多孔盖板零件冲孔模设计-冲压模具含proe三维及15张CAD图-独家.zip
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多孔盖板零件冲孔模设计摘 要本次课题为多孔盖板零件冲压模具设计,设计一副完整冲孔模训练、培养和提高自己的工作能力。巩固和扩充模具专业课程所学内容,掌握模具设计与制造的方法、步骤和相关技术规范。熟练查阅相关技术资料。掌握模具设计与制造的基本技能,如制件工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料,绘图及编写设计技术文件等。冲压工艺与模具设计应结合工厂的设备、人员等实际情况,从零件的质量、生产效率、生产成本、劳动强度、环境的保护以及生产的安全性各个方面综合考虑,选择技术先进、经济合理、使用安全可靠的工艺方案和模具,以使冲压件的生产在保证达到设计图样上的各项技术要求,尽可能降低冲压的工艺成本和保证安全生产。本次设计是在指导老师认真、耐心的指导下,对模具的经济性、模具的寿命、生产周期、及生产成本等指标下进行全面、仔细的分析下而进行设计的。在此, 我表示衷心的感谢他们对我的教诲。关键词:多孔盖板;冲压模具,冲孔模,工艺性,加工设备,模具设计AbstractThis project is the design of punching die for multi-hole cover plate parts, and designs a complete set of punching die training, training and improving their working ability. Consolidate and expand the contents of mold professional courses, master the mold design and manufacturing methods, steps and related technical specifications. Skilled access to relevant technical information. Master the basic skills of mold design and manufacturing, such as parts process analysis, mold process plan demonstration, process calculation, processing equipment selection, manufacturing process, collection and consulting design information, drawing and compiling design technical documents.The design of stamping process and die should be combined with the actual conditions of equipment and personnel in the factory. Considering the quality of parts, production efficiency, production cost, labor intensity, environmental protection and production safety, the technological scheme and die with advanced technology, reasonable economy and safe and reliable use should be selected so as to make the die more reliable. The production of stamping parts guarantees to meet the technical requirements of the design drawings, reduces the process cost of stamping as much as possible and ensures safe production.This design is designed under the guidance of the instructor carefully and patiently, under the guidance of the mold economy, mold life, production cycle, and production cost under the comprehensive and careful analysis. Here, I would like to express my heartfelt thanks to them for teaching me.Key words: perforated cover, stamping die, piercing die, manufacturability, processing equipment, mold design目 录摘 要1Abstract2第一章、引言41.1.