3794 圆筒落料拉深复合模设计
3794 圆筒落料拉深复合模设计,圆筒,落料拉深,复合,设计
1圆筒落料拉深复合模设计 毕业设计说明书目录绪论 3第一章 工件分析 6第一节 工艺分析 61.1.1 工件工艺分析 61.1.2 冲压工艺方案的确定 6第二节 毛坯的计算 71.2.1 毛坯尺寸的计算 71.2.2 拉深次数的确定 71.2.3 排样的计算 7第二章 模具有关计算 9第一节 冲裁力的计算 92.1 冲压力的计算 9 第二节 工作部分尺寸的计算 112.2.1 模具刃口尺寸的计算 112.2.2 拉深圆角半经的计算 11第三节 模具总体设计 122.3.1 模具类型的选择 122.3.2 定位方式的选择 122.3.3 卸料出件方式 122.3.4 导向方式 12第四节 主要零部件的设计 122.4.1 凹模周界尺寸的计算 122.4.2 拉深凸模长度计算 132.4.3 凸凹模长度计算 13第五节 模架及其他零部件选用 132.5.1 模架及其零件选用 132.5.2 标准零件的选用 14第三张 模具的装配 16第一节 模具的装配 1623.1.1 主要组件的装配 163.1.2 模具的总装配 163.1.3 装配注意事项 173.1.4 模具装配技术要求 18第二节 模具的调试及工作 183.2.1 模具的调试 183.2.2 模具的工作过程 19结论 20致谢 21 参考文献 223绪论随着工业产品质量的不断提高,冲压零件日益复杂化,冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化发展,冲压模具制造日益复杂。模具制造正由过去的劳动密集、依靠工人的手工技巧及采用传统机械加工设备的行业转变为技术密集型行业,更多的依靠各种高效、高精度机床,从过去单一的机械加工转变为机械加工、电加工以及其他特种加工相结合的时代。一般来说,冲模是专用的工艺装备,冲模制造属于单件生产。尽管采取了一些措施,如模架标准化、毛坯专用化、零件商品化等,适当集中模具制造中的部分内容,使其带有批量生产的特点,但对于整个模具制造过程,尤其对于工作零件的制造仍属于单件生产。冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件(俗称冲压件或冲件)的一种压力加工方式。因为它通常是在室温下进行加工,所以称为冷冲压。冷冲压不但可以加工金属材料,而且还可以加工非金属材料和复合材料。冲模是将材料加工成所需冲件的一种工艺装备。冲模在冷冲压中至关重要,一般来说,不具备符合要求的冲模,冷冲压就无法进行;先进的冲压工艺也必须依靠相应的冲模来实现。但由于冲模制造一般是单件小批量生产,精度高,技术要求高,是技术密集型产品,制造成本高。因而,冷冲压生产只有在生产批量大的情况下才能获得较高的经济效益。综上所述,冷冲压与其它加工方法相比,具有独到的特点,所以在工业生产中,尤其在大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门都越来越多地采用冷冲压加工产品零部件,如机械制造、车辆生产、航空航天、电子、电器、轻工、仪表及日用品等行业。在这些工业部门中,冲压件所占的比重都相当大,不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件,现在已被质量轻、刚度好的冲压件所代替。通过冲压加工,大大提高的生产率,降低了成本。可以说,如果在生产中不广泛采用冲压工艺,许多工业部门的产品要提高生产率、提高质量、降低成本,进行产品的更新换代是难以实现的。模具是大批量生产同形产品的工具,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。模具可保证冲压产品的尺寸精度,使产品质量稳定,而且在加工中不破坏产品表面。用模具生产零部件可以采用冶金厂大量生产的轧制钢板或钢带为坏料,4且在生产中不需要加热,具有生产效率高、质量好、质量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点,是其它加工方法所不能比拟的。使用模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造工业的发展的技术水平的提高,很大程度上取决于模具工业的发展。目前,工业生产中普遍采用模具成形工艺方法,以提高产品的生产率的质量。对于普通压力机,每台每分钟可生产几件到几十件冲压件,而高速冲床每分钟可生产数百件甚至上千件以上冲压件。冷冲压所获得的零件一般无需进行切削加工,因而是一种节省能源、节省原材料的无(或少)切削加工方法。由于冷冲压所用原材料多是表面质量好的板料或带料,冲件的尺寸公关由冲模来保证,所以产品尺寸稳定、互换性好。冷冲压产品壁薄、质量轻、刚性好,可以加工成形状复杂的零件,小到钟表的秒针、大到汽车纵梁、覆盖件等。显而易见,模具作为一种专用的工艺装备,在生产中的决定性作用和重要地位逐渐为人们所共识。模具的出现可以追溯到几千年前的陶器烧制和青铜器铸造,但其大规模应用却是随着现代工业的崛起而发展起来的。19 世纪,随着军火工业、钟表工业、无线电工业的发展,模具开始得到广泛使用。第二次世界大战后,随着世界经济的飞速发展,它又成了大量生产家用电、车、电子仪器、照相机、钟表等零件的最佳方式。从世界范围看,当时美国的冲压技术走在最前列,而瑞士的精冲、德国的冷挤压技术,苏联对塑性加工的研究也处于世界先进行列。20 世纪 50 年代中期以前,模具设计多凭经验,参考已有图纸和感性认识,根据用户的要求,制作能满足产品要求的模具,但对所设计模具零件的机械性能缺乏了解。从 1955 年到 1965 年,人们通过对模具主要零件的机械性能和受力状况进行数学分析,对金属塑性加工工艺驻原理进行深入探讨,使得冲压技术得到迅猛发展。在此期间归纳出的模具设计原则,使得压力机械、冲压材料、加工方法、模具结构、模具材料、模具制造方法、自动化装置等领域面貌一新,并向实用化方向推进。进入20 世纪 70 年代,不断涌现出各种高效率、高精度、高寿命的多功能自动模具。其代表是五十多个工位的级进模和十几个工位的多工位传递模。在此期间日本以“模具加工精度进入微米级”而站到世界工业的最先列。从 20 世纪 70 年代中期至今,计算机逐渐进入模具生产的设计、制造、管理等各个领域;辅助进行零件图形输入、毛坯展开、条料排样、确定模座尺寸和标准、绘制装配图和零件图、输出 NC 程序(用于数控加工中心和线切割编程)等工作,使得模具设计、加工精度与复杂性不断提高,模具制造周期不断缩短。当前国际上计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)的发展趋势是:继续发展几何图形系统,以满足复杂零件的模具的要求;在 CAD 和 CAM 的基础上建立生产集成系统(CIMS) ;开展塑性成形模拟技术(包括物理模拟和数学模拟)的研究,以提高工艺分析和模具 CAD 的理论水平和实用性;开发智能数据库和分布式数据库,发展专家系统5和智能 CAD 等。我国模具工业是 19 世纪末 20 世纪初随着军火和钟表业引进的压力机发展起来 的。