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纯铝喇叭罩的冲压模设计【28张CAD图纸和毕业论文】

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摘    要

本次毕业设计的内容是用模具生产喇叭罩,并且制定出相关的工艺路线,设计出生产所用模具。工艺路线主要包括落料、拉深、冲孔、切边三道工序,设计其模具,适合实际生产。冲压工艺的选择是在查阅了相关资料和对产品外形成尺寸进行了仔细分析的基础上制定出来的;冲压模具的设计综合考虑了经济性、零件的冲压工艺性和复杂程度等诸多因素;产品毛坯的展开尺寸计算是在方便计算又不影响零件成型的前提下转化为熟悉的模型进行的。模具的主要部分零件给出了相应的尺寸计算,同时给出了详细的零件结构设计,并附有相应的零件图,最后根据零件结构设计和生产零件的要求生成了总装配图。

关键词: 落料  拉深  切边,冲孔,装配图,复合模,工艺



目   录

摘    要 2

序    言 4

第一章、模具工艺分析及工艺方案的确定 6

1.1.冲压成形工艺分析 6

1.1.1.明确设计任务,收集相关资料 6

1.1.2.冲压工艺性分析 7

1.2.冲压工艺方案的制定及模具结构类型 7

第二章、模具主要工艺设计参数计算 8

2.1.毛坯尺寸和主要参数的计算 8

第三章、设计前计算 12

3.1.确定排样裁板方式及材料利用率 12

3.1.1.排样方式 12

3.1.2.搭边与料宽 12

3.1.3.裁板方法 13

3.1.4.材料的利用率 13

3.2.确定冲模类型及结构形式 14

3.3.各工序压力、压力中心的计算和压力机的选择 14

3.3.1.材料力学性能 14

3.3.2.落料拉伸冲孔模冲压力计算 14

3.4.切边模压力计算 16

3.5.计算模具压力中心 17

3.6.压力机的选择 17

3.7.压力机的校核 18

3.7.1.闭合高度的校核 18

3.7.2.工作台面尺寸的校核 18

3.7.3.滑块行程的校核 18

第四章、模具主要工作部分尺寸计算 20

4.1模具主要工作部分的设计 20

4.1.1.落料拉深冲孔模设计 20

4.1.2.模架的选用 25

4.1.3.切边模设计 26

4.1.4.模架的选用 29

4.2.计算模具主要工作部分的刃口尺寸 30

4.2.1.刃口尺寸的计算原则 30

4.2.2.落料拉伸冲孔模刃口尺寸的计算及公差的确定 30

4.2.3.切边模刃口尺寸的计算及公差的确定 32

4.3.冲裁间隙的调整 32

第五章、模具总装 33

设计总结 34

参考文献 35


序    言

    模具是机械制造中技术先进、影响深远的重要工艺装备,它具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等优点,被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器等行业,更是汽车制造的四大工艺之一。

模具工业是国民经济的基础工业,受到国家和企业的高度重视,发达国家有“模具工业是进入富裕社会的源动力”的说法,由此可见其受重视的程度。在当代,“模具就是经济效益”的观念已经被越来越多的人接受。模具的技术水平在很大程度上取决于人才的整体水平,而模具技术水平的高低,又决定着产品的质量、经济效益以及新产品的开发能力,因此模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。

模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。因此从设计技术来说,发展重点在于大力推广CAD/CAE/CAM技术的应用,并持续提高效率,特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具CAD、CAM技术应向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展,并提高模具CAD、CAM系统专用化程度。 

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,但与国发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。一些低档次的简单冲模,已趋供过于求,市场竟争激烈。

模具制造技术迅速发展,已成为现代制造技术的重要组成部分。在现代化工业进程中,模具的地位及其重要性越来越被人们所重视,一个国家模具工业技术水平的高低,直接代表着这个国家工业设计制造水平的技术水平,它在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。

冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件(俗称冲压或冲压件)的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行变形加工,且主要采用板料来加工成所需零件,所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一,隶属于材料成型工程。 冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素,只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比,冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。