模具行业的发展现状及市场前景41.2.课题来源和研究意义51.3.题目研究方法71.4.论文构成及研究内容7第二章、冲裁件的工艺性分析82.1.冲裁件的形状92.2.冲裁件的尺寸精度9第三章、确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心103.1.冲压力103.1.1.冲裁力的计算103.1.2.卸料力、推件力及顶件力的计算113.2.压力中心的计算113.3.压力机的选用14第四章、凸、凹模刃口尺寸计算154.1.凸、凹模刃口尺寸计算原则154.2.凸、凹模刃口尺寸计算方法164.2.1.凸模和凹模分开加工164.2.2.凸模和凹模配合加工16第五章、模具整体结构形式设计19第六章、模具零件的结构设计216.1.凸模的设计216.2.冲孔凹模的设计226.3.凹模固定板的设计236.4.凸模固定板的设计246.5.选择标准模架266.6.卸料、压边弹性元件的确定26第七章、模具总体结构设计277.1.模具类形的选择277.2.定位方式的选择277.3.卸料、出件方式的选择277.4.导柱、导套位置的确定27第八章、模具的装配288.1.上模装配288.2.下模装配28结束语29设计小结30致 谢31参考文献32第一章、引言1.1.模具行业的发展现状及市场前景现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求,市场需求量维持在700亿至850亿美元,同时,我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年,我国模具产业总产值保持15%的年增长率(据不完全统计,2005年国内模具进口总值达到700多亿,同时,有近250个亿的出口),到2007年模具产值预计为700亿元,模具及模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到2006年的2亿美元左右。单就汽车产业而言,一个型号的汽车所需模具达几千副,价值上亿元,而当汽车更换车型时约有80%的模具需要更换。2005年我国汽车产销量均突破550万辆,预计2007年产销量各突破700万辆,轿车产量将达到300万辆。另外,电子和通讯产品对模具的需求也非常大,在发达国家往往占到模具市场总量的20%之多。目前,中国17000多个模具生产厂点,从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二,作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中,冲压模具约占50%,塑料模具约占33%,压铸模具约占6%,其它各类模具约占11%。冲压工艺是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件,所以有时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料,而且也可以加工非金属板料。冲压加工时,板料在模具的作用下,于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时,板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形,从而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。冲压生产靠模具与设备完成加工过程,所以它的生产率高,而且由于操作简便,也便于实现机械化和自动化。利用模具加工,可以获得其它加工方法所不能或难以制造的、形状复杂的零件。冲压产品的尺寸精度是由模具保证的,所以质量稳定,一般不需要再经过机械加工便可以使用。冲压加工一般不需要加热毛坯,也不像切削加工那样大量的切削材料,所以它不但节能,而且节约材料。冲压产品的表面质量较好,使用的原材料是冶金工厂大量生产的轧制板料或带料,在冲压过程中材料表面不受破坏。因此,冲压工艺是一种产品质量好而且成本低的加工工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。冲压加工在汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表、各种民用轻工产品以及航空、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。在我国的现代化建设进程中,冲压生产占有重要的地位。