从那时到 20 世纪 50 年代初,模具多采用作坊式生产,凭工人经验,用简单的加工手段进行制造。在以后的几十年中,随着国民经济的大规模的发展,模具业进步很快。当时我国大量引进苏联的图纸、设备和先进经验,其水平不低于当时工业发达的国家。此后直到 20 世纪 70 年代末,由于错过了世界经济发展的在浪潮,我国的模具业没有跟上世界的步伐。20 世纪 80 年代末,伴随家电、轻工、汽车生产线模具的大量进口和模具国产化的呼声日益高涨,我国先后引进了一批现代化的模具加工机床。在此基础上,参照已有的进口模具,我国成功地复制了一批替代品,如汽车覆盖件模具等。模具的国产化虽然使我国模具制造水平逐渐赶上了国际先进水平,但计算机应用方面仍然存在很大差距。我国模具 CAD/CAM 技术从 20 世纪 80 年代起步,长期处于低水平重复开发阶段,所用软件多为进口的图形软件、数据库软件、NC 软件等,自主开发的软件缺乏通用性,商品化价值不高,对许多引进的 CAD/CAM 系统缺乏二次开发,经济效益不显著。针对上述情况,国家有关部门制定了相关政策和措施。在国家产业政策和与之配套的一系列经济政策的支持和引导下, “九五”期间我国模具工业发展迅速,模具行业产业结构有了较大改善,模具商业化水平提高了近 10 个百分点,中高档模具占模具总量的比例有了明显提高,模具进出口比例也逐步趋向合理。科学技术不段在飞速发展着,我国的模具工业根据技术的不段更新也朝着新的起点迈进。虽然我国模具工业发展比较的晚,但经过广大模具工作者的辛勤奋斗,模具已在向精密复杂的领域进攻,而且在政府的帮助下,我相信我们会逐渐的缩短与发达国家模具工业的发展距离。向更高的方向前行。6第一章 工件分析工件:圆筒工件如图:材料为 10 号钢,料厚 1.0mm ,制件尺寸精度 IT14 级,形状简单,尺寸叫小,大批量生产,属普通冲压件。第一节 工艺分析1.1.1 工件工艺分析该工件为圆筒件拉深,形状简单,工件的厚度也无严格要求,易于成型。根据尺寸对应关系,可设计一副模具完成落料、拉深。1.1.2 冲压工艺方案的确定该工件包括落料、拉深两道工序。方案一:先落料,在拉深,采用单工序模具。方案二:落料、拉深复合模具。方案三:拉深落料级进冲压模具。方案比较:7方案一中,模具结构简单,但要做到两副模具才能完成,对于大批量生产的工件,采用单工序模具回降低工作效率。方案二中,只需要一副模具,机构比方案一复杂,但对于结构对称的工件,模具的制造也并不困难,可一次性完成落料、拉深,生产效率高,适于大批量生产。方案三中,采用级进模具,也只需要一副模具,模具结构复杂,而且在送料时较困难,拉深后工件边缘质量不好,综合考虑采用方案二较好。第二节 毛坯的计算1.2.1 毛坯尺寸的计算 rddhHD22 56.072.1)(4因板料厚度为 1mm,可按板厚中径计算。d=34mm H=16.5mm r=3.5mm 查表得: mh2.1计算得:D=56.20mm1.2.2 拉深次数的确定坯料的相对厚度为:t/D=1/56.20X100%=1.779%根据数据查表,可用压边圈也可不用,但为保险操作,仍需采用压边圈。总的拉深系数为: 587.02.6/3/Ddm总查表,08 钢首次拉深系数为 0.5mm, m1总所以,可采用一次完成拉深。拉深件的高度计算:h=H+ =16.5+1.2=17.2mmh1.2.3 排样的计算81 冲裁件的面积A= mD222 794.*14.3/0562 条料宽度的计算因模具中已设有压边圈,无需侧压装置,则条料的宽度为:B=D+2a查表:工件间最小料宽 : 侧面料搭边: a=1ma8.01则条料的宽度为:B=56.20+2=58.20mm查表:条料的偏差为 0.6mm ,即 2.506.3 步距 s 的计算s=D+ ma78.02.5614 材料的利用率%4*/BsA9第二章 模具有关计算第一节 冲裁力的计算2.1 冲压力的计算1 落料力的计算: bKLtFF冲裁力 L冲裁周长(L= )t材料厚度 抗剪强度Db系数(一般取.)查表取 310BMPa则 L=3.14*56.20=176.468mmF=1.3*176.468*1*310=71116.6N2 拉深力的计算:F= Kbdt1d拉深后工件的直径(外径的尺寸)材料的抗拉强度(查表取 )b MPat板料的厚度 修正系数(查表得.)1则F=14*34*315*0.93312753 FY压边力太小,防皱效果不好。压边力太大,会增加传力区危险断面上的拉应力实际应用中,在保证变形区不起皱的前提下尽量用小的压边力。10PdrDFAY 24/)(12单位面积压料力(查表取.) 凹模圆角半径(暂取)rA则 3.14/4 *1636.6Y )634(0.56224 冲压工艺总力:71116.6+31275+1636.6104028FYZ拉 深落 料5 卸料力的计算:卸料力系数(查表取.)*Kx落 料 x则 0.04*71116.62844.7x6 顶件力的计算顶件力系数(查表取.)FZD*D则 0.06*1040286241.687 推件力的计算:推件力系数(查表取 0.55)KT拉 深*T0.55*3127517201F8 压力机公称压力压力机的公称压力要大于或等于各种冲压工艺力的总和。+ + + 130315.38压 力 机 TDxFZ11第二节 工作部分尺寸的计算2.2.1 模具刃口尺寸的计算尺寸及分类凸、凹模双面间隙尺寸偏差和磨损系数计算公式 结果落料 20.56查表Zmax0.14 in0.10.620.5AXDA)(maxTZAT)(in89.501.7.013.拉深 34单边间隙Z/21.05mm62.0A)75.0(maxTZDAT)( 5.05.403.2.2.2 拉深圆角半径的计算121 拉深凹模圆角半径的确定:凹模圆角半径坯料直径 tdDrA)(8.01rA1t料厚d凹模内径3.8)53.2.6(.1 XA2. 拉深凸模圆角半径的确定:取系数为:.rrAT11)07.(则: =0.8*3.8=3mm1第三节 模具总体设计2.3.1 模具类型的选择分析冲压工艺性,采用复合模具生产效率高,模具结构容易制造,模具类型为落料拉深复合模。2.3.2 定位方式的选择模具中冲压采用条料进给,用两个导料销导料,送进步距采用挡料销。2.3.3 卸料、出件方式模具中采用弹性卸料装置,倒装复合模,在拉深完成后,由推杆将工件从凸凹模型腔中推出,用压力机工作台下标准缓冲器提供压边力。2.3.4 导向方式为了便于条料从侧面送进,用后侧导柱的导向方式。第四节 主要零部件的设计132.4.1 凹模周界尺寸的计算因制件形状简单,制件尺寸较小,只有一个工位,故选用整体式圆形凹模比较合理。由于本模具为落料、拉深倒装复合模,凹模选取的厚度要考虑到拉深见的深度,以及考虑到拉深凸模的端面要低于落料凹模一定距离,采用标准件厚度选取为mm,查书冲压模具设计与制造中凹模尺寸计算公式:1.2(凹模的厚度)则33.6mm落料凹模的外形直径为:d=2W+落料凹模刃口尺寸60+56.20123.4mm取标准为:125mm2.4.2 拉深凸模长度计算为了实现先落料后拉深,模具装配后,应使拉深凸模端面的高度比落料凹模端面低。