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目 录
摘 要 5
第1章、绪论 6
1.1.课题来源和研究意义 6
1.2.国内外在该方向的研究现状及分析 7
1.3.本课题研究的主要内容 8
1.4.本章小结 8
第2章、直角折叠支架固定块加工工艺综合分析 9
2.1.直角折叠支架固定块加工工艺要求 9
2.2.零件图分析 9
2.3.冲压工艺性审查 10
2.4.冲压件经济性和先进性分析 10
2.5.工艺方案的确定 10
2.6.本章小结 11
第3章、级进模的设计 12
3.1.冲压件的工艺分析 12
3.1.1.弯曲件回弹值的计算 12
3.2.排样 13
3.3.计算冲压力(根据工步计算冲压力) 14
3.3.1.切侧刃力 15
3.3.2.切侧刃力 15
3.3.3.冲异形孔力 15
3.3.4.冲圆孔力 15
3.3.5.冲圆孔力 15
3.3.6.冲圆孔力 15
3.3.7.冲圆孔力 15
3.3.8.冲圆孔力 15
3.3.9.冲圆孔力 15
3.3.10.冲圆孔力 15
3.3.11.冲废料孔力 16
3.3.12.冲废料孔力 16
3.3.13.弯曲力的计算 16
3.3.14.切断力 16
3.3.15.卸料力 17
3.3.28.顶件力 17
3.4.确定模具压力中心 17
3.5.计算凸、凹模刃口尺寸 21
3.5.1.冲孔凸、凹模刃口计算 23
3.5.2.落料凸、凹模刃口计算 24
3.5.3.弯曲工作部分尺寸计算 25
3.6.凸模、凹模的结构设计 26
3.7.模具总体设计及主要零部件设计 31
3.7.1.模具总体装配设计 31
3.7.2.卸料橡皮垫的设计计算 32
3.7.3.模柄设计 32
3.7.4.模架设计 33
3.7.5.垫板设计 33
3.7.6.凸模固定板设计 33
3.7.7.卸料板设计 34
3.7.8.模具的闭合高度 35
3.8.冲压设备的选择 36
3.8.1.公称压力的选择 36
3.8.2.行程次数 36
3.8.3.滑块行程(S) 36
3.8.4.模具闭合高度 37
3.8.5.工作台面尺寸 37
3.8.6.模柄孔尺寸 38
3.9.模具的装配 38
3.10.本章小结 39
结 论 40
致 谢 41
参考文献 42
摘 要
毕业设计是在模具专业理论教学之后进行的实践性教学环节。是对所学知识的一次总检验,是走向工作岗位前的一次实战演习。其目的是,综合运用所学课程的理论和实践知识,设计一副完整的模具训练、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。
本设计主要对直角折叠支架固定块冲压模具进行设计。结合公司实际生产要求和产品的特点,在厂原有的设计上,对模具进行了改进设计。本设计对直角折叠支架固定块加工工艺进行了分析,得出了最佳加工方案,在充分保证零件质量与精度的前提下,选择高生产率的加工工艺,降低生产成本,从而有效地节约了材料。本设计中使用计算机软件进行了辅助设计,在保证高精度的同时简化了传统的繁琐计算过程,使设计更为便捷。
该直角折叠支架固定块从坯料到完全成形,以前是使用两套模具:冲孔落料复合模与弯曲模。所设计的两套模具较为典型,也具有一定的代表性。本设计的重点与难点是多道工序的结合以及对凸、凹模刃口尺寸的计算,因为它将直接影响零件的质量。
关键词 冲压模具;级进模;辅助设计;模具结构
第1章、绪论
1.1.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。
1.2.国内外在该方向的研究现状及分析
在世界上大多数国家和地区,模具及模具工业早已成为了一个行业,有专门的行业组织机构指导和推动模具工业的发展。比如日本有“型技术协会”,台湾地区有“台湾模具工业同业公会”,我国有“中国模具工业协会”,各省市均有其分会。模具行业已成为一个大行业,仅我国的模具企业已达到了数万家之多。
近年来,我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具,中档轿车配套的覆盖件模具和多工位级进模也能生产了。模具精度达到1~2μm,寿命2亿次左右。表面粗糙度达到Ra≤1.5μm的精冲模、大尺寸(φ≥300mm)精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。
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裁模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。
围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造,近年来也涌现出一些新的快速成型方法。例如,目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。
1.3.本课题研究的主要内容
1.直角折叠支架固定块冲裁工艺方案;
2.直角折叠支架固定块模具总体方案设计;
3.模具各零件尺寸计算;
4.模具总装配图与零件图绘制。
1.4.本章小结
本章从国内外当今模具的发展状况这个角度介绍了课题的研究意义,在此基础上提出课题设计的任务。
第2章、直角折叠支架固定块加工工艺综合分析
2.1.直角折叠支架固定块加工工艺要求
直角折叠支架固定块零件图如图2-1所示,材料为10#钢,优质碳素结构钢,材料厚度=1.5mm,已知年产量10万件,为大批量生产。要求表面无划痕、孔不允许严重变形、冲口无毛刺、弯曲无裂纹。设计其冲压模,确定冲压工艺方案。(10#钢材质抗拉强度约是300-440MPa,抗剪强度约是260-340MPa,具有良好的塑性,其冲裁、成形加工性较好。)