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。可以说,模具技术水平已成为衡量一个国家制造业水平的重要指标。当今,随着科学技术的发展,冲压工艺技术也在不断革新和发展,这些革新和发展主要表现在以下几个方面:(1)工艺分析计算方法的现代化(2)模具设计及制造技术的现代化(3)冲压生产的机械化和自动化(4)新的成型工艺以及技术的出现(5)不断改进板料的性能,以提高其成型能力和使用效果。1.2.课题来源和研究意义本设计题目由实习单位提供,经系指导老师审核通过的。本设计题目涉及的主要内容是对冲压模的设计, 研究目的是在厂原有的基础上,对模具进行改进设计,提高产品质量与效益。在二十世纪中期甚至更早,国外就已经出现很多对模具及模具工业的高度评价与精辟的比喻。例如:“模具是美国工业的基石”(美国);“模具是促进社会繁荣富强的原动力”(日本);“模具工业是金属加工的帝王”(德国);“模具是黄金”(东欧)等。在二十世纪未,中国人才开始认识到其极端重要性,作出了科学的评价:“模具工业是现代工业之母”(中国)。21世纪的制造业,正从以机器为特征的传统技术时代,向着以信息为特征的技术时代迈进,即用信息技术改造和提升传统产业。经济全球化和世界市场一体化加速发展,不断加剧了制造商之间的竞争,提出了快速反应市场的要求,与之相适应,制造业对柔性自动化技术及装备的要求更加迫切而强烈。同时,微电子技术和信息通信技术的快速发展,为柔性自动化提供了重要的技术支撑,工业装备的数控化、自动化、柔性化呈现蓬勃发展的态势。现今,全世界模具工业年总产值约为650亿美元,其中亚洲地区占到全世界一半的总产值。而在亚洲,最高属于日本,年产值达200亿美元上下。美国的年产值为50亿美元。中国也在后来居上,现在已经达到70亿美元。然而,产值并不等同于技术质量。虽然我国冲压模具无论在数量上,还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展,但与发展经济需求和世界先进水平相比,差距仍很大。一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口,特别是中高档轿车的覆盖件模具,目前仍主要依靠进口。而技术含量低的模具已供过于求,市场利润空间狭小。近五年来,平均每年进口模具约为11.2亿美元,2003年就进口了近13.7亿的模具,这还未包括随设备和生产线作为附件带进来的模具。这表示中国大陆模具业的发展潜力仍然很巨大。这就是这次研究的意义。我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精冲模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。华中工学院和北京模具厂等在1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲压模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。21世纪开始,CAD/CAM技术逐渐普及,现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术,其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期,降低生产成本,提高产品质量,已成为人们的共识。在“八五”、九五“期间,已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术,数控加工的使用率也越来越高,并陆续引进了相当数量CAD/CAM系统。如美国EDS的UG,美国Parametric Technology公司的Pro/Engineer,美国CV公司的CADSS,英国DELCAM公司的DOCT5,日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 还引进了AutoCAD CATIA 等软件及法国Marta-Daravision公司用于汽车及覆盖件模具的Euclid-IS等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了CAD/CAM技术/DL图的设计和模具结构图的设计均已实现二维CAD,多数企业已经向三维过渡,总图生产逐步代替零件图生产。在冲压成型CAE软件方面,除了引进的软件外,华中科技术大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件,并已在实践中得到成功应用,产生了良好的效益。快速原型(RP)传统的快速经济模具相结合,快速制造大型汽车覆盖件模具,解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具,模具精度低、制件精度低和制造难等问题,实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造。