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发电机电磁片硅钢片冲压模具设计【课程冲压模具毕业设计说明书论文CAD图】

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编号:21570213    类型:共享资源    大小:1.03MB    格式:ZIP    上传时间:2019-08-19 上传人:小*** IP属地:福建
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内容简介:
I 摘摘 要要 模具生产的工艺水平及科技含量的高低,已成为衡量一个国家科技与产品 制造水平的重要标志,它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开 发能力,决定着一个国家制造业的国际竞争力,因此这次我们的毕业设计要求 设计一个模具以便检验自己所学模具有关方面的知识是否牢固。 在这次设计中根据所给题目的要求,我首先对冲压件进行了分析,分析该 零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可满足零件精度的要求,再从零件的 形状、尺寸标注及生产批量等情况看,我选择了以下方案。 根据对零件的综合分析,在本人这次设计中我设计的模具是金属件冲孔落 料复合模,主要介绍的是模具的冲裁,冲压生产中应用最广泛的工序之一。材 料为硅钢片,厚度 t=0.5mm。传统的加工方法为落料冲孔。我的加工方法比较 简单。由于材料和厚度的原因,我采用的加工方法为:采用落料冲孔复合模进 行加工。 关键词关键词:冲压模具;标准模架;冲压设备;校核;冲孔。 II Abstract The technological level of mold production and the level of scientific and technological content have become an important indicator for measuring the level of technology and product manufacturing in a country. It determines the quality, efficiency and development ability of new products to a large extent, and determines the manufacturing of a country. The international competitiveness of the industry, so this time our graduation design requires the design of a mold to test whether the knowledge of the relevant molds is solid. In this design, according to the requirements of the given topic, I first analyzed the stamping parts, analyzed the dimensional accuracy of the parts, and obtained the mold with the general precision to meet the requirements of the parts precision, and then from the shape and size of the parts. As for the production batch and so on, I have chosen the following options. According to the comprehensive analysis of the parts, the mold I designed in my design is a metal part punching and blanking composite mold, which mainly introduces the punching of the mold and one of the most widely used processes in stamping production. The material is 硅 钢片 and the thickness is t = 2 mm. The traditional processing method is blanking and punching. My processing method is relatively simple. Due to the