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板件连接件的冲压级进模具设计【课程冲压模具毕业设计说明书论文CAD图】

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!【包含文件如下】【机械类设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc【需要咨询购买全套设计请企鹅97666224】.bat1.txt上垫板.dwg上模座.dwg全部图纸集合.dwg凸模.dwg凸模固定板.dwg凹模.dwg卸料板.dwg工件图-板件连接件的冲压级进模具设计.dwg落料凸模.dwg装配图.dwg设计说明书文档.doc摘 要本论文介绍了冲压基本原理,冲压模具的结构与工作原理,对冲压产品提出了基本的设计原则,对设计进行验证主要是对压力机的相关重要参数进行验证,在校验合格后,进行成型零件加工工艺过程的制定,既要保证冲件的质量,又要兼顾经济性。介绍了08F板材冲孔;翻边和落料。并介绍了其工艺、模具结构及冲孔模工作过程,设计出满足产品的质量要求的模具。通过本设计,可以对冲压模具有一个初步的认识,注意到设计中的某些细节问题,了解模具结构及工作原理。关键词:冲压;模具;模具设计;级进模AbstrectThis paper introduces the basic principle of stamping, the structure and working principle of stamping die, and puts forward the basic design principles for stamping products. The verification of the design is mainly to verify the relevant important parameters of the press. After the calibration is passed, the forming is carried out. The formulation process of the parts must not only ensure the quality of the parts but also the economy. Introduced 08F sheet punching; flanging and blanking. The process, the die structure and the punching die working process were introduced, and the mold that meets the quality requirements of the product was designed. Through this design, you can have a preliminary understanding of the stamping die, notice some details in the design, understand the die structure and working principle.Key words: stamping; mold; mold design; progressive diee目 录第1章 绪 论11.1选题目的和意义11.2模具工业在国民经济中的地位11.3模具的分类和占有量11.4我国模具工业的现状21.5我国模具技术的现状及发展情况21.6国外模具工业的发展情况31.7本章小节4第2章 冲压工艺性分析及参数计算52.1 零件工艺性分析52.1.1 零件图52.1.2模具总体方案设计及可行性分析52.2 材料的工艺分析62.2.1材料表面光洁、平整、无锈62.2.2冲压用材料的规格72.2.3材料选择工艺72.3 零件结构工艺性82.3.1冲裁件的结构工艺性82.3.2冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度82.4 确定搭边值102.5 确定条料宽102.6 确定排样及材料利用率112.6.1排样图112.6.2材料的利用率112.7 翻边位置计算122.8 冲压力的计算122.8.1冲裁力计算122.8.2卸料力、推件力的计算132.8.3 翻边力的计算132.8.4 压力机公称压力的确定142.8.5 压力机的确定142.9 压力中心的确定及相关计算162.9.1 压力中心确定162.9.2 压力中心相关计算162.10 本章小结17第3章 凸凹模尺寸设计183.1 凸、凹模刃口尺寸确定183.2 翻边凸、凹模尺寸计算203.3 卸料橡胶的计算213.3 凹模周界的确定223.4 本章小结23第4章 模具结构设计244.1 模具总体结构设计244.2模具主要零件及结构设计244.3 垫板的选用264.4 卸料板274.5 定位零件的设计284.6 模柄结构设计294.7 导柱导套结构设计294.8 模架结构设计304.9 螺钉销钉结构设计324.10 本章小结32第5章 模具的装配335.1 零件技术要求335.2 装配技术要求335.3 主要组件的装配345.3.1 模柄的装配345.3.2 凸模和凸模固定板的装配345.3.3 导柱与导套的技术要求及装配355.4 本章小结35第6章 模具的总体结构设计36结 论37致 谢37参考文献38摘 要本论文介绍了冲压基本原理,冲压模具的结构与工作原理,对冲压产品提出了基本的设计原则,对设计进行验证主要是对压力机的相关重要参数进行验证,在校验合格后,进行成型零件加工工艺过程的制定,既要保证冲件的质量,又要兼顾经济性。