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制动盒外壳冲压件设计-圆筒件【18张CAD图纸和说明书】

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制动盒外壳冲压件设计【18张CAD图纸和说明书】.rar
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下模座.dwg
冲孔复合模装配图.dwg
凸凹模.dwg
凸凹模2.dwg
凸模.dwg
凸模1.dwg
凸模2.dwg
凸模固定板.dwg
凸模固定板2.dwg
凸模固定板3.dwg
凹模.dwg
凹模1.dwg
凹模2.dwg
切边模具装配图.dwg
定位板.dwg
整形模具装配图.dwg
滑块.dwg
落料拉深冲孔复合模装配图.dwg
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制动 外壳 冲压 设计 18 cad 图纸 以及 说明书 仿单
资源描述:

目录

摘要

1  前言…………………………………………………………………………4

2  零件的冲压工艺分析………………………………………………………5

3  零件冲压工艺方案的拟订和计算…………………………………………6

3.1零件冲压工艺方案的拟订…………………………………………………6

3.2零件冲压工艺方案的计算…………………………………………………7

4   零件冲压工艺方案的确定…………………………………………………9

5   模具总装图的设计与计算………………………………………………10

5.1落料,拉深,冲孔复合模的设计…………………………………………10

5.1.1冲裁排样方式的设计及计算:…………………………………………10

5.1.2第一副模具各工序压力的计算及压力机的初步选用…………………11

5.1.3模具类型及结构形式的选择与计算……………………………………12

5.1.4模具工作部分刃口尺寸和公差的计算…………………………………13

5.1.5模具其他零件的设计与计算……………………………………………15

5.2、整形模具的设计与计算:…………………………………………………18

5.2.1整形力工序压力的计算与压力机的初步选用:………………………18

5.2.2模具结构类型及形式的选择与设计……………………………………19

5.2.3凸凹模工作部分刃口及公差的计算……………………………………19

5.2.4模具其他零件的设计与计算:…………………………………………19

5.3、冲孔模具的设计与计算:…………………………………………………21

5.3.1各工序压力的计算: ……………………………………………………21

5.3.2冲孔凸凹模刃口的计算…………………………………………………21

5.3.3模具结构形式的选择……………………………………………………22

5.3.4模具其它结构零件的设计与计算………………………………………23

5.4、切边模具的设计与计算:…………………………………………………25

5.4.1工序压力的计算:………………………………………………………25

5.4.2模具类型及结构形式的选择……………………………………………25

5.4.3模具工作部分刃口尺寸和公差的计算…………………………………25

5.4.4模具其它结构零件的设计与计算………………………………………26

6 技术经济分析………………………………………………………………27

 总结……………………………………………………………………………29

参考资料………………………………………………………………………30

致谢…………………………………………………………………………….31


摘    要:

本次毕业设计是制动盒外壳的冲压工艺与设计。毕业设计是对所学知识的一次运用实践,通过毕业设计我们可以查漏补缺,为以后的学习和工作打下坚实的基础。当拿到一个工件来进行模具设计时,我们应当首先对工件进行工艺分析。因为可能有很多种不同的制造方法,不同的方法得到制件的质量可能不一样,并且模具制造成本也可能相差很大,所以我们必须从工件的质量和生产经济角度出发,选择最佳的设计方法和工艺方案。经分析比较,此制动盒外壳采用冲压工艺生产。

关 键 词:冲压工艺、模具设计、工艺方案

abstract:

   the main program for this graduation design is to finish the design and producing process of the shell of controlling-box .to every student ,the graduation design is a opportunity to apply the knowledge we learned ,at the same time ,we can make best of this chance to find out our shortcomings in order to get the stead foundation of studying and work in the near future .first ,we are supposed to analyze the character of the strop before we decide to which kind of mold should be the best way to do it .because using the different method ,we can get the different products in quality and the cost concerned is also different .for these reasons, we should find out the best way in terms of the quality and cost .after analysis  and comparison  ,we decide to chose punch as the best way. 

Keywords: Hurtle to press the craft 、 mold design ,skill method 



1前言


通过对专业课一年的系统学习,使我对模具知识有了一定的了解,而本次毕业设计是对我大学四年所学的无论是基础知识还是专业知识都是一次全面的检查和考核,同时也是培养我解决具体问题的一种能力和一次深入再学习的过程。

上学期末对压铸模具的课程设计和本学期的模具制造课程设计,我对模具设计的思路和程序有了一定的掌握,初步具备了设计模具的能力。这次是冲压模具的设计,要求对冲压件进行冲压工艺的设计,冲模的装配图设计,利用电脑设计模具的零件图以及模具零件的制造工艺设计。这就需要我对以前所学过的知识进行全面的、系统的复习与回顾,并且通过借助于资料、手册、图册等设计所需的工具书,在导师的指导下,进行一次全面而系统的设计,同时在设计过程中要进行反复的修改以不断改进设计的质量,以顺利完成本次毕业设计的各项任务,同时也要力求自己设计的模具尽可能地有低成本、高生产率和生产的产品高合格率的要求,使它具有较高的性价比。

