电饭煲传感器外壳冲压工艺与模具设计

本科毕业设计电饭煲传感器外壳冲压工艺与模具设计学 院 机械工程学院专 业 机械设计制造及其自动化学 号 4113010502学生姓名 王峰指导教师 管红艳提交日期 2017 年 5 月 18 日编码 2017-JXSJ专业代码 080202-163诚 信 承 诺 书本人郑重承诺和声明:我承诺在毕业论文撰写过程中遵守学校有关规定,恪守学术规范,此毕业论文(设计)中均系本人在指导教师指导下独立完成,没有剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果,没有篡改研究数据,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,如有违规行为发生,我愿承担一切责任,接受学校的处理,并承担相应的法律责任。毕业设计作者签名： 年 月 日I摘 要本文讲述了电饭煲传感器外壳采用冲压模具制造的简单过程。首先本文对冲压模具市场前景作了简要分析，其次对电饭煲传感器外壳零件做了简单分析，又对制作工艺做了简单的计算。本文对电饭煲传感器外壳的工艺进行了分析和计算，最终确定了基本的工艺方案，采用落料、拉深、冲孔复合模进行加工。并对卸料力、顶件力和拉深力等进行了详细的计算。还写了在设计过程中模具的结构，主要有凸凹模的设计、落料模的设计、拉深模的设计、冲孔模的设计。重点对落料凹模、拉伸凸模、冲孔凸模和卸料装置进行了详细的计算，其中还对卸料弹簧的应力进行了校核。对排样图、压力中心的分析计算。为了能使设计更加清晰，还用 CAD 软件画了模具的剖视图、零件图等。利用三维软件画出了实体图。关键词：凹凸模;落料凸模;拉伸凸模;冲孔凸模;工艺计算IIABSTRACTThis paper describes the simple process of the application of stamping mould for the electric cooker sensor casing. Firstly, the market foreground of the pressing mould is analyzed briefly, and the second is the simple analysis of the shell parts of the electric cooker sensors, and the production process is calculated.In this paper, the calculation of the technology of the electric cooker sensor casing, as well as the unloading force, the top force and the drawing force and so on. Also wrote in the production process of the structure of the mold, mainly the design of concave and convex die, blanking die design, drawing die design, punching die design. The paper focuses on the detailed calculation of blanking die, stretching convex mould and punching die unloading device, which also check the stress of unloading spring. Analysis and calculation of the layout and pressure center. In order to make the design clearer and CAD software to draw the mold cross-section, parts drawings and so on. The entity graph is drawn with 3d software. Keywords: Bump die; Blanking convex die; Stretch convex mold; Punching punch; Process calculationIII目 录1 绪论 .11.1 设计的背景和意义 .11.2 冲压模具市场情况 .11.3 冲压模具未来的发展重点与展望 .21.4 设计的内容和思路 .21.5 解决的主要问题 .22 冲压件工艺分析 .33 工艺计算 .43.1 拉深件展开尺寸计算 .43.2 冲压工艺力的计算 .43.2.1 冲裁力的计算 .43.2.2 卸料力、顶件力及推件力的计算 .53.2.3 拉深力的近似计算 .53.2.4 拉深功的计算 .63.3 冲压设备的选择 .64 模具主要工作部分的尺寸计算 .94.1 落料刃口尺寸计算 .94.2 拉深工作部分尺寸确定 .94.3 排样图的设计与材料利用率的计算 .124.4 压力中心的计算 .135 模具主要零件设计与选择 .145.1 拉深凸模设计 .145.2 冲孔凸模设计 .145.2.1 凸模承压力校核 .145.2.2 抗纵向弯曲应力的校核 .155.2.3 冲孔凸模固定端面的压力 .155.3 垫板尺寸的选择 .165.4 落料凹模 .165.5 卸料装置的设计 .175.6 弹簧设计 .195.6.1 弹簧材料及许用应力 .195.6.2 弹簧相关几何尺寸的计算 .195.6.3 卸料弹簧的选择 .21IV5.6.4 卸料弹簧有关尺寸计算 .225.7 挡料销的设计 .235.8 弹顶装置的设计 .235.9 模具的动作过程及特点 .24总 结 .28致 谢 .29参考文献 .30商丘工学院本科毕业设计11 绪论1.1 设计的背景和意义重要的机械制造工艺：冲压模冲压产出效率高，原材利用率高，产品质量好，适应性强等优良的工艺特点，被普遍应用于轻工、电子、电器、仪器、仪表、重工、汽车、机械、航空、航天等。