它标志着RPM应用于汽车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。1.3.题目研究方法本论文主要通过具体例子的方式对冲压模具的生产流程进行介绍、分析、研究。通过对盖板冲孔模具设计的说明,详细地阐述了冲压模具生产的一般流程。对零件加工工艺性分析、零件的加工方式、冲压模具的结构组成等进行介绍并对冲压模具生产中常常出现的缺陷进行分析研究。步骤如下:(1)零件成型方案确定;(2)零件零件形状分析,根据模拟结果进一步提出工艺改良方案;(3)使用CAD等软件对零件进行分析,设计模具装配图和零件图;(4)完成冲压零件设计的文字说明。1.4.论文构成及研究内容论文主要由绪论、零件的成型工艺分析、工艺方案制定、及设计计算、模具结构零部件的设计计算,模具缺陷分析等五大部分构成。论文主要围绕该零件冲压成形工艺及模具设计展开,综合运用冲压成形工艺及模具设计理论以及AUTOCAD等辅助设计软件,完成设计计算,并绘制模具的装配图和零件图。第二章、冲裁件的工艺性分析冲压主要是按工艺分类,可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁,其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离,同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形,制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中,常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。 冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大,要求冲压材料厚度精确、均匀;表面光洁,无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等;屈服强度均匀,无明显方向性;均匀延伸率高;屈强比低;加工硬化性低。 在实际生产中,常用与冲压过程近似的工艺性试验,如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能,以保证成品质量和高的合格率。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间,这就延长了新冲压件的生产准备时间。 模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产),以及研制快速换模装置,可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间,能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间,能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。冲压设备除了厚板用水压机成形外,一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心,配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置,并利用计算机程序控制,可组成高生产率的自动冲压生产线。在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下,在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序,常常发生人身、设备和质量事故。因此,冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。冲裁件的工艺性是指冲裁件在冲裁加工中的难易程度。所谓冲裁工艺性好是指能用普通的冲裁方法,在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。因此,冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲裁的工艺要求,对冲裁件质量、模具寿命和生产效率有很大的影响。2.1.冲裁件的形状图1.零件及尺寸此制件的形状较简单,只是在一拉伸件的底部面上冲孔,而且是冲多个孔,不规则分布,整个产品外形是圆的,所以设计冲孔模具时定位方便,可靠,凹模热处理后加工时不容易开裂。产品材料为10#钢,优质碳素结构钢,厚度2.0mm,其抗剪强度260-340Mpa,抗拉强度300-440Mpa,屈服极限210Mpa,具有良好的冲裁性。2.2.