介绍了08F板材冲孔;翻边和落料。并介绍了其工艺、模具结构及冲孔模工作过程,设计出满足产品的质量要求的模具。通过本设计,可以对冲压模具有一个初步的认识,注意到设计中的某些细节问题,了解模具结构及工作原理。关键词:冲压;模具;模具设计;级进模AbstrectThis paper introduces the basic principle of stamping, the structure and working principle of stamping die, and puts forward the basic design principles for stamping products. The verification of the design is mainly to verify the relevant important parameters of the press. After the calibration is passed, the forming is carried out. The formulation process of the parts must not only ensure the quality of the parts but also the economy. Introduced 08F sheet punching; flanging and blanking. The process, the die structure and the punching die working process were introduced, and the mold that meets the quality requirements of the product was designed. Through this design, you can have a preliminary understanding of the stamping die, notice some details in the design, understand the die structure and working principle.Key words: stamping; mold; mold design; progressive dieeII目 录第1章 绪 论11.1选题目的和意义11.2模具工业在国民经济中的地位11.3模具的分类和占有量11.4我国模具工业的现状21.5我国模具技术的现状及发展情况21.6国外模具工业的发展情况31.7本章小节4第2章 冲压工艺性分析及参数计算52.1 零件工艺性分析52.1.1 零件图52.1.2模具总体方案设计及可行性分析52.2 材料的工艺分析62.2.1材料表面光洁、平整、无锈62.2.2冲压用材料的规格72.2.3材料选择工艺72.3 零件结构工艺性82.3.1冲裁件的结构工艺性82.3.2冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度82.4 确定搭边值102.5 确定条料宽102.6 确定排样及材料利用率112.6.1排样图112.6.2材料的利用率112.7 翻边位置计算122.8 冲压力的计算122.8.1冲裁力计算122.8.2卸料力、推件力的计算132.8.3 翻边力的计算132.8.4 压力机公称压力的确定142.8.5 压力机的确定142.9 压力中心的确定及相关计算162.9.1 压力中心确定162.9.2 压力中心相关计算162.10 本章小结17第3章 凸凹模尺寸设计183.1 凸、凹模刃口尺寸确定183.2 翻边凸、凹模尺寸计算203.3 卸料橡胶的计算213.3 凹模周界的确定223.4 本章小结23第4章 模具结构设计244.1 模具总体结构设计244.2模具主要零件及结构设计244.3 垫板的选用264.4 卸料板274.5 定位零件的设计284.6 模柄结构设计294.7 导柱导套结构设计294.8 模架结构设计304.9 螺钉销钉结构设计324.10 本章小结32第5章 模具的装配335.1 零件技术要求335.2 装配技术要求335.3 主要组件的装配345.3.1 模柄的装配345.3.2 凸模和凸模固定板的装配345.3.3 导柱与导套的技术要求及装配355.4 本章小结35第6章 模具的总体结构设计36结 论37致 谢37参考文献38千万不要删除行尾的分节符,此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”,然后“更新整个目录”。打印前,不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行IV第1章 绪 论1.1选题目的和意义通过板件连接件的冲孔、翻边、落料级进模具设计,使我系统的复习和巩固所学过的专业知识。更加了解模具的功能、作用、分类、用途等基本常识。