所以拉深凸模的长度为:L H低凹 模 板固 定 板 凸模固定板的厚度固 定 板凹模板的厚度凹 模 板装配后,拉深凸模的端面比落料凹模低的高度根据板厚的大小,取低mm则28+16341mm2.4.3 凸凹模的长度凸凹模的长度要考虑到模具的具体结构,同时要考虑凸模的修磨量及固定板与卸料板之间的安全距离等因素。凸模长度可按下式计算: h2114凸凹模长度 凸凹模固定板厚度 弹性卸料板的厚度h1 h2板料的厚度附加长度 (它包括凸凹模的修磨量,凸模进入凹模的深度,凸模固定板h与卸料板之间的安全距离等一般取 1520mm) 最后算得,20+16+1+1552mm第五节 模架及其他零部件的选用2.5.1 模架及其零件选用模具选用滑动导向后侧导柱模架模架的规格:200 mmX200mmX(170210)mm GB/T2855.5冷冲模设计指导导柱 d/mm*L/mm 为 X160 ;导套 d/mm*L/mm*D/mm 为32 431052X上模座厚度取 45mm 上模垫板厚度取 6mm 上模固定板的厚度取 20mm 弹性卸料板的厚度取 16mm 下固定板的厚度取 16mm 下模垫板的厚度取 6mm 下模座的厚度取 50mm 模具的闭合高度为: HH下 模下 垫 板下 固 定凹 模凸 凹 模上 垫 板上 模闭 =45+6+52+28+16+6+50=203mm压力机的选择:选开式双柱可倾压力机 J2325,通过校核满足要求。压力机的最大装模高度为 220mm,大于模具的闭合高度,可以使用。压力机的技术参数: 公称压力:250KN滑块行程:65mm最大闭合高度:270mm连杆调节长度:55mm最大装模高度:220mm15工作台尺寸: 370X560mm垫板尺寸: 50X200mm模柄孔尺寸: 40X60mm最大倾斜角度: 302.5.2 标准零件的选用.模柄的选择模柄的规格为:40X95 (GB2862.181材料:235).螺钉:上模选10, 下模选12, 长度根据模具结构定。.圆柱销:上模选 ,下模选 ,长度由结构定。1012.弹簧的选用:卸料力已算出为:2844.7,选用个弹簧,每个弹簧要承担 474的力。压缩量 工作拉深行程 +落料凹模高出拉深凸模的距离+卸料板超出凸hI凹模刃口的距离,则 18.2+0.521.7mmI查表选弹簧:外径: 19钢丝直径:d=( )/4.5mmD2 D21自由高度: 63mm 根据该号弹簧压力特性可知,弹簧最大工作载荷下h0的总变形量为 23.3mm,最大载荷 800N,除去 21.7mm 工作压缩量外,取Fj预压 .6mm,此时弹簧的预压力为 54.9N。最后选定弹簧的规格为:4.5mm X 19mm X 63mm GB20891994冷冲模设计指导 推杆的尺寸:根据模柄的尺寸来确定推杆的直径:选 的推杆。12推杆的长度模柄总长+上模垫板厚度+凸凹模高推件块厚95+5226.5=126.5mm取130mm推件杆尺寸为: 12mm 130mm , 材料取 45 钢,热处理硬度:4348HRC 挡料销16选圆柱头固定挡料销,此种挡料销结构简单,制造方便,当固定部分和工作部分的直径差别大,不至于消弱凹模的强度。尺寸为:10mm 6mm 3mm,GB2866.1181冷冲模设计指导材料:45 钢,热处理:4246HRC第三章 模具的装配模具的装配就是根据模具的结构特点和技术条件,以一定的装配顺序和方法,将符合图样技术要求的零件,经协调加工组装成满足使用要求的模具。在装配的过程中,即要保证配合零件的配合精度,又要保证零件之间的位置精度,对于具有相对运动的零部件,还必须保证他们之间的运动精度。因此,模具装配是最后实现冲模设计和冲压工艺意图的过程,是模具制造中的关键工序。模具装配的质量直接影响制件的冲压质量、模具的使用与维护和模具的寿命。第一节 模具的装配3.1.1 主要组件的装配1 模柄的装配模柄与上模是压入式配合,在安装垫板前先要装模柄,模柄与上模座的配合要求为:7/n6 。将模柄压如上模座,最后将模柄的底座磨平,检查17其平行度和垂直度。2 凸凹模的装配凸凹模与固定板的配合要求是 H7/n6 ,装配时,先在压力机上将凸凹模压入固定板内,检查其垂直度,然后和固定板的上平面一起磨平。3 拉深凸模的装配凸模和下固定板的装配也为压入配合,配合要求也为7/n6,在压力机上将凸模压入固定板,检查凸模垂直度,然后将固定板的下平面与凸模尾部一起磨平。3.1.2 模具的总装配为了便于装配,首先装上模,再装下模。1 上模的装配A: 将上模座倒置,然后把垫板、推杆、推件块、压入固定板的凸凹模一起安放在上模座上,用推杆将推件块撑起,以防止推件块在凸凹模内腔中倾斜。再把卸料板套在凸凹模上, 在卸料板和上模座之间垫平行垫块,用平行夹板夹紧它们,根据卸料板上的螺纹孔和固定板中的螺纹孔、销钉孔在上模座上投窝,将垫板、固定板、卸料板拆下,最后在上模座上钻螺钉孔和销钉孔,装入销钉,拧紧螺钉。B: 上模间隙,安装弹簧。 2 下模的装配A: 边圈套在已压入下模垫板的拉深凸模上。保证与拉深凸模合理的间隙值。B : 料凹模上按尺寸要求加工挡料销孔、导料销孔,并根据配合精度装配挡料销、导料销。C: 在下模座上找正位置,将下模垫板、固定板、落料凹模一起装于下模座上。对下模座上投窝,加工螺纹孔、销钉孔,并用螺钉、销钉将他们连接成一个整体。3 上、下模装配在一起,安装其他的零件。4 对模具进行试冲、调整。3.1.3 装配时注意事项1 推件块推件块采用刚性装置,装与上模,它是在冲压结束后上模回程时,利用压力机滑块上的打料杆,撞击上模内的打杆与推件块,将拉深凹模内的18工件推出,推力大,工作可靠。由于推件块的外形简单,它与拉深凹模采用间隙配合 H8/f8。推件块在自由状态下要高出凸凹模刃口面 0.20.5mm。2 压边圈压边圈在模具中起压料和顶出制件的作用,出件力不达,但出件平稳。压边圈与落料凹模配合采用间隙配合 H8/f8,与拉深凸模之间要留单边间隙为 0.10.2mm。3 导料销的安装:导料销是对条料导向,保证条料正确的送进方向。由于条料是从右往左边送进,导料销要安放在模具的后侧。4 固定板上模固定板和下模固定板分别与凸凹模、凸模按一定位置压入固定,作为一个整体安装在上、下模座上,平面尺寸与凹模、卸料板外形相同。固定板与凸凹模、凸模均采用过渡配合 H7/m6,在压入一起后,凸模和凸凹模的下端面要与固定板一起磨平。固定板基面和压装配合面的表面粗糙度为1.60.8 ,另一非基准面可适当降低要求。Ram5 垫板垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力,以降低模座所受的单位压力,防止模座被局部压陷。垫板外形和固定板相同,其厚度一般取310mm。垫板的材料为 45 钢,淬火硬度为 4348HRC。垫板上、下表面应磨平,表面粗糙度为 1.60.8 ,以保证平行度要求。为了便于模具装配,am垫板上销钉通过孔直径可比销钉直径大 0.30.5mm。6 该模具采用了弹性卸料板,在装配时,要保证它和凸模之间的单边间隙(.1mm0.2mm), 卸料板在自由状态下应高出凸凹模刃口面 0.51.0mm.,以便利于卸料。7 模具装配后要保证间隙合理均匀,落料凹模刃口面要高出拉深凸模工作端面 3mm,保证先落料后拉深。