Antunez 和 Kleiber4 采用控制体积法提出了一种在稳定的状态形成过程中的形状数字减影血管造影。Zhao 等人5解决一个无约束最优化问题,以尽量减少印工件所需形状和理想形状之间的形状差异。他们需要一个额外的灵敏度方程切线刚度矩阵,这是与响应分析的不同之处。Chung 和Hwang 6提出了一个短暂的成型工艺优化方法。由于半解析方法用于计算敏感性系数,准确性取决于设计扰动的尺寸。Balagangadhar 和 Tortorelli7 使用参考帧的方法讨论了制造工艺稳态过程的设计优化。DSA 检查程序的形状稳定状态类似于线性弹性并且伴随变量方法在这里是适用的。对于形状大变形的数字减影血管造影问题,由于形状设计参数在未变形的几何形状里被定义并且配置更新的分析在每个时间步长短暂的形成过程,适当的变换在未变形的配置或设计速度更新程序必须予以考虑。没有任何研究结果来阐释这个问题 ,许多过渡形式过程的形状灵敏度结果并不是那么准确。拉格朗日方程式与方程式相比需要更多的计算。然而,回弹现象计算的准确性和该进程结束时的残余应力是由拉格朗日方程式带来的优势。大变形弹塑性理论的成熟发展显著的提高了板料冲压成形模拟解决方案的准确性。李8通过定义一个无压力的中间配置和使用超弹性本构关系的弹性变形提出了弹性变形梯度乘法分解和塑料件。本构模型数值首选解各向同性材料大变形。这种模式非常适合单晶金属的可塑性。这一理论的计算框架的工作是由 Simo9进一步发展的,它保留了传统的主应力空间返回映射算法。对于与变形弹塑性有限乘法分解的详细讨论,请参阅参考文献9-13。一个 DSA 的拉格朗日乘弹塑性配方研制 Badrinarayanan 和 Zabaras14模具形状和工艺设计。他们指出,切线刚度矩阵是响应分析从不同的设计灵敏度方程。切线刚度矩阵的计算再次 DSA 和此过程减少计算效率。应当指出,如果始终线性发展,那么,灵敏度方程必须包含相同的切线刚度矩阵作为响应分析。最近,Wiechmann 和 Barthold15使用同样的切线刚度推导出灵敏度制定并以此作为通过一致线性矩阵分析的响应。在本论文中,施胶 DSA 的拉格朗日方程式得到了发展,和相同的切线刚度作为响应分析方法无需迭代在数字减影血管造影。数学上,一接触问题可归结为其中一个变分不等式在 Hilbert 空间解决方案,预计到约束集。这个约束最优化问题用拉格朗日乘数法或惩罚的方法可以近似。一个摩擦接触的条件可以通过刑罚方法和修改库仑摩擦定律制定出来。在文学上,一套约束集解决方案的预计定向微性可以用来证明线性问题 16。解决接触问题的灵敏度设计,这也是另一个在平等变的方法,可以通过采取近似设计的近似最小化问题的衍生物来解决。可以证明的是,接触问题的解决方案设计灵敏度近似收敛到变分平等为线性问题的解决方案。由于缺乏对非线性问题设计的敏感性存在的数学证明,设计导数的近似方法是采取罚款的有限变形摩擦接触问题17,18。结果表明,摩擦影响产生路径依赖,而正常的接触条件下路径不依赖。在本论文中,刚性模具的形状变化被认为是 DSA。结构响应取决于通过改变接触面变分形式僵化。一个压力相关的边界条件在有限变形问题特别引人关注。随着结构经验的变形,表面的牵引方向发生变化。通过边界表面的牵引整合转化为一个参数空间。残余力是根据当前的构形计算的,且切线刚度变得不对称。Hibbitt19 , Schweizerh 和 Ramm20在有限元方法的前提下更深入地讨论了非对称边界压力负荷的详细方程式,Simo21等人讨论了轴对称问题。设计灵敏度的制定可以在参数代表的前提下进行描述。由于设计的扰动不影响参数空间,设计差异可以直接作用于参数整合。事实证明,虚构的任期相应的负载压力负荷明确边界只取决于未变形配置的设计,这就是说即使负载非保守灵敏度方程式的路径也是独立的。一般来说,板材在冲压过程中的经验大变形。一个有效的数值方法,可处理传统有限元法网格变形的问题,同时在分析有限变形问题时是非常可取的。最近,研究人员主要集中在不使用网状结构来缓解这些困境的离散网域数值方法。许多无网格方法不要求有像在域离散网格中提出的那么多明确数量的网格。Belytschko 以及其他人22,23 提出了在无单元伽辽金(瑞士 EFG)方法,这能准确地解决结构性问题,并使用拉格朗日乘子法来施加本质边界条件。Liu以及其他人24 通过引入一个修改过的内核发展出了生产核质点法(再生核质点),使核估计再现位移多项式达到一定的准确程度。Chen25; 26和其他人将再生核质点 进一步拓展到高度非线性的超弹性,弹塑性和接触问题。无网格法是金属冲压工艺的一种理想的选择,因为不同于传统的有限元方法,解决的办法对网格变形不那么敏感。在本文中使用再生核质点作为金属冲压加工和数字减影血管造影的响应分析。然而,本文中设计灵敏度制定的提出是基于一个连续的方式,因此所有的公式对其他方法也是适用的,如使用适当的离散的有限元方法。本论文的具体规划如下。第一部分包括引言和文学评论,第二部分引入了数字减影血管造影的结构性问题,包括一个大变形弹塑性和乘法分解制定。在第三部分,作者采取参照模具形状的接触约束的衍生法制定出了模具形状 DSA,然后与第二部分推导出的结构方程相结合建立灵敏度方程式。为使增压冲压工艺能够得到更好的应用,第四部分探讨了压力负荷对响应分析和 DSA的作用。为了论证该方法的准确性和有效性,第五部分呈现出了钣金冲压过程的模具形状设计工艺优化。2. 弹塑性力学灵敏度配方设计有限变形毕业设计(论文) 外文资料翻译系 别: 机电信息系 专 业: 机械设计制造及其自动化班 级: B070203 姓 名: 牟鹏力 学 号: B07020315 外文出处: 工程数值方法国际杂志 附 件: 1. 原文; 2. 译文 2011 年 06 月工程数值方法国际杂志板材冲压过程模具形状设计优化采用无网格法美国衣阿华州,衣阿华市 52242 号,衣阿华大学工程学院电脑辅导设计中心与机械工程研究室,Nam Ho Kim,Kyung Kook Choi 和 Jiun Shyan Chen概要一个模具形状设计灵敏度分析和金属板材的冲压工艺优化过程是基于拉格朗日函数公式提出来的。一种超弹性的弹塑性材料模型用于本构关系,其中包括一个大变形。的影响之间的接触条件,工件和刚性模之间的接触条件是通过带有一个修改库仑摩擦力 模型的刑罚方法施加的。工件的域名是离散的无网格法。一个连续的数字减影血管造影相对于刚性模具形状参数,制定使用设计速度的概念。模具形状扰动通过接触变分形式对结构性能产生影响。本文就变形依赖压负荷对设计敏感性的影响进行了讨论,结果表明该设计灵敏度方程使用相同的切线刚度矩阵的响应分析。该线性设计灵敏度方程求解无融合在每个迭代需要载荷步,这是相当有效的计算。灵敏度信息的准确性是与一个高度一致的有限差分法相比较而言的。一个模具形状设计优化问题获得解决的工件的理想形状,以减少回弹效果的影响,并显示出该方法的可行性。关键词:设计灵敏度分析,设计优化,弹塑性,薄板冲压1. 引言通过一个连续的扰动的形状设计灵敏度分析理论(DSA) 1是建立在良好的结构域成为一个设计的基础上的。然而,在铂金冲压工艺中,工件的形状通常不是一个设计并且产品的质量取决于模具形状得设计。在本论文中,刚性模具形状结构的依赖性是用来通过优化设计以提高产品质量的。由于工件的几何形状是固定的,这各问题被列为形状 DSA,这是与几何结构是一个设计参数的模型 DSA 相比较而言的。