知道模具的构造与组成,掌握模具设计的基本程序与步骤。为我们今后走向工作岗位,从事专业技术工作打下良好的基础。1.2模具工业在国民经济中的地位模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业,日益受到人们的重视和关注。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。第一,模具工业是高新技术产业的一个组成部分。第二,模具工业又是高新技术产业化的重要领域。第三,模具工业是装备工业的一个组成部分。第四,模具工业地位之重要,还在于国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑,都要求模具工业的发展与之相适应。模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志,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。1.3模具的分类和占有量模具主要分冲压模、塑料模、热锻模。现主要介绍冲压模根据工序的复合性分为: 单工序模、复合模和级进模根据工序性质分为: 冲裁模 、弯曲模、拉深模 、成形模和冷挤模 按照导向装置分为:无导向装置的模具、有导板导向的模具和有导柱导向的模具 按送料方式分为: 手工送料模具和带有自动送料装置的模具 按冲模制造的难易程度分为:简易冲模、普通冲模和高精度冲模按生产适应性分为: 通用冲模和专用冲模按生产管理分为:大型冲模 、中型冲模 和小型冲模冲压技术在现代工业生产中占有十分重要的地位,是国防工业及民用工业生产中必不可少的加工方法。在电子产品中,冲压件约占80%85%;在汽车、农业机械产品中,冲压件约占75%80%;在轻工业产品中,冲压件约占90%以上。此外,在航空及航天工业中,冲压件也占有很大的比例。 冲压是利用压力机通过模具对板料加压使其产生塑性变形或者分离,从而获得一定形状、尺寸、性能零件的工艺。冲压是一金属塑性加工方法,冲压既能够制造尺寸很小的仪表零件,又能够制造诸如汽车大梁,压力容器封头一类的大型零件,既能够制造一般尺寸公差等级和形状的零件,又能够制造精密(公差在微米级)和复杂形状的零件。随着冲压技术和冲压生产的迅速发展,对冲压设计工作提出了越来越高的要求模具所形成的最终商品的产值是模具自身产值的上百倍。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。1.4我国模具工业的现状 自20世纪90年代至今,中国模具工业突飞猛进地发展,模具产值平均增幅达18%左右,在数量发展的同时,模具的技术水平也有很大的提升,即使这样的发展速度仍满足不了市场的需求。长三角的模具市场在中国占有约四成份额,具有举足轻重的地位。随着长三角经济的快速发展,长三角的模具市场越来越被国内外各方人士看好,前途光辉灿烂。1.5我国模具技术的现状及发展情况改革开放以来,随着国民经济的高速发展,市场对模具的需求量不断增长。近年来,模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展,模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化,除了国有专业模具厂外,集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”;广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业,科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心;中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 随着与国际接轨的脚步不断加快,市场竞争的日益加剧,人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度,将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD,并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件,个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件,并成功应用于冲压模的设计中。 以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步,东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外,许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。1.6国外模具工业的发展情况高新技术在国外模具企业得到广泛应用(一)CADCAE:CAM的广泛应用,在CAD的应用方面,已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段,目前3D设计已达到了7089。PROE、uG、cIMATRON等软件的应用很普遍。应用这些软件不仅可完成2D设计,同时可获得3D模型,为Nc编程和CADCAM的集成提供了保证。