冲模制造是根据模具结构、模具材料、尺寸精度、形位精度、工作特性和使用寿命等项要求,综合考虑各方面的特点,并充分发挥现有设备的一切特长,正确选择加工方法和装配方法,选出最佳加工方案,制定出合理的冲模加工工艺规程的过程。


内容简介:
XXXX大学毕业设计(论文)说明书专 业:_班 级:_学号姓名:_指导教师:_设计时间:_摘 要本次毕业设计的内容是用模具生产喇叭罩,并且制定出相关的工艺路线,设计出生产所用模具。工艺路线主要包括落料、拉深、冲孔、切边三道工序,设计其模具,适合实际生产。冲压工艺的选择是在查阅了相关资料和对产品外形成尺寸进行了仔细分析的基础上制定出来的;冲压模具的设计综合考虑了经济性、零件的冲压工艺性和复杂程度等诸多因素;产品毛坯的展开尺寸计算是在方便计算又不影响零件成型的前提下转化为熟悉的模型进行的。模具的主要部分零件给出了相应的尺寸计算,同时给出了详细的零件结构设计,并附有相应的零件图,最后根据零件结构设计和生产零件的要求生成了总装配图。关键词: 落料 拉深 切边,冲孔,装配图,复合模,工艺目 录摘 要2序 言4第一章、模具工艺分析及工艺方案的确定61.1.冲压成形工艺分析61.1.1.明确设计任务,收集相关资料61.1.2.冲压工艺性分析71.2.冲压工艺方案的制定及模具结构类型7第二章、模具主要工艺设计参数计算82.1.毛坯尺寸和主要参数的计算8第三章、设计前计算123.1.确定排样裁板方式及材料利用率123.1.1.排样方式123.1.2.搭边与料宽123.1.3.裁板方法133.1.4.材料的利用率133.2.确定冲模类型及结构形式143.3.各工序压力、压力中心的计算和压力机的选择143.3.1.材料力学性能143.3.2.落料拉伸冲孔模冲压力计算143.4.切边模压力计算163.5.计算模具压力中心173.6.压力机的选择173.7.压力机的校核183.7.1.闭合高度的校核183.7.2.工作台面尺寸的校核183.7.3.滑块行程的校核18第四章、模具主要工作部分尺寸计算204.1模具主要工作部分的设计204.1.1.落料拉深冲孔模设计204.1.2.模架的选用254.1.3.切边模设计264.1.4.模架的选用294.2.计算模具主要工作部分的刃口尺寸304.2.1.刃口尺寸的计算原则304.2.2.落料拉伸冲孔模刃口尺寸的计算及公差的确定304.2.3.切边模刃口尺寸的计算及公差的确定324.3.冲裁间隙的调整32第五章、模具总装33设计总结34参考文献35序 言 模具是机械制造中技术先进、影响深远的重要工艺装备,它具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等优点,被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器等行业,更是汽车制造的四大工艺之一。模具工业是国民经济的基础工业,受到国家和企业的高度重视,发达国家有“模具工业是进入富裕社会的源动力”的说法,由此可见其受重视的程度。在当代,“模具就是经济效益”的观念已经被越来越多的人接受。模具的技术水平在很大程度上取决于人才的整体水平,而模具技术水平的高低,又决定着产品的质量、经济效益以及新产品的开发能力,因此模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。因此从设计技术来说,发展重点在于大力推广CAD/CAE/CAM技术的应用,并持续提高效率,特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具CAD、CAM技术应向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展,并提高模具CAD、CAM系统专用化程度。 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,但与国发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。