本次设计包括模具总装配图四张,模具各零件图十四张左右,毕业设计说明书一份。

由于本人水平有限和失误等原因,因此在本次设计图纸中还存在不少错误和不足之处,恳请各位老师批评、指正。

    



 

2 零件的冲压工艺分析

本次毕业设计的冲压件是制动盒外壳,是由Q235钢材料制造,其厚度为1.6mm,外圆半径为80mm的壳体。Q235钢的抗拉强度为375---500Mpa,屈服强度为235Mpa,综合性能较好,既有良好的塑性又有适中的强度,且年生产量为10000件,我们既要能够保证制件的质量又要尽可能的去降低生产成本,以求取最佳的生产效益,综合考虑多种生产方式,此制动盒外壳用冲压工艺生产是生产厂家的相对最优方案。

制动盒外壳主要工序是落料、冲孔和拉深,孔的位置对称分布,可以减少工序和模具的制造成本。从孔的分布与数量来看,可将所有孔一次性冲出,但考虑到孔之间的间距在安装时是否会产生干涉及模具的强度,直径为10的孔和直径为8的孔不能同时冲出,否则凹模的强度不够,并且凸模安装时易产生干涉,并且要必须考虑到是先拉深还是先冲孔,如果底部的孔径相对于壳的外形直径过大,要先拉深再冲孔,否则会将该工件拉裂。