应用3D设计,还可以在设计时进行装配干涉的检查,保证设计和工艺的合理性。数控机床的普遍应用,保证了模具零件的加工精度和质量。(二)普遍采用高速切削加工技术高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术,其加工效率比传统的切削工艺要高几倍,甚至十几倍。目前,国外模具企业在生产中广泛应用数控高速铣,三轴联动的比较多,也有一些是五轴联动的,转数一般在1.5万3万rmin。采用高速铣削技术,可大大缩短制模时间。经高速铣削精加工后的模具型面,仅需略加抛光便可使用,节省了大量修磨、抛光的时间。国外模具企业十分重视技术进步和设备更新。设备折旧期限一般为45年。增加数控高速铣床,是模具企业设备投资的重点之一。(三)快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用由于市场竞争日益激烈,产品更新换代不断加快,快速成型和快速制模技术应运而生,并迅速获得普遍应用。在国外模具展上,快速成型技术和快速制模技术占据了十分突出的位置,有SLA、sLS、FDM和LOM等各种类型的快速成型设备,也有专门提供原型制造服务的机构和公司。1.7本章小节模具工业是国民经济的基础工业,是国际上公认的关键工业,工业发达国家称之为“工业之母”。模具成型具有效率高,质量好,节省原材料,降低产品成本等优点。采用模具制造产品零件已成为当今工业的重要工艺手段。模具在机械、电子、轻工、纺织、航空、航天等工业领域里,已成为使用最广泛的工业化生产的主要工艺装备,它承担了这些工业领域中60%80%产品零件,组件和部件的加工生产。“模具就是产品质量”,“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所认识和接受。在中国,人们已经认识到模具在制造业中的重要基础地位,认识更新换代的速度,新产品的开发能力,进而决定企业的应变能力和市场竞争能力。目前,模具设计与制造水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。第2章 冲压工艺性分析及参数计算2.1 零件工艺性分析2.1.1 零件图图2-1 工件零件图名称:板件连接件技术要求:1.零件材料:08F,大批量生产,自动送料。2.厚度:0.8mm,零件加工应考虑表面粗糙度3.未注公差:IT132.1.2模具总体方案设计及可行性分析1总体方案设计(1)模具类型的选择该工件包括冲孔、翻边、落料三个基本工序,但是由于零件翻边孔位置为直角,所以为保证产品的质量对零件翻边位置追加一个整形工序。对零件的加工过程进行分析可有以下三种工艺方案:方案一:先落料;后冲孔;翻边;最后整形。采用单工序模生产。方案二:先落料冲孔;再翻边最后整形复合冲压。采用复合模+单工序模具生产。方案三:冲孔-翻边整形落料级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单,但需要四道工序四副模具,生产效率较低,难以满足大批量生产要求。 方案二只需三副模具,工件的精度及生产效率相比方案一有所提高,但是三套模具也很难保证零件的大批量生产要求。 方案三只需要一副模具,生产效率高,操作方便,工件精度也能满足要求。通过方案分析比较,采用方案三。(2)定位方式的选择因为该模具使用的是条料,所以导料采用导料板,送进步距控制采用侧刃;板料精确定位采用导正销定位. (3)卸料、出料方式的选择模具采用弹性卸料,下出料方式 。(4)导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量,方便安装调整,该级进模采用对角导柱的导向方式。2可行性分析此工件只有起伏;冲孔和落料三个工序。 材料为08F,普通碳素结构钢,材料状态为未退火,抗拉强度为275380MPa。具有良好的冲压性能,适合冲裁。 工件结构简单。有五个孔;孔与孔、孔与边缘之间的距离通过最小壁厚满足要求,另工件上有几处起伏位置,主要是为了加强板状零件的强度。 工件的尺寸全部为自由公差,可看作IT12级,尺寸精度较低,普通冲裁完全能满足要求。2.2 材料的工艺分析2.2.1材料表面光洁、平整、无锈材料表面应光洁无裂纹、麻点、划痕、结疤、气泡等缺陷,这将直接影响制件的外观性。在冲压过程中,还容易在缺陷部位产生应力集中而引起破裂。材料表面若不平,会影响剪切和冲压时的定位精度,以及由于定位不稳而造成废品,或因冲裁过程中材料变形时的展开作用而损坏冲头。在变形工序中,材料表面的平面度也会影响材料的流向,引起局部起皱或破裂。材料表面有锈,不但影响冲压性能,损伤模具,而且还会影响后续焊接和涂漆等工序的正常进行。2.2.2冲压用材料的规格条板料是冲压生产中应用最广的材料,适合成批生产。其尺寸规格按国家标准规定,采用标准规格板料可能会增加余料,使材料利用率降低,但如采用合理的套裁排样,则可弥补这一缺点。 在大量生产中,也可以根据工艺要求,用最佳的排样方案确定其规格尺寸。这样可提高材料的利用率。本冲压件为大批量则选取条料。2.2.3材料选择工艺(1) 对冲压成形性能的要求 为了有利于冲压变形和制件质量的提高,材料应具有良好的冲压成形性能。而冲压成形性能与材料的机械性能密切相关。不同冲压工序对板材性能具体要求如表2-1所示。工序名称性能要求冲 裁具有足够的塑性,在进行冲裁时板料不开裂;材料的硬度一般不低于冲模工作部分的硬度。