冲裁件的尺寸精度冲裁件的精度主要以其尺寸精度、冲裁断面粗糙度、毛刺高度三个方面的指标来衡量,根据零件图上的尺寸标注及公差,可以判断属于尺寸精度为IT12IT14的经济级普通冲裁。本次设计只设计其冲孔工序,所以无需单独计算拉伸系数,切边余量,拉伸力等参数,只需要设计和计算冲孔工序的参数。第三章、确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心3.1.冲压力冲压力是指冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总称。3.1.1.冲裁力的计算平刃口冲裁力可按下式计算冲2-4圆孔力计算F=nKL F=21.33.1442.0340=22206.08N =22.21KN式中 F冲裁力(N);L冲裁件周边长度(mm);直径4mm的孔周长材料抗剪强度(MPa);260-340MP材料厚度;(mm);2.0K系数,通常K=1.3;n孔数量;n=2; 冲2-6圆孔力计算F=nKL F=21.33.1462.0340=33309.12N =33.31KN冲3-20圆孔力计算F=nKL F=31.33.14202.0340=166545.6N =166.55KN冲1-腰孔力计算F=nKL F=11.3(3.146+20+20)2.0340=52014.56N =52.014KN3.1.2.卸料力、推件力及顶件力的计算生产中常用下列公式计算 F卸=K卸F冲 =0.05(22.21+33.31+166.55+52.014)=13.704KN 式中 F冲裁力; F卸卸料系数综上所述总的冲裁力为F总=F冲+F推=22.21+33.31+166.55+52.014+13.704=287.788KN3.2.压力中心的计算模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作,应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。否则,会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷,使滑块和导轨间产生过大的磨损,模具导向零件加速磨损,降低模具和压力机的使用寿命。 冲模的压力中心,可按下述原则来确定: ()对称形状的单个冲压件,冲模的压力中心就是冲压件的几何中心。()工件形状相同且分布位置对称时,冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。 ()形状复杂的零件、多孔冲模、 级进模的 压力中心可用解析计算法求出诸力的 合力对该轴的力矩。求出合力作用点的 座标 位置 O0(x0,y),即为所求模具的压力中心。计算公式为:因冲压力与冲压周边长度成正比, 所以式中的各冲压力 P、Pn,可分别用各冲压周边长度 L、Ln代替,即:本次设计课题产品孔所在位置不对称,所以为了确保压力机和模具正常工作。采用解析法求压力中心,解析图如下:首先:P1冲4孔力 P1=KL,得P1=22.21/2=11.105KNP2冲20孔力 P2=KL,得P2=166.55/3=55.52KNP3冲6孔力 P3=KL,得P3=33.31/2=16.655KNP4冲20孔力 P4=KL,得P4=166.55/3=55.52KNP5冲4孔力 P5=KL,得P5=22.21/2=11.105KNP6冲20孔力 P6=KL,得P6=166.55/3=55.52KNP7冲6孔力 P7=KL,得P7=33.31/2=16.655KNP8冲腰孔力 P8=KL,得P8=52.014KNY1P1到X轴的力臂 Y1=19X1P1到Y轴的力臂 X1=-25Y2P2到X轴的力臂 Y2=-3X2P2到Y轴的力臂 X2=-20Y3P3到X轴的力臂 Y3=-21.5X3P3到Y轴的力臂 X3=-21Y4P4到X轴的力臂 Y4=-23X4P4到Y轴的力臂 X4=0Y5P5到X轴的力臂 Y5=-19X5P5到Y轴的力臂 X5=25Y6P6到X轴的力臂 Y6=-3X6P6到Y轴的力臂 X6=20Y7P7到X轴的力臂 Y7=21.5X7P7到Y轴的力臂 X7=21Y8P8到X轴的力臂 Y8=15X8P8到Y轴的力臂 X8=0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=-5.64XGF冲压力到Y轴的力臂;XG=0所以该模具压力中心为(0,-5.64),在模柄直径范围内,符合要求。3.3.压力机的选用根据模具外形大小,压力大小及模具高度,初步确定压力机的型号:F公称F总 因此选择压力机的型号为:JG2340压力机 型号为JG2340压力机的基本参数如:(表一)公称压力/KN400垫板尺寸/mm厚度80滑块行程/mm100孔径200滑块行程次数/(次/min)80模柄孔尺寸/mm直径50深度70最小封闭高度/mm300滑块底面积尺寸/mm前后230封闭高度调节量80左右300滑块中心线至床身距离/mm220床身最大可倾角30立柱距离/mm300工作台尺寸/mm前后420左右630第四章、凸、凹模刃口尺寸计算4.1.