3.1.4 模具装配技术要求1 .装配时要保证凸凹模间隙均匀一致.配合间隙符合设计要求,不允许采用使凸、凹模变形的方法修正间隙2 推料、卸料机构必须灵活,卸料板和推件块在冲模开启状态时,一般应突19出凸、凹模表面 0.51.0mm.3 落料、冲孔的凹模刃口高度,按设计要求制造。4 冲模所有活动部分应平稳灵活,各紧固用的螺钉、销钉不得松动,并保证螺钉和销钉的端面不突出上下模表面。5 个卸料螺钉沉孔深度保证一致,卸料螺钉、顶杆的长度应保证一致。6 拉深凸模的垂直度必须在凸凹模间隙允许的范围内。7 冲模的装配必须符合模具装配图、明细表及技术条件的规定。 第二节 模具的调试及工作3.2.1 模具的调试模具按图样技术要求加工与装配后,必须在符合实际生产条件的环境中进行试冲压生产。通过试冲可以发现模具设计制造中的缺陷,找出产生原因,对模具进行适当的调整和修理后再进行试冲,直到模具能正常工作。模具调试的要点:1 . 模具闭合高度的调试。模具应与冲压设备配合好,保证模具应有的闭合高度和开启度。2 . 导向机构的调试。导柱、导套要有好的配合精度,保证模具运动平稳、可靠。3 凸、凹模刃口的调试。冲裁刃口锋利,间隙均匀。4 . 定位装置的调试。定位要准确、可靠。5 . 卸料及出件装置的调试。卸料及出件要畅通,不能有卡住的现象。3.2.2 模具的工作过程模具上模部分通过模柄安装在压力机滑块上,下模部分通过螺栓、压板安装在压力机的工作台面上。模具的下模部分设有挡料销和导料销,用于条料送进时定位,控制送料步距离。条料送给,上模随压力机的滑块一起下行,先完成落料,在拉深。完成一次冲压后,上模随压力机的滑块一起上行,压边圈在顶杆的推动作用下,将工件从拉深凸模上顶出,使工件随凸凹模一起上行,卸料板将卡在凸凹模上的废料卸下,凸凹模上行一定距离,靠推件块的作用将工件从拉深凹模腔中推出。20结论这次设计已做到尾声,经过的大量的计算、设计、画图,我感到这段时间虽然短,但学习到的知识却并不少。回想刚开始做的时候的迷茫,手中拿着题目。但就是不知道该从那里入手,于是开始看看参考书中的一些例子,根据自己的题目也开始进行慢慢的分析,思路才逐渐的明朗起来。在设计中,需要学习的东西很多,而且需要查阅当量的相关资料。从查阅模具的计算公式到查阅模具工作零件的配合精度,再到模具的装配调试,都需要一一的认真的查阅参考。查阅的过程也是我们知识积累的过程,在平时的学习中我们都很少去参考相关的一些资料,都只拿学好自己的课本为目的,但这些东西在做设计时才发现这些知识是远远不够的。我相信在这次设计中每个人的专业水平都上了一个档次。这对我们以后发展非常有利。大量的计算、画图是少不了的,每个人的感觉都是累,说这段时间很痛苦难熬,但经过这些之后才逐渐的发现还有一些成就感在其中。做完设计的同学都很得意的让别的同学浏览自己的作品,因为此时有很大的成就感。次我设计的为落料拉深复合模具,现在对冲裁及拉深模具有最基本的认识,21了解到模具工作零件的尺寸计算方式,间隙的计算方式,一些需要配合的零件的配合精度,工作零件、定位零件、卸料和顶件装置、连接和固定零件的计算,模具中标准零件的选择。但我们所设计的模具只是把参考书中的一些公式和数据学会应用,没有自己的实践经验,如果要能把自己的设计做出成品,可能还要很远的距离,需要自己真正的去实践,了解一些模具应用中的性能,模具材料的一些性质,如何将模具结构根据产品的要求做到最合理,最经济,这些都需要我们一一的考虑。也就是说我们以后要成为一个优秀的模具设计人员,我们要付出的还很多,要走的路还很曲折漫长。致谢我的毕业设计已经顺利的完成,但回想起来如果单凭个人的力量是很难完成的。首先我要感谢我的老师,是老师们在平时对工作的敬业,对我们的负责,把自己所知知道的知识毫不保留的传授给我们,帮我们打好了坚实的基础。尤其是指导我的翟德梅老师,对我的设计仔细的审查,指导,并指出设计中的许多不足的地方。其次,我感谢许多帮助过我的同学,因为在设计中遇到许多棘手的问题,是他们给我许多建议,提供我一些资料,让我把设计做的更完善。这些师长、同学在关键时给我许多的帮助,我在这里想表示我最真诚的谢意。 22参考文献1 王孝培主编. 冲压手册. 北京 机械工业出版社 19902 王同海等 实用冲压技术 北京 机械工业出版社 19953 成红主编 冲压工艺与模具设计 北京 电子科技大学出版社 20004 史铁梁主编 冷冲模设计指导 北京 机械工业出版社 20015 赵孟栋主编 冷冲模设计(第 2 版)北京 机械工业出版社 19976 黄毅宏主编 模具制造工艺 北京 机械工业出版社 19867 高佩福主编 实用模具制造技术 北京 中国轻工业出版社 19998 陈孝康等编著 实用模具技术手册 北京 中国轻工业出版社 20019 中国机械工业教育协会组编 冷冲模设计及制造 北京 机械工业出版社 200210 翟德梅主编 模具制造技术 河南机电高等专科学校自编教材 200111 刘建超、张宝忠主编 冲压模具设计与制造 北京 高等教育出版社 2002 2312 中国模具工业协会标准件委员会编 中国模具标准件手册 上海 科学普及出版社 198913 李天佑主编 冲压图册 北京 机械工业出版社 1988 河南机电高等专科学校毕业设计(论文)开题报告学生姓名: 赵阳阳 学 号: 0312529 专 业: 模具设计与制造 设计(论文) 题目: 落料拉深复合模具 指导教师: 翟德梅 2006 年 5 月 12 日重要提示:各类电子文档标准格式中的说明(用蓝色或红色字体表示) ,在参阅后请自行删除(包括本提示) ,黑色字体的内容全部保留!(以后不再提示!)开题报告填写要求1开题报告(含“文献综述” )作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效;2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见;3 “文献综述”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,本科学生写文献综述的参考文献应不少于 15 篇(专科生不少于 10 篇,不包括辞典、手册) ;4有关年月日等日期的填写,应当按照国标 GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。如“2002 年 4 月 26 日”或“2002-04-26”。 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 述毕业设计是每位大学生毕业前一项重要环节,它是对我们三年的学习的一个总结,也是对我们三年来学习知识的一个考察.在做设计之前,我们要首先仔细审阅题目,对题目有大概的了解,明确方向.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.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。2.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。