内容简介:
冲压中材料的利用有效的利用板料使浪费降低到最低限度是模具设计中一个很重要的因素,虽然工件制图能够经常给模具设计者带来困难,甚至导致花费大量的时间在计算上来寻求最佳的加工余量,这些都是值的的。很多工件在被弯曲时要通过已经被轧制的方向,这应该在工件图上用显著的箭头表示出来。这种做法可以消除可能的压裂以及在很多场合我们不得不采用这种程序来防止这种情况的发生,即使他需要使用更多的材料。为了说明这个观点,图46用颗粒的方位表示一个简单的零件,这个轧制的方向经常指使用这种方式在经过材料的转角处。浪费是很显然的,但是我们必须这样做,因为后面的弯曲操作要求颗粒按照这个方向移动从而避免破裂的危险。一般说来,是颗粒的运动弯曲到30度已经足够来克服断裂,同时这有时候有利于节省材料。我们必须加上一些尺寸来表示板料的宽度和每个加工余量所需要的材料区域,这些后面的数据很重要因为它给出了不同特殊工件设计图案之间的比较,因此在B板料中留下的加工余量是更加经济的,决定颗粒的箭头是一个决定性的因素。挤压相互之间的片料是一种节省材料的特殊方法,这两个例子展示了这是怎样完成的。如果有可能采用B中的布置图案方式,那么就可以利用三角形部分,使之不浪费,这样可以避免6的材料被浪费。当板料从一个方向通过刀具后来翻转过来让第二个通过时,我们应该注意到第一个加工余量的细节部分,所以允许图中所显示的空白部分。图46C显示了同样的加工余量,它们是被紧挨着布置的。同时这意味着在板料宽度和斜度中加工余量之间的调整。留下这个部分的方式与B中所展示的一样,但并不是右角边的颗粒和在那个例子中所说的每个加工余量的草绘图一样。如果A中角的设定是不必要的以及那个部分在后面的操作中不需要弯曲,这些意味着颗粒的方位不需要考虑,那么在每个工序中这个区域的观察表示最好的排样方法和从这个因素讲设计加工余量的刀具也被确定了。当从外面买相关设备时,绘制图形应该表示出模具中冲头的位置、导向材料的宽度和考虑材料顺序的一些信息。图47展示了一系列被各自布置在板料中部件,在试图去设计一个加工余量的刀具之前,每个部分的排样是必须的。有一种观点是值得注意的。尽管处理这样的材料显然很容易,但是用箭头标出工件的长度方向很少被认为是做这项工作的经济方法。所以假如这个部分在后面的工序中没有被弯曲,留下的部分穿过板料是可取的。为了用图来表示它,图中展示了被安排在两个方向的同样的部件。如果B只有一半的板料是从同样半径的卷料中获得的,需要两倍的改变来获得同样数量的组件。让设计图案横过板料意味着斜度会更加小。最终当金属弯曲时任然要考虑到破裂,如果最初遇到这种困难,对特殊材料的修改经常能够克服这种困难,同时不同程度的实验能够证明这一点。板料之间的加工余量的距离随着加工材料的厚度和表1中所给出的与材料厚度相关的搭边值而改变。这些数据适用于半硬或硬质轧制板料,而不适合于加工余量较大而且较软的材料,因为相连的边易于被扭曲。我们建议将板料的侧边增加50。在由狭长的搭边导致的地方,当材料有向模具边缘移动的趋势时,需要一个增加值。如果刀具不够锋利,这种情况也会发生。有时侯,尽管试图减小斜度或将两个加工余量之间的搭边值减到最小,条料的浪费率也是比较高的。一个典型的例子就是图47,条料G,但是将圆形的部分放在离薄板较近的位置要求更宽的条料随之也产生了浪费。当留出一部分空域后,我们再回到弯曲问题,有些部件可能要求两次或更多次数的弯曲,这使单靠布置转角处材料的颗粒来掩盖所有的情况变的不可能。当这些情况出现时,明显的方法就是将零件放在最易通过颗粒移动而弯曲的地方或接近它。另一方面,转角处微小的改变可能使转角发生最严重的两种破坏,所以要避免零件破裂。当零件留下了加工余量并进行弯曲时,退火有助于提高其性能,但是如果弯曲后在留加工余量,那是不可能的。从上面我们可以推断出,板料中部件的排列可以分为三类1如图46中的转角布置2单独一块板料,逆向运动3单独一块板料,直线运动4双倍宽度,逆向运动最终我们可以从下面的公式中计算出每个区域的加工余量面积板料宽度板料的加工余量所以A处的面积72493528当逆向运动如D所示面积1065322809他们中间的两个到三个是经常这样被加工的,同时他们各自的面积也被决定了。一般的选择要求每个加工余量提供足够的满足板料宽度的材料,这是可行的。加工余量也是很重要的一个因素,为了连接留有加工余量的工件图排布,在设计工作进行之前我们必需考虑它。为了确定这种观点,在很多场合下,当冲裁带有加工余量的小零件时,计算是必须的。因为压力机能够提供足够大的压力而不必担心它会停止工作,然而具有复杂侧面的条料以及有十几个孔或孔半径有25MM或孔径更大的条料,需要一个压边力,当然压力可能会超出一点,在吨位大一点的压力机上是可行的下面我们给出了计算公式英文公式材料的压边力吨切割的长度材料的厚度每平方所需剪切力图48以英寸和毫米展示了一个部分的尺度,用上面的公式,我们可以得到加工余量的周长257513351252522531251475MM孔的周长2(1)(15)2221772231411MM所有加工余量的表面总长度1475112575MM使用上面的公式压力剪切长度厚度每吨剪切系数257501251755635吨这是去刃口比较锋利时去除加工余量所需的压力,但是只要操作继续进行,这些数字将会很快的增加然而,并不是所有的刀具剪切,假如图48就是这样的工件,这时适合冲裁的刀具不易装在50吨的压力机上工作。如果它们经常处于锋利状态,在75吨的压力机上,它们会产生很好的效果,但是,大多数使用者将它们安装在100吨的压力机上。表格给出了在各种材料上剪裁1英寸板料所需压力机的吨位。