翻 边具有高塑性,屈服极限低和板厚方向性系数大。板料屈服强度较小,板平面方向性系数小。表2-1不同冲压工序对板材性能(2)对材料厚度公差的要求 材料的厚度公差应符合国家规定标准。因为一定的模具间隙适用于一定厚度的材料,材料厚度公差太大,不仅直接影响制件的质量,还可能导致模具和冲床的损坏。(3)常用冲压材料 冲压用材料的形状有各种规格的板料、带料和块料。板料的尺寸较大,一般用于大型零件的冲压,对于中小型零件,多数是将板料剪裁成条料后使用。带料(又称卷料)有各种规格的宽度,展开长度可达几千米,适用于大批量生产的自动送料,材料厚度很小时也是做成带料供应。块料只用于少数钢号和价钱昂贵的有色金属的冲压。表2-2常用碳素结构钢的机械性能。材料名称牌号材料状态力学性能抗剪强度/Mpa抗拉强度屈服点伸长率( )碳素08F已退火2303102753801802730结构钢082603602154102002710F220340275410190271026034029543021026152703803354702302520280400335500250243540052049062532019表2-2 常用碳素结构钢的机械性能冷冲压常用材料有: (1) 黑色金属:普通碳素结构钢、优质碳素钢、合金结构钢、碳素工具钢、不锈钢、电工硅钢等。(2) 有色金属:铜及铜合金、铝及铝合金、镁合金、钛合金等。 (3) 非金属材料:纸板、胶木板、塑料板、纤维板和云母等。2.3 零件结构工艺性2.3.1冲裁件的结构工艺性(1) 冲裁件的形状:冲裁件的形状应力简单、对称,有利于材料的合理利用。 (2) 冲裁件内形及外形的转角: 冲裁件内形及外形的转角处要尽量避免尖角,应以圆弧过渡,以便于模具加工,减少热处理开裂,减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损。圆角半径R的最小值,参照表2-3所示:零件种类黄铜 铝合金铜软钢备注/mm落料交角90900.18t0.35t0.25t0.250.35t0.70t0.5t0.5冲孔交角90900.2t0.45t0.3t0.30.4t0.9t0.6t0.6表2-3冲裁最小圆角半径2.3.2冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度用普通冲裁方法所能得到的冲裁件,其尺寸精度与断面质量都不太高,金属冲裁件所能达到的经济精度为IT14IT10,要求高的可达到IT10IT8级。厚料比薄料更差。若要进一步提高冲裁件的质量要求,则要在冲裁后加整修工序或采用精密冲裁法。表2-4为冲模制造精度与冲裁件精度。(1) 冲裁件的经济公差等级不高于IT11级,一般要求落料件公差等级最好低于IT10级,冲孔件最好低于IT9级。 (2) 冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁模间隙、刃口锐钝以及冲模结构等有关。当冲裁厚度为2mm以下的金属板料时,其断面粗糙度Ra一般可达12.53.2m。冲模制造精度冲裁件精度材料厚度t/mm1.01.52345681012IT6IT7IT7IT8IT9IT9IT10IT10IT10IT12IT10IT12IT12IT12IT12IT12IT12IT12IT12IT14IT14IT14表2-4 冲模制造精度与冲裁件精度(1)冲孔时,由于受到凸模强度的限制,孔的尺寸不宜过小,其数值与孔的形状、材料的机械性能、材料的厚度t等有关,自由凸模冲孔的直径d或方孔边长、长方形孔边宽b列于表2-5。孔型材料圆孔(直径d)方孔(边长b)长方孔(边宽b)硬钢d1.3td1.2td1.1t软钢、黄铜d1.0td0.9td0.7t铝、锌d0.8td0.7td0.6t表2-5 自由凸模冲孔的最小尺寸注:1、t为板料厚度(mm)。2、若采用带保护套凸模冲孔,其最小尺寸可为板料厚度t的一半左右。冲孔最小尺寸公式如下: d1.0t (2-1) 51.00.75因此符合要求,适合冲裁。(2) 冲裁件孔分别为孔与孔之间,孔与孔边缘之间的距离,受模具强度和冲裁件质量的限制,其值不能过小,宜取a2t,并不得小于3-4mm, 该冲裁件a=3.8mm , 因此符合要求,适合冲裁。2.4 确定搭边值自动送料:=1.5mm;=1.8mm 模具大典表19.1-18冲裁金属材料的搭边值2.5 确定条料宽条料宽度 (2-2) 导料板间距 (2-3)式中 条料宽度方向冲件的最大尺寸,mm; 侧搭边值,mm;条料宽度的单向(负向偏差),mm,查新编实用冲压模具设计手册表232条料宽度偏差,查得=0.15; 导料扳与最宽条料之间的间隙,mm,查新编实用冲压模具设计手册表233查得=0.4mm。 侧刃宽度,mm,查新编实用冲压模具设计手册表235查得=2mm 送料步距是指两次冲裁间板料在送料方向移动的距离,用S表示,其值等于冲裁件相应部分宽度加上工件间搭边值a,即=11+1.5=12.5 (2-4)2.6 确定排样及材料利用率2.6.1排样图设计级进模,首先要设计条料排样图,板件连接件形状为左右对称分布的特点。应采用直排。如图2-3所示。模具的工序如图2-3:工序1:冲切侧刃用于板料的定位和冲零件上的两个翻边底孔。工序2:空工位,该工位设计两个导正销,用于零件冲裁的精确定位。工序3:翻边,将零件的两个孔翻边。工序4:整形零件翻边位置工序5:落料,将零件成型好的零件从板料上落下。