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,预计用时间三天;2. 拿到工件的结构简图,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,预计用时两天;3. 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,估计用时间两天;4. 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,预计需用时间四天;5. 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;6. 对模具的主要零部件进行设计,主要有凸模、凹模、定位板、卸料板、模架和导柱导套等零件,根据工作需要的强度来设计尺寸,包括各零件的图纸,预计需用时间五天;7. 模具的总装图和工作原理(有装配简图)需要用时间两天;8. 模具主要零部件的加工工艺过程(凸模、凸凹模、凹模、卸料板)分析与设计,预计用时间两天;9. 模具的装配与调试,预计用时两天; 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: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: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模具设计与制造专业毕业生质量追踪调查表毕业时间(届): 学生姓名 调查时间 满意 比较满意 基本满意 不满意 备注1.思想表现2.敬业精神3.工作态度4.专业知识5.工作能力与水平6.创新精神7.与同时协作精神8.工作实绩综合评价对该毕业生总体评价及对学校人才培养的意见及建议:被调查单位(盖章):被调查人签字:年 月 日1圆筒落料拉深复合模设计 毕业设计说明书目录绪论 3第一章 工件分析 6第一节 工艺分析 61.1.1 工件工艺分析 61.1.2 冲压工艺方案的确定 6第二节 毛坯的计算 71.2.1 毛坯尺寸的计算 71.2.2 拉深次数的确定 71.2.3 排样的计算 7第二章 模具有关计算 9第一节 冲裁力的计算 92.1 冲压力的计算 9 第二节 工作部分尺寸的计算 112.2.1 模具刃口尺寸的计算 112.2.2 拉深圆角半经的计算 11第三节 模具总体设计 122.3.1 模具类型的选择 122.3.2 定位方式的选择 122.3.3 卸料出件方式 122.3.4 导向方式 12第四节 主要零部件的设计 122.4.1 凹模周界尺寸的计算 122.4.2 拉深凸模长度计算 132.4.3 凸凹模长度计算 13第五节 模架及其他零部件选用 132.5.1 模架及其零件选用 132.5.2 标准零件的选用 14第三张 模具的装配 16第一节 模具的装配 1623.1.1 主要组件的装配 163.1.2 模具的总装配 163.1.3 装配注意事项 173.1.4 模具装配技术要求 18第二节 模具的调试及工作 183.2.1 模具的调试 183.2.2 模具的工作过程 19结论 20致谢 21 参考文献 223绪论随着工业产品质量的不断提高,冲压零件日益复杂化,冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化发展,冲压模具制造日益复杂。模具制造正由过去的劳动密集、依靠工人的手工技巧及采用传统机械加工设备的行业转变为技术密集型行业,更多的依靠各种高效、高精度机床,从过去单一的机械加工转变为机械加工、电加工以及其他特种加工相结合的时代。一般来说,冲模是专用的工艺装备,冲模制造属于单件生产。尽管采取了一些措施,如模架标准化、毛坯专用化、零件商品化等,适当集中模具制造中的部分内容,使其带有批量生产的特点,但对于整个模具制造过程,尤其对于工作零件的制造仍属于单件生产。冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件(俗称冲压件或冲件)的一种压力加工方式。因为它通常是在室温下进行加工,所以称为冷冲压。冷冲压不但可以加工金属材料,而且还可以加工非金属材料和复合材料。冲模是将材料加工成所需冲件的一种工艺装备。冲模在冷冲压中至关重要,一般来说,不具备符合要求的冲模,冷冲压就无法进行;先进的冲压工艺也必须依靠相应的冲模来实现。但由于冲模制造一般是单件小批量生产,精度高,技术要求高,是技术密集型产品,制造成本高。因而,冷冲压生产只有在生产批量大的情况下才能获得较高的经济效益。综上所述,冷冲压与其它加工方法相比,具有独到的特点,所以在工业生产中,尤其在大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门都越来越多地采用冷冲压加工产品零部件,如机械制造、车辆生产、航空航天、电子、电器、轻工、仪表及日用品等行业。在这些工业部门中,冲压件所占的比重都相当大,不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件,现在已被质量轻、刚度好的冲压件所代替。通过冲压加工,大大提高的生产率,降低了成本。可以说,如果在生产中不广泛采用冲压工艺,许多工业部门的产品要提高生产率、提高质量、降低成本,进行产品的更新换代是难以实现的。模具是大批量生产同形产品的工具,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。模具可保证冲压产品的尺寸精度,使产品质量稳定,而且在加工中不破坏产品表面。用模具生产零部件可以采用冶金厂大量生产的轧制钢板或钢带为坏料,4且在生产中不需要加热,具有生产效率高、质量好、质量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点,是其它加工方法所不能比拟的。使用模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造工业的发展的技术水平的提高,很大程度上取决于模具工业的发展。目前,工业生产中普遍采用模具成形工艺方法,以提高产品的生产率的质量。对于普通压力机,每台每分钟可生产几件到几十件冲压件,而高速冲床每分钟可生产数百件甚至上千件以上冲压件。冷冲压所获得的零件一般无需进行切削加工,因而是一种节省能源、节省原材料的无(或少)切削加工方法。由于冷冲压所用原材料多是表面质量好的板料或带料,冲件的尺寸公关由冲模来保证,所以产品尺寸稳定、互换性好。冷冲压产品壁薄、质量轻、刚性好,可以加工成形状复杂的零件,小到钟表的秒针、大到汽车纵梁、覆盖件等。显而易见,模具作为一种专用的工艺装备,在生产中的决定性作用和重要地位逐渐为人们所共识。模具的出现可以追溯到几千年前的陶器烧制和青铜器铸造,但其大规模应用却是随着现代工业的崛起而发展起来的。19 世纪,随着军火工业、钟表工业、无线电工业的发展,模具开始得到广泛使用。第二次世界大战后,随着世界经济的飞速发展,它又成了大量生产家用电、车、电子仪器、照相机、钟表等零件的最佳方式。