米制公式当遇到米制尺寸时,同样用这个公式所需压力剪切长度材料厚度剪切系数图8中显示的加工余量长度是631925923375780376MM孔的周长2(25)(38)222252238110078367276需要切除的加工余量的总长度376276652MM用公式压力剪切长度厚度剪切系数因此,把它转变成吨/米;52858000153吨或者把它转换为英制吨位;530984521吨这个图中有一个小小的矛盾,它引用于英制尺寸但是这已经被说明了,因为在转换时为了说明圆角尺寸,最近的毫米英制单位已经给出了,从而避免了十进制毫米单位。当计算这种类型的数据时,表格中这些与加工和测量相关的具体数据经常被用到他们已经在上面的两个例子中得到了运用。题目制动盒外壳冲压件设计学院(系)材料科学与工程学院第2页目录摘要1前言42零件的冲压工艺分析53零件冲压工艺方案的拟订和计算631零件冲压工艺方案的拟订632零件冲压工艺方案的计算74零件冲压工艺方案的确定95模具总装图的设计与计算1051落料,拉深,冲孔复合模的设计10511冲裁排样方式的设计及计算10512第一副模具各工序压力的计算及压力机的初步选用11513模具类型及结构形式的选择与计算12514模具工作部分刃口尺寸和公差的计算13515模具其他零件的设计与计算1552、整形模具的设计与计算18521整形力工序压力的计算与压力机的初步选用18522模具结构类型及形式的选择与设计19523凸凹模工作部分刃口及公差的计算19524模具其他零件的设计与计算1953、冲孔模具的设计与计算21531各工序压力的计算21532冲孔凸凹模刃口的计算21533模具结构形式的选择22534模具其它结构零件的设计与计算2354、切边模具的设计与计算25541工序压力的计算25542模具类型及结构形式的选择25第3页543模具工作部分刃口尺寸和公差的计算25544模具其它结构零件的设计与计算266技术经济分析27总结29参考资料30致谢31第4页摘要本次毕业设计是制动盒外壳的冲压工艺与设计。毕业设计是对所学知识的一次运用实践,通过毕业设计我们可以查漏补缺,为以后的学习和工作打下坚实的基础。当拿到一个工件来进行模具设计时,我们应当首先对工件进行工艺分析。因为可能有很多种不同的制造方法,不同的方法得到制件的质量可能不一样,并且模具制造成本也可能相差很大,所以我们必须从工件的质量和生产经济角度出发,选择最佳的设计方法和工艺方案。经分析比较,此制动盒外壳采用冲压工艺生产。关键词冲压工艺、模具设计、工艺方案ABSTRACTTHEMAINPROGRAMFORTHISGRADUATIONDESIGNISTOFINISHTHEDESIGNANDPRODUCINGPROCESSOFTHESHELLOFCONTROLLINGBOXTOEVERYSTUDENT,THEGRADUATIONDESIGNISAOPPORTUNITYTOAPPLYTHEKNOWLEDGEWELEARNED,ATTHESAMETIME,WECANMAKEBESTOFTHISCHANCETOFINDOUTOURSHORTCOMINGSINORDERTOGETTHESTEADFOUNDATIONOFSTUDYINGANDWORKINTHENEARFUTUREFIRST,WEARESUPPOSEDTOANALYZETHECHARACTEROFTHESTROPBEFOREWEDECIDETOWHICHKINDOFMOLDSHOULDBETHEBESTWAYTODOITBECAUSEUSINGTHEDIFFERENTMETHOD,WECANGETTHEDIFFERENTPRODUCTSINQUALITYANDTHECOSTCONCERNEDISALSODIFFERENTFORTHESEREASONS,WESHOULDFINDOUTTHEBESTWAYINTERMSOFTHEQUALITYANDCOSTAFTERANALYSISANDCOMPARISON,WEDECIDETOCHOSEPUNCHASTHEBESTWAYKEYWORDSHURTLETOPRESSTHECRAFT、MOLDDESIGN,SKILLMETHOD第5页1前言通过对专业课一年的系统学习,使我对模具知识有了一定的了解,而本次毕业设计是对我大学四年所学的无论是基础知识还是专业知识都是一次全面的检查和考核,同时也是培养我解决具体问题的一种能力和一次深入再学习的过程。上学期末对压铸模具的课程设计和本学期的模具制造课程设计,我对模具设计的思路和程序有了一定的掌握,初步具备了设计模具的能力。这次是冲压模具的设计,要求对冲压件进行冲压工艺的设计,冲模的装配图设计,利用电脑设计模具的零件图以及模具零件的制造工艺设计。这就需要我对以前所学过的知识进行全面的、系统的复习与回顾,并且通过借助于资料、手册、图册等设计所需的工具书,在导师的指导下,进行一次全面而系统的设计,同时在设计过程中要进行反复的修改以不断改进设计的质量,以顺利完成本次毕业设计的各项任务,同时也要力求自己设计的模具尽可能地有低成本、高生产率和生产的产品高合格率的要求,使它具有较高的性价比。本次设计包括模具总装配图四张,模具各零件图十四张左右,毕业设计说明书一份。由于本人水平有限和失误等原因,因此在本次设计图纸中还存在不少错误和不足之处,恳请各位老师批评、指正。第6页2零件的冲压工艺分析本次毕业设计的冲压件是制动盒外壳,是由Q235钢材料制造,其厚度为16MM,外圆半径为80MM的壳体。Q235钢的抗拉强度为375500MPA,屈服强度为235MPA,综合性能较好,既有良好的塑性又有适中的强度,且年生产量为10000件,我们既要能够保证制件的质量又要尽可能的去降低生产成本,以求取最佳的生产效益,综合考虑多种生产方式,此制动盒外壳用冲压工艺生产是生产厂家的相对最优方案。