压缩机定子冲压工艺及模具设计-级进模含7张CAD图-独家.zip
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压缩机定子冲压工艺及模具设计摘 要本设计是对给定的压缩机定子进行冲压模具设计。冲压工艺的选择是经查阅相关资料和和对产品形状仔细分析的基础上进行的;冲压模具的选择是在综合考虑了经济性、零件的冲压工艺性以及复杂程度等诸多因素的基础上进行的;产品毛坯展开尺寸的计算是在方便建设又不影响模具成型的前提下简化为所熟悉的模型进行的。文中还对冲压成型零件和其它相关零件的选择原则及选择方法进行了说明,另外还介绍了几种产品形状的毛坯展开尺寸计算的方法和简化模型,以及冲压模具设计所需要使用的几种参考书籍的查阅方法。关键词:压缩机定子;冲压模具;冲压工艺;成型零件AbstractThis design is a stamping die design for a given compressor stator. The selection of stamping process is carried out on the basis of consulting related data and carefully analyzing the shape of the product. The selection of stamping dies is based on a comprehensive consideration of many factors such as economy, stamping process and complexity of parts. On the premise that the mold is molded, it is simplified to the familiar model. In addition, the selection principle and selection method of stamping parts and other related parts are also explained. In addition, the calculation method and simplified model of the blank expansion of several product shapes are also introduced, and several reference books which need to be used in the design of stamping die design are also introduced.Key words: compressor stator; stamping die; stamping process; molding parts目 录摘 要IAbstractII前 言- 1 -第一章、零件图及工艺方案的拟订- 4 -1.1.零件图及零件工艺性分析- 4 -1.1.1.零件图- 4 -1.1.2.零件的工艺性分析- 4 -1.2.工艺方案的确定- 5 -第二章、工艺设计- 6 -2.1.搭边值计算- 6 -2.2.计算工件实际面积- 6 -2.3.分析排样方案- 6 -2.4.计算各工序的压力- 7 -2.5.压力机的选择- 8 -2.6.压力中心的计算- 8 -第三章、模具类型及结构形式的选择- 11 -3.1.级进模的设计- 11 -第四章、模具工作零件刃口尺寸及公差的计算- 13 -4.1.冲裁间隙- 13 -4.2.模具间隙对模具的影响- 13 -4.3.刃口尺寸计算- 15 -第五章、模具零件的选用,设计及必要的计算- 18 -5.1.模具零件的选用- 18 -5.1.1.成形零件- 18 -5.1.2.支撑固定零件- 21 -5.1.3.卸料零件- 21 -5.2.标准件选择- 21 -5.3.导向装置- 22 -第六章 压力机的校核- 24 -第七章、模具的动作原理及综合分析- 25 -7.1.模具的动作原理- 25 -7.2.模具的装配- 25 -设计心得- 27 -致 谢- 28 -主要参考文献- 29 -III前 言现在国民经济发展的是很快的,在很多行业里面都用到冲压的技术,在国民经济各部门中,几乎都有冲压加工生产,这个技术跟机械领域的发展有很大的关系,跟人们的日常生活也有很大的关系。冲压的工艺发展的很快,冲压的有关机器发展的也是很快的,特别是精密性很高的冲压设备。