不过,形状 DSA 的设计概念在这里是用来描述模具形状扰动的。生产过程中的反应分析可以使用方程式或拉格朗日方程式进行。方程式忽略了弹性变形并遵循类似于非牛顿流体分析的过程2。然而,缺乏在该过程结束时残余应力的计算能力和回弹现象是其主要缺点,尽管这是一个简单的方程式。几个研究结果使用硬质塑料材料模型的报告用于 DSA。Maniatty和 Chen3 开发了稳态金属成形使用过程中采用一个半解析伴随变量方法的设计灵敏度方程式。Antunez 和 Kleiber4 采用控制体积法提出了一种在稳定的状态形成过程中的形状数字减影血管造影。Zhao 等人5解决一个无约束最优化问题,以尽量减少印工件所需形状和理想形状之间的形状差异。他们需要一个额外的灵敏度方程切线刚度矩阵,这是与响应分析的不同之处。Chung 和Hwang 6提出了一个短暂的成型工艺优化方法。由于半解析方法用于计算敏感性系数,准确性取决于设计扰动的尺寸。Balagangadhar 和 Tortorelli7 使用参考帧的方法讨论了制造工艺稳态过程的设计优化。DSA 检查程序的形状稳定状态类似于线性弹性并且伴随变量方法在这里是适用的。对于形状大变形的数字减影血管造影问题,由于形状设计参数在未变形的几何形状里被定义并且配置更新的分析在每个时间步长短暂的形成过程,适当的变换在未变形的配置或设计速度更新程序必须予以考虑。没有任何研究结果来阐释这个问题 ,许多过渡形式过程的形状灵敏度结果并不是那么准确。拉格朗日方程式与方程式相比需要更多的计算。然而,回弹现象计算的准确性和该进程结束时的残余应力是由拉格朗日方程式带来的优势。大变形弹塑性理论的成熟发展显著的提高了板料冲压成形模拟解决方案的准确性。李8通过定义一个无压力的中间配置和使用超弹性本构关系的弹性变形提出了弹性变形梯度乘法分解和塑料件。本构模型数值首选解各向同性材料大变形。这种模式非常适合单晶金属的可塑性。这一理论的计算框架的工作是由 Simo9进一步发展的,它保留了传统的主应力空间返回映射算法。对于与变形弹塑性有限乘法分解的详细讨论,请参阅参考文献9-13。一个 DSA 的拉格朗日乘弹塑性配方研制 Badrinarayanan 和 Zabaras14模具形状和工艺设计。他们指出,切线刚度矩阵是响应分析从不同的设计灵敏度方程。切线刚度矩阵的计算再次 DSA 和此过程减少计算效率。应当指出,如果始终线性发展,那么,灵敏度方程必须包含相同的切线刚度矩阵作为响应分析。最近,Wiechmann 和 Barthold15使用同样的切线刚度推导出灵敏度制定并以此作为通过一致线性矩阵分析的响应。在本论文中,施胶 DSA 的拉格朗日方程式得到了发展,和相同的切线刚度作为响应分析方法无需迭代在数字减影血管造影。数学上,一接触问题可归结为其中一个变分不等式在 Hilbert 空间解决方案,预计到约束集。这个约束最优化问题用拉格朗日乘数法或惩罚的方法可以近似。一个摩擦接触的条件可以通过刑罚方法和修改库仑摩擦定律制定出来。在文学上,一套约束集解决方案的预计定向微性可以用来证明线性问题 16。解决接触问题的灵敏度设计,这也是另一个在平等变的方法,可以通过采取近似设计的近似最小化问题的衍生物来解决。可以证明的是,接触问题的解决方案设计灵敏度近似收敛到变分平等为线性问题的解决方案。由于缺乏对非线性问题设计的敏感性存在的数学证明,设计导数的近似方法是采取罚款的有限变形摩擦接触问题17,18。结果表明,摩擦影响产生路径依赖,而正常的接触条件下路径不依赖。在本论文中,刚性模具的形状变化被认为是 DSA。结构响应取决于通过改变接触面变分形式僵化。一个压力相关的边界条件在有限变形问题特别引人关注。随着结构经验的变形,表面的牵引方向发生变化。通过边界表面的牵引整合转化为一个参数空间。残余力是根据当前的构形计算的,且切线刚度变得不对称。Hibbitt19 , Schweizerh 和 Ramm20在有限元方法的前提下更深入地讨论了非对称边界压力负荷的详细方程式,Simo21等人讨论了轴对称问题。设计灵敏度的制定可以在参数代表的前提下进行描述。由于设计的扰动不影响参数空间,设计差异可以直接作用于参数整合。事实证明,虚构的任期相应的负载压力负荷明确边界只取决于未变形配置的设计,这就是说即使负载非保守灵敏度方程式的路径也是独立的。一般来说,板材在冲压过程中的经验大变形。一个有效的数值方法,可处理传统有限元法网格变形的问题,同时在分析有限变形问题时是非常可取的。最近,研究人员主要集中在不使用网状结构来缓解这些困境的离散网域数值方法。许多无网格方法不要求有像在域离散网格中提出的那么多明确数量的网格。Belytschko 以及其他人22,23 提出了在无单元伽辽金(瑞士 EFG)方法,这能准确地解决结构性问题,并使用拉格朗日乘子法来施加本质边界条件。Liu以及其他人24 通过引入一个修改过的内核发展出了生产核质点法(再生核质点),使核估计再现位移多项式达到一定的准确程度。Chen25; 26和其他人将再生核质点 进一步拓展到高度非线性的超弹性,弹塑性和接触问题。无网格法是金属冲压工艺的一种理想的选择,因为不同于传统的有限元方法,解决的办法对网格变形不那么敏感。在本文中使用再生核质点作为金属冲压加工和数字减影血管造影的响应分析。然而,本文中设计灵敏度制定的提出是基于一个连续的方式,因此所有的公式对其他方法也是适用的,如使用适当的离散的有限元方法。本论文的具体规划如下。第一部分包括引言和文学评论,第二部分引入了数字减影血管造影的结构性问题,包括一个大变形弹塑性和乘法分解制定。在第三部分,作者采取参照模具形状的接触约束的衍生法制定出了模具形状 DSA,然后与第二部分推导出的结构方程相结合建立灵敏度方程式。为使增压冲压工艺能够得到更好的应用,第四部分探讨了压力负荷对响应分析和 DSA的作用。为了论证该方法的准确性和有效性,第五部分呈现出了钣金冲压过程的模具形状设计工艺优化。2. 弹塑性力学灵敏度配方设计有限变形- 1 -西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)开题报告题目:某机床注油孔冲压模具设计系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 B070203 姓 名 牟鹏力 学 号 B07020315 导 师 樊亚军 2010 年 11 月 26 日2撰写内容要求(可加页,小四号宋体,行距 22 磅): 1. 毕业设计(论文)综述(题目背景、研究意义及国内外相关研究情况)1) 、课题名称某机床注油孔冲压模具设计2) 、课题研究背景和意义冲压式借助冲压设备的动力,通过模具的作用,使板料分离或经塑性成形而获得一定形状、尺寸和性能制作的加工技术。冲压加工时金属塑性加工的主要方法之一。与塑性加工的其他方法及机械制造中其他冷、热加工方法相比具有以下优点:1、生产率高;2、易于实现机械化及其自动化;节约材料,节省能源;4、尺寸精度稳定那个,表面质量好;5、强度高、刚性大、重量轻等优点。本课题目的训练学生设计冷冲压模具的能力,为以后的工作打下初步的基础。3) 、国内外相关研究情况21 世纪的冲压技术将以更快的速度持续发展,发展的方向将更加突出“精、省、净”的需求,适应模具产品“ 交货期短”、 “精度高”、 “质量好” 、 “价格低”的要求服务。