material and thickness, the processing method I used was: processing with a blanking punching composite mold. KeyKey words:words: stamping die; standard formwork; stamping equipment; check; punching. III 目录目录 第一章第一章 绪论绪论1 1.1 选题的意义与目的 .1 1.2 文献综述 .1 1.3 研究现状 .2 1.4 设计思路与创新思路 .3 第第二二章章 冲裁工艺设计冲裁工艺设计5 2.1 冲裁件的工艺性分析5 2.2 冲压工艺方案的确定5 第三章第三章 冲裁排样设计冲裁排样设计7 3.1 排样方案的确定 .7 3.2 搭边的选取 .7 3.3 送料步距、条料宽度及板料间距计算8 3.4 冲裁力和压力中心的计算9 3.5 压力中心的计算11 第四章第四章 刃口尺寸计算刃口尺寸计算13 4.1 冲孔刃口尺寸计算 .14 4.2 落料刃口尺寸计算 .14 第五章第五章 主要零部件的设计主要零部件的设计16 5.1 模具类型的选择16 5.2 定位方式的选择16 5.3 卸料装置和推件装置的选择 .17 5.4 工作零件的设计 .18 第六章第六章 压力机的选取压力机的选取23 6.1 压力机的选择 .23 6.2 装模高度的校核23 第七章第七章 模具总装图模具总装图25 第八章第八章 模具材料的选用模具材料的选用26 第九章第九章 模具的装配与检测模具的装配与检测27 9.1 模具的装配 .27 9.2 模具的检测 .27 总总 结结28 参考文献参考文献29 致致 谢谢31 1 第一章 绪论 1.11.1 选题的意义与目的选题的意义与目的 现代工业的迅猛发展使冲压技术得到越来越广泛的应用,随之而来的是对 冲压模具的设计与制造的要求越来越高。冲压模具是冲压生产的主要工业装备, 其设计是否合理对冲压件的表面质量、尺寸精度、生产效率以及经济效益等影 响很大。冲压设计是一项技术性很强的工作,它既是冲压生产准备工作的基础, 也是组织正式生产的依据。冲压设计水平标志着冲压生产水平的先进性、合理 性以及生产成本的经济性,在很大程度上反映了生产技术水平。因此,研究冲 压模具的设计,提高冲压模具的各项技术指标,有着十分重要的意义。 该课题的研究,涉及到冲压成形工艺的分析、冲压工艺方案的设计以及冲 压模具结构的设计等内容,目的是通过对发电机电磁片电脑驱动器支架连续模 设计,将所学的有关冲压模具设计、工程制图、机械设计基础、工程材料、机 械制造技术等多门的知识与本次设计相结合,掌握一定的设计方法、理论和技 术,培养自己的设计思维和提高自己的综合设计能力;熟练掌握相关的二维和 三维绘图软件,提高利用 AutoCAD、Master CAM 等软件的绘图和仿真能力;掌 握冲压成形工艺和冲压模具设计的专业知识,以及熟悉冲压模具设计的标准和 规范,最终设计出一套合理的技术性和经济高的冲压模具。 1.21.2 文献综述文献综述 目前,汽车、电机、仪表、电器、电子、通信、家电和轻工等行业中, 60%80%的零件都要依靠模具成型,并且随着近年来这些行业的迅速发展,对 模具的要求越来越高,结构要求也越来越复杂。采用冲压模具生产零部件,具 有生产效率高、质量好、成本低、节约能源和原材料等一系列优点,其生产的 制件所具备的高精度、高复杂性、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,它已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展的方向。 模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和开发能力。模具生产技术的高低, 已成为衡量一个国家产品的制造水平的重要标志。 由于冲压生产的高效率以及冲压产品良好的综合力学性能,在现代工业产 品中越来越多的冲压件取代机械加工零件已是大势所趋。要想很好地满足日趋 2 增长的冲压产品的需要,必须有高效批量的冲模生产方式和手段与之相适应, 这就需要冲模工业打破传统的生产制造模式,其关键是大力提倡和发展冲模标 准化。6由此可见,在设计冲压模具的过程中,选用冲压模具标准件不但能有 效提高模具质量,而且能降低模具生产成本及大大缩短模具生产周期。 模具是制造业的基本工艺设备,模具设计的、制造的效率对产品的开发效 率有决定性影响。由于模具是典型的技术密集型产品,为了表达清楚设计意图, 设计人员必须花费大量的时间来绘制模架、顶杆、滑块等结构相对固定的零部 件。目前,CAD/CAE 的发展,为广大模具设计人员提供了方便。特别是近几年 来,模具 CAD/CAE 技术发展很快,应用范围日益扩大,并取得了可观的经济效 益。