图2-3 排样图2.6.2材料的利用率排样的目的就在于合理利用原材料。衡量排样经济性、合理性的指标是材料的利用率。其计算公式如下:一个进距内的材料利用率为:=100% (2-5)式中 A一个冲裁件的面积(包括冲出的小孔在内),; n一个进距内的冲件数目; B条料宽度,mm; s进距,mm。=100% =100%=64.33%2.7 翻边位置计算 3.9处的高度尺寸为 h=1.2 mm 根据翻边公式,翻边的高度h为 h=D(1-K)/2+0.43r+0.72t (2-6) 经变换后 K=1-2(h-0.43r-0.72t)/D=1-2(1.2-0.430-0.720.8)/8=0.84即翻边出高度h=1.2mm时,翻边系数K=0.84 d=DK=3.90.84=3.2mm (2-7)d/t=3.2/0.8=4,查表,当采用圆柱形凸模,用冲孔模冲孔时,K(极限翻边系数)=0.551802600.0300.04518300.0200.0252603600.0350.05030800.0200.0303605000.0400.060801200.0250.0355000.0500.0701201800.0300.040 表31 规则形状(圆形、方形)冲裁时凸、凹模的制造公差(mm) 根据上述计算公式,可以将冲件与凸、凹模刃口尺寸及公差的分布状态如图31所示。从图中还可以看出,无论是冲孔还是落料,为了保证间隙值,凸、凹模的制造公差必须满足下列条件 (35)如果,可以取,。如果,则采用其它配作方法。表32磨损系数x图3-1冲模刃口与工件尺寸及公差分布落料时 校核:0.020+0.020.14-0.10.040.04 满足条件冲孔时 校核:0.020+0.020.14-0.10.040.04 满足条件当只在凸模或凹模一个零件图上标注公差,而另一个零件则注明配件间隙。3.2 翻边凸、凹模尺寸计算对于圆形翻边件,必须选择适当的间隙值,因为凸凹模间隙小了,摩擦力和翻边力就大,当间隙过小时,还会使制件直边料厚减薄和出现话痕,同时还降低凹模寿命。若间隙过大,制件回弹量增大,误差增加,从而降低制件精度,所以翻边模具间隙的大小对制件质量、翻边力和模具寿命有较大的影响。生产中是根据翻边件材料的力学性能,材料厚度,制件精度和弯边长度来确定其凸凹模间隙。凸模及凹模尺寸计算是依据翻边件的使用要求来确定的。起原则是翻边件标注外形尺寸时,则以凹模为基准件,间隙放在凸模上。当翻边件标注的是内尺寸时,是以凸模为基准件,间隙取在凹模上。同时应该注意翻边件精度,回弹趋势和模具的磨损规律。 翻边模具结构与拉深模十分相似,不同之处是翻边模的凸模圆角半径一般比较大,甚至有的翻边模工作部分做成球形或抛物线形,以利于翻边工作的进行。 如果翻边后对工件形状及尺寸无特殊要求,此时翻边模凸、凹模间的间隙可等于或稍大于毛坯厚度,间隙大,则所需翻边力小。若对翻边后孔壁与端面要求严格垂直的工件,则模具单面间隙值应小于毛坯厚度。一次翻成制件的模具可按课本表6-8选取,查得毛坯拉深后翻边的单面间隙值Z/2=1.05;t=0.5mm,则Z=1.05mm。翻边凸、凹模刃口尺寸的计算按拉深凸、凹模工作部分尺寸的原则确定。翻边凸、凹模刃口尺寸按未注公差尺寸的极限偏差考虑,并标注内形尺寸如图2.1所示,故3.4mm按IT13级精度计算为3.4mm,即;d凸=(d+0.4)0-p = (3.4+0.40.18)mm =3.472mm式中p为凸模的制造公差,由表3.5查得为p=0.02mm。d凹=( d凸+Z) 0+d= (3.472+1.05)mm =4.522mm式中d为凹模的制造公差,由表3.5查得为d=0.02mm。3.3 卸料橡胶的计算选用的二块橡胶棒厚度务必一致,不然会造成受力不均匀,运动产生歪斜,影响模具的正常工作。 (36) 式中 F橡胶棒工作压力(N);A橡胶横截面积();q橡胶棒弹性压力,一般取23MPa。 橡胶棒压缩量和厚度,橡胶的最大压缩量一般应不超过厚度H的45%,其顶压缩量为10%15%,所以取 (37)式中 H橡胶厚度(mm);h许可压缩量(mm);橡胶的相对高度H/D应满足橡胶高度 (38) =(34)5 =1520装配高度 (39) =153.3 凹模周界的确定 在生产中,时常根据冲裁件的轮廓尺寸和板料的厚度,按下列经验公式概略的计算凹模的尺寸。凹模高度 (H15) (310)凹模壁厚(或由刃口到外缘的距离)C=(1.52)H (311)式中 b冲裁件最大外形尺寸;K系数,考虑坏料厚度的影响,其值可查表32。b t0.5123320050.10.320.420.20.30.420.30.22 表32 系数K值 =0.3524=8.4mm由于(H15)所以取凹模厚度H=16mmC=(1.52)H =(1.52)16=2432取凹模壁厚C=30mm凹模宽度B=24+2c=24+230=84凹模长度L=61+2X30=121根据新编实用冲模具设计手册表1029 后置导柱模架(mm),查得凹模周界 L=125 B=80闭合高度 H=245315上模座GB/T2855.5 40031555下模座GB/T2855.6 40031566导柱GB/T2861.1 45280导柱GB/T2861.1 50280导套GB/T2861.6 4560150/5065150上述方法适用于确定普通工具钢经过正常热处理,并在平面支撑条件下工作的凹模尺寸。冲裁件形状简单时,壁厚系数取偏小值,形状复杂时取用偏大值。