一些低档次的简单冲模,已趋供过于求,市场竟争激烈。模具制造技术迅速发展,已成为现代制造技术的重要组成部分。在现代化工业进程中,模具的地位及其重要性越来越被人们所重视,一个国家模具工业技术水平的高低,直接代表着这个国家工业设计制造水平的技术水平,它在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件(俗称冲压或冲压件)的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行变形加工,且主要采用板料来加工成所需零件,所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一,隶属于材料成型工程。 冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素,只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比,冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。冲模制造是根据模具结构、模具材料、尺寸精度、形位精度、工作特性和使用寿命等项要求,综合考虑各方面的特点,并充分发挥现有设备的一切特长,正确选择加工方法和装配方法,选出最佳加工方案,制定出合理的冲模加工工艺规程的过程。第一章、模具工艺分析及工艺方案的确定1.1.冲压成形工艺分析1.1.1.明确设计任务,收集相关资料冲压工艺设计应在研究设计任务,分析设计题目,了解原始数据和工作条件,明确设计内容和要求的条件下,收集调查研究并掌握有关设计设计的原始资料的基础上的基础上进行,做到有目的的设计,避免盲目性。工艺设计的原始资料主要包括如下内容:图1 产品图(1)冲压件的产品图及技术要求零件图如设计任务书中所示的零件图。技术条件应明确合理。由此可对拉深件的结构,尺寸大小,精度要求以及装配关系,实用性能等有全面了解,以便制定工艺方案,选择模具类型和确定模具精度。(2)生产类型生产类型是企业生产产业程度的分类,一般分为大量生产、成批生产、小批量生产,该零件的生产类型为大批量生产。(3)生产组织形式生产类型不相同,零件和产品的组织形式,采用的技术措施和达到的技术经济效果会不同。(4)工艺装备大批量的的采用专用夹具,标准附件,标准刀具和万能量具,靠划线和试切法达到精度要求。1.1.2.冲压工艺性分析(1)材料:选取喇叭罩所用的材料为纯铝,其具有良好的冲压性能和拉深性能。(2)结构形状:冲裁件内,外形要尽量避免尖锐清角。该工件为带凸缘形拉深件,拉深高度不大。预计一次拉深能够实现,不过具体拉深系数需要经过计算得出结果。 1.2.冲压工艺方案的制定及模具结构类型确定工序数量的基本原则是:在保证工件加工质量,生产效率和经效益的前提下,工序数量应尽可能地减少。该零件精度要求不高,公差比较大,故采用复合模。该零件加工需先落料,然后拉深,然后切边,冲孔等4道工序,现考虑实际模具设计数量太多,建议采用复合模,产品切边外形尺寸为自由公差,要求不高。所以可以采用机加工的方法加工凸缘,达到要求,或者可以忽略不计,所以无需单独设计切边模具,所以本次课题完全可以用一副复合模完成,即落料拉深冲孔模。工序少,模具成本低,冲压次数少,冲压成本也降低,比较合理。第二章、模具主要工艺设计参数计算2.1.毛坯尺寸和主要参数的计算 拉深件厚度为0.5mm,因为成型拉深件需要经过落料、拉深,才能最后实现产品型,由于产品形状规则,有台阶和斜面,但拉深高度也不大,展开尺寸需要根据实际拉深模具的间隙和模具结构来调试,计算结果仅仅作为参考。拉深件毛坯展开尺寸,通常按毛坯面积等于制件面积的原则确定。拉深件的毛坯尺寸,很难预先精确地计算,这是因为拉深件壁部在拉深过程中厚薄程序,随毛坯退火与否、压边力的大小、凸凹模间隙以及变形程度等因素有关。