制动盒外壳主要工序是落料、冲孔和拉深,孔的位置对称分布,可以减少工序和模具的制造成本。从孔的分布与数量来看,可将所有孔一次性冲出,但考虑到孔之间的间距在安装时是否会产生干涉及模具的强度,直径为10的孔和直径为8的孔不能同时冲出,否则凹模的强度不够,并且凸模安装时易产生干涉,并且要必须考虑到是先拉深还是先冲孔,如果底部的孔径相对于壳的外形直径过大,要先拉深再冲孔,否则会将该工件拉裂。同时,由于工件的圆角半径为1,而材料的厚度为16,圆角半角太小,在拉深时易被拉裂,故拉深时不能将圆角一次拉成,须进行整形。拉深时需留修边余量以保证制件的精度,故最后还要对工件进行切边。第7页工件图第8页3零件冲压工艺方案的拟订和计算31零件冲压工艺方案的拟订生产此制动盒外壳所需基本工序为(1)落料,(2)拉深,(3)冲孔(4)整形(5)切边,经分析,可有以下几种方案方案一落料,拉深,冲孔(210MM),冲孔1212MM方型孔),整形,冲孔38MM,冲孔36MM切边。即每道工序单独由一副模具完成。方案二落料,拉深,冲孔38MM,冲孔1212MM方型孔),冲孔(210MM)五道工序复合模,再整形,冲孔(36MM),最后切边。方案三落料,拉深,冲孔38MM,冲孔1212MM方型孔)四道工序复合模,再整形,冲孔(210MM)冲孔(36MM)两道工序复合模,最后切边。方案四落料,拉深,冲孔38MM,冲孔1212MM方型孔连续模,整形,冲孔(210MM)冲孔(36MM)连续模,最后切边。比较确定冲压方案;方案一生产效率低下,所需模具数量较多,使得生产该工件的总成本较高,且尺寸的积累误差较大,工件的质量不能保证。方案二虽然将大部分工序由复合模具同时完成,但是由于冲孔(10MM)和冲孔8MM时两凸模以及凹模相隔很近,安装时容易发生干涉,增加模具制造难度,且此处模具强度不够,不益采用。方案三采用此复合模可提高生产效率,保证工件尺寸的精度要求,模具制造不是很困难,且由于年生产量为10000件,成本可大大降低,故采用此种方案相对较好。方案四主要采用了连续模,连续模虽然能够提高生产效率,但是,需第9页要在下一工序时定位,且定位的次数越多,其累积误差就会越大,严重影响了工件的质量,故不宜采用连续模。经分析比较,最终确定第三种工艺方案为最佳组合。32零件冲压工艺方案的计算321选取修边余量H,并初算毛坯直径当HO/R132/16825时取H1MM,(查冲压手册233页)故计算高度HHOH1321142MM当R与R相等时,应用简单计算公式D代入相应DRHFD1432数值,按中性层D010178MM322工件主要尺寸参数各主要尺寸参数如工件图中所示则工件相对高度HO/B132/7840168工件相对厚度T/B16/10178X100157工件相对圆角半径R/B16/10178X100157323初步估算所需拉深的次数由于T/BX100157及H/B018查得所需拉深次数为N1即只需1次拉深即可满足要求。324验证圆角部分是否可一次拉成由于当RRG1MM,而材料的厚度为16MM,可知圆角半径太小,如果一次拉深容易拉裂,圆角不可一次拉成,需要进行整形。325重新选取圆角半径第10页中性层周长C1052MMD784拉深圆角设为R2MM则,可知拉深高度为确定拉深次数从而求得中性层拉深高度为(052228025278456)228146MM工件的相对高度HD146784018毛坯的相对厚度157查表53知拉深次数为N1毛坯图4零件冲压工艺方案的确定根据以上的计算和对零件结构的分析,总体确定以下方案(需4副模具完成该冲压件的生产)第一副该副模具完成的主要任务为落料,拉深,冲底部圆孔。该副模具所完成的工序内容多,比较复杂,也是本次设计的重点和难点所在,其计算工作量也是最大的。第11页第二副该副模具完成的工序内容是整形,由于圆角太小需要进行整形以到工件所需要的圆角半径。第三副该副模具是冲孔工序模具,主要任务是完成工件底部上由于离底部边缘太近而不能与第一副模具复合而冲出的小孔。第四副该副模具的主要任务是完成工件的切边修边工作,由于拉深后的工件存在修边余量和局部凸缘,而所要求生产的工件没有凸缘,因此要进行修边工序,同时也把它作为最后的一道工序来安排。该模具主要是为了提高工件的精度和质量而设计的。5模具总装图的设计与计算51落料,拉深,冲孔复合模的设计511冲裁排样方式的设计及计算根据前边的作图及计算确定零件的毛坯尺寸最大为10178MM,综合各种因素及查看相关的资料后决定采用单排形式,并根据冲压手册P44页表217查得搭边值A12MM,间距A115MM5111若采用横排条料宽度;BD2(A)101782(15)081047808(MM)导尺距离SBC1101782X1510478MM进距HH101781210298MM查冲压手册表812选用板料规格为16X650X1300MM,按上述方法进行排料,剪切条料尺寸为10478MMX1300MM则条数N1650/104786(条)余21MM每条个数N2(13001)/1029812(个)余63MM第12页每板个数N3N1XN26X1272(个)故材料的利用率(72X101782)/(650X13004)X1006935112若采用纵排(即长边在送料方向,短边垂直送料方向)则料宽BD2(A)101782(15)081047808(MM)导尺间距离SBC1101782X1510478MM进距HH101781210298MM如上所述采用规格相同的板料;16X650X1300MM则剪切条料尺寸为2244X1200MM故条料N11300/1047812(条)余426MM每条个数N2(6501)/102986余32MM(个)每板个数N3N1XN212X672(个)材料利用率和横排时一样综上比较采用横排和纵排都可以,材料的材料利用率一样。