速度很快的冲压,工位比较多并且还自动化的冲压,还有液压冲压,超塑性的冲压技术发展的都是很快的,在现在生产里面,冲压的工艺水平跟原来相比是提高了很多的。新类型的模具使用的原材料是钢结合金,还有硬质的结合金,在处理模具的表面的时候,技术也比原来新近了很多,这样一来冲压机器,还有模具的构造跟原来相比都变好了很多,这样一来模具的使用时间就变的更长了,冲压在进行加工的时候工艺范围也变得更大了。因为在进行冲压加工之后,生产效率是变高很多的,加工出来的产品质量是比较好的,并且稳定性也高,而且产品的造价也没有多高,并且加工产品的形状还是比较复杂的等等,所以现在冲压加工在很多领域里面都开始使用。现在工业化的发展是很快的,生产力水平也是在不断变高的,在整个模具行业里面,冲压工艺是越来越重要了。目前国内模具技术人员短缺,要想让这种情况改变,最主要就是要对人员进行培训。我们做为踏入社会的当代学生,就应该掌握扎实的专业基础,现在学好理论基础。毕业设计是专业课程的理论学习和实践之后的最后一个教学环节。希望能通过这次设计,能掌握模具设计的基本方法和基本理论。模具行业的发展现状及市场前景模具这个行业发展的时间是非常长的,并且世界上模具的需求量是比较大的,现在正常情况下市场每年需要模具的数量都超过了七百亿美元,在这种大的背景下,我们国家的模具行业发展的也是很快的。最近这些年,每一年模具行业的增长值都超过了百分之十五,不管是国内生产总值,还是模具出口的总值每一年都在增加。在这么多的行业里面,汽车行业,还有电子行业对于模具的需求都是非常大的,现在我们国家光是生产模具的厂家就超过了一万七千家,从事模具这个行业的人员已经超过了五十万。在整个模具行业里面,冲压模的产品大概有一半,塑料模具的产品大概是百分之三十,压铸模具的产品大概是百分之六,别的模具的产品大概是百分之十一。在进行塑料产品加工的时候,用的最多的一种加工方式就是冲压。冲压一半是对板材进行加工,它不仅可以加工金属的板材,还可以加工不是金属的板材。在进行冲压的加工的时候,因为有模具的作用,板子内部就会有一个力量产生,这样板子就产生形状的改变了。在对板材进行冲压加工的时候,是通过机器来进行的,所以生产效率是非常高的,在进行加工的时候也没有那么复杂,可以进行机械自动化的加工。用模具来进行生产加工,生产的零部件形状是比较复杂,特殊的。用冲压方式加工出来的产品,大小,还有精确度都是由模具来确定的,所以生产出来的产品质量都是比较一致的,不需要再进行加工了。在进行冲压加工的时候,毛坯是不需要再进行加热的,也不需要对材料进行很多的切削,所以说这样的材料不仅对能耗节省了很多,而且对材料也节省了很多。对产品进行冲压加工,加工出来的产品质量是相当的不错的,并且产品的原材料都是工厂大批量生产出来的压制板材或者是带料,在进行冲压加工的时候,物料的表面不会有破损的情况出现。所以说,对产品进行冲压加工,不仅质量得到保证,并且造价还不高。加工出来的产品不仅质量小,而且刚性还能够达到要求。对产品进行冲压生产在很多行业里面都有使用,比方说在汽车行业,电子仪器行业,航天和兵工等的生产方面占据十分重要的地位。现代各种先进工业化国家的冲压生产都是十分发达的。冲压在我们国家的工业化发展里面,占据的地位还是非常高的。当今,随着科学技术的发展,冲压工艺发展的是很快的,工艺的改善也是比较多的,主要在下面几个方面体现: (1)对冲压的工艺进行计算,还有分析的时候,使用的方法更加的现代化了(2)对模具进行设计的时候,对模具进行生产加工的时候,手段都更加的现代化了。(3)在进行冲压生产加工的时候,已经实现机械自动化了(4)新的成型工艺以及技术的出现(5)对板材的性能进行改善,这样一来加工出来的产品在成型的时候性能更好,在使用的时候质量更高。毕业设计是一种综合性的训练,也是一个重要的专业实训环节,它综合性强,应用知识面宽。我们国家现在经济发展是非常快的,工业化需要的东西是越来越多,产品的型号变化也是很快的。模具作为一种工具已广泛地应用在各行各业之中。模具是现代化工业生产的重要工艺装备。在国民经济的各个工业部门都越来越多地依靠模具来进行生产加工。模具已成为国民经济的基础工业。工业行业的一个重要标志就是模具。要想让产品的种类变多,要想让产品产生的经济效益更好,关键就在于模具的技术水平是不是高。为了更进一步加强我们的设计能力,巩固所学的专业知识,在毕业之际,特安排了此次的毕业设计。毕业论文进行的基础就是大学几年所学习的专业知识,还有一些社会实践。本次设计的目的:一、我在大学期间学习的专业知识结合在进行实际生产时候的要求,进行一次冲压模设计的实际训练,从而提高我们独立工作能力。