凸、凹模刃口尺寸计算原则设计落料模先确定凹模刃口尺寸,以凹模为基准,间隙取在凸模上;设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸,以凸模为基准,间隙取在凹模上。间隙是影响模具寿命的各种因素中占最主要的一个。冲裁过程中,凸模与被冲的孔之间,凹模与落料件之间的均有磨檫,而且间隙越小,磨檫越严重。在实际生产中受到制造误差和装配精度的限制,凸模不可能绝对垂直于凹模平面,而且间隙也不会绝对均匀分布,合理的间隙均可使凸模、凹模侧面与材料间的磨檫减小,并缓减间隙不均匀的不利影响,从而提高模具的使用寿命。冲裁间隙对冲裁力的影响:虽然冲裁力随冲裁间隙的增大有一定程度的降低,但是当单边间隙介于材料厚度 5%20%范围时,冲裁力的降低并不明显(仅降低5%10%左右)。因此,在正常情况下,间隙对冲裁力的影响不大。冲裁间隙对斜料力、推件力、顶件力的影响:间隙对斜料力、推件力、顶件力的影响较为显著。间隙增大后,从凸模上斜、从凸模孔口中推出或顶出零件都将省力。一般当单边间隙增大到材料厚度的15%25%左右时斜料力几乎减到零。冲裁间隙对尺寸精度的影响:间隙对冲裁件尺寸精度的影响的规律,对于冲孔和落料是不同的,并且与材料轧制的纤维方向有关。通过以上分析可以看出,冲裁间隙对断面质量、模具寿命、冲裁力、斜料力、推件力、顶件力以及冲裁件尺寸精度的 影响规律均不相同。因此,并不存在一个绝对合理的间隙数值,能同时满足断面质量最佳,尺寸精度最佳,冲裁模具寿命最长,冲裁力、斜料力、推件力、顶件力最小等各个方面的要求。在冲压的实际生产过程中,间隙的选用主要考虑冲裁件断面质量和模具寿命这两个方面的主要因素。但许多研究结果表明,能够保证良好的冲裁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,当对冲裁件断面质量要求较高时,应选取较小的间隙值,而当对冲裁件的质量要求不是很高时,则应适当地加大间隙值以利于提高冲模的使用寿命。不管落料还是冲孔,冲裁间隙一律采用最小合理间隙值(Zmin)。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();若零件没有标注公差,则可按IT14级取值。零件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差应按“入体”原则标注单向公差,即:落料件上偏差为零,只标注下偏差;冲孔件下偏差为零,只标注上偏差。如果零件公差是依双向偏差标注的,则应换算成单向标注。磨损后无变化的尺寸除外。4.2.凸、凹模刃口尺寸计算方法4.2.1.凸模和凹模分开加工 这种方法主要适用于圆形或简单刃口。设计时,需在图样上分别标注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。并且保证冲模的制造公差与冲裁间隙之间满足:d+pZmax-Zmin 4.2.2.凸模和凹模配合加工 配合加工方法,就是先按尺寸和公差制造出凹模或凸模其中一个,然后依此为基准再按最小合理间隙配做另一件。采用这种方法不仅容易保证冲裁间隙,而且还可以放大基准件的公差,不必检验d+pZmax-Zmin 。同时还能大大简化设计模具的绘图工作。目前,工厂对单件生产的模具或冲制复杂形状的模具,广泛采用配合加工的方法来设计制造。冲孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式计算:冲孔时凸模 Bj=(Amin+X)+/4冲孔时凹模 Bh=(Amin+X+Zmin)-/4孔心距 Lp=Lp式中 Ap冲孔凸模的刃口尺寸(mm);dmin为冲孔件的最小极限尺寸(mm);工件公差;p凸模制造公差,通常取p=/4;p刃口中心距对称偏差,通常取p=/4;Lp凸模中心距尺寸(mm);L冲件中心距基本尺寸(mm);Zmin最小冲裁间隙(mm);冲孔凸模尺寸:Bj1=(Amin1+X)+/4 =3.9+0.50.2=4.0Bj2=(Amin2+X)+/4 =5.9+0.50.2=6Bj3=(Amin3+X)+ /4 =19.85+0.50.3=20Bj4=(Amin4+X)+ /4 =25.85+0.50.3=26冲孔凹模尺寸:Bh1=(Bj1+Z)-/4 =4+0.2=4.2Bh2=(Bj2+Z)-/4 =6+0.2=6.2Bh3=(Bj3+Z)-/4 =20+0.2=20.2Bh4=(Bj4+Z)-/4 =26+0.2=26.2两孔中心距离尺寸计算Lp1=Lp=380.01Lp2=Lp=430.01Lp3=Lp=400.01Lp4=Lp=420.01Lp5=Lp=500.01Lp6=Lp=150.01Lp7=Lp=200.01第五章、模具整体结构形式设计冲孔模结构形式:由于前面工序已经将产品拉伸成型,只需要在此基础上冲孔,所以设计冲孔模时,定位方式,可以采用已经拉伸的形状定位,这样操作方便,稳定可靠。