(排样图见下图)1078第13页512第一副模具各工序压力的计算及压力机的初步选用5121落料,拉深,冲孔8MM,冲孔1212MM方型孔各工序压力的计算参照课本P45例题且查看冲压手册以确定A3(Q235),B343MPA,则F落料13LTB131017816343228008(N)查课本P43页表29,取卸料力系数K10055则F卸K1F落料0055X22800812540(N)5122拉深力的计算各公式参见,冲压手册P313页F2314784164000463021N5123冲孔8MM力F31381634317922N5124冲孔1212MM方型孔F4131241634334245N由于这些工序由一复合模完成,但各个工序中的压力不是由压力机同时加载的,故压力机只需达到单工序所需的最大压力即可。这一工序所需最大总压力为FF0F122800812540240548N根据所提供的压力机,可选用400KN的压力机513模具类型及结构形式的选择与计算本次设计第一副模具采用落料,拉深,冲孔的复合模结构。该冲压件属第14页于简单的筒形件,经计算判断可一次拉深到所要求的高度,但由于拉深件的圆角半径为1MM,小于板料的厚度,在拉深时容易被拉裂,所以我们必须将圆角半径加大,从而采用落料和拉深复合的装置。另外落料的半径较大,而拉深件底部的孔8MM和孔1212MM方型孔分布均匀,且相距较远,不会产生干涉。我们可以作成单工序模具,但工件的年生产量较大,采用复合模具不仅能够减少模具制造成本,还能够提高生产率,保证工件的质量。所以无论从结构上,经济上,还是生产效率综合考虑都可采用将落料,拉深,冲孔的复合模结构。另外在下模座下部设有缓冲器,它驱动托杆向上运动,使压料器兼做顶件和压边的作用,且在上模上设有刚性推件装置,并在下模上设有刚性卸料板装置,采用这些结构的特点主要是,结构紧凑,布局合理且制造使用都简单方便,唯一的不足是,拉深件有可能留在刚性卸料板内不易出件,有时还需要工人用手工去把它拿出,带来了操作的不便,但是只要托杆长度设计合理,缓冲器橡皮弹力足够,就能克服这点不足。另外考虑到装模方便,模具采用后侧布置导柱,导套的模架。下附第一副模具装配简图514模具工作部分刃口尺寸和公差的计算5141落料凸凹模刃口尺寸的计算(由于落料毛坯为非规则几何形状,因此,落料尺寸的计算以落料凹模的尺寸为计算基准的方式来配合计算凸模刃口尺寸)参照冲压手册P54页表223得材料厚为1MM时,ZMIN022MM,ZMAX032MM对尺寸10178MM凹模磨损后将逐渐变大则A1凹(A1K)0/41017805X087000251013400025MM第15页(查相关资料K取05,凹模制造公差取冲压件的1/4)相对应的凸模尺寸为A2(A1)/40(101345022)003501011200350MM5142拉深凸凹模的刃口尺寸的计算由于在拉深时,冲压件的尺寸标注在外形上,故参见课本P132页所示DD(DMAX075)0TDDP(DMAX075)0TP查冲压手册P305页表414取单边间隙为11个料厚即176MM。则DD(80075X074)01/47940012(MM)DP(79432)00257620008(MM)根据实际加工取RDRP2MM5143冲孔凸凹模刃口尺寸的计算查冲压手册P54页取间隙由于材料厚为16MM时,ZMIN022MM,ZMAX032MM冲直径为8MM的孔的工作部分尺寸的确定凸,凹模采用分开加工的方法进行制作。凸模尺寸为(K取05,公差为冲压件的1/4)DP(DK)0TP(805X036)0035081800350(MM)则对应的凹模尺寸为DD(DPZMIN)0TD(818022)000258400025(MM)冲方型孔1212MM的孔的工作部分尺寸的确定凸模尺寸为(K取05,公差为冲压件的1/4)DP(DK)0TP1205X04300028180002(MM)则对应的凸模尺寸为第16页DD(DPZMIN)0TD(122022)000212400025(MM)5144凸模高度的确定(参见课本P61页图3100)LHH1H2H3其中H1为凸模固定板厚度,一般为凸模高度的40左右H2为垫板的厚度,查课本取为8MM。H3导尺的厚度,查课本取P23页取为6MM。H为附加长度,包括修模余量和安全长度,取15MM。综上,则L32861545故L106MM即凸模的长度为106MM,具体长度根据实际情况调整后再确定。5145落料凹模外形尺寸的设计(参见课本P63页图312)凹模厚度查模具制造手册知,当材料厚度为16MM时,凸凹模的最小壁厚为MM,由于此模具是复合模,应相应的增大其壁厚,故取为14MM515模具其他零件的设计与计算5151模架的选用根据落料凹模的周界尺寸,查冲压模具设计简明手册P388页相关资料,由所选定的压力机可知,压力机的最大封闭高度为400MM,最小封闭高度为200MM,从模具实际设计出发,我们可取模具的封闭高度为220MM工作台的尺寸为左为630MM,右为420MM则模柄的规格为直径50X高70MM,其它结构的尺寸参见冲压模具设计简明手册P623页,与此同时,在模座确定以后,导柱,导套的规格和结构尺寸也随之确定下来由冲压模具设计简明手册相关章节查得。5152定位零件本副模具采用导尺(刚性卸料板)导向送料,为使条料顺利通过导料板的间隙在计算排样尺寸图时一并算出,此处不在叙述。导料板的厚度取6MM左右。