二、巩固复习三年以来所学的各门学科的知识,以致能融贯通,进一步了解从模具设计到模具制造整个工艺流程。三、在设计模具的时候一些基础的技能要熟悉,比方说怎么对有关数据进行计算,怎么去画图,怎么去查阅资料等等。尽管这样,我自身的专业水平还是比较差的,并且也没有什么实践经验,所以又什么不到的地方,还希望老师们给我指出来,我及时的改正,谢谢大家。第一章、零件图及工艺方案的拟订1.1.零件图及零件工艺性分析1.1.1.零件图 图(11)工件图:如图11所示材料:D21板厚:0.5mm产品为压缩机定子,所选材料为D21,为电工硅钢,产品四周有R角过渡,这样设计模具时,凹模在热处理后不会因为应力集中,而导致加工过程中,有开裂现象。1.1.2.零件的工艺性分析论文里面设计的这个产品,使用的原材料就是D21,它的有关数据是=190Mpa,b=230Mpa,零件图上有公差标注,未注公差的,属于自由公差,按IT08级确定工件尺寸的公差,这个产品的外形是没有那么复杂的,并且这个产品还是对称分布的,有二十四个齿,这些齿都没有多大,但是齿跟齿之间的空档是比较大的,因为齿的个数是很多的,一般的厚都是在零点五,适中,属于普通冲压件,但有几点应该注意:该冲裁件的材料D21,具有较好的可冲压性能。由于板料厚度一般,在进行生产的时候数量还不少,在确定模具的原材料的时候要慎重,在确定模具的结构的时候也要慎重,因为这两点都关系到这个模具的使用时间。加工的产品外形没有多大,不过为了安全着想,所以从模具里面将产品拿出来的时候方式一定要恰当,最好设置推件,或者是取件装置。1.2.工艺方案的确定对工序的安排,拟有以下几种方案:把料落下去只有一道工序进行生产落料冲孔复合冲压。冲出一个孔,对板材进行冲压加工,使用的模具就是进级模。方案模具结构简单,在进行加工的时候没有那么复杂。不过要想将产品加工出来,要经过两个步骤,模具也要有两套,加工的时候工序是没有那么集中的,搬运半成品要浪费大量时间。生产的时候效率是比较差的,加工产品的精确度也不高方案复合模结构一般,比较容易制造。节约了半成品搬运的时间提高了生产效率且易于保证孔的质量和制件精度。但齿比较多,而且,距离比较近,采用复合模,凸凹模的强度不够,容易裂开,模具寿命不长方案级进模结构复杂;难以制造。它的生产效率是非常高的,而且产品的精确度也是很高的。模具在进行使用的时候时间是比较长的。综上所述,根据生产效率、精度、所使用的机床、卸料方式、废料出料、板料的定位方式、制造成本等方面分析最终确定方案三。第二章、工艺设计2.1.搭边值计算外形最大尺寸为长度Dmax=114,材料厚度为0.5,根据材料性能,由冲压工艺与模具设计P45表2.5.2 确定搭边值:工件间:a1=1.8;沿边: a=2.0,条料下料宽度为114+22+22=122,剪切公差:=0.5条这个料子跟导料板中间的空档大小就是: c=0.5送料步距为114+1.8=115.8;2.2.计算工件实际面积 通过电脑计算得工件实际面积为11387.0632, 材料利用率的计算:在一个步距的范围里面,对材料的使用效率就是=nF/Bs100% =111387.0632/122115.8100%=80.60%在公式里面 F在一个步距的范围里面,对材料冲裁的大小是多少;n一个步距内冲裁件数目;1B这个条状的物料宽是多少,一百二十二毫米s步距(mm); 115.8mm2.3.分析排样方案为保证条料送进的刚性和稳定性以及正确处理工件送料与载体的连接关系,应考虑沿零件纵向排样和横向排样,由于本设计中产品外形是比较规则,纵向和横向,无论是操作,还是在材料利用率上是完全一样的,所以无需考虑如何排样。具体排样图如下: 图22)2.4.计算各工序的压力前面就已经说过了,这个零件的原材料就是硅钢片,这个硅钢片的厚是零点五毫米,抗剪切强度的大小是一百九十兆帕,抗拉强度b就是二百三十兆帕,对板材进行冲击的时候侧边的刃力的大小就是F1=1.3Lt =1.3 (115.8+4)0.5190 =14795.3(N)=14.795KN冲侧刃力:F2=1.3Lt =1.3 (115.8+4)0.5190 =14795.3(N)=14.795KN冲腰圆孔力:F3=1.3d孔t =1.33.14120.5190 =4653.48(N)=4.653KN冲24齿孔力:F4=1.3nLt =1.32437.5590.5190 =111324.876(N)=111.325KN 冲中心大圆力:F5=1.3Lt =1.3(3.1461-2.5524)0.5190 =16096.99(N)=16.097KN 落料力: F6=1.3Lt =1.3 383.31380.5190 =47339.2543(N)=47.339KN卸料力:P2=k卸F (查冷冲压工艺与模具设计得:k卸=0.0250.08)冲压力大小为F=F1+F2+F3+F4+F5=14.795+14.795+4.653+111.325+16.097+47.339=209.004KNP2=k卸F=209.0040.06 =12.54KN这一工序的最大总压力为: P=F+P2=209.004+12.54=221.544KN2.5.