因此难以保持拉深件完全均匀一致的高度,通常需要修边,将不平齐的部分切去。所以在计算毛坯之前,要在拉深件上增加切边余量,本次设计课题根据产品外形尺寸,d/d=83.470=1.1914,查表,凸缘件修边余量表,得修边余量为3.0mm,所以拉伸之后的凸缘直径应该是,83.4+3+3=89.4mm,通过切边工序后,产品外形直径为83.4。本次课题形状不属于规则筒形拉伸件,所以计算展开尺寸需要采用数字计算法,数字计算法是将制件分解为若干简单几何零件,然后叠加起来,求出制件表面积,再根据面积相等的原则求出毛坯的直径D/4=F1+F2+F3+F4其中F为各部分简单形状的表面积本次课题产品外形比较大,拉伸的R角相对外形可以忽略不计,所以可以直接按直边计算表面积,具体分解如下:F1圆环形计算F1=(D-d)/4 =3.14(89.4-70.5)/4 =2372.35635F2圆柱形计算F2=dh =3.14(70.5-0.5)2=439.6F3圆环形计算F3=(D-d)/4 =3.14(69.5-60)/4 =965.74625F4圆锥台计算F4=2l(d+d1)/4 =23.1417.2(60+32)/4 =2484.368F5圆计算F5=d/4 =3.1432/4 =803.84所以F=F1+F2+F3+F4+F5=2372.35635+439.6+965.74625+2484.368+803.84=7065.9106即D/4=7065.9106计算结果D=94.87mm,取整数95mm,此尺寸目前是待定,在实际生产时需调节。展开图如下图所示:拉深次数的确定判断能否一次拉深(t/D) 100=0.5618m=d1/D=70.5/95=0.7421根据以上数据查表得首次最小拉深系数m1=0.57,由于0.7421m(实际拉深系数),故能一次拉深成型。第三章、设计前计算3.1.确定排样裁板方式及材料利用率3.1.1.排样方式冲压件在配料上的布置方式称为排样。合理的确定产品的排样方式、坯料形式及尺寸,能够提高产品质量、材料利用率、冲压效率和模具寿命,同时便于冲压操作。 按照材料的利用情况,排样方式分为三种: (1)有废料排样 产品与产品之间、产品与坯料边缘之间均有搭边。 (2)少废料排样 仅在产品与产品(或产品与坯料边缘)之间有搭边 (3)无废料排样 产品与产品之间、产品与坯料边缘之间均无搭边。 根据零件图可以选取少废料排样。这种排样利用率高,用于某些精度要求不是很高的冲裁件排样。 按照产品在坯料上的布置方式分类,排料方式可以分为直排、斜排、多排、对排、混排等。根据零件图可以选取为直排排样。3.1.2.搭边与料宽搭边是指排样时产品与产品之间、产品与坯料之间留下的余料。它可以补偿坯料的定位误差,保证模具具有足够的强度,使条料具有足够的刚度,以便送料。综合考虑材料的力学性能和厚度,及零件的外形尺寸和排样方式,初步选取搭边值为工件间a1=1.2mm,工件侧面a=1.5mm。图3 零件排样图 条料宽度的选取原则:最小条料宽度要能够保证冲裁件周边有足够的搭边值。最大条料宽度要保证冲裁时在导料板之间顺利送行并与导料板之间有一定的间隙。条料在模具上每次送进的距离称为送料步距(简称为步距或进距)其大小为条料上两个对应冲裁件的对应点之间的距离。条料宽度 b=D+2a=95mm+21.5mm=98mm送料步距 s=D+a=95mm+1.2mm=96.2mm3.1.3.裁板方法 板材规格选用0.5mm1250mm1000mm 设每张钢板裁板条数为n,为了操作方便采取横裁: n=1000/98=10条,余20mm 每条裁板上的工件数为n,得: n=(B-a)%S =(1250-1.2)/96.2=12个,余94.4mm 每张钢板上的工件总数 n=1012=120个 B钢板宽度1250mm3.1.4.