一个国家的工业化发展也需要依靠模具设计这门技术实现。模具小到生活中用到的锅碗瓢盆，大到汽车的覆盖件等等，可谓是无处不在。因此模具在人们生产中起到非常重要的作用，可以称之为“工业之母”。现在模具的发展明显影响着我国的经济发展，所以要重视模具的发展。模具具有以下优点：1、冷冲压技术与其他加工方法相比：冷冲压工艺操作方便，便于组织生产，生产方法是一种高效率和低消耗，适合大规模生产。部分冷冲压产品通常不需要进一步机械加工，且零件兼容性好、成本较低、高强度、高刚度、重量轻。2、冷冲压技术主要结合模具 CAD/CAM 技术，产品的设计过程中直接从三维模型到二维图，可以大大缩短设计时间、提高设效率、提高生产质量和减少设计开发任务。与传统模具设计相比，它不管是在提高生产效率、降低成本、保证产品质量、还是在降低劳动强度等方面都具有明显的优势。1.2 冲压模具市场情况1、模具 CAD/CAM 技术状况CAD/CAM 技术在 21 世纪初开始越来越受欢迎，现在使用 CAD/CAM 技术的冲压模具企业都具有高效的生产能力。DL 图设计和实施模具设计 2D CAD、3D 已经被大多数企业使用，已经逐渐取代部分工件图表生产。冲压成形 CAE 软件，很多知名大学都已经开发出一种高水平的软件，并具有自主知识产权,已成功地应用于生产实践，得到良好的效益。汽车工业在开发新车型时，大都采用冲压模具生产，涵盖提供快速生产和制造，它标志着 RPM 应用模具试生产车身大封面技术是成功的。2、模具设计与制造能力状况代表性是精密机电一体化自动多功能模具阀板的核心，并达到国际水平。但总体来说，与国外制造精密多工位级进模具相比，使用寿命长，但是模具结构和功能还存在一定差距。3、专业化程度及分布状况我国专业化程度较低的模具企业，模具生产比例过高。冲压模具生产国外的一般比例为 30，而冲压模具生产在中国的比例为 60。它有很多专业化的不利影响，其中低水平的专业化和一般模具最为明显。但汽车覆盖部分高度专业化，多功能精密冲压模具的专业制造商很多没有按照冲压能力分配，通常取决于投资者的决策。商丘工学院本科毕业设计21.3 冲压模具未来的发展重点与展望汽车罩部件模具开发专注于大中型模具高档汽车罩部件的高技术要求，特别是模具壳部件。高强度板和不等厚板冲压模具、大型多工位级进模具、顺序模具将在未来更快发展。多功能，多工位连续冲模发展的重点是精度高，效率高，寿命长的级进模具。本质在于模具开发着重于厚板冲孔模、精密冲孔模,并不断提高其准确性，特别是在计算机模拟薄板成形过程分析技术。1.4 设计的内容和思路这个话题是冷冲压模具设计的主要内容，根据电饭锅传感器外壳的制造过程和其拉深成形冲压复合模具设计。应该首先学习机械设计、机械 CAD/CAM、冷冲压技术，再研究需要掌握相关的理论知识，控制理论的基础是实践。同时对设计传感器外壳的模具图纸冲孔模结构和生产过程进行全面的理解。使用 AutoCAD 2014 画二维装配图和零件图。1.5 解决的主要问题1、工艺工序分析计算。2、力的计算。3、冲压设备的选择。4、模具主要零部件的设计。5、模具装配图的绘制。6、模具三维图的绘制。商丘工学院本科毕业设计32 冲压件工艺分析对于冲切技术切削工件的质量来说，材料利用率，生产率，模具制造难度，模具寿命，操作模式和冲压设备的选择都有很大的影响。一般情况下，影响最大的是对冲切削件制造的几何形状，尺寸，精度要求。良好的工艺性能满足材料的冲切工序、工艺、产品质量稳定、减少模具操作、操作方便、寿命长等特点，从而大大降低了冲切件的制造成本。本制件电饭煲传感器外壳，它为圆筒形零件，体积小可采用冲压工艺完成。该工件是一个圆筒上边带有凸缘，圆通底面带有三个小圆孔，一个为中心孔，另外两个成中心对称。本制件材料为 1060 铝，抗拉强度为 75Mpa，屈服强度为 35Mpa，有可塑性，加工简单。工件厚度为 0.5mm，中心孔直径 2.5，成中心对称孔直径为 5，工件深度为 11，工件直径为 35.5，凸缘直径为 43.5。本制件采用落料、拉深、冲孔复合模具完成。工件图如图 2.1 所示。43.5+-0 12.7.5R图 2.1 电饭煲传感器外壳工件图商丘工学院本科毕业设计43 工艺计算3.1 拉深件展开尺寸计算由于金属板的聚集或退火组织造成的压力，使材料产生残余的应力，反映在深拉工艺中，使拉深件筒口形成部分明显凸耳现象。另外，如果不均匀的材料结构，不均匀的模具间隙，润滑等，也可能造成拉深件高度不整齐的现象，因此必须在拉深前保证外边缘加工。零件的大小和切边余量的计算，然后进行毛坯尺寸计算。1、拉深次数计算。对于本制件，其相对高度：（31）Hd=1135.5=0.310相对厚度：（32） (tD)100=(0.558)100=0.8相对直径：（33）dfd=43.535=1.24由以上数据可得，本工件一次拉深完成。对于该零件，为带凸缘拉深件。2、毛坯直径：（34） D= d2f+4dH-1.72d(r1+r2)-0.56(r21-r22)式中 毛坯直径(mm)