压力机的选择根据以上计算和分析,再结合车间设备的实际情况,根据所设计的模具外形大小,模具在闭起来的时候高,模具里面的压力有多大,确定下来压力机的型号,本次课题选用公称压力为1000KN的单柱固定台压力机(型号为JD21-100)能满足使用要求。压力机的具体参数如下 公称压力:1000KN滑块行程:120mm 滑块行程次数:75次/min 最大封闭高度: 400mm 最大装模高度: 300mm 封闭高度调节量:85mm 模柄孔的大小:这个孔的直径大小是六十毫米,孔的深是八十毫米 工作的这个台面的大小:600mm(前后)1000mm(左右)垫板厚度:100mm垫板孔径:200mm电动机功率:7.5/kw2.6.压力中心的计算模具压力中心说的就是对材料进行冲压的时候,那么多的冲压力都作用的那个点。要想让压力机在工作时候正常,让模具在工作时候的正常,那么对压力中心进行计算的时候用的是解析法进行的。一开始:F1冲侧刃力 F1=KL ,得F1=14.795KNF2冲侧刃力 F2=KL ,得F2=14.795KNF3冲导正孔力 F3=KL,得F3=4.653KNF4冲齿力 F4=KL,得F4=111.325KNF5冲中心圆力 F5=KL,得F5=16.097KNF6落料力 F6=KL 得F6=47.339KNY1F1到X轴的力臂 Y1=59X1F1到Y轴的力臂 X1=173.7Y2F2到X轴的力臂 Y2=-59X2F2到Y轴的力臂 X2=173.7Y3F3到X轴的力臂 Y3=0X3F3到Y轴的力臂 X3=173.7Y4F4到X轴的力臂 Y4=0X4F4到Y轴的力臂 X4=57.9Y5F5到X轴的力臂 Y5=0X5F5到Y轴的力臂 X5=-57.9Y6F6到X轴的力臂 Y6=0X6F6到Y轴的力臂 X6=-173.7根据合力距定理:YG=(Y1F1+ Y2F2.)/(F1+ F2)XG=(X1F1+ X2F2)/(F1+ F2)YGF冲压力到X轴的力臂;YG=0XGF冲压力到Y轴的力臂;XG=15.45所以本次设计的模具压力中心为(15.45,0)在模柄直径范围内,符合要求。第三章、模具类型及结构形式的选择按照前面定下来的加工工艺,还有这个产品的外部性状等等特征,精确度是多少,先将这个机器的有关技术数据都确定下来,模具在进行加工的时候有什么条件,还有安全性的要求等等,确定模具用哪一种,还有这个模具的结构是什么样的。3.1.级进模的设计本设计中采用冲孔落料级进模。工件厚度一般(t=1.5mm),所以在把物料卸下来的时候用的是弹性的斜料装置,这个装置不仅可以进行斜料,还可以对孔进行冲加工的时候,将工件压紧了。上模弹性力由橡皮产生。级进模的结构形式如图31所示。 图31)第四章、模具工作零件刃口尺寸及公差的计算 4.1.冲裁间隙在进行冲裁的时候,间隙说的就是冲裁模具的凹模还有凸模的刃口相互的空档。这个间隙有两种,一种是单边的,一种是双边的。这个间隙是大还是小,对于冲裁产品的质量有很大的关系,对于模具的使用时间,冲裁力的大小也有很大的关系,在进行冲裁加工的时候,还有设计模具的时候冲裁间隙这个数据起的作用是非常关键的要想让这个间隙的大小能够合理一些,那么在确定这个间隙的数值的时候有两种方法,一种是通过公式来进行计算,还有一种就是查表,直接明了。在我们这个模具里面,需要加工的产品原材料是D21硅钢片,这个原材料的厚就是零点五毫米,查表得冲裁模具间隙:=0.02mm,=0.03mm。4.2.模具间隙对模具的影响一个模具使用的时间有多长,跟这个冲裁间隙有很大的关系。在对产品进行冲裁的时候,凸模跟这个需要冲裁的孔的中间,还有凹模跟这个落下来的物料中间都是有摩擦的,如果这个间隙很小的话,那么产生的摩擦就越大。在进行生产的时候,因为有制造误差,还有装配精确度的存在,凸模跟凹模的面是不可能垂直的,那么这样一来这个间隙在进行分布的时候也不会是均匀的,间隙的大小如果合理的话,那么凸模还有凹模侧边的面跟这些材料产生的摩擦就没有多大,那么这样一来间隙对于模具的影响就可以降低一些,这样一来模具的使用时间就可以稍微长一点了。