用于大批量生产条件下的凹模,其高度应该在计算结果中增加总的修磨量。3.4 本章小结本章主要是凸凹模刃口尺寸进行计算、确定压力卸料橡胶的计算及凹模周界的确定。所以为了减少凸、凹模的磨损,延长模具使用寿命,在保证冲裁件质量的前提下适当采用较大的间隙值是十分必要的。间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命等都有很大的影响。第4章 模具结构设计4.1 模具总体结构设计本模具采用后置导柱模架,利用凹模形状定位零件,模柄下行时带动自动送料装置,使滑块带动滚轮向上移动,凸模同时进行冲孔、落料。模柄上升时,滚轮沿斜楔向下移动,导柱回到原始位置。冲孔、落料工作结束。4.2模具主要零件及结构设计1凸模结构B型圆凸模(摘自JB/T8057.21995中国模具设计大典)如图4-1所示。 图4-1 B型圆凸模凸模为d=3.2mm 基本尺寸为D=5mm,长度L=44.8mm。材料选用Cr12 热处理5862HRC。2凹模设计凹模一般有三种结构,分别为整体式的结构、拼合式的结构和嵌块式的结构,下面对这三种结构进行分析。整体式凹模就是采用一个钢板加工成型,上面的孔可以通过线切割出,不足之处就是凹模出现磨损的情况下不能更换必须整体都要进行重新加工替换,整体式的凹模在加工方式上也比较灵活,在工序较少的级进模中用的较多,整体式凹模是通过螺钉和销钉将其固定在模座上。拼合式的凹模又可以分成两种,分别为分段拼合和拼合型孔,主要针对的是凹模型孔难以加工的条件下,它与模座的固定方式和整体式的相同,由于这类凹模的加工精度较高而且制造很容易,模具的寿命也相对较长,因此这种结构广泛的被采用。嵌块式凹模顾名思义是由两件组成,为了方便调整其间隙并对模具进行维修,嵌块与固定板之间采用过渡配合装在一起,配合的公差为H7/m6,固定板下面再增加一个垫板,通过螺钉进行连接,这样凹模构成了一个整体结构形式。凹模形状如图4-2所示:图4-2 凹模4.3 垫板的选用由于零件上存在加工的部位比较多并且上模板的大部分都被挖空,这样就必须采用垫板,而且垫板的厚度随着承受凸模压力的增加也必须就进行相应的调整(加大)。综合考虑,凸模垫板厚度可设置为H=15mm。凹模垫板同样设置为H=15mm。模具的上下垫板如图4-3;4-4所示:图4-3 上模垫板图4-4 下模垫板4.4 卸料板 在进行工艺分析时,提到用弹性卸料装置卸料。设置卸料班的作用一是将凸模上的条料卸下,二是防止冲压过程或者卸料时,弹性卸料与凸模之间相对运动。一般来说卸料板安装在上模上。图4-5 卸料板示意图4.5 定位零件的设计为了保证材料在进料时可以正确进料和在冲模过程中保持零件位置的准确,就需要设置冲模定位零件。定位零件主要有导料板、导料销、挡料销、侧刃和定位板等。分析冲压工艺可知,该模具的定位零件是采用的是侧刃定距和侧刃导向,以及导正销精定位。浮料销将条料抬高用来避开弯曲位置,浮料销如图4-6所示:图4-6 浮料销4.6 模柄结构设计中、小型模具一般是通过模柄将上模固定在压力机滑块上。模柄是作为上模与压力机滑块连接的零件。对它的基本要求是:一要与压力机滑块上的模柄孔正确配合,安装可靠;二要与上模正确而可靠连接。模柄采用08F制造。模柄结构形式如图4-7所示:图4-7 压入式模柄4.7 导柱导套结构设计导向零件是用来保证上模相对于下模的正确运动。对生产批量较大、零件公差要求较高、寿命要求较长的模具,一般都采用导向装置。模具中应用最广泛的是导柱和导套。图4-8是标准的导向结构形式。GB/T2861.6-1990中国模具设计大典。材料20钢,热处理:渗碳深度0.81.2mm,5862HRC。图4-8 导向结构 A型导柱GB/T2861.1-1990中国模具设计大典,其结构简单,制造方便,但与模座为过盈配合,装拆麻烦。A型和B型可卸导柱与衬套为锥度配合并用螺钉和垫圈紧固;衬套又与模座以过渡配合并用压板和螺钉紧固,其结构复杂,制造麻烦,但可卸式的导柱或可卸式导套在磨损后,可以及时更换,便于模具维修和刃磨。4.8 模架结构设计根据标准规定,模架主要有两大类:一类是由上模座、下模座、导柱、导套组成的导柱模模架;另一类是由弹压导板、下模座、导柱、导套组成的导板模模架。模架及其组成零件已经标准化,并对其规定了一定的技术条件。 导柱模模架:导柱模模架按导向结构形式分为滑动导向和滚动导向两种。导柱、导套的配合精度、上模座上平面对下模座下平面的平行度、导柱轴心线对下模座下平面的垂直度等都规定了一定的公差等级。这些技术条件保证了整个模架具有一定的精度,也是保证冲裁间隙均匀性的前提。有了这一前提,加上工作零件的制造精度和装配精度达到一定的要求,整个模具达到一定的精度就有了基本的保证。后置导柱模架GB/T2851.31990,其的特点是铸铁模架,滑动导向,两导柱,两导套分别装置在上、下模座后侧,凹模面积导套前的有效区域,可用于冲压较宽条料,且可用边角料。送料及操作方便,可横向和纵向送料。主要适用于一般精度要求的冲模,不宜用于大型模具,因有弯曲力矩,上模座在导柱上运动不平移。但如果有偏心载荷,压力机导向又不精确,就会造成上模歪斜,导向装置和凸、凹模都容易磨损,从而影响模具寿命。此模架一般用于较小的冲模。此次设计中采用后置导柱模架,结构如图4-10所示:图4-10 后置导柱模架模座一般分为上、下模座,其形状基本相似。上、下模座的作用是直接或间接地安装冲模的所有零件,分别与压力机滑块和工作台连接,传递压力。