第17页同时在本副模具中采用固定挡料销来限制条料的送近步距,使用圆形挡料销,高度为9MM,直径为3MM。该结构的挡料结构简单,制造容易,使用方便,适用于固定卸料板及手工送料的冷冲模结构。5153卸料与推(顶)件装置由于刚性卸料板也作为导尺,故简化了卸料板结构,其结构简单,卸料力大。卸料板的型孔与凸模的单面间隙为2MM,厚度为8MM。用螺钉与圆柱销将导料板一起固定在落料凹模上。打杆长度H(模柄总长凸凹模高度推件高度)但是由于使用了三爪推板推出机构,因此打杆长度应在(模柄总长推板厚度)具体情况根据装配图确定。托杆长度L(LH3)其中L气垫长度H3气垫上平面与下平面之间隙综上,取L90MM5154固定与连接零件采用固定板将凸凹模固定在上模座上,其厚度为凸凹模长度的40左右。即H40X10642MM,取32MM。固定板与凸凹模之间采用阶梯固定的形式。固定板与上模座之间采用内六角螺钉与圆柱销来连接和定位,螺钉尺寸与圆柱销尺寸根据被连接的两部分零件厚度来确定。此外,由于本副模具的总压力较大,因此需要采用垫板的结构,以保护模具不受损坏。5155第一副模具压力中心的设计与计算由于落料,拉深和冲圆孔的凸,凹模形状均为对称性形状,因此其压力中心均为其各自的几何形心。冲翻边预制孔凸凹模的形状虽然是不规则的形状,但是它也是对称的,因此其中心也在其形心上(故以模座中心为原点,建立直角坐标系,则落料和拉深的压力中心均在原点上)整个模具的压力中心坐标(X0,Y0)计算如下X00Y08X20/(12X48X3)407(MM)第18页即本副模具的压力机中心在沿Y轴向上偏移407MM,即坐标点为04075156凸凹模的强度校核51561凹模的强度校核所选的压力机为F,接触面积为S则F400KNS(76823X842)/4124224311MMPF/S400/43119272MPAS51562凸模的强度校核所选的压力机为F,接触面积为S则F400KNS(101782802)/43111MMPF/S400/31111286MPAS由校核可知,凸凹模的强度足够。第19页第一副模具装配图结构间图52第二副模具的设计与计算521整形力工序压力的计算与压力机的初步选用PP480323003463KN顶件力FFKF冲(K为顶件力系数取为006)006X4632778(KN)推件力FFKF冲(K为推件力系数取为005)005X46323(KN)总压力F4632723513(KN)则根据总压力初步选用开式压力机公称压力为630KN,具体结构尺寸参见第20页冲压模具设计简明手册相关章节。522模具结构类型及形式的选择与设计本次毕业设计第二副模具设计的主要目的是在第一道工序完成后,对工件进行整形。由于第一次拉深的圆角半径为2MM,而最终工件的圆角半径为1MM,故需要整形。整形过程属于刚性接触,所需要的力也教大,所以压力机的吨位也随之增大。本副模具的设计难点是针对凹模及其支架要进行严格的校核,以保证它们有足够的强度和刚度才行。523凸凹模工作部分刃口及公差的计算查,冲压手册得系数K075,间隙为ZMIN01MM,ZMAX014MM则DP(DMAX075)0TP(796332)0(008)76430008(MM)则凹模刃口尺寸为D凹(DPZMIN)0TD(80075X05)0012(MM)79630012(MM)524模具其他零件的设计与计算5241压力中心的计算由于本副模具的冲孔位置对称,因此它的压力中心就在中心距的几何中心上。5242冲模闭合高度的计算根据总压力所选的压力机最大闭合高度为460MM,最小闭合高度为220MM因此初选闭合高度为230MM即满足要求。第21页5243模柄的选用由压力机规格来确定模柄的规格为直径37MM高度为75MM的凸缘式模柄,具体尺寸参见冲压模具设计简明手册相关的章节。5244模座的选用在本副模具设计中根据凹模支架的尺寸来选用后侧导柱式模架选用模座的规格如下上模座200X200X45MM下模座250X200X50MM其具体下模座的结构尺寸如下L200,B200,T28,L1210,S210,A1130,R45L280,D2M146H,H32,S2120导柱导套尺寸具体参数参考冲压手册相关的章节。下附第二副模具装配图结构示意图5245凸凹模的强度校核所选的压力机为F,接触面积为S则F600KNS7682/44630MMPF/S400/4630130MPAS由校核可知,凸凹模的强度足够。下附第二副模具装配结构简图第22页第二副模具结构装配间图53第三副模具的设计与计算531各工序压力的计算冲孔(6MM3)所需的压力1冲孔(10MM)冲裁力F013314101634322402N卸料力F10045224021008N顶件力F2006224021344N冲孔(10MM2)所需的压力2F(F0F1F2F3)2(2240210081344)299016N冲孔(6MM)冲裁力F01331416343613441N卸料力F1004513441605N顶件力F200613441806N第23页冲孔(6MM)所需的压力F(F0F1F2F3)3(1344605806)344553N这一工序所需最大总压力为F9901644553143569N144KN因此初选压力机为开式压力机,公称压力为250KN,最大闭合高度360MM,最大闭合高度1800MM,模柄孔规格为直径50X高度70MM。