冲压间隙对冲压力的影响:虽然冲压力随冲压间隙的增大有一定程度的降低,不过在一边的间隙大小是这个材料厚的百分之五到百分之二十的时候,冲压力没有减小多少,所以这样就可以知道,一般来说,间隙对于冲压力的大小没有什么影响。间隙有多大,跟斜料力,推件力,顶件力有很大的关系。在间隙变大了情况下,凸模上面的斜料力,推件力,还有顶件力都是比较小的。通常来说,如果这个间隙的大小是这个材料厚度的百分之十五到百分之二十五的时候,这些力基本上就没有了。间隙对冲压件尺寸精度的影响的规律,对于冲孔和切边是不同的,并且与材料轧制的纤维方向有关。通过以上分析可以看出,冲压间隙对断面质量、模具使用的时间,冲压时候力的大小,斜料力,推件力,顶件力,还有冲压加工产品的精确度,对于他们的影响都是不一样的。所以说,间隙的数值没有一个确定的合理值,可以同时对这么多的因素进行满足。在进行冲压的时候,间隙有多大,主要要考虑的就是冲压产品断面质量的好坏,还有模具使用时间的长短这两个因素就可以了。但许多研究结果表明,能够保证良好的冲压件断面质量的间隙数值和可以获得较高的冲模寿命的间隙数值也是不一致的。一般说来,当对冲压产品对于断面的要求比较高的时候,间隙的数值就不能大,不过如果冲压产品质量要求没有那么高的时候,间隙就可以大一点,这样一来模具的使用时间就可以长一点了。在用冲压模对产品进行加工的时候,磨损的规律是一定的,那么对落料的模具进行设计的时候,凹模的基本大小跟零件的最小极限大小是差不多的;对冲孔模进行设计的时候,凸模的大小跟需要冲孔的工件的最大极限大小是差不多的。根据这个需要加工产品的精确度要求,还有这个模具可能会被磨损的状况,不管是凹模,还是凸模,他们的磨损都是在公差范围里面的。可按下列关系选取:零件精度IT10以上 X=1; 零件精度IT11- IT13 X=0.75; 零件精度IT14 X=0.5 。无论是将物料落下来,还是对孔进行冲裁加工,在进行冲压的时候,间隙的大小就是最小合理间隙数值。选择模具制造公差时,一般冲模精度较零件高3-4级。对于形状简单的圆形、方形刃口,其制造偏差值可按IT6- IT7级选取;对于形状复杂的刃口尺寸制造偏差可按零件相应部位公差值的1/4来选取;对于刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取冲件相应部位公差值的1/8并冠以();如果说产品上面公差没有标出来,那么它在确定数值的时候等级就是IT14级。产品的大小公差还有冲模刃口的大小的制造偏差,要根据入体的原则,将这个单向的公差标出来,也就是说:落下来的这个物料上面的偏差是零,那么只要把下面的偏差标出来就可以拉;冲孔的零部件下面的偏差是零,只要把上面的偏差标出来就可以了。假如说,有一个零件,它的公差是按照两个方向的偏差来进行标注的,则应换算成单向标注。磨损后无变化的尺寸除外。4.3.刃口尺寸计算落料,冲孔尺寸刃口设计和计算 这个冲裁加工的产品最外围的大小跟落下来的物料大小是一样的,设计的基准见就是凹模,那么只要把这个凹模的刃口大小算出来,根据这个间隙的要求来进行配合就可以了。工件精度要求为IT12级查冲压工艺与模具设计P31附表2.2.1:冲模制造精度为IT9IT11级,取IT10级。冲孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式计算:对孔进行冲加工的时候凸模 dp=(dmin+X)+p 冲孔时凸模 Bh=(dp+2Z)-p 落料时凹模 Dp=(Dmax-X)-p 落料时凸模 Ap=(Dmax-X-Zmin)+p 孔心距 Lp=Lp在公式里面 Dp dp他们代表的是落下来物料的大小,还有冲孔的时候凸模的刃口的大小;Dmax代表的就是掉下来的物料最大的极限大小;dmin代表的就是冲孔的零部件最小的极限大小;工件公差;p凸模制造公差,正常情况下它的数值就是p=/4;p刃口中心距对称偏差,通常取p=/8;Lp凸模中心距尺寸(mm);L冲件中心距基本尺寸(mm);Zmin代表的就是进行冲裁的时候最小的间隙;落料凹模尺寸:Dp1=(Dmax-X)-/4 =114.2-0.50.4=114-0.02 0;Dp2=(Dmax-X)-/4 =123.67-0.50.04=123.65-0.02 0;落料凸模尺寸:Ah1=(Dmax-X-Zmin)+/4 =114-20.02=113.960 +0.02; Ah2=( Dmax-X-Zmin)+/4 =123.65-20.02=123.610 +0.02;冲孔凸模尺寸:dp1=(dmin+X) +/4 =11.9+0.50.2=120 +0.02dp2=(dmin+X) +/4 =115.6+0.50.4=115.80 +0.02dp3=(dmin+X) +/4 =3.9+0.50.2=40 +0.02dp4=(dmin+X) +/4 =60.97+0.50.06=610 +0.02dp5=(dmin+X) +/4 =3.4+0.50.2=3.50 +0.02dp6=(dmin+X) +/4 =2.5+0.50.1=2.550 +0.02冲孔凹模尺寸:Bh1=(dp1+2Z) -/4 =12+20.02=12.04-0.02 +0,Bh2=(dp2+2Z) -/4 =115.8+20.02=115.84-0.02 +0,Bh3=(dp3+2Z) -/4 =4+20.02=4.04-0.02 +0,Bh4=(dp4+2Z) -/4 =61+20.02=61.04-0.02 +0,Bh5=(dp5+Z) -/4 =3.5+0.02=3.52-0.02 +0,Bh6=(dp16+2Z) -/4 =2.55+20.02=2.59-0.02 +0,孔心距 Lp=Lp Lp1=83.720.01,节距115.8保持不变,24齿均匀分布,角度保持不变。第五章、模具零件的选用,设计及必要的计算5.1.模具零件的选用5.1.1.成形零件 一、凸模生产凸模的就是Cr12MoV,对它进行淬火处理,硬度可以达到58-62HRC。这个凸模的结构就是台阶式的,小一点的圆的凸模在进行固定的时候用的就是台阶式的,异形凸模设计成挂台,外形与固定板采用过盈配合的方式,比较大的凸模在进行固定的时候要用到螺钉还有销钉,跟模板固定在一起。图5-1)二、凹模生产凹模使用的材料就是Cr12MoV,要进行淬火处理,处理之后硬度是在58-62HRC。固定凹模的时候用的是螺钉,与下模板配合,凹模设计成整体结构,这样做的好处就是模具的结构没有那么复杂了,并且材料也用的少了,产品的成本就降低了。矩形的凹模使用的零部件都是国家标准件,如果凹模用的零部件不是标准件的话,那么受到的力就是很复杂的了,到现在也没有一个专门的公式来对这种受力进行计算,只能根据一定的经验来进行估算。凹模高度 H=Kb (15mm)凹模壁厚 c(1.52)H(3040mm)在公式里面 b冲压加工产品外部总装最大的大小 K系数,考虑板材厚度的影响,其值可查文献2P224表8-1。 前面讲的这些都可以用来对一般的钢材在进行热处理之后进行确定,而且还可以算出来在平面支撑的情况下,凹模的大小是多少。冲裁加工的产品结构没有那么复杂的时候,壁厚的系数就是比较小的数值,相反的就是比较大的数值。凹模生产的数量是比较多的,那么在算这个模具的高的时候,要加一个总的修模量。 根据本模具情况,查得K=0.07。凹模高度H=Kb=0.07462.3=32.361mm因为生产的数量是非常多的,再加上总的修模量,那么这个凹模的高的数值就是四十毫米。那么这个凹模的壁厚的数值就是48.541564.722mm。所以凹模尺寸为长度D=462.3+2(48.541564.722)=559.383591.744,宽度H=126+2(48.541564.722)=223.083255.444,本次设计建议凹模设计成570x240x40。5.1.2.支撑固定零件模架就是说在上面的模座,还有下面的模座的中间,加一个导向装置。一般来说都是按照凹模的外部最大的大小来确定模架,在这里我们使用的模架是标准模架。凹模最大外形尺寸L=570 mm,B=240mm,选用非标准自制钢板模架,导柱导套选择滑动标准件,根据模具闭合高度h=199,选择滑动导柱导套长度为140160mm ,上下模座选用材料为Q235,下模板厚度45,上模板厚度40。再由凹模板和模架尺寸确定其它模具模板的尺寸如下:上垫板:57024010凸模固定板:57024018凹模:57024040上模板:72032040下模板:720325455.1.3.卸料零件采用弹性卸料板卸料,根据卸料力的大小取卸料板的厚度为18mm。由于卸料板与导料板在安装时有干涉,因此,在设计卸料板时需加工让位,这样,卸料板需要加厚到25, 由冲压手册表10-1选用树脂,设使用树脂的个数为10个,F=12540N则每个树脂所承受的负荷为F顶=12540/10=1254(N),由Fj F顶,选择树脂直径规格为:25 Fj=1390, hj=23,h顶=hj/FjxF顶=28/1390x1000=16.55 F顶+h工+h修模=20+3+3=26 hj选用的树脂及数量满足要求5.2.