因此,必须十分重视上、下模座的强度和刚度。模座因强度不足会产生破坏;如果刚度不足,工作时会产生较大的弹性变形,导致模具的工作零件和导向零件迅速磨损,这是常见的却又往往不为人们所重视的现象。在选用和设计时应注意如下几点:(1)尽量选用标准模架,而标准模架的型式和规格就决定了上、下模座的型式和规格。如果需要自行设计模座,则圆形模座的直径应比凹模板直径大3070mm,矩形模座的长度应比凹模板长度大4070mm,其宽度可以略大或等于凹模板的宽度。模座的厚度可参照标准模座确定,一般为凹模板厚度的1.01.5倍,以保证有足够的强度和刚度。对于大型非标准模座,还必须根据实际需要,按铸件工艺性要求和铸件结构设计规范进行设计。 (2)所选用或设计的模座必须与所选压力机的工作台和滑块的有关尺寸相适应,并进行必要的校核。比如,下模座的最小轮廓尺寸,应比压力机工作台上漏料孔的尺寸每边至少要大4050mm。 (3)模座材料一般选用HT200、HT250,也可选用08F、Q255结构钢,对于大型精密模具的模座选用铸钢ZG35、ZG45。 (4)模座的上、下表面的平行度应达到要求,平行度公差一般为4级。 (5)上、下模座的导套、导柱安装孔中心距必须一致,精度一般要求在0.02mm以下;模座的导柱、导套安装孔的轴线应与模座的上、下平面垂直,安装滑动式导柱和导套时,垂直度公差一般为4级。 (6)模座的上、下表面粗糙度为Ra1.6 0.8m,在保证平行度的前提下,可允许降低为Ra3.21.6m,材料选用HT200。4.9 螺钉销钉结构设计螺钉和销钉都是标准件,设计模具时按标准选用即可。螺钉用于固定模具零件,一般选用内六角螺钉;销钉起定位作用,常用圆柱销钉。螺钉、销钉规格应根据冲压力大小、凹模厚度等确定。螺钉与凹模固定版,下模板与垫板,凹模固定版与导料板,均用M6的螺钉。 GB/T70.1-2000中国模具设计大典。4.10 本章小结冲裁模是冲压生产中不可缺少的工艺装备,良好的模具结构是实现工艺方案的可靠保证。冲压零件的质量好坏和精度高低,主要决定于冲裁模的质量和精度。冲裁模结构是否合理、先进,又直接影响到生产效率及冲裁模本身的使用寿命和操作的安全、方便性等。第5章 模具的装配5.1 零件技术要求1冲模的设计和制造若无特殊要求,一律按GB/T2851.12851.7-1990、GB/T2852.12852.4-1990、JB/T80501999(冲模模架),和JB/T76437653(冷冲模)选用标准模架和标准件,并符合相应技术要求。2冲模零件不允许有裂纹,工作表面不允许有划痕、机械损伤、锈蚀等表面缺陷。经热处理后的零件硬度应均匀、不允许有软点和脱碳区,并清除氧化物等。3冲模各零件的材料和热处理硬度应优先按模具大典中表22.2-3、表22.2-4选用,允许采用性能高于两表规定的其他钢种。4零件图中普通螺纹的基本尺寸应符合GB/T196的规定,选用极限与配合应符合GB/T197的规定。5零件图上未注明倒角的尺寸,除刃口外所有锐边均应倒角或倒圆。视零件大小,倒角尺寸为,倒圆尺寸为R0.51mm。6零件上销钉孔的配合长度一般不小于销钉直径的1.5倍。7固定板、凹模、垫板的形状和位置公差按GB/T1182-1996等的规定。8冲模各零件的几何形状、尺寸精度、表面粗糙度等应符合设计图样的要求。9零件图中未注公差尺寸的极限偏差按GB/T1804的规定。10零件图中未注的形状和位置公差按GB/T1184-1996的规定。11当冲模重量达20kg时,应设吊环螺钉并符合GB/T825规定。若采用其他起吊措施时亦应符合其相应的规定。12冲裁模之凸、凹模刃口,不允许有崩刃、缺刃和机械损坏。13冲裁模凹模工作孔不允许有倒锥度。5.2 装配技术要求1装配时应保证凸、凹模之间的间隙均匀一致,配合间隙符合设计要求,不允许采用使凸、凹模变形的方法来修正间隙。2推料、卸料机构必须灵活,卸料板或推件器在冲模开启状态时,一般应突出凸凹模表面0.51mm。3当采用机械方法联接硬质合金零件时,连接表面的表面粗糙度参数Ra值为0.8。4各接合面保证密合。5落料、冲孔的凹模刃口的高度,按设计要求制造,其落料孔应保证畅通,一般应比刃口大0.22mm。6.冲模所有活动部分的移动应平稳灵活,无滞止现象。 7各紧固用的螺钉、锁钉不得松动,并保证螺钉和销钉的端面不突出上、下模座平面。8各卸料螺钉沉孔深度应保证一致。9各卸料螺钉、顶杆的长度应保证一致。10凸模的垂直度必须在凸凹模间隙值允许范围内。11冲模的装配必须符合模具装配图、明细表及技术条件规定。12凸模、凸凹模等与固定板的配合一般按H7/h6或H7/m6,保证工作稳定可靠。13在保证使用可靠的前提下,凸模、凹模、导柱、导套等零件的固定可采用性能良好并稳定的粘沾材料浇注固定。5.3 主要组件的装配5.3.1 模柄的装配因为模具的模柄是在上模座固定的,所以在安装凸模固定板和垫板之前,应先把模柄装好。模柄与上模座的配合要求是H7/r6。装配时,先在压力机上将模柄压入,再加工定位销孔或螺纹孔。然后把模柄端面突出部分锉平或磨平,安装好模柄后,用角尺检查模柄与上模座上平面的垂直度。5.3.2 凸模和凸模固定板的装配凸模与固定板的配合要求为H7/r6。装配时,先在压力机上将凸模压入凸模固定板内,检查凸模的垂直度,然后将
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