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。近年来许多模具企业因此加大了用于技术进步的投资力度,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 等国际通用软件,并成功应用于冲压模的设计中。目前,在上述供求总体情况中,有几个具体情况必须说明:一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技术含量较低的中低档模具,因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模总体满足率,这些模具的发展已滞后于冲压件生产,而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模市场总体满足率;二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多,具有一定的竞争力,因此其在国际市场的前景看好,2005 年冲压模出口达到 1.46 亿美元,比 2004 年增长 94.7%就可说明这一点;专家认为,未来冲压模具制造技术有以下几大发展趋势:(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5CAD/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。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。(3) 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。2. 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施(1)冲 压 模 研 究 的 重 点 和 难 点模 具 技 术 未 来 发 展 趋 势 主 要 是 朝 信 息 化 、 高 速 化 生 产 与 高 精 度 化 发 展 。 因 此从 设 计 技 术 来 说 , 发 展 重 点 在 于 大 力 推 广 CAD/CAE/CAM 技 术 的 应 用 , 并 持 续 提高 效 率 , 特 别 是 板 材 成 型 过 程 的 计 算 机 模 拟 分 析 技 术 。 为 了 提 高 CAD、 CAE、 CAM 技 术 的 应 用 水 平 , 建 立 完 整 的 模 具 资 料 库 及 开 发 专家 系 统 和 提 高 软 件 的 实 用 性 十 分 重 要 。 高 精 度 加 工 目 前 主 要 是 发 展 模 具 零 件 精度 1 m 以 下 和 表 面 粗 糙 度 Ra 0.1 m 的 各 种 精 密 加 工 。 提 高 模 具 标 准 化 程 度 ,搞 好 模 具 标 准 件 生 产 供 应 也 是 冲 压 模 技 术 发 展 重 点 之 一 。 为了提高冲压模的寿命,模具表面的各种强化超硬处理等技术也是发展重点。 对于模具数字化制造、系统集成、逆向工程、快速原型/模具制造及计算机辅助应用技术等方面形成全方位解决方案,提供模具开发与工程服务,其他发展重点及展望的内涵十分丰富,这里只就管理、专业化与标准化及行业调整三个方面作一些分析。 (2)研究方案通过对零件的二维和立体图进行认真分析,本次某机床注油口冲压模的设计难点在于 55mm 深,0.8mm 的厚度的哪个深孔,初步拟定的工作方案:第 一 种 方 案 : 下 料 冲 R7.5 的 小 孔 冲 直 径 55mm 的 大 孔 ( 冲 的 是 浅 孔 )拉 伸 变 薄 拉 伸 翻 孔 。6第 二 种 方 案 : 下 料 ( 把 旁 边 那 个 R15 的 外 形 直 接 做 出 来 ) 级 进 模 具 。第三种方案:下料冲深度 55mm 的小孔(冲的是直径为 55mm 的浅孔)拉伸变薄拉伸翻孔整形冲 R7.5 的通孔。由于冲 55mm 的深孔时会板料会发生变形,所以在冲完 55mm 的深孔后,必须进行整形,把图形外形,定位尺寸定好之后,然后再冲 R7.5 的小孔,综合比较之后,选择方案三!3. 本课题研究的重点及难点,前期已开展工作对于本次课题某机床注油口的冲压设计难点在于拉伸那个直径为 180mm,深度 55mm 的深孔。拉伸这个孔需要拉伸,再翻孔,需要注意的是计算拉伸时注意板件恶性变形,需要合理的分析和周密的计算其变形应力确定变形程度、毛坯与模具的摩擦阻力及筒壁的承载能力,以免造成筒件拉裂。重点在于需要根据零件的相对高度 h/d 确定拉深次数,以及圆筒形件拉深工序尺寸的详细计算。前期工作主要是查阅相关资料和有关书籍,学习一些欠缺的理论知识,学习冲4注:1. 正文:宋体小四号字,行距 22 磅。2. 开题报告由各系集中归档保存。压模设计的方法和注意事项,初步确定注油口冲压模的工作方案。4. 完成本课题的工作方案及进度计划(按周次填写)第一周至第三周:做毕业设计准备工作,查找相关资料,补充设计知识,确定加工方案做好开题答辩工作。第四周至第七周:根据前期补充的知识,进行模具结构的简单设计,完成中期报告。第八周至第十二周:对各套冲压模具机构尺寸、强度等进行具体计算。第十三周至第十六周:绘制冲压模具机械工程图及相应零件图,完成毕业设计论文,做好毕业答辩准备5 指导教师意见(对课题的深度、广度及工作量的意见)指导教师: 年 月 日 6 所在系审查意见:系主管领导: 年 月 日4参考文献【1】吴伯杰,冲压工艺与模具,电子工业大学出版社,2004.6【2】翁其金,徐新成,冲压工艺及冲模设计,机械工业出版社,2004 年7 月【3】 冷冲压工艺及模具设计教程 牟林魏编著,清华大学出版社 2005.4【4】 冷冲压技术 翁其金主编,机械工业出版社,2005.1【5】 冷冲压模具设计指导 王芳主编,机械工业出版社,2005【6】 冷冲压模具设计及制造 中国机械工业教育协会,机械工业出版社,2003【7】 机械制造基础孙学强主编,机械工业出版社,2005【8】 模具制造工艺学甑瑞麟主编,清华大学出版社,2005.4【9】 特种加工技术周旭光等编,西安电子科技大学出版社,2004.7【10】 冲压工艺与模具设计 成虹主编,高等教育出版社 2002.7【11】 实用冲压工艺及模具设计手册 杨玉英主编,机械工业出版社,2005.10【12】 冲模设计手册 张鼎承主编,机械工业出版社,2001【13】 Automated design of sheet metal punches for bending multiple parts in a single setupAlva, Ujval (Mech. Eng. Dept. Inst. Syst. Res., University of Maryland, College Park, MD 20742, United States); Gupta, Satyandra K. Source: Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, v 17, n 1-2, p 33-47, February 2001【14】冲压金属模型(基础篇) J.