材料的利用率材料的利用率是指产品的实际面积与所用坯料面积的百分比,即: K=F/ F100% =(n)/(4LB)100% =(1203.1495)/(410001250)100% =68.01% K 材料利用率 ; F 产品的实际面积(mm2); F 坯料面积(mm2); L 钢板长度 1000mm;3.2.确定冲模类型及结构形式冲压工艺性分析之后拟定冲压工艺方案时选择复合模,因为零件的几何形状简单对称,所以复合模结构相对简单,操作方便,能够直接利用压力机的打杆装置进行推件,卸件可靠方便,模具类型为少废料落料拉深冲孔复合模,然后单独设计一副切边模,将切边余量有效切除,达到图形尺寸要求。3.3.各工序压力、压力中心的计算和压力机的选择3.3.1.材料力学性能已知工件的材料为L2,是纯铝,以退火状态,其力学性能如下:=80Mpa, =75110Mpa,=50-80Mpa。(查4表1-1)3.3.2.落料拉伸冲孔模冲压力计算在冲压模具设计时,冲压力是指落料力、卸料力、拉深力、压边力、冲孔力、推件力的总称。它是冲压时选择压力机,进行模具设计时校核强度和刚度的重要依据。对于落料拉深模(1)落料力的计算 KLt =1.3Dt =1.33.14950.580N =15511.6N 15.51KN 落料力(KN); K 安全系数,一般可取K=1.3; L 冲裁轮廓周长(mm);直径95的圆 T 料厚(mm);0.5mm 材料的抗剪强度(Mpa);=80Mpa (2)卸料力的计算 = =0.0415.51KN 0.62KN 卸料力(N); 卸料力系数(查1表3-11); F 冲裁力(N); (3)拉深力的计算 = =3.1470.50.51101N =12175.35N 12.175KN 拉深力(N); 首次拉深修正系数(查1表5-10); 材料抗拉强度(Mpa); (4)压边力的计算 圆筒形件拉深时压边力 =p =89-(70.5+20.5)1.2N =2645.8425N 2.646KN 首次拉深凹模圆角半径; P 单位压边力(查1表5-9);0.8-1.2 第一次拉深时的压边力(N); (5)冲孔力计算 KLt =1.3Dt =1.33.14200.580N =3265.6N 3.266KN(6)推件力的计算 = =0.043.266KN 0.131KN 卸料力(N); 卸料力系数(查1表3-11); F 冲裁力(N); 所以落料拉深冲孔模总冲压力为F=15.51+0.62+12.175+2.646+3.266+0.131=34.348KN。3.4.切边模压力计算(1)切边力的计算 KLt =1.3Dt =1.33.1483.40.580N =13617.552N 13.618KN 落料力(KN); K 安全系数,一般可取K=1.3; L 冲裁轮廓周长(mm);直径83.4的圆 T 料厚(mm);0.5mm 材料的抗剪强度(Mpa);=80Mpa (2)卸料力的计算 = =0.0413.618KN 0.545KN 卸料力(N); 卸料力系数(查1表3-11); F 冲裁力(N);所以切边模总冲压力为F=13.618+0.545=14.163KN。3.5.计算模具压力中心冲压力合理的作用点称为模具的压力中心。模具的压力中心应该通过压力机滑块的中心线。对于有曲柄的冲模来说,虚实压力中心通过曲柄的中心线。以便于冲模平稳工作,减少导向件的磨损,从而提高模具的寿命。由于该工件的毛坯和各工序工件均为轴对称图形,而且只有一个工位,因此压力机的中心必定与制件的几何中心重合,所以两幅模具的的压力中心就在圆心部位,无需详细计算。3.6.压力机的选择压力机的公称压力必须大于或等于冲压力。计算总冲压力原则上只计算同时发生的力。拉深力出现在落料力之后,因此最大冲压力出现在冲裁阶段,模具采用弹性卸料装置和上出料方式。落料拉伸冲孔模=+=34.348KN切边模=+=14.163KN对于浅拉深,落料,冲孔、切边等施力行程较小的冲压工序,可以直接选用公称压力大于所需冲压力总和的压力机,对于深拉深、深弯曲等施力行程较大的冲压工序,应按所需工艺力小于或等于压力机公称压力50%60%的条件选取压力机。