整个模具结构,上模采用弹压卸料装置,上模废料直接掉下面,这样工人生产时操作方便,生产效率高,由于所冲的孔多个,而且有位置要求,与拉伸形状不同心,所以凹模与固定板配合固定好后需要配钻防转销,方式凹模松动和转动,整个模具结构紧凑,简单,容易加工和装配,调试也方便。第六章、模具零件的结构设计6.1.凸模的设计材料:Cr12Mov,硬度:5862HRC(如图),与固定板过盈配合,与卸料板间隙配合。 6.2.冲孔凹模的设计因制件形状简单,总体尺寸不大,选用镶块式凹模较为合理,方便维修。选用Cr12MoV为凹模材料。本次设计课题凹模要根据产品拉伸后的实际内径尺寸确定,高度需要比产品拉伸高度与固定板厚度之和多3-5mm,根据前道拉伸工序确定,拉伸凸模直径为74.8mm,所以冲孔凹模的直径应74.8,本次初步设计为74.8,待后期适当调整,另凹模高度=产品拉伸内高度+固定板厚度+(3-5)=30+18+(3-5)=51-53,本次设计选择53mm,于固定板配合好后记得一定要加工防转销。具体凹模形状如下图所示:6.3.凹模固定板的设计材料:45#,(如图)型腔与凹模过盈配合,配钻防转销,6.4.凸模固定板的设计材料:45#,(如图),孔与凸模过盈配合,并保证其垂直度,确定其他零件的尺寸参数由模具设计指导表5-4,可得复合模的典型组合尺寸(单位为mm)(JB/T8066.11995)。而由此典型组合标准,即可方便的确定其他冲模零件的数量、尺寸及主要参数。其零件参数如下表所示:凹模周界凸模长度配用模架闭合高度H孔距尺寸最小最大SS1S2S316053180220零件名称及标准编号垫板凸模固定板凹模框卸料板垫板160101601816018160181608螺钉圆柱销卸料螺钉树脂螺钉圆柱销圆柱销M860850M860M106086010606.5.选择标准模架由凹模周界尺寸及模架闭合高度在180210mm之间,查模具设计指导表5-7选用标准模架:10号中间导柱圆形模架340230180210GB/T2851.11990,上模座34023035,下模座34023040,导柱28160,32160,导套288042,328045。6.6.卸料、压边弹性元件的确定冲压工艺中常用的弹性元件有弹簧和橡胶,但是由于这副模具所需的卸料力较大,如果选用弹簧,即使使用6个弹簧,每个弹簧所承担的负荷也将达到F预=F卸/n=13704/6N=2284N。同时由于这是一冲孔模,产品材料厚度较大,模具的行程较大,也给弹簧的选用带来困难。即使使用弹簧,也势必造成为了安装弹簧而选用较大的模架,设计卸料板就不方便,因此我们选用橡胶作为卸料的弹性元件。1、确定卸料橡胶(1)确定橡胶的自由高度H自,由模具设计指导表3-9得:H自=L工/0.250.30+h修模L工冲模的的工作行程(mm),对冲裁模而言,L工=t+1h修模预留的修模量式中,L工为模具的工作行程再加13mm。本模具的工作行程为产品的厚度加1mm。故L工=3mm,h修模的取值范围为46mm,在这取中间值4mm。H自=(3/0.3+4)mm=14mm(2)确定L预和H装。由表3-9可得如下计算公式:L预橡胶的预压缩量H装冲模装配好以后橡胶的高度L预=(0.10.15)H自=0.114mm1.4mmH装=H自-L预=(14-1.4)mm=12.6mm第七章、模具总体结构设计7.1.模具类形的选择 由冲压工艺分析和设计目的、要求以及从经济方面考虑,本套模具正装冲孔模。工序简单,模具结构也不复杂。7.2.定位方式的选择该模具活动部件采用导柱导套定位,固定部件采用销钉定位。7.3.卸料、出件方式的选择根据模具冲压的运动特点以及推件力的大小,该模具采用弹压卸料方式比较方便。产品为拉伸件,拉伸形状已定,所以可以采用拉伸内孔直径作为定位方式。7.4.导柱、导套位置的确定为了提高模具的寿命和工件质量,方便安装、调整、维修模具,该简单模采用中间导柱圆形标准模架。其导柱和导套则根据所选定的模架按标准选取,为防止安装换方向,两边导柱直径大小不一致,需要按清楚。第八章、模具的装配根据简单模的工作特点,先装上模,再装下模较为合理,并调整间隙,试冲,返修.具体过程如下:8.1.上模装配8.1.1检查各将要装配零件是否符合图纸要求,形状并作好划线,定位等准备工作.8.1.2将凸模与凸模固定板装配,再与凹模板装配,并调整间隙.8.1.3的凸模及凹模与上模座,并在次检查间隙是否合理后,打入销钉及拧入螺丝.8.2.下模装配8.2.1要装配零件是否符合图纸要求,形状并作好划线,定位等准备工作.8.2.2放在下模座上,再装入凸凹模固定板并调整间隙,以免发生干涉及工件损坏.接着依次按顺序装入销钉,活动挡料销,弹顶橡胶块及卸料板,检查间隙等合理后拧入卸料螺钉,再拧入紧固螺钉,并再次检查调整.8.2.3上下模按导柱,导套配合进行组装,检查间隙及其它装配合理后装机进行试冲并根据试冲结果作出相应调整,直到生产出合格制件.