从世界范围看,当时美国的冲压技术走在最前列,而瑞士的精冲、德国的冷挤压技术,苏联对塑性加工的研究也处于世界先进行列。20 世纪 50 年代中期以前,模具设计多凭经验,参考已有图纸和感性认识,根据用户的要求,制作能满足产品要求的模具,但对所设计模具零件的机械性能缺乏了解。从 1955 年到 1965 年,人们通过对模具主要零件的机械性能和受力状况进行数学分析,对金属塑性加工工艺驻原理进行深入探讨,使得冲压技术得到迅猛发展。在此期间归纳出的模具设计原则,使得压力机械、冲压材料、加工方法、模具结构、模具材料、模具制造方法、自动化装置等领域面貌一新,并向实用化方向推进。进入20 世纪 70 年代,不断涌现出各种高效率、高精度、高寿命的多功能自动模具。其代表是五十多个工位的级进模和十几个工位的多工位传递模。在此期间日本以“模具加工精度进入微米级”而站到世界工业的最先列。从 20 世纪 70 年代中期至今,计算机逐渐进入模具生产的设计、制造、管理等各个领域;辅助进行零件图形输入、毛坯展开、条料排样、确定模座尺寸和标准、绘制装配图和零件图、输出 NC 程序(用于数控加工中心和线切割编程)等工作,使得模具设计、加工精度与复杂性不断提高,模具制造周期不断缩短。当前国际上计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)的发展趋势是:继续发展几何图形系统,以满足复杂零件的模具的要求;在 CAD 和 CAM 的基础上建立生产集成系统(CIMS) ;开展塑性成形模拟技术(包括物理模拟和数学模拟)的研究,以提高工艺分析和模具 CAD 的理论水平和实用性;开发智能数据库和分布式数据库,发展专家系统5和智能 CAD 等。我国模具工业是 19 世纪末 20 世纪初随着军火和钟表业引进的压力机发展起来 的。从那时到 20 世纪 50 年代初,模具多采用作坊式生产,凭工人经验,用简单的加工手段进行制造。在以后的几十年中,随着国民经济的大规模的发展,模具业进步很快。当时我国大量引进苏联的图纸、设备和先进经验,其水平不低于当时工业发达的国家。此后直到 20 世纪 70 年代末,由于错过了世界经济发展的在浪潮,我国的模具业没有跟上世界的步伐。20 世纪 80 年代末,伴随家电、轻工、汽车生产线模具的大量进口和模具国产化的呼声日益高涨,我国先后引进了一批现代化的模具加工机床。在此基础上,参照已有的进口模具,我国成功地复制了一批替代品,如汽车覆盖件模具等。模具的国产化虽然使我国模具制造水平逐渐赶上了国际先进水平,但计算机应用方面仍然存在很大差距。我国模具 CAD/CAM 技术从 20 世纪 80 年代起步,长期处于低水平重复开发阶段,所用软件多为进口的图形软件、数据库软件、NC 软件等,自主开发的软件缺乏通用性,商品化价值不高,对许多引进的 CAD/CAM 系统缺乏二次开发,经济效益不显著。针对上述情况,国家有关部门制定了相关政策和措施。在国家产业政策和与之配套的一系列经济政策的支持和引导下, “九五”期间我国模具工业发展迅速,模具行业产业结构有了较大改善,模具商业化水平提高了近 10 个百分点,中高档模具占模具总量的比例有了明显提高,模具进出口比例也逐步趋向合理。科学技术不段在飞速发展着,我国的模具工业根据技术的不段更新也朝着新的起点迈进。虽然我国模具工业发展比较的晚,但经过广大模具工作者的辛勤奋斗,模具已在向精密复杂的领域进攻,而且在政府的帮助下,我相信我们会逐渐的缩短与发达国家模具工业的发展距离。向更高的方向前行。6第一章 工件分析工件:圆筒工件如图:材料为 10 号钢,料厚 1.0mm ,制件尺寸精度 IT14 级,形状简单,尺寸叫小,大批量生产,属普通冲压件。第一节 工艺分析1.1.1 工件工艺分析该工件为圆筒件拉深,形状简单,工件的厚度也无严格要求,易于成型。根据尺寸对应关系,可设计一副模具完成落料、拉深。1.1.2 冲压工艺方案的确定该工件包括落料、拉深两道工序。方案一:先落料,在拉深,采用单工序模具。方案二:落料、拉深复合模具。方案三:拉深落料级进冲压模具。方案比较:7方案一中,模具结构简单,但要做到两副模具才能完成,对于大批量生产的工件,采用单工序模具回降低工作效率。方案二中,只需要一副模具,机构比方案一复杂,但对于结构对称的工件,模具的制造也并不困难,可一次性完成落料、拉深,生产效率高,适于大批量生产。方案三中,采用级进模具,也只需要一副模具,模具结构复杂,而且在送料时较困难,拉深后工件边缘质量不好,综合考虑采用方案二较好。第二节 毛坯的计算1.2.1 毛坯尺寸的计算 rddhHD22 56.072.1)(4因板料厚度为 1mm,可按板厚中径计算。d=34mm H=16.5mm r=3.5mm 查表得: mh2.1计算得:D=56.20mm1.2.2 拉深次数的确定坯料的相对厚度为:t/D=1/56.20X100%=1.779%根据数据查表,可用压边圈也可不用,但为保险操作,仍需采用压边圈。总的拉深系数为: 587.02.6/3/Ddm总查表,08 钢首次拉深系数为 0.5mm, m1总所以,可采用一次完成拉深。拉深件的高度计算:h=H+ =16.5+1.2=17.2mmh1.2.3 排样的计算81 冲裁件的面积A= mD222 794.*14.3/0562 条料宽度的计算因模具中已设有压边圈,无需侧压装置,则条料的宽度为:B=D+2a查表:工件间最小料宽 : 侧面料搭边: a=1ma8.01则条料的宽度为:B=56.20+2=58.20mm查表:条料的偏差为 0.6mm ,即 2.506.3 步距 s 的计算s=D+ ma78.02.5614 材料的利用率%4*/BsA9第二章 模具有关计算第一节 冲裁力的计算2.1 冲压力的计算1 落料力的计算: bKLtFF冲裁力 L冲裁周长(L= )t材料厚度 抗剪强度Db系数(一般取.)查表取 310BMPa则 L=3.14*56.20=176.468mmF=1.3*176.468*1*310=71116.6N2 拉深力的计算:F= Kbdt1d拉深后工件的直径(外径的尺寸)材料的抗拉强度(查表取 )b MPat板料的厚度 修正系数(查表得.)1则F=14*34*315*0.93312753 FY压边力太小,防皱效果不好。压边力太大,会增加传力区危险断面上的拉应力实际应用中,在保证变形区不起皱的前提下尽量用小的压边力。10PdrDFAY 24/)(12单位面积压料力(查表取.) 凹模圆角半径(暂取)rA则 3.14/4 *1636.6Y )634(0.56224 冲压工艺总力:71116.6+31275+1636.6104028FYZ拉 深落 料5 卸料力的计算:卸料力系数(查表取.)*Kx落 料 x则 0.04*71116.62844.7x6 顶件力的计算顶件力系数(查表取.)FZD*D则 0.06*1040286241.687 推件力的计算:推件力系数(查表取 0.55)KT拉 深*T0.55*3127517201F8 压力机公称压力压力机的公称压力要大于或等于各种冲压工艺力的总和。