532冲孔凸凹模刃口的计算冲直径为6MM的孔的工作部分尺寸的确定查相关手册和表可知03ZMIN022ZMAX032K05D002P002凸模尺寸为(K取05,公差为冲压件的1/4)DP(DK)0TP(615022)00206370002(MM)则对应的凹模尺寸为DD(DPZMIN)0TD(62505X03)00026150002(MM)冲直径为10MM的孔的工作部分尺寸的确定查相关手册和表可知043ZMIN022ZMAX032K05D0035P0025凸模尺寸为(K取05,公差为冲压件的1/4)DP(DK)0TP(1005X043)00250102200025(MM)则对应的凹模尺寸为DD(DPZMIN)0TD(1022022)00025104400025(MM)533模具结构形式的选择本副模具主要目的是冲孔工序,冲孔(6MM3)和冲孔(10MM2)。由于此幅模具仅是完成两种不同孔的工序,故总体结构较为简单。但该工件上第24页的孔较多,所以必须保证孔的相互位置和精度,因此,需要安装导正销以确定工件在凹模中的位置,准确定位。卸料时采用弹性卸料板卸料。534模具其它结构零件的设计与计算5341模座的选用根据凹模周界尺寸初步确定模架采用后侧导柱式模架,其规格为上模座160X150X40MM下模座160X160X45MM下模座具体参数如下L160B160T28,L1210,S210,A1110,A2195,R42L280,D2M146H,H35,S21505342压力中心的计算由于本副模具翻边中心位置虽然在盒行件的底部的中心位置上,但由于翻边的形状属于对称形状,其几何中心位置就是压力中心的位置所在处。5343固定板垫板的使用本副模具的翻边凸凹模均采用固定板以台阶形式将他们与上,下模座固定起来,然后再利用内六角螺钉和圆柱销分别将其固定和限位。5344凸凹模的强度校核所选的压力机为F,接触面积为S则F250KNS(76823X622X102)/44275MMPF/S250/427559MPAS下附第三副模具装配结构简图第25页冲孔模具装配图结构54第四副模具的设计与计算541工序压力的计算切边力FLTB8016343/435KN顶件力F1K3P006353KN故需要总的切边力为PFF135340KN根据所提供的压力机,可选用400KN的压力机542模具类型及结构形式的选择这幅模具是最后一道工序,切除修边余量,时工件达到最终的要求。切边模具的凸模通过左右前后的运动逐步将多余的材料切去。此幅模具中难度较大的设计部分是滑块,它的外形尺寸就是凸模的运动轨迹,所以,相对而第26页言,它的强度和精度要求都较高。另外在下模座下部设有缓冲器,它驱动托杆向上运动,使压料器兼做顶件和压边的作用,且在上模上设有刚性推件装置,并在下模上设有刚性卸料板装置,采用这些结构的特点主要是,结构紧凑,布局合理且制造使用都简单方便,唯一的不足是,拉深件有可能留在刚性卸料板内不易出件,有时还需要工人用手工去把它拿出,带来了操作的不便,但是只要托杆长度设计合理,缓冲器橡皮弹力足够,就能克服这点不足。另外考虑到装模方便,模具采用后侧布置导柱,导套的模架。543模具工作部分刃口尺寸和公差的计算凸,凹模采用分开加工的方法进行制作。03ZMIN013ZMAX019K05D002P002DD(DK)0TP(K取05,公差为冲压件的1/4)(800503)003507985(MM)0002则对应的凸模尺寸为DP(7985013)000279730002(MM)下附第一副模具装配简图544模具其他零件的设计与计算5441压力中心的计算由于本副模具的冲孔位置对称,因此它的压力中心就在中心距的几何中心上。5442冲模闭合高度的计算根据总压力所选的压力机最大闭合高度为460MM,最小闭合高度为220MM因此初选闭合高度为230MM即满足要求。5443模柄的选用由压力机规格来确定模柄的规格为直径37MM高度为75MM的凸缘式模柄,第27页具体尺寸参见冲压模具设计简明手册相关的章节。5444模座的选用在本副模具设计中根据凹模支架的尺寸来选用后侧导柱式模架选用模座的规格如下上模座250X250X40MM下模座250X250X45MM其具体下模座的结构尺寸如下L250,B250,T32,L1210,S260,A1160,R50L2100,D2M166H,H45,S2140导柱导套尺寸具体参数参考冲压手册相关的章节。下附第四副模具装配图结构示意图第28页修边模具装配图结构6技术经济分析冲压生产中,工艺合理是降低成本的有力手段。由于工艺的合理化能降低模具费,节约加工工时,降低材料费,所以必然降低零件总成本。在制定工艺时,工序的分散与集中是比较复杂的问题。它取决于零件的批量、结构(形状)、质量要求、工艺特点等。一般情况下,大批量生产时应尽量把工序集中起来,采用复合模或级进模进行冲压,很小的零件,采用复合或连续冲压加工,既能提高生产率,以能安全生产。而小批量生产时,则以采用单工序模分散冲压为宜。根据实践经验,集中到一副模具上的工序数量不宜太多,对于复合模,第29页一般为23个工序,最多4个工序,对于级进模,集中的工序可以多些。本次毕业设计需要完成的是要求年产上万件的制动盒外壳冲压件的冲模设计。根据对零件尺寸,形状,结构等诸因素的分析,综合冲压生产的实际情况,我采用的方案是落料,拉深,冲孔38MM,冲孔1212MM方型孔四道工序复合模,再整形,冲孔(210MM)冲孔(36MM)两道工序复合模,最后切边。在制定本次设计的工艺时,工序的分散与集中是比较复杂的问题,它取决于零件的批量,结构,质量要求,工艺特点。对于板材冲压件,一般来说,考虑到生产
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本文标题:制动盒外壳冲压件设计-圆筒件【18张CAD图纸和说明书】
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