塑性加工,1998,39(9)【15】Friction factor measurement for sheet metal formingXu, S.C. (Tangshan Econ. and Trade Comm., Tangshan 063000, China); Wang, X.J. Source: Kang Tieh/Iron and Steel (Peking), v 36, n 2, p 37-40, February 2001 Language: ChineseXXXX 大学本科毕业设计(论文)题目:某机床注油孔冲压模具设计系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化班 级: 1230203 学 生: XXXX 学 号: 123020315 指导教师: XXXX 2011 年 05 月XXXX 大学本科毕业设计(论文)题目:某机床注油孔冲压模具设计系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化班 级: 1230203 学 生: XXXX 学 号: 123020315 指导教师: XXXX 2011 年 05 月 毕业设计(论文)任务书系 别 专业 班 姓名 学号 1.毕业设计(论文)题目: 某机床注油口冲压模具设计 2.题目背景和意义:冲压是借助冲压设备的动力,通过模具的作用,使板料分离或经塑性成形而获得一定形状、尺寸和性能制件的加工技术。冲压加工是金属塑性加工的主要方法之一。与塑性加工的其它方法及机械制造中其它冷、热加工方法相比具有以下优点:1、生产效率高;2、易于实现机械化及其自动化;3、节约材料,节省能源;4、尺寸精度稳定,表面质量好;5、强度高、刚性大、重量轻等优点。本课题目的训练学生设计冷冲压模具的能力,为以后的工作打下初步的基础。 3.设计(论文)的主要内容(理工科含技术指标):基本要求:确定冲压工艺方案后,应通过分析比较,选择合理的模具结构型式,使其尽量满足以下要求:(1)能冲出符合技术要求的工件;(2)能提高生产率;(3)模具制造和维修方便;(4)模具有足够的寿命;(5)模具易于安装调整,且操作方便、安全。模具装配图一张(A0 以上);零件图若干张;设计计算说明书一份,典型零件工艺卡片一份。 4.设计的基本要求及进度安排(含起始时间、设计地点): 地点:校内 第一周至第三周:查找相关资料,确定加工方案做好开题答辩工作。第四周至第八周:进行模具结构的简单设计,完成中期报告。第九周至第十二周:完成各套冲压模具机构尺寸、强度等具体计算。第十三周至第十六周:绘制冲压模具工程图及相应零件图,完成毕业设计论文5.毕业设计(论文)的工作量要求 论文字数 1.5 万左右,外文翻译 3000 汉字 实验(时数) *或实习(天数): 无 图纸(幅面和张数) *: 合 3 张 A0 其他要求: 无 指导教师签名: 年 月 日学生签名: 年 月 日系主任审批: 年 月 日说明:1 本表一式二份,一份由学生装订入册,一份教师自留。2 带*项可根据学科特点选填。摘要I注油口冲压设计摘 要本次毕业设计是完成某机床注油口冲压工艺及模具设计。采用落料、拉深、冲孔、翻边、切边工艺。设计中分析了工件的冲压工艺性,计算了毛坯排样、冲压力、刃口尺寸计算等。进行了模具总体结构、主要零部件的设计,绘制了落料、拉深、冲孔复合模和翻边、切边的单工序模具装配图和零部件图。本文对冲压某机床注油孔的全部过程所需的模具进行简单介绍,并绘制了相应的模具装配图,并对各套模具的工作过程及模具设计中的定位、卸料等装置进行了简单介绍。对于本次课题某机床注油口的冲压设计难点在于拉伸那个直径为 180mm,深度 55mm 的深孔。拉伸这个孔需要拉伸,再翻孔,需要注意的是计算拉伸时注意板件恶性变形,需要合理的分析和周密的计算其变形应力确定变形程度、毛坯与模具的摩擦阻力及筒壁的承载能力,以免造成筒件拉裂。重点在于需要根据零件的相对高度 h/d 确定拉深次数,以及圆筒形件拉深工序尺寸的详细计算。关键词: 冲压工艺 冲压模具设计 装配图AbstractIINote hole in a stamping die design toolAbstractThe graduation project is the completion of fuel injection port of a machine stamping process and die design. Use of blanking, drawing, piercing and flanging, trimming process. Analysis of the design process of stamping parts, calculate the rough layout, punch pressure, blade size calculation. The overall structure of the die, the main components of the design, drawing the blanking, drawing, piercing and flanging compound die, trimming a single mold assembly and parts operations plansIn this paper, punch a hole all the machine injection mold process requires a brief introduction, and the mapping of the corresponding die assembly drawings, and the work of the various sets of mold and die design in the process of positioning, discharging a brief description of device . The topic for the mouth of a stamping machine oiling design difficulty is stretching the diameter of 180mm, depth 55mm deep hole. Need to stretch the hole stretch, zaifan hole, need to pay attention when the attention is to calculate the tensile deformation of plate, and malignant, a logical analysis and careful calculation to determine the stress deformation of the deformation degree of friction with the mold and the rough cylinder wall Carrying capacity, so as to avoid tube pieces crack. Need to focus on parts of the relative height h / d to determine the number of drawing, and the cylindrical deep drawing process dimensions