从满足冲压力要求看,落料拉伸冲孔模,选择250KN规格的压力机 J2325(查2表3-1),其主要技术参数为: 公称压力: 250KN 滑块行程: 65mm 最大封闭高度: 270mm 封闭高度调节量: 55mm 工作台尺寸: 370mm560mm 模柄孔尺寸: 40mm60 mm 垫板厚度: 50mm 最大倾斜角: 30 电动机功率: 3.0KW3.7.压力机的校核3.7.1.闭合高度的校核本次课题设计所选压力机型号为J23-25开式双柱可傾压力机,冲床闭合高度校核如下:压力机的最大闭合高度为270mm,闭合高度调节量为55mm,垫板高度为50mm,所以: 270mm-55mm=215mm本次设计模具,见CAD图纸,落料拉伸冲孔模闭合高度为H=224mm,切边模闭合高度为H=167mm 5mm=265mm 225mm所以不能满足H5,在调试模具时需要增加等高铁。3.7.2.工作台面尺寸的校核所选压力机工作台尺寸为 :前后370mm,左右560mm ,模具凹模周界外形尺寸为D=200mm,分别选择9#和12#中间圆形导柱标准模架,9#模架模具底座外形尺寸为:前后230mm,左右340mm,12#模架模具底座外形尺寸为:前后270mm,左右380mm,根据工作台面尺寸一般应大于模具底座尺寸5070mm,其工作台孔径尺寸为D=260mm,大于废料尺寸,可以漏料,所以工作台尺寸满足要求。3.7.3.滑块行程的校核滑块行程应保证能够方便地放入毛坯和取出零件,对于拉深工序,滑块行程应大于零件高度的2倍,零件高度2=12mm2=24mm,所选压力机的滑块行程为65mm,所以滑块行程满足要求。第四章、模具主要工作部分尺寸计算4.1模具主要工作部分的设计本设计采用落料拉深冲孔复合模,切边模,所以在计算和设计模具时,要充分考虑两幅模具的结构,尺寸,以及中间衔接的部分。4.1.1.落料拉深冲孔模设计首先要考虑凹凸模的壁厚是否过薄,本次设计凹凸模的最小壁厚查表(查1表3-16)为12.24mm,满足最小壁厚a1.2t=0.6mm的要求,能够保证强度,所以采用复合模。(1)落料凹模高度的确定落料凹模高度为 H=KS (8mm) =(0.2895)mm=26.6mmS垂直于送料方向的凹模刃壁件最大距离(mm);K凹模厚度系数,考虑板料厚度的影响得凹模孔壁至凹模边缘的最小距离=2S=53.2mm 送料方向的凹模长度 L=(89+253.2)mm=201.4mm根据 GB2858.481,并考虑总体布局,选择圆形凹模板,尺寸为D =200mm,刃口高度选择35mm,材料采用Cr12MoV,工作部分热处理硬度为5558HRC,结构图如下:图4 落料凹模 送料方向的凹模刃壁间最大距离(mm); 送料方向的凹模孔壁至凹模边缘的最小距离(mm); (2)拉深凸模的设计根据工件外形并考虑加工,将凸模设计成带肩台阶式圆凸凹模,一方面加工简单,另一方面又便于装配与修模,采用车床加工,与凸模固定板的配合按H7/m6。材料选用Cr12MoV,淬火硬度为5862HRC,凸模长度 L= =15mm+27.5mm+(0mm+11.5mm) =54mm凸模固定板厚度(mm);压边圈高度(mm);Y附加长度,包括凸模刃口修磨量(取为0mm),凸模进入凹模的深度;具体结构如下:图5 拉深凸模(3)依据凹模尺寸,查国标GB2858.681,选择圆形垫板尺寸为DH=200mm8mm,材料为45钢, 热处理硬度4348HRC,如下图所示:(4)卸料装置的设计卸料装置采用弹性卸料板装置,以方便卸料,由于卸件力较小。卸料板内孔每侧与凸模保持间隙距离0.15mm,卸料板周界尺寸与凹模周界尺寸一样,厚度根据冲裁件料厚取15mm,选择圆形卸料板,其尺寸为DH=200mm15mm,卸料板采用45钢制造。结构简图如下:图6 卸料板卸料板上设置3个螺钉孔,与上模板连接,公称直径为11mm,沉孔17mm。 (5)固定板设计凸模的固定方式有直接固定在模座、用固定板固定和快换式固定三种固定方式,这里选用固定板固定,固定板与凸模为过渡配合(H7/n6),根据GB2858.581及凹模尺寸选取凸模固定板尺寸DH=200mm15mm。同理,选择凹凸模固定板尺寸为DH=200mm15mm。(6)为了防止拉深时起皱,需用压边圈,压边圈与凸模的单面间隙选为0.1mm,与凹模的单边间隙取0.1mm,压边圈采用Cr12MoV钢制造,热处理硬度为5558HRC,高度选为25mm。(7)凸凹模设计结合工件外形并考虑加工,将凸凹模设计成带肩台阶式圆凸凹模,一方面加工简单,另一方面又便于装配与更换,采用车床加工,与凸凹模固定板的配合按H7/m6,材料采用Cr12MoV,工作部分热处理淬硬6064HRC,其高度为: L=+h =15mm+15mm+35mm =65mm 卸料板厚度; 固定板高度;h弹簧压宿;结构图如下: 图7 凹凸模(8)模柄的设计 模柄选择压入式模柄,材料选用45#,热处理硬度4348HRC,依据模具设计尺寸,参考GB2862.190,选用B型。4.1.2.模架的选用模具的闭合高度是指模具在最低工作位置时上下模座之间的距离,它应与压力机的装模高度相适应,从生产量、模具结构、产品规格和操作方便等方面考虑,选择12#滑动导向中间导柱圆形模架,查GB/T 2851.690,所选模架具体参数如下:凹模周界:200mm闭合高度(参考)最小:200mm闭合高度(参考)最大:240mm上模座 数量1 规格:380mm270mm40mm下模座 数量1 规格:380mm270mm45mm导柱 数量2 规格:32mm180mm 35mm180mm导套 数量2 规格:32mm140mm45mm 35mm140mm50mm导柱与导套结构从标准中选取,尺寸由模架中的参数决定。导柱的长度应保证冲模在最低工作位置时,导柱上端面与上模座顶面的距离不小于1015mm,而下模座底面与导柱底面的距离应为12mm。导柱与导套之间的配合为H7/h6,导套与上模座之间、导柱与下模座之间采用过渡配合H7/m6。导柱与导套材料采用20钢,热处理硬度为(渗碳)5662HRC。上下模座材料采用HT200。模具的实际闭合高度为: H=上模座厚度+垫板厚度+冲头固定板+凹模+凸凹模+下垫板+下模座厚度+材料厚度 =40mm+8mm+15mm+65mm+27.5mm+15mm+8mm+45mm+0.5mm =224mm4.1.3.切边模设计(1)切边凹模高度的确定落料凹模高度为 H=KS (8mm) =(0.2883.4)mm=23.352mmS垂直于送料方向的凹模刃壁件最大距离(mm);K凹模厚度系数,考虑板料厚度的影响得凹模孔壁至凹模边缘的最小距离=2S=46.704mm送料方向的凹模长度 L=(83.4+246.704)mm=176.808mm根据 GB2858.481,并考虑总体布局,选择圆形凹模板,尺寸为D =160mm,刃口高度选择35mm,材料采用Cr12MoV,工作部分热处理硬度为5558HRC,结构图如下:图4 切边凹模 (2)凸模的设计根据工件外形并考虑加工,将凸模设计成带肩台阶式圆凸凹模,一方面加工简单,另一方面又便于装配与修模,采用车床加工,与凸模固定板的配合按H7/m6。材料选用Cr12MoV,淬火硬度为5862HRC,凸模长度 L= =15mm+15mm+(0mm+18mm) =48mm,本次设计取值50mm凸模固定板厚度(mm);卸料板高度(mm);h弹簧压宿附加长度,包括凸模刃口修磨量(取为0mm),凸模进入凹模的深度;具体结构如下,中间部分用于定位拉伸的半成品:图5 切边凸模(3)依据凹模尺寸,由于卸件力较小。卸料板内孔每侧与凸模保持间隙距离0.05mm,卸料板周界尺寸与凹模周界尺寸一样,厚度根据冲裁件料厚取15mm,选择圆形卸料板,其尺寸为DH=160mm15mm,材料为45钢, 热处理硬度4348HRC,如下图所示:图6 卸料板卸料板上设置3个螺钉孔,与上模板连接,公称直径为11mm,沉孔17mm。 4.1.4.