结束语模具是装备制造业的核心,作为机械制造业的基础,模具水平基本反映了这个国家工业水平的高低。我国的模具工业水平,虽然经过改革开放以来30年的追赶,但毕竟底子太薄,到现在为止水平并不高,尤其大中型模具的实力远远不够。30年来,我们利用全球的产业转移的历史机遇,投入很大资源发展模具行业,但基本上还只是一些低端模具发展较为成熟些,中高端模具发展遇到众多瓶颈。目前我国模具远不能满足国内需求,国产模具在国内市场占有率为低端模具70%,中端模具35%,高端模具不到10%,特别是大型高端模具比如汽车模需要大量进口。我国模具行业要追赶发达国家还需要很长的路,国家需要更多的政策引导,企业需要更加重视研发而不是代加工.对于我们这样接受了专业系统的本科教育大学生也是未来的模具储备人才来说,我们具有较高的起点,我们关注的不应该局限于模具技术,虽然我国模具行业的进一步发展遇到的问题主要还是技术问题,但是我们应该把视野放宽些,只有好的企业才能搞到好的技术,我们要关注更多模具市场企业的经营与改善,模具企业十分也需要我们这样的人才,既懂技术又懂管理又了解市场动态的人才,这才是我们应该担起振兴模具行业的历史使命。本设计就是本着这个思想对产品模具进行分析设计,力求设计出技术水平高、经济效益好的模具,同时也围绕着对新产品开发、新产品投入生产这个理念展开设计。该冲孔模具较为简单,所以加工工艺也不复杂。通过对零件图的综合分析与实习单位的实际生产要求,设计出了最可行的加工方案。本模具有生产率高、精度高的特点,加工过程又不会影响制品尺寸,这非常符合实习公司的实际生产要求,对单位能保持全国模具行业的领先地位也有一定的促进作用。整套模具的设计过程中使用了先进的CAD/CAM技术进行辅助设计,在保证模具高精度的同时简化了传统的繁琐计算过程,使得设计更为便捷。由此可以看到,在大型级进模、高精密、高复杂性、高技术含量先进模具的设计中,使用先进的CAD/CAE/CAM技术进行辅助设计会是一条必经之路。设计小结通过本次毕业设计,在理论知识的指导下,结合认识实习和生产实习中所获得的实践经验,在老师和同学的帮助下,认真独立地完成了本次毕业设计。在本次设计的过程中,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。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。但是由于水平有限,错误和不足之处再所难免,恳请各位指导老师批评指正,不胜感激。致 谢首先感谢学校及学院各位领导的悉心关怀和耐心指导,特别要感谢指导老师给我的指导,在设计和说明书的写作以及实物制作过程中,我始终得到他的悉心教导和认真指点,使得我的理论知识和动手操作能力都有了很大的提高与进步,对模具设计与制造的整个工艺流程也有了一个基本的掌握。在他身上,时刻体现着作为科研工作者所特有的严谨求实的教学风范,勇于探索的工作态度和求同思变、不断创新的治学理念。他不知疲倦的敬业精神和精益求精的治学要求,端正了我的学习态度,使我受益匪浅。另外,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。最后,感谢所有给予我关心和支持的老师和同学使我能如期完成这次毕业设计。谢谢各位老师和同学!感谢学校对我这两年的培养和教导,感谢学院各位领导各位老师三年如一日的谆谆教导!参考文献1朱光力主编. 模具设计与制造实训.第1版. 北京:高等教育出版社. 2002. 1341562吴诗 主编. 冲压工艺及模具设计 . 第1版. 西安:西北工业大学出版社. 2001. 40453温松明主编. 互换性与测量技术基础. 第2版. 长沙:湖南大学出版社. 1998. 454冯炳尧 韩泰荣 殷振海 蒋文森编. 模具设计与制造简明手册. 第1版.上海:上海科学技术出版社. 1985. 1 805刘朝儒 彭福荫 高政一主编. 机械制图. 第3版. 北京:高等教育出版社.20016施平主编. 机械工程专业英语. 第5版.哈尔滨:哈尔滨工业大学.2003 .3443457张代东主编. 机械工程材料应用基础. 第1版.北京:机械工业出版社.2001.851038王卫卫主编. 材料成型设备. 第1版.北京:机械工业出版.2004. 47489傅建军主编. 模具制造工艺. 第1版.北京:机械工业出版社.2005. 242510王新华主编. 冲模设计与制造实用计算手册. 北京:机械工业出版社.2004年8月第1版. 2 1511王新华 袁联富主编.冲模结构图册. 第1版. 北京:机械工业出版社. 2003. 12王卫卫. 弯曲与塑料成型设备M. 北京:机械工业出版社,2004.13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,2001.9.14 R. 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