of the detailed calculationsKey Words: Press process Press tool design assembly diagram目录III目 录 注油口冲压设计 .INote hole in a stamping die design tool.II主 要 符 号 表 .V1 绪论 .11.1 冲压模的背景 .11.2 冲压模具制造技术几大发展趋势: .21.3 冲压模研究的重点和难点 .31.4 论文的组织结构 .42 工件的冲压工艺分析 .52.1 冲压件具体分析 .52.2 零件冲压工艺方案的确定 .62.2.1 工艺孔冲制方案 .63 毛坯尺寸、拉深次数的计算及排样方式的选择 .73.1 计算毛坯尺寸 .73.2 按凸缘筒状形件的拉深 .8.3.3 冲裁排样方式的设计及计算 .104 模具设计及计算 .114.1 第一副模具(落料模)的设计及计算 .114.1.2 选择冲床时总冲压力 .114.1.3 模具类型及结构形式的选择与计算 .124.1.4模具工作部分刃口尺寸和公差的计算 .124.2 拉深模的模具设计及计算 .154.2.1 计算拉深力 .154.2.2 压力机的初步选用 .1643 冲预制孔模具设计及计算 .184.3.1 冲预制孔的力 .184.3.2 推件力 .184.3.3 压力机的出不选择 .184.3.4 凸、凹模刃口尺寸的计算方法 .194.3.4.1 冲孔凸模刃口尺寸 .194.3.5 模具类型及结构形式的选择 .194.4.1 第四副(翻边)模具的设计和计算 .20目录IV4.4.1.1 计算冲裁力 .204.4.1.2 压力机的初步选择 .204.5 切边模具设计及计算 .224.5.1 第五套模具(切边模)的模具设计 .224.5.1.1 各工序压力的计算与压力机得初步选用 .224.5.1.2 切边模刃口尺寸和公差 .235 结论 .255.1 总结 .255.2 体会 .25参考文献: .26致 谢 .27毕业设计(论文)知识产权声明 .28毕业设计(论文)独创性声明 .29主要符号表V主 要 符 号 表Ra 表面粗糙度L 周长X 、K 系数t 材料厚度S 步距r 半径B 宽度A 面积Z 冲裁模初始双面间隙F 作用力n 件数h 高度A 凸、凹刃口尺寸t 凸模制造公差a 凸模制造公差dt 凸模刃口尺寸主要符号表VIda 凹模刃口尺寸 冲裁件制造公差C 间隙系数XXXX 大学毕业设计(论文)11 绪论1.1 冲压模的背景改革开放以来,随着经济的发展,冲压技术应用应用范围越来越广泛,在国民经济各部门中,几乎都有冲压加工生产,它不仅与整个机械行业密切相关,而且与人们的生活紧密相连。冲压工艺与冲压设备正在不断地发展,特别是精密冲压。高速冲压、多工位自动冲压以及液压成形、超塑性冲压等各种冲压工艺的迅速发展,把冲压的技术水平提高到了一个新高度。新型模具材料的采用和钢结合金、硬质合金模具的推广,模具各种表面处理技术的发展,冲压设备和模具结构的改善及精度的提高,显著地延长了模具的寿命和扩大了冲压加工的工艺范围。由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状工件等一系列优点,在机械、汽车、轻工、国防、电机电器、家用电器,以及日常生活用品等行业应用非常广泛,占有十分重要的地位。随着工业产品的不断发展和生产技术水平的不断提高,冲压模具作为个部门的重要基础工艺装备将起到越来越大的作用。冲压式借助冲压设备的动力,通过模具的作用,使板料分离或经塑性成形而获得一定形状、尺寸和性能制作的加工技术。冲压加工时金属塑性加工的主要方法之一。与塑性加工的其他方法及机械制造中其他冷、热加工方法相比具有以下优点:1、生产率高;2、易于实现机械化及其自动化;节约材料,节省能源;4、尺寸精度稳定那个,表面质量好;5、强度高、刚性大、重量轻等优点。本课题目的训练学生设计冷冲压模具的能力,为以后的工作打下初步的基础。国内外相关研究情况21 世纪的冲压技术将以更快的速度持续发展,发展的方向将更加突出“精、省、净”的需求,适应模具产品“交货期短” 、 “精度高” 、 “质量好” 、 “价格低”的要求服务。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。近年来许多模具企业因此加大了用于技术进步的投资力度,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 等国际通用软件,并成功应用于冲压模的设计中。目前,在上述供求总体情况中,有几个具体情况必须说明:一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技术含量较低的中低档模具,因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲XXXX 大学毕业设计(论文)2压模总体满足率,这些模具的发展已滞后于冲压件生产,而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模市场总体满足率;二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多,具有一定的竞争力,因此其在国际市场的前景看好1.2 冲压模具制造技术几大发展趋势: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。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。XXXX 大学毕业设计(论文)3(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。1.3 冲压模研究的重点和难点模 具 技 术 未 来 发 展 趋 势 主 要 是 朝 信 息 化 、 高 速 化 生 产 与 高 精 度 化 发 展 。因 此 从 设 计 技 术 来 说 , 发 展 重 点 在 于 大 力 推 广 CAD/CAE/CAM 技 术 的 应 用 ,并 持 续 提 高 效 率 , 特 别 是 板 材 成 型 过 程 的 计 算 机 模 拟 分 析 技 术 。 为 了 提 高 CAD、 CAE、 CAM 技 术 的 应 用 水 平 , 建 立 完 整 的 模 具 资 料 库 及 开发 专 家 系 统 和 提 高 软 件 的 实 用 性 十 分 重 要 。 高 精 度 加 工 目 前 主 要 是 发 展 模 具零 件 精 度 1 m 以 下 和 表 面 粗 糙 度 Ra 0.1 m 的 各 种 精 密 加 工 。 提 高 模 具标 准 化 程 度 , 搞 好 模 具 标 准 件 生 产 供 应 也 是 冲 压 模 技 术 发 展 重 点 之 一 。 为了提高冲压模的寿命,模具表面的各种强化超硬处理等技术也是发展重点。 对于模具数字化制造、系统集成、逆向工程、快速原型/模具制造及计算机辅助应用技术等方面形成全方位解决方案,提供模具开发与工程服务,其他发展重点及展望的内涵十分丰富,这里只就管理、专业化与标准化及行业调整三个方面作一些分析。XXXX 大学毕业设计(论文)41.4 论文的组织结构本论文的组织结构如下:第一章:介绍冲压模的背景、冲压模具制造技术的几大发展趋势和冲压模具研究的重点和难点。