标准件选择上、下模座螺钉选取由凹模周界570240选用M10的内六角圆柱头螺钉参照模具各零件的具体情况,上模座选用6颗M10X50的内六角圆柱头螺钉固定,下模座选用6颗M10X50的内六角圆柱头螺钉固定。 ( 螺钉)卸料螺钉 查冲压模具简明设计手册表15-34选取卸料螺钉 使用的是头是圆柱形状,内六角的卸料螺钉,型号就是M8X60 ( 卸料螺钉 ) 其主要参数:d1=16 l=14 d2=24 H=10 t=8 s=10 d3=14.5 d4=6.9 d5=9.5 L=55 根据模具的实际情况 上模座选用两颗1050的圆柱销钉定位 下模座选用两颗1050的圆柱销钉定位 (圆柱销钉)已经知道模具在每一个零件上详细的状况,对螺钉,还有圆柱销所在的地点进行合理的安置,从国标里面确定螺钉还有圆柱销的大小规格。5.3.导向装置我们论文里面的模具导向装置是导柱导套。在导柱还有导套进行间隙配合的时候,标准就是H7/R6 。导柱还有导套进行的滑动是相对的,要求配合表面有足够的强度,韧性一定要满足要求。这样确定原材料就是二十号钢,对这个钢材的表面还要进行渗碳,淬火的处理,在处理之后,这个刚才的面硬度是在5862HRC。导柱选用GB2861.281中的B型导柱,直径d=28mm、d=32mm、极限偏差为R7、长度L=160mm。确定导套的类型是A型,这个导套的直径大小分别是d=28mm、D=42mm、d=32mm、D=45mm、极限偏差为H7、长度L=80mm。 导柱导套每组选择两套,在模具上单边一组,就是不对称安装,防止合模时错误。第六章 压力机的校核1、闭合高度的校核所选压力机的最大装模高度为300mm,闭合高度的调节量为80mm Hmin=300-85=215mm 本次设计模具的的闭合高度H=H上模座+H垫板+H凸模+H凹模+H固定板+H下模座-t=40+10+65+40+45-1 =199 Hmax-5=295 Hmin=210 不能满足要求,所以在调试模具时,需要在模具下面加上等高垫铁。2、工作台面尺寸的校核所选压力机的工作台尺寸为:左右:1000 前后:600而模具的外形尺寸为:720320因为模具下面的这个座比工作台面的面积要小五十毫米到七十毫米工作台面尺寸满足。 3、滑块行程的校核应该让滑块行程放到毛坯里面去的时候方便一些,在拿出加工产品的时候也方便一些所选压力机滑块行程为120mm,满足。综上,所选压力机JD21-100满足需要。第七章、模具的动作原理及综合分析7.1.模具的动作原理本模具(装配图如图所示)在一次行程过程中完成制件的落料、冲孔全部工作:当压力滑块下行时,毛坯料被压在凹模与各冲孔,落料凸模与凹模之间作用下一次完成工作。最后将两边废料切断,废料冲凹模边划下。本次设计的级进模,压力机工作一次,送料完成了定位,在模具的同一个地方进行的工序是很多的,其冲裁件的相互位置精度高,对条料的定位精度也比较高,因为需要用导料板对条料宽度进行导向。冲压件精度高,可以很好的保证工件的形状和尺寸精度,模具的内部结构没有多复杂,并且加工时候精确度还是比较高的,进行加工的时间也没有多长,造价也不高,节约了成本。工序较集中排除了半成品搬运时间,生产效率变高了很多。这样的模具可以加工的产品数量是比较多的,而且产品的精确度也是比较高的,内外形尺寸差较大的冲裁件。冲孔废料由凹模孔向下排除,同时错位落料的产品也由凹模孔向下排除,这样操作方便,生产效率提高很多。每步送料步距靠侧刃定位,有导正销定位。所选的模架螺钉等零件都是从标准件中选取,这样可有效的降低成本。 7.2.模具的装配按照装配级进模时候的注意点,确定装配的基准见就是凹模,把下面的模先装起来,再把上面的模装起来,然后将间隙调整到合理的数值范围里面,进行冲压的试验,最后对产品进行维修处理。序号工序工艺说明凸、凹模预配在进行装配之前,对每一个凸模的大小还有凹模的孔的形状进行仔细的查看,看一下有没有达到图纸上对于大小,还有外形的要求的。要配合好凹凸和凸模,看一下他们两个中间的空档是不是均匀的。要是空档不合适的话,还要再对它进行加工。凸模装配定位的时候用的是凹模的孔来进行的,把凸模都压到凸模的固定板的孔里面去,然后把它压紧了。装配下模画一个中心线在下面的模座上面,在装凹模还有固定板的时候根据这个中心来进行;在下面的模具的座上,用凹模版对螺孔装在什么地方进行确定,要对孔进行钻加工,对丝进行攻加工;装配上模把等高的垫铁放到装好了的下面的模具上面,再把凹模放到纸片上面去,这个纸片的厚度在零点三毫米,之后再把凸模还有固定板都装到凹模里面去。