+ + + 130315.38压 力 机 TDxFZ11第二节 工作部分尺寸的计算2.2.1 模具刃口尺寸的计算尺寸及分类凸、凹模双面间隙尺寸偏差和磨损系数计算公式 结果落料 20.56查表Zmax0.14 in0.10.620.5AXDA)(maxTZAT)(in89.501.7.013.拉深 34单边间隙Z/21.05mm62.0A)75.0(maxTZDAT)( 5.05.403.2.2.2 拉深圆角半径的计算121 拉深凹模圆角半径的确定:凹模圆角半径坯料直径 tdDrA)(8.01rA1t料厚d凹模内径3.8)53.2.6(.1 XA2. 拉深凸模圆角半径的确定:取系数为:.rrAT11)07.(则: =0.8*3.8=3mm1第三节 模具总体设计2.3.1 模具类型的选择分析冲压工艺性,采用复合模具生产效率高,模具结构容易制造,模具类型为落料拉深复合模。2.3.2 定位方式的选择模具中冲压采用条料进给,用两个导料销导料,送进步距采用挡料销。2.3.3 卸料、出件方式模具中采用弹性卸料装置,倒装复合模,在拉深完成后,由推杆将工件从凸凹模型腔中推出,用压力机工作台下标准缓冲器提供压边力。2.3.4 导向方式为了便于条料从侧面送进,用后侧导柱的导向方式。第四节 主要零部件的设计132.4.1 凹模周界尺寸的计算因制件形状简单,制件尺寸较小,只有一个工位,故选用整体式圆形凹模比较合理。由于本模具为落料、拉深倒装复合模,凹模选取的厚度要考虑到拉深见的深度,以及考虑到拉深凸模的端面要低于落料凹模一定距离,采用标准件厚度选取为mm,查书冲压模具设计与制造中凹模尺寸计算公式:1.2(凹模的厚度)则33.6mm落料凹模的外形直径为:d=2W+落料凹模刃口尺寸60+56.20123.4mm取标准为:125mm2.4.2 拉深凸模长度计算为了实现先落料后拉深,模具装配后,应使拉深凸模端面的高度比落料凹模端面低。所以拉深凸模的长度为:L H低凹 模 板固 定 板 凸模固定板的厚度固 定 板凹模板的厚度凹 模 板装配后,拉深凸模的端面比落料凹模低的高度根据板厚的大小,取低mm则28+16341mm2.4.3 凸凹模的长度凸凹模的长度要考虑到模具的具体结构,同时要考虑凸模的修磨量及固定板与卸料板之间的安全距离等因素。凸模长度可按下式计算: h2114凸凹模长度 凸凹模固定板厚度 弹性卸料板的厚度h1 h2板料的厚度附加长度 (它包括凸凹模的修磨量,凸模进入凹模的深度,凸模固定板h与卸料板之间的安全距离等一般取 1520mm) 最后算得,20+16+1+1552mm第五节 模架及其他零部件的选用2.5.1 模架及其零件选用模具选用滑动导向后侧导柱模架模架的规格:200 mmX200mmX(170210)mm GB/T2855.5冷冲模设计指导导柱 d/mm*L/mm 为 X160 ;导套 d/mm*L/mm*D/mm 为32 431052X上模座厚度取 45mm 上模垫板厚度取 6mm 上模固定板的厚度取 20mm 弹性卸料板的厚度取 16mm 下固定板的厚度取 16mm 下模垫板的厚度取 6mm 下模座的厚度取 50mm 模具的闭合高度为: HH下 模下 垫 板下 固 定凹 模凸 凹 模上 垫 板上 模闭 =45+6+52+28+16+6+50=203mm压力机的选择:选开式双柱可倾压力机 J2325,通过校核满足要求。压力机的最大装模高度为 220mm,大于模具的闭合高度,可以使用。压力机的技术参数: 公称压力:250KN滑块行程:65mm最大闭合高度:270mm连杆调节长度:55mm最大装模高度:220mm15工作台尺寸: 370X560mm垫板尺寸: 50X200mm模柄孔尺寸: 40X60mm最大倾斜角度: 302.5.2 标准零件的选用.模柄的选择模柄的规格为:40X95 (GB2862.181材料:235).螺钉:上模选10, 下模选12, 长度根据模具结构定。.圆柱销:上模选 ,下模选 ,长度由结构定。1012.弹簧的选用:卸料力已算出为:2844.7,选用个弹簧,每个弹簧要承担 474的力。压缩量 工作拉深行程 +落料凹模高出拉深凸模的距离+卸料板超出凸hI凹模刃口的距离,则 18.2+0.521.7mmI查表选弹簧:外径: 19钢丝直径:d=( )/4.5mmD2 D21自由高度: 63mm 根据该号弹簧压力特性可知,弹簧最大工作载荷下h0的总变形量为 23.3mm,最大载荷 800N,除去 21.7mm 工作压缩量外,取Fj预压 .6mm,此时弹簧的预压力为 54.9N。最后选定弹簧的规格为:4.5mm X 19mm X 63mm GB20891994冷冲模设计指导 推杆的尺寸:根据模柄的尺寸来确定推杆的直径:选 的推杆。12推杆的长度模柄总长+上模垫板厚度+凸凹模高推件块厚95+5226.5=126.5mm取130mm推件杆尺寸为: 12mm 130mm , 材料取 45 钢,热处理硬度:4348HRC 挡料销16选圆柱头固定挡料销,此种挡料销结构简单,制造方便,当固定部分和工作部分的直径差别大,不至于消弱凹模的强度。尺寸为:10mm 6mm 3mm,GB2866.1181冷冲模设计指导材料:45 钢,热处理:4246HRC第三章 模具的装配模具的装配就是根据模具的结构特点和技术条件,以一定的装配顺序和方法,将符合图样技术要求的零件,经协调加工组装成满足使用要求的模具。在装配的过程中,即要保证配合零件的配合精度,又要保证零件之间的位置精度,对于具有相对运动的零部件,还必须保证他们之间的运动精度。因此,模具装配是最后实现冲模设计和冲压工艺意图的过程,是模具制造中的关键工序。模具装配的质量直接影响制件的冲压质量、模具的使用与维护和模具的寿命。第一节 模具的装配3.1.1 主要组件的装配1 模柄的装配模柄与上模是压入式配合,在安装垫板前先要装模柄,模柄与上模座的配合要求为:7/n6 。将模柄压如上模座,最后将模柄的底座磨平,检查17其平行度和垂直度。2 凸凹模的装配凸凹模与固定板的配合要求是 H7/n6 ,装配时,先在压力机上将凸凹模压入固定板内,检查其垂直度,然后和固定板的上平面一起磨平。3 拉深凸模的装配凸模和下固定板的装配也为压入配合,配合要求也为7/n6,在压力机上将凸模压入固定板,检查凸模垂直度,然后将固定板的下平面与凸模尾部一起磨平。3.1.2 模具的总装配为了便于装配,首先装上模,再装下模。1 上模的装配A: 将上模座倒置,然后把垫板、推杆、推件块、压入固定板的凸凹模一起安放在上模座上,用推杆将推件块撑起,以防止推件块在凸凹模内腔中倾斜。再把卸料板套在凸凹模上, 在卸料板和上模座之间垫平行垫块,用平行夹板夹紧它们,根据卸料板上的螺纹孔和固定板中的螺纹孔、销钉孔在上模座上投窝,将垫板、固定板、卸料板拆下,最后在上模座上钻螺钉孔和销钉孔,装入销钉,拧紧螺钉。B: 上模间隙,安装弹簧。 2 下模的装配A: 边圈套在已压入下模垫板的拉深凸模上。保证与拉深凸模合理的间隙值。B : 料凹模上按尺寸要求加工挡料销孔、导料销孔,并根据配合精度装配挡料销、导料销。C: 在下模座上找正位置,将下模垫板、固定板、落料凹模一起装于下模座上。对下模座上投窝,加工螺纹孔、销钉孔,并用螺钉、销钉将他们连接成一个整体。3 上、下模装配在一起,安装其他的零件。4 对模具进行试冲、调整。