第二章:工件的冲压工艺分析、零件冲压工艺方案的确定。第三章:计算毛坯尺寸、按凸缘筒状形件的拉深和冲裁排样方式的设计及计算。第四章:第一副模具(落料模)的设计及计算、第二副模具(拉深模)的设计及计算、第三副模具(冲预制孔)的模具设计与计算、第四副(翻边)模具的设计和计算和第五套模具(切边模)的模具设计第五章:介绍了设计者在完成本此毕业设计后的心得体会。XXXX 大学毕业设计(论文)52 工件的冲压工艺分析2.1冲压件具体分析本次毕业设计的冲压件是某机床注油口冲压件的生产过程的设计。该工件是一个一边带凸缘的筒形件,在 180mm 的内孔中,用来注油要求,有较高的光洁度和相对的位置精度。除了要保证它的公差还要保证它的高度。从以上分析可看出它需要经过落料,拉深,冲预制孔,翻边,修边,校平等冲压工序,但需要几次拉深,冲预制孔,翻边尺寸如何计算以及冲侧孔应该采用哪种方式和如何排样等成为本次设计的重点和难点,本次设计的模具精度并不需要很高,达到 IT10-IT9均可满足。本次的材料是 Q235,属于低碳钢。其材料性能:工件图可见图2-1XXXX 大学毕业设计(论文)6图2-12.2 零件冲压工艺方案的确定2.2.1 工艺孔冲制方案此工件是一个凸缘拉深件,但加工 180mm 孔有多种方案:方案一:拉深后再车去底部方案二:拉深后再冲去底部方案三:拉深后冲孔、翻边在上述三种方案中,采取第一种方案,工件的质量较高,但生产率低,而且费料。在工件底部要求不高的条件下,不宜采用。第二种方案需要增加整形工序,而且质量不易保证。采用第三种方案,生产率高,而且省料。另外,按工件使用情况翻边工序完全可以保证工作技术要求。所以采用第三种方案合理。XXXX 大学毕业设计(论文)73 毛坯尺寸、拉深次数的计算及排样方式的选择3.1 计算毛坯尺寸在计算毛坯前,需要先确定翻边前得半成品的形状和尺寸,孔 180mm 的高度太大,不能用翻边的办法全部都制造出来,而是一部分要靠拉深形成的。翻边高度的具体计算;根据翻边工艺计算翻边系数 k k=1-2(55-0.434-0.72t)D 将直径 D=180mm,翻边圆角半径 r=4mm,板料厚度 t=0.8mm 带入翻边公式得k=1-2(55-0.434-0.720.8)180=0.41则预制孔径 d=0.41180=73.8从表 3-1 翻边系数表翻边方法 球形凸模 圆柱形凸模制孔方法 钻孔去毛刺 冲孔 钻孔去毛刺 冲孔100 0.70 0.70 0.80 0.8550 0.65 0.65 0.70 0.7535 0.52 0.57 0.60 0.6520 0.45 0.52 0.50 0.6015 0.40 0.48 0.45 0.5510 0.36 0.45 0.42 0.528 0.33 0.44 0.40 0.506.5 0.31 0.43 0.37 0.505 0.30 0.42 0.35 0.483 0.25 0.42 0.30 0.47相对直径d/t1 0.20 0.25XXXX 大学毕业设计(论文)8查得翻边系数 k =0.85(采用平底凸模冲制底孔) ,即计算翻边系数小于表0中查得的翻边系数,所以能够一次翻边而成。翻边极限高度 h =D(1- k0)2+0.57(r-t2)max=13.5+2.508=16.008mm工件的相对高度 Hd=55180=0.31取翻边高度为 h=16 所以拉深高度 h1=55-16=39mm冲预制孔径: d=mD=0.85180=153mm,冲预制孔为 d=153mm冲孔,翻边前半成品如图 3-1图 3-13.2 按凸缘筒状形件的拉深查表 3-2 修边余量值表:工件相对高度 Hd工件高度 H0.5 0.81.6 1.62.5 2.5-410 1.0 1.2 1.5 210-20 1.2 1.6 2 2.52050 2 2.5 3.3 450100 3 3.8 5 6100150 4 5 6.5 8150200 5 6.3 8 10200-250 6 7.5 9 11250 7 8.5 10 12确定修边余量值: =6mm,所以拉深件实际凸缘直径dF=dt+2 =180+26=192mmXXXX 大学毕业设计(论文)9计算毛坯直径:当 r=R 时,毛坯直径:S = (d -d )= (260 -190 )=24727.5mm14 2f14.322S = r(d -4r)= 3(3.14190-12)=2753.466mm2 1. 2S =d h=3.1415339=18797.61 mm3 2S = r(d +4r)= 3(3.14153+32)=773.1 mm42 324. 2S = d = 153 =18376.1 mm5 .12D= =288mm总图形分解图确定能否一次拉深成型:由相对凸缘直径和相对毛坯厚度查表弓箭的拉深因数: 623.084179dmF总毛坯相对厚度: 用式 4-3 判断孔深是是.20t ),1(045.tMD否需要压边,因 0.045(1-0.692)=0.01386,而 ,故需386.2.dt0要加压边圈相对厚度可以查表 4-2 中查表首次拉深的极限孔深因数 m1=0.5,因m=0.623m1, 故工件是需要一次孔深。XXXX 大学毕业设计(论文)10.3.3 冲裁排样方式的设计及计算查表 3-3 搭边值表:手工送料材料厚度t(mm) 圆形 非圆形 往复送料自动送料a a1a a1a a1a a11 1.5 1.5 2 1.5 3 2 3 21-2 2 1.5 2.5 2 3.5 2.5 3 22-3 2.5 2 3 2.5 4 3.5 3 23-4 3 2.5 4 3 5 4 4 34-5 4 3 5 4 6 5 5 45-6 5 4 6 5 7 6 6 56-8 6 5 7 6 8 7 7 68 7 6 8 7 9 8 8 7最小搭边值 a=2,a 1=1.5计算冲裁面积 222212 m7851308314.73-)h()4( DDA排样如图 3-41条料宽度:b=288+32=294mm进距: m5.319285.13hXXXX 大学毕业设计(论文)11一个材料利用率: %745.3192810bhnA4 模具设计及计算4.1 第一副模具(落料模)的设计及计算4.1.1 各工序压力的计算该模具采用弹性卸料和上出料方式1)冲裁力 95)243h(RDL3b 108.095tfF2)推件力取图 2-17a 的刃口形式 n=1K推推 n查表 4-1 材料 料源 K 卸 K 推 K 顶钢 0.52.5 0.0250.06 0.05 0.06K 推 =0.05 故 F 推 =(10.0529110 3)=14550N4.1.2 选择冲床时总冲压力F 总 =F+F 推 =(14.55+291)10 3=306103N=306N在考虑个因素后,取一安全系数 0.7 左右,所以必须选用开式双拉固定台压力及 JA22-35公称压力/kn滑块行程/mm行程次数/min-1最大闭合高度/mm闭合高度调节量/mm工作台尺寸/mm模柄孔尺寸/mm350 130 50 280 60 前后 380左右 610直径:50深度:70XXXX 大学毕业设计(论文)124.1.3 模具类型及结构形式的选择与计算 本次第一副模具采用落料单工序模结构。落料采用倒装式。下模座直接和凸模连接,用螺钉和弹簧组合顶废料机构,定位销和弹簧组合组成定位装置。在上模座,为了使落好的毛坯件和凹模脱离,设置顶件器和橡胶组合作为推件装置。