把上面的模座预先装好,把凸模的固定板还有跟这个板对于的螺孔,销孔所在的地点都画出来,然后对这些孔进行加工;把固定的板材,还有垫板都跟上面的模座固定连接在一起,在进行固定的时候用螺钉来进行,不过这个螺钉不要把它拧紧了;把斜料的这个板子装在已经固定好的凸模的上面,在它上面装好橡胶,装好斜料螺钉,对橡胶的顶压量进行调整,这样让卸料的这个板子比凸模下面那一头高出来一毫米就可以了;再查看一下凹凸两个模具中间的空档,对它再一次进行调整,调整到合理的范围,在把螺钉固定一下;安装导料板;切纸检查,合适后打入销钉试冲与调整装机试冲根椐试冲结果作相应调整设计心得 在写毕业论文的时候,结合认识实习和生产实习中所获得的实践经验,我自己将整个毕业论文都写完了,通过自己实际的操作计算,我对以前所学过的专业知识有了更进一步、更深刻的认识,能够把自己所学的知识比较系统的联系起来。同时也认识到了自己的不足之处。到此时才深刻体会到,以前所学的专业知识还是有用的,而且都是模具设计与制造最基础、最根本的知识。本次毕业设计历时一个月左右,从最初的领会毕业设计的要求,到对拿到自己手上的冲压件的冲压性能的分析计算,诸如对冲压件结构的分析,对形状的分析等,不断地分析计算,对要进行设计的冲压件有了一个比较全面深刻的认识,并在此基础上综合考虑生产中的各种实际因素,最后确定本次毕业设计的工艺方案。之后算一下怎么来进行派样,最后把这个模具的总装配图画出来,用时近一个月。在这段时间里,对很多的数据进行了计算,到各种零件结构尺寸的计算以及主要零部件强度刚度的核算。其间在图书馆翻阅了许多相关书籍和各种设计资料。因此从某种意义上讲,通过本次毕业设计的训练,也培养和锻炼了一种自己查阅资料,获取有价值信息的能力。总之,通过本次毕业设计的锻炼,使我对模具设计与模具制造的整个过程都有了比较深刻的认识和全面的掌握。使我接受了一个模具专业的毕业生应该有的锻炼和考查。我很感谢学校和各位老师给我这次锻炼机会。我是认认真真的做完这次毕业设计的,也应该认认真真的完成我大学三年里最后也是最重要的一次设计。 致 谢我可以顺利的完成这篇毕业论文,最要感谢的就是我的论文指导老师,从最开始确定论文题目,到后来确定论文的设计方案,最后到计算,画图等等,都是跟我的老师的指导和帮助是分不开的。因为我自身的水平有限,在设计的过程里面遇到了很多的问题,因为有老师的帮助,这些问题才能一一解决,在这里,要谢谢我的指导老师。完成这篇论文的过程,实际上就是将我大学期间所学理论知识和实践结合的过程,在这段时间,我学到了很多书本上学不到的东西,正是这样才能让我自身的能力有所提高,为我将来的工作打好了一个基础。最后,还要感谢和我同组的其他同学,他们在寻找资料,解答疑惑,实验操作、论文修改等方面,都给了我很大的帮助和借鉴。主要参考文献1.冲压手册(第二版).机械工业出版社,19952.冲压设计资料.机械工业出版社,19834.模具实用技术设计综合手册.华南理工大学出版社,19955.冷冲压模具设计与制造.西北工业大学出版社,19836机械制图 高等教育出版社, 20037冲压工艺与模具设计 高等教育出版社,20018冷冲压工艺与模具设计 中南大学出版社,20069实用冲压工艺及模具设计手册,机械工业出版社 200210模具设计与制造简明手册,上海科学技术出版社 199411冲模设计手册,机械工业出版社 199612中国模具设计大典电子版13互换性与技术测量 西安电子科技大学出版社,200614冲压与塑压成型设备 高等教育出版社,200315. 中华人民共和国国家标准. 机械制造工艺基准16. 单岩,王蓓,王刚.Moldflow模具分析技术基础.北京:清华大学出版社,2004.9 17. 王卫卫. 拉深与塑料成型设备M. 北京:机械工业出版社,2004.18. 冯开平,左宗义主编.画法几何与机械制图.广州:华南理工大学出版社,2001.9.19. R. A. Harris, H. A. Newlyn, R. J. M. Hague and P. M. Dickens, The future direction of stamping dies , Volume 43, Issue 9, July 2003, Pages 879-88720. 王昆,何小柏,汪信远主编.机械设计、机械设计基础课程设计.北京:高等教育出版社,1996.21. 开思论坛 www.icax.cn22. F. Chan, C. K. Law and K. K. Chan, Technical summary sheet metal stamping dies- 31 -
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