3.1.3 装配时注意事项1 推件块推件块采用刚性装置,装与上模,它是在冲压结束后上模回程时,利用压力机滑块上的打料杆,撞击上模内的打杆与推件块,将拉深凹模内的18工件推出,推力大,工作可靠。由于推件块的外形简单,它与拉深凹模采用间隙配合 H8/f8。推件块在自由状态下要高出凸凹模刃口面 0.20.5mm。2 压边圈压边圈在模具中起压料和顶出制件的作用,出件力不达,但出件平稳。压边圈与落料凹模配合采用间隙配合 H8/f8,与拉深凸模之间要留单边间隙为 0.10.2mm。3 导料销的安装:导料销是对条料导向,保证条料正确的送进方向。由于条料是从右往左边送进,导料销要安放在模具的后侧。4 固定板上模固定板和下模固定板分别与凸凹模、凸模按一定位置压入固定,作为一个整体安装在上、下模座上,平面尺寸与凹模、卸料板外形相同。固定板与凸凹模、凸模均采用过渡配合 H7/m6,在压入一起后,凸模和凸凹模的下端面要与固定板一起磨平。固定板基面和压装配合面的表面粗糙度为1.60.8 ,另一非基准面可适当降低要求。Ram5 垫板垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力,以降低模座所受的单位压力,防止模座被局部压陷。垫板外形和固定板相同,其厚度一般取310mm。垫板的材料为 45 钢,淬火硬度为 4348HRC。垫板上、下表面应磨平,表面粗糙度为 1.60.8 ,以保证平行度要求。为了便于模具装配,am垫板上销钉通过孔直径可比销钉直径大 0.30.5mm。6 该模具采用了弹性卸料板,在装配时,要保证它和凸模之间的单边间隙(.1mm0.2mm), 卸料板在自由状态下应高出凸凹模刃口面 0.51.0mm.,以便利于卸料。7 模具装配后要保证间隙合理均匀,落料凹模刃口面要高出拉深凸模工作端面 3mm,保证先落料后拉深。3.1.4 模具装配技术要求1 .装配时要保证凸凹模间隙均匀一致.配合间隙符合设计要求,不允许采用使凸、凹模变形的方法修正间隙2 推料、卸料机构必须灵活,卸料板和推件块在冲模开启状态时,一般应突19出凸、凹模表面 0.51.0mm.3 落料、冲孔的凹模刃口高度,按设计要求制造。4 冲模所有活动部分应平稳灵活,各紧固用的螺钉、销钉不得松动,并保证螺钉和销钉的端面不突出上下模表面。5 个卸料螺钉沉孔深度保证一致,卸料螺钉、顶杆的长度应保证一致。6 拉深凸模的垂直度必须在凸凹模间隙允许的范围内。7 冲模的装配必须符合模具装配图、明细表及技术条件的规定。 第二节 模具的调试及工作3.2.1 模具的调试模具按图样技术要求加工与装配后,必须在符合实际生产条件的环境中进行试冲压生产。通过试冲可以发现模具设计制造中的缺陷,找出产生原因,对模具进行适当的调整和修理后再进行试冲,直到模具能正常工作。模具调试的要点:1 . 模具闭合高度的调试。模具应与冲压设备配合好,保证模具应有的闭合高度和开启度。2 . 导向机构的调试。导柱、导套要有好的配合精度,保证模具运动平稳、可靠。3 凸、凹模刃口的调试。冲裁刃口锋利,间隙均匀。4 . 定位装置的调试。定位要准确、可靠。5 . 卸料及出件装置的调试。卸料及出件要畅通,不能有卡住的现象。3.2.2 模具的工作过程模具上模部分通过模柄安装在压力机滑块上,下模部分通过螺栓、压板安装在压力机的工作台面上。模具的下模部分设有挡料销和导料销,用于条料送进时定位,控制送料步距离。条料送给,上模随压力机的滑块一起下行,先完成落料,在拉深。完成一次冲压后,上模随压力机的滑块一起上行,压边圈在顶杆的推动作用下,将工件从拉深凸模上顶出,使工件随凸凹模一起上行,卸料板将卡在凸凹模上的废料卸下,凸凹模上行一定距离,靠推件块的作用将工件从拉深凹模腔中推出。20结论这次设计已做到尾声,经过的大量的计算、设计、画图,我感到这段时间虽然短,但学习到的知识却并不少。回想刚开始做的时候的迷茫,手中拿着题目。但就是不知道该从那里入手,于是开始看看参考书中的一些例子,根据自己的题目也开始进行慢慢的分析,思路才逐渐的明朗起来。在设计中,需要学习的东西很多,而且需要查阅当量的相关资料。从查阅模具的计算公式到查阅模具工作零件的配合精度,再到模具的装配调试,都需要一一的认真的查阅参考。查阅的过程也是我们知识积累的过程,在平时的学习中我们都很少去参考相关的一些资料,都只拿学好自己的课本为目的,但这些东西在做设计时才发现这些知识是远远不够的。我相信在这次设计中每个人的专业水平都上了一个档次。这对我们以后发展非常有利。大量的计算、画图是少不了的,每个人的感觉都是累,说这段时间很痛苦难熬,但经过这些之后才逐渐的发现还有一些成就感在其中。做完设计的同学都很得意的让别的同学浏览自己的作品,因为此时有很大的成就感。次我设计的为落料拉深复合模具,现在对冲裁及拉深模具有最基本的认识,21了解到模具工作零件的尺寸计算方式,间隙的计算方式,一些需要配合的零件的配合精度,工作零件、定位零件、卸料和顶件装置、连接和固定零件的计算,模具中标准零件的选择。但我们所设计的模具只是把参考书中的一些公式和数据学会应用,没有自己的实践经验,如果要能把自己的设计做出成品,可能还要很远的距离,需要自己真正的去实践,了解一些模具应用中的性能,模具材料的一些性质,如何将模具结构根据产品的要求做到最合理,最经济,这些都需要我们一一的考虑。也就是说我们以后要成为一个优秀的模具设计人员,我们要付出的还很多,要走的路还很曲折漫长。致谢我的毕业设计已经顺利的完成,但回想起来如果单凭个人的力量是很难完成的。首先我要感谢我的老师,是老师们在平时对工作的敬业,对我们的负责,把自己所知知道的知识毫不保留的传授给我们,帮我们打好了坚实的基础。尤其是指导我的翟德梅老师,对我的设计仔细的审查,指导,并指出设计中的许多不足的地方。其次,我感谢许多帮助过我的同学,因为在设计中遇到许多棘手的问题,是他们给我许多建议,提供我一些资料,让我把设计做的更完善。这些师长、同学在关键时给我许多的帮助,我在这里想表示我最真诚的谢意。 22参考文献1 王孝培主编. 冲压手册. 北京 机械工业出版社 19902 王同海等 实用冲压技术 北京 机械工业出版社 19953 成红主编 冲压工艺与模具设计 北京 电子科技大学出版社 20004 史铁梁主编 冷冲模设计指导 北京 机械工业出版社 20015 赵孟栋主编 冷冲模设计(第 2 版)北京 机械工业出版社 19976 黄毅宏主编 模具制造工艺 北京 机械工业出版社 19867 高佩福主编 实用模具制造技术 北京 中国轻工业出版社 19998 陈孝康等编著 实用模具技术手册 北京 中国轻工业出版社 20019 中国机械工业教育协会组编 冷冲模设计及制造 北京 机械工业出版社 200210 翟德梅主编 模具制造技术 河南机电高等专科学校自编教材 200111 刘建超、张宝忠主编 冲压模具设计与制造 北京 高等教育出版社 2002 2312 中国模具工业协会标准件委员会编 中国模具标准件手册 上海 科学普及出版社 198913 李天佑主编 冲压图册 北京 机械工业出版社 1988
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