因此在模具设计的过程中,利用先进的 CAD/CAE 技术进行模具设计省事、 省力,而且最为重要的是保证了成型后制品的准确性,减少了试模的次数,缩 短了模具的设计及生产的周期。7 在冲压模具设计制造中引入绿色制造技术 是冲模设计制造的发展必然也将大大地加快模具行业前进的步伐,实现高质量、 少污染、短周期和低成本的目标。8 1.31.3 研究现状研究现状 经过十多年的发展,我国的模具生产无论在数量上,还是在质量、技术和 能力等方面都已有了很大发展。现在,中国可以说是世界模具生产大国之一, 但还远远不是生产强国。中国模具生产总量虽然已位居世界第三,但模具设计 制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。其差距主要表现在以 下六方面: 1) 、模具产品水平和生产工艺水平总体上比国际先进水平低很多,而模具 生产周期却要比国际先进水平长许多。产品水平低主要表现在精度、型腔表面 粗糙度、寿命及模具的复杂程度上;工艺水平低主要表现在设计、加工、工艺 装备等方面。例如,CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高;精密加工设备在模具加 工设备中的比重比较低。 2) 、开发能力弱,经济效益欠佳。中国模具企业技术人员比例较低,水平 也较低,科研开发及技术攻关方面投入太少,在市场中常处于被动地位。 3) 、模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低。国外先进国家模具标准 件使用覆盖率达 70%以上,国内模具标准件使用覆盖率只有 45%左右。 3 4) 、与国际先进水平相比,国内模具企业的管理落后更甚于技术。国内大 多数模具企业还沿用过去作坊式粗放经营管理模式,真正实现现代化企业管理 的还不多。9 我国要缩小与先进工业国家的差距,必须加快技术进步,提高 CAD/CAE/CAM 的应用程度,增加数控加工设备的比重,用信息技术进一步提高 模具的设计制造水平。同时,要学习和借鉴国外的先进管理经验,进一步深化 企业改革,增强参与国际竞争的意识,加强国际经济技术合作与交流,在提高 模具国产化程度的同时,进一步扩大出口,走向世界。 1.41.4 设计思路与创新思路设计思路与创新思路 本次的研究课题是发电机电磁片冲压工艺设计,从查阅大量的冲压模具文 献资料和设计资料入手,熟悉整个冲压模具的设计流程。首先对零件的结构进 行设计,按照国家的相关标准设计支架的尺寸大小、精度以及选用制造发电机 电磁片的材料。然后对冲压件进行冲压工艺分析,发电机电磁片的结构简单, 是比较薄的一类小型零件,其设计精度较高,采用普通冲裁模即可实现加工。 了解单工序模、连续模和复合模各自的加工特点,拟定设计方案,通过比较选 择最佳的设计方案。因为发电机电磁片是批量生产,而且只有落料、冲孔二道 工序,结合复合模生产效率高、工件精度高,适于中批量生产等特点,故决定 选用导柱式冲孔-落料复合冲裁模来完成发电机电磁片的冲压加工。确定好设计 方案后,接着展开对发电机电磁片冲压模的工艺计算以及各零部件的设计。最 后进行发电机电磁片冲压模具的总装配图以及零件图的绘制。 为了使本套冲裁模的成本降低、提高设计效率,根据设计的要求,采用一 些冲压模具标准件,如模架等。 本次毕业设计课题是发电机电磁片复合模设计,它能使我们能综合运用各 种基本理论知识,并结合生产实习中学到的实践知识,培养独立分析、解决各 种问题的能力。 并要求我们能充分运用冷冲模设计和大部分专业课的知识,并结合生产实 践中学到的实践知识,独立地分析和解决工艺问题。 这次设计目的能使我们初步具备设计加工一个中等复杂程度零件的冷冲压 模具的能力,拟定设计方案,完成结构设计,也是熟悉和运用有关手册、图表 4 等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会,为以后走上工作岗位 从事好工作打下良好的基础。 5 第二章 冲裁工艺设计 本课题零件为自行车链条扣,材料为硅钢片,料厚为 0.5mm,大批量生产。 零件图如图 1.1 所示: 图 1.1 零件二维图 2.12.1 冲裁件的工艺性分析冲裁件的工艺性分析 冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。冲裁件的工艺性是否合 理,对冲裁件的质量、模具寿命和生产率有很大影响,在一般情况下,对冲压 件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。良好的冲压工艺性应能满足材 料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等 要求。 硅钢片具有较高的强度和较好的冲压加工性能;该零件形状简单,但对孔 边距接近凸凹模所允许的最小壁厚,如零件图所示,故可以考虑采用积存废料 的复合冲压工序。 