模架的选用模具的闭合高度是指模具在最低工作位置时上下模座之间的距离,它应与压力机的装模高度相适应,从生产量、模具结构、产品规格和操作方便等方面考虑,选择9#滑动导向中间导柱圆形模架,查GB/T 2851.690,所选模架具体参数如下:凹模周界:160mm闭合高度(参考)最小:160mm闭合高度(参考)最大:200mm上模座 数量1 规格:340mm230mm35mm下模座 数量1 规格:340mm230mm40mm导柱 数量2 规格:28mm150mm 32mm150mm导套 数量2 规格:32mm130mm45mm 28mm130mm42mm模具的实际闭合高度为: H=上模座厚度+凹模厚度+凸模厚度+下垫板+下模座厚度-1 =35mm+35mm+50mm+8mm+40mm-1mm =167mm4.2.计算模具主要工作部分的刃口尺寸4.2.1.刃口尺寸的计算原则(1)刃口尺寸应保证能冲出合格工件由于落料件的实际尺寸基本与凹模刃口尺寸一致,设计落料模,切边模时应以凹模尺寸为基准。因此,落料模,切边模应先决定凹模的尺寸,间隙取在凸模上,用减小凸模尺寸来保证合理的间隙。冲孔模的尺寸取决于凸模,因此,冲孔模应先决定凸模尺寸。间隙取在凹模上,用增大凹模尺寸来保证合理的间隙。(2)刃口磨损一些仍能冲出合格件考虑刃口的磨损对冲件尺寸的影响。刃口磨损后尺寸变大,设计模具时其刃口的基本尺寸应接近或等于冲件的最小极限尺寸;刃口磨损后尺寸变小,设计模具时其刃口基本尺寸应接近或等于冲件的最大极限尺寸。(3)设计模具时应取最小合理冲裁间隙随着凸模与凹模磨损量的不断增大,冲裁间隙也会不断增大。所以模具设计时冲裁间隙应取其允许的最小值。(4)考虑冲件精度与模具精度之间的关系,选择模具制造公差时,既要保证冲件的精度要求又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较冲件精度高23级。采用分别制造法制造凹凸模。4.2.2.落料拉伸冲孔模刃口尺寸的计算及公差的确定(1)落料刃口尺寸的计算: =(95.2-0.50.4)mm =95mm =(95-0.02)mm =94.98mm 、分别为落料凹、凸模刃口尺寸; D落料件外径的最大极限尺寸; 冲裁件制造公差; X磨损系数,其值在0.51之间,与冲裁件精度等级有关; 最小初始双面间隙; 、分别为凹、凸模的制造公差,取=0.6(),=0.4();(2)冲孔刃口尺寸计算=19.9+0.52=; =20+0.02=, (3) 拉深部分凹凸模尺寸的计算: =(70.6-0.50.2)mm =70.5mm (70.5-0.55-0.55)mm =69.4mm 其中,拉深模的圆角半径=0.2mm,=0.2mm; 、 分别为拉深凹、凸模尺寸; 拉深件制造公差; Z凹凸模间隙,Z=(22.2)t,取Z=2.1t; X磨损系数,其值在0.51之间,与冲裁件的精度等级有关; 、别为拉深凹、凸模的圆角半径;拉伸斜面部分,按凹模尺寸单边偏移材料厚度0.5mm,即为拉伸凸模尺寸,具体见CAD图纸,查8表3-2得,落料凹模制造公差等级选择IT8级,凸模制造公差等级选择IT7级。4.2.3.切边模刃口尺寸的计算及公差的确定切边刃口尺寸的计算: =(83.6-0.50.4)mm =83.4mm =(83.4-0.02)mm =83.38mm 、分别为切边凹、凸模刃口尺寸; D落料件外径的最大极限尺寸; 冲裁件制造公差; X磨损系数,其值在0.51之间,与冲裁件精度等级有关; 最小初始双面间隙; 、分别为凹、凸模的制造公差,取=0.6(),=0.4();4.3.冲裁间隙的调整对于冲裁模,即便模具零件的加工精度已经得到保证,但是在装配时,如不能保护冲裁间隙仍然会影响制件的质量和模具的使用寿命。第五章、模具总装(1)把组装上了凸模的固定板放在下模座上,按中心线打正固定板的位置,
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