因为毛坯厚度较薄为 0.8mm,如果用顶件杆等装置由于受力不够均匀容易使毛坯件变形或会被顶穿,而顶件器与毛坯件接触面积比较大,受力比较均匀,使毛坯件容易和凹模分离且不影响毛坯件自身形状。落料模模具装配图4.1.4模具工作部分刃口尺寸和公差的计算4.1.4.1 落料凸凹模的刃口尺寸查表 2-10 得间隙值 XXXX 大学毕业设计(论文)13查表 2-12 得凸模、凹模的制造公式 基本尺寸 凸模公差 f 凸 凹模公差 f 凹180260 -0.30 0.040f 凸 =0.030 f 凹 =0.045校核:z max -zmin=0.10-0.06=0.04 f 凸 +f 凹 =-0.030+0.045=0.015满足 zmax -zminf 凸 +f 凹 的条件可采用分开加工的方法。对毛坯料中未注公差尺寸,有书给出各尺寸的极限偏差。基本尺寸 尺寸的类型、包容表面被包容表面 暴露表及孔中心距1018180260+0.43+1.15-0.43+1.150.250.6定毛坯直径: 15.028查表得系数 圆形 X 值 非圆形 X 位 0.75 0.5 x=0.5XXXX 大学毕业设计(论文)14查圆筒形件拉深凸凹模的制造公差 3-7 表基本尺寸 凸模偏差 P凹模偏差 d18 -0.0220 +0.0201930 -0.020 +0.3253080 -0.020 +0.03080120 -0.025 +0.035120180 -0.030 +0.040180260 -0.030 +0.045260360 -0.035 +0.050360500 -0.040 +0.060500 -0.050 +0.070凹模刃口尺寸: 凹凹 ZfxD0)(025.025.43871.28.0.0)435( 凹R凸模刃口尺寸: mD30.3.0f-min 26.7)z( 凸凹凸 m0.03.256785.23凹模厚度 H=kb.因数 k 查表 料厚/b/min k1 0.12H=0.12 322=38.6439mm4.1.5 模具其他零件的设计与计算根据落料凹模的周界尺寸,查冲压手册相关资料,本次落料凹模的周界尺寸长在 250mm 左右,按资料中选上模座为 650 450 39mm。下模座为650 450 39mm 的规格。再反过来校核的初步选用的压力为 350KN 的公称压力。工作台尺寸:左右为 610mm,前后为 380mm,工作台闭合高度为 280mm,显然可以放下该模座。因此所选压力机符合要求。则模柄的规格为直径 50mm,高 70mm,其他结构的尺寸参见参考文献冲压手册 。 XXXX 大学毕业设计(论文)154.1.6 定位、卸料零件设计本副模具采用两个到料板导向送料。设计两个带弹簧的定位销用作条料定位。条料沿导料板送料。由于板料厚度为 0.8mm,厚度太薄,故不能采用卸料杆,应采用卸料板进行卸料,其结构简单,卸料力大,用于板料厚度较薄的情况。设置顶件器、打杆使毛坯和凹模分离。4.2 拉深模的模具设计及计算4.2.1 计算拉深力F=kdt b已知 m=0.687,由表中 4-18 中查得 k=0.55,Q235 钢的强度极限=470MPa,则bF=(0.55 3.141800.8470)=159386.26159386N压边力F = D -(d +2r ) P 式中 r =r =3mm,D=248mm,d =180mm,Q421凹2凹 凸 1由表 4-16 查得 P=2.6MPa,则F = 288 -(180+23) 2.6=54919.22854919NQ.322XXXX 大学毕业设计(论文)16推件力F =nk F =50.055159386=43831.2643831N推 2拉4.2.2 压力机的初步选用综上计算所知,因此运用的弹性卸料结构,所以总压力总为各力的综合综合,其中包括卸料力,故F =F+F +F =54919+159386+43831=258136N258KN总 压 推在考虑各因素后,所以必须选用 260KN 的公称压力机,则根据所需总压力初选公称压力为 260KN 的压力机。压力机的主要技术参数公称压力/KN 滑块行程/mm 行程次数/min1最大闭合高度/mm350 130 50 280闭合高度调节量/mm工作台尺寸/mm 模柄尺寸/mm60 前后 360左右 610直径 50 深度 704.2.3 模具工作部分尺寸的计算1)拉深模的间隙。由表 4-12 查得拉深模的单边间隙为; =1.1t=0.88mm,则拉深模的间隙2ZZ=20.88=1.76mm。2)凸、凹模工作部分的尺寸和公差由于工件要求内形尺寸,则以凸模为设计基准。凸模尺寸的计算见于式 4-26 d =(d +0.4) ,将模具公差按 IT10 级选取,则 =0.12mm,把Pmin0P Pd =178.40,=0.01,代入上式i则凸模尺寸为 d =(178.40+0.40.01) =178.404 mmP012.012.间隙取在凹模的尺寸上,则凹模的刃口尺寸按式 4-27 计算d =(d +0.4+Z) ,把 d =178.40mm,=0.01,Z=1.76, =0.12 代入上minP0min d式,则凹模的尺寸为 d =(178.40+0.40.01+1.76) =180.164 mm12.012.0XXXX 大学毕业设计(论文)17确定凸模的通气孔由表 4-2-1 查得,凸模直径 d 3050 50100 100200 200通气孔直径 d15 6.5 8 9.6查得凸模的通气孔直径为 8mm。4.2.4 模具类型及结构形式的选择与计算顶件板、顶杆和本次第二副模具采用拉深单工序模结构。下模座通过垫板和凹模连接,用顶橡胶组合顶件机构,定位块和螺钉与凹模连接组成定位装置。螺钉把下模座和垫板凹模连接一块。在上模座,用螺钉和弹簧将上模板、凸模安装板和压料板连接在一块弹簧起缓冲和压紧作用。因为毛坯件料后比较薄,没有缓冲装置拉深时由于拉深力过大,冲程太大容易将工件筒壁拉裂或将筒件拉变形。拉深模模具装配图XXXX 大学毕业设计(论文)1843 冲预制孔模具设计及计算4.3.1 冲预制孔的力F =1.3dt b=1.33.141530.8350MPa=174872.88 174873N冲 式中: b(抗剪强度)=350MPad-预制孔直径4.3.2 推件力F =nk F =50.055174873=48090N推 2冲式中; k =0.055n=54.3.3 压力机的出不选择F = F + F =174873+48090=222963N=223KN总 冲 推综合考虑各方面因素后,取一定的安全系数 0.7 左右,所以必须选用250KN 的公称压力机。压力机的主要技术参数公称压力/KN 滑块行程/mm 行程次数/min1最大闭合高度/mmXXXX 大学毕业设计(论文)19250 80 100 250闭合高度调节量/mm工作台尺寸/mm 模柄尺寸/mm70 前后 3 60左右 5 60直径 50 深度 704.3.4 凸、凹模刃口尺寸的计算方法4.3.4.1 冲孔凸模刃口尺寸d =(d +x) =(153+0.80.12) =153.096153.1mmpmin0P02.查表 3-7 得: =0.02mm, =-0.02mmd查得 X=1。校核间隙:因为 + =0.02+0.02=0.04mm=Z -Z ,所以符合 + Z -ZdPmaxindPmaxind =(d +0.80.10) =(153.1+0.80.10) =153.18mm02. 02.4.3.4.2 孔心距(1450.9)L =(L +0.5) =(145+0.50.18) =1450.023mmdmin881.04.3.5 模具类型及结构形式的选择本次第三副模具采用冲 173mm 的预制孔单工序模结构。本次冲预制孔是为后续的翻边做准备,所以工件孔的大小影响后续翻边的高度。因此冲孔的孔径精度应该得到保证。本副模具的下模座和凹模直接连接,将工件放入凹模中,凹模起定位作用,故不需要另外的定位装置。在凹模上开一个 173mm 的圆孔,以便将废料冲开后第三副模具(冲预制孔)的模具与工件分离,不需设计顶料装置等。XXXX 大学毕业设计(论文)20在上模座,用螺栓和弹簧将上模板、凸模安装板和压料板连接起来。弹簧起缓冲和压紧作用。应选择合适的弹簧结构。由于零件的外部形状及安装的不同,压料板设计具有不规则形状,分为上、下压边。凸模的安装固定板的厚度和强度应该确定好。4.4 翻边模具设计及计算4.4.1 第四副(翻边)模具的设计和计算4.4.1.1 计算冲裁力翻边力F =1.1 t(D-d )翻 0s=1.13.140.8(180-153) 196=14622.8514623N式中: =196MPa 由冲压手册查得s顶件力顶件力取翻边力的 10%,则F =10%F =0.114623=1462N顶 件 翻4.4.1.2 压力机的初步选择综上所述知,因为选用的是弹性卸料结构,所以总压力 F 为各力的综合,包括卸料力。故 F = F + F =1462+14632总 顶 件 翻=16085N =16KNXXXX 大学毕业设计(论文)21在考虑各因数后,取一定安全系数 0.7 左右,所以必须选用大于 20KN 的公称压力机,则根据所需总压力初选公称压力为 63KN 的开式压力机。压力机的主要技术参数公称压力/KN 滑块行程/mm 行程次数/min1最大闭合高度/mm63 50 160 170闭合高度调节量/mm工作台尺寸/mm 模柄尺寸/mm40 前后 200左右 315直径 30 深度 50故:翻边件为 7.3 翻边凸、凹模刃口尺寸的计算从模具设计中知道,翻边凸模基本尺寸为 180mm。翻边件按未注公差尺寸的极限偏差考虑,并标准内形尺寸 180 mm74.0由冲压手册表 4-25 的公式计算查表 3-7 d =(D+x) =(180+0.40.74)凸 0-凸 03.-=180.296 mm3.-式中: 由冲压手册 查得 x=0.4查表 3-7 由上表查得: =+0.045凹D =(D+x+2C)凹 凹0=(180+0.40.74+21.05) 045.=182.396 mm45.0式中:由冲压手册表 2-30式中:由冲压手册表 4-4-1总拉深次数 拉深工序 单边间隙1 一次 (11.1)查得 x=0.4C=(1-1.1)t=1.05mm翻边凹模最小模壁 c 由冲压手册查得XXXX 大学毕业设计(论文)22翻边模装配件图4.5 切边模具设计及计算4.5.1 第五套模具(切边模)的模具设计4.5.1.1 各工序压力的计算与压力机得初步选用切边力F=1.3dt b=1.33.142700.8350=308599.2N式中: 由冲压手册查得 b(抗剪强度)=350MPat 为材料厚度。废料刀切断废料所需的力(设两把废料刀)F =21.3(276-270) 0.8350=4368N1综上所计算得 F =F+F =308599+4368=312967N总 1313KN则根据总压力初步选用开式压力机,其公称压力为 400KN压力机的主要技术参数XXXX 大学毕业设计(论文)23公称压力/KN 滑块行程/mm 行程次数/min1最大闭合高度/mm400 100 80 300闭合高度调节量/mm工作台尺寸/mm 模柄尺寸/mm80 前后 220左右 630直径 50 深度 704.5.1.2 切边模刃口尺寸和公差取落料件的尺寸公差为 276 mm,由冲压手册表 2-31 的公式计算074.D =(D-x)凹 凹0=276-0.50.012) 18.0=275.950 18.0式中:x=0.5,由冲压手册表 2-30 查得=0.012,由冲压手册查得凹D =(D-x-2C )凸 min0-凸=(276-0.50.74-20.07)035.-=275.49035.-式中:由冲压手册表 5-28查得 C =0.07 其 C =0.1minmax + =0.018+0.035=0.0532(C - C )=0.06mm凹凸 maxin故上述计算是合理的。XXXX 大学毕业设计(论文)24第五套模具切边模装配简图XXXX 大学毕业设计(论文)255 结论5.1 总结本设计主要内容为某机床注油口冲压模具的设计。经过落料,拉深,冲预制孔,翻边,修边等冲压工序冲压制成成品件。在设计中应尽量考虑到实践生产中问题,详尽考虑模具结构,考虑提高生产率、降低生产成本满足生产要求。5.2 体会在这次设计过程中,不断遇到问题,然后通过各种方法解决问题,这样不断积累对冲压模具的理论知识,同时也为以后作为机械设计人员打下了坚实的基础。由于以前没有接触过冲压模具,这次学习中,我对冲压模具有了深刻的认识。而且通过这次毕业设计我能够更熟练的使用 CAD 等制图软件。提高了综合运用各门知识的能力,提高了收集资料和查阅手册的能力,明白了设计必须与生产实际相结合。总之,经历这次毕业设计,为我今后走上工作岗位有非常大的帮助。参考文献26参考文献:【1】吴伯杰,冲压工艺与模具,电子工业大学出版社,2004.6【2】翁其金,徐新成,冲压工艺及冲模设计,机械工业出版社,2004 年7 月【3】 冷冲压工艺及模具设计教程 牟林魏编著,清华大学出版社 2005.4【4】 冷冲压技术 翁其金主编,机械工业出版社,2005.1【5】 冷冲工艺与模具设计 张光荣主编,电子工业出版社,2005【6】 冲模设计应用实例 模具实用技术丛书编委会,机械工业出版社,2003【7】 冲压模具技术手册陈炎嗣、郭景仪主编,北京出版社,2000【8】 模具制造工艺学甑瑞麟主编,清华大学出版社,2005.4【9】 特种加工技术周旭光等编,西安电子科技大学出版社,2004.7【10】 冲压工艺与模具设计 成虹主编,高等教育出版社 2002.7【11】 实用冲压工艺及模具设计手册 杨玉英主编,机械工业出版社,2005.10【12】 冲模设计手册 张鼎承主编,机械工业出版社,2001【13】 Automated design of sheet metal punches for bending multiple parts in a single setupAlva, Ujval (Mech. Eng. Dept. Inst. Syst. Res., University of Maryland, College Park, MD 20742, United States); Gupta, Satyandra K. Source: Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, v 17, n 1-2, p 33-47, February 2001【14】冲压金属模型(基础篇) J.塑性加
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