2.22.2 冲压工艺方案的确定冲压工艺方案的确定 该工件包括冲孔、落料两个基本工序,可以有以下三种方案: 方案一:先落料,后冲孔,采用单工序模生产; 方案二:落料冲孔复合冲压,采用复合模生产; 6 方案三:冲孔落料连续冲裁,采用级进模生产。 三种方案比较见表 1.1 表表 1.11.1 三种方案的比较三种方案的比较 模 具种类 比较项目 单工序模复合模级进模 冲件精度较低高一般 生产效率较低较高高 生产批量 适合大、中、 小批量 适合大批量适合大批量 模具复杂程 度 较易较复杂复杂 模具成本较低较高高 模具制作精 度 较低较高高 模具制造周 期 较快较长长 模具外形尺 寸 较小中等较大 冲压设备能 力 较小中等较大 工作条件一般较好好 方案一模具结构简单,但需要两道工序,两副模具,生产率较低,难以满 足该零件的年产量要求。方案二只需一套模具,冲压件的形位精度容易保证, 且生产率也高。尽管模具结构较方案一复杂,但由于零件的几何形状简单,模 具制造并不困难。方案三也只需要一副模具,生产率也高,但零件的冲压精度 较差。欲 保证冲压件的形位精度,需要在模具上设置导正销导正,故模具制造安装 较复合模复杂,且成本高。通过对上述三种方案的分析比较,该件的冲压生产 7 采用方案二为佳。 8 第三章第三章 冲裁排样设计冲裁排样设计 3.13.1 排样方案的确定排样方案的确定 排样是指冲裁零件在条料、带料或板料上布置的方法。合理有效的排样有 利于保证在最低的材料消耗和高生产率的条件下,得到符合设计技术要求的工 件。在冲压生产过程中,保证很低的废料百分率是现代冲压生产重要的技术指 标之一。合理利用材料是降低成本的有效措施,尤其在大批量生产中,冲压件 的年产量达数十万件,甚至数百万件,材料合理利用的经济效益更为突出。 保证在最低的材料消耗和最高的劳动生产率的条件下得到符合技术要求的 零件,同时要考虑方便生产操作、冲模结构简单、寿命长以及车间生产条件和 原材料供应等情况,以选择较为合理的排样方案。 根据材料的合理利用情况,条料排样方法可以分为以下三种: (一)有废料排样:冲件与冲件之间、冲件与条料之间都存在搭边废料, 冲件尺寸完全由冲模来保证,因此精度高,模具寿命也高,但材料利用率低。 (二)少废料排样:只在冲件与冲件之间或冲件与条料之间留有搭边值, 因受剪裁条料质量和定位误差的影响,其冲件质量稍差,同时边缘毛刺被凹模 带入间隙也影响模具寿命,但材料利用率高,冲模结构简单。 (三)无废料排样:冲件与冲件之间或冲件与条料之间均无搭边,沿直线 或曲线切断条料而获得冲件。冲件的质量较差,模具寿命较短,但材料利用率 高。 采用少、无废料的排样可以简化冲裁模结构,减小冲裁力,提高材料利用 率。但是,因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差影响,冲裁件 公差等级低。同时,由于模具单边受力,不但会加剧模具磨损,降低模具寿命, 而且也直接影响冲裁件的断面质量。 综上分析,并考虑冲裁零件的形状、尺寸、材料,选取有废料排样。 3.23.2 搭边的选取搭边的选取 排样时,工件及工件与条料侧边之间的余料叫搭边,搭边的作用是补偿定 位误差和保持条料有一定的刚度,以保证冲压件质量和送料方便。搭边太宽, 浪费材料;搭边太窄会引起搭边断裂或翘曲,可能“啃刃”现象或冲裁时会被 拉断,有时还会拉入模具间隙中、损坏模具刃口,从而影响模具寿命。 9 搭边值的大小与下列因素有关: 材料的力学性能。硬材料可小些,软材料的搭边可要大些。 工件的形状与尺寸。尺寸大或有尖突的复杂的形状时,搭边要取得大值。 材料厚度。薄材料的搭边值应取的大一些。 送料方式及挡料方式。用手工送料、有侧压板导向的搭边值可以取小些。 表表 3.13.1 弹性卸料搭边与侧搭边弹性卸料搭边与侧搭边 圆形或类似圆形制件矩形或类似矩形制件 长度50 矩形或类似矩形制件 长度50 材料厚度 t a 1 a a 1 a a 1 a 0.51.00.81.01.01.82.6 1.01.51.03.2 1.52.01.82.03.02.43.4 注:本表摘自冲压工艺与模具设计P26 表 2-11 由表 3.1 确定搭边值 根据零件形状,考虑到上数据计算,现取整数工件间搭边值a=1.0,侧mm 边取搭边值=1.2。 1 amm 3.33.3 送料步距、条料宽度及板料间距计算送料步距、条料宽度及板料间距计算 1. 送料步距 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 =24.6+1.0=25.6 adSmm 2 .条料宽度及板料间距的计算 条料宽度按下式: 0 12 aDB 其中为冲裁件宽度方向的最大尺寸;D 为导料板与最宽条料之间的间隙查表取C=0.5。C 10 表表 3.23.2 导料板与最宽条料之间的间隙表导料板与最宽条料之间的间隙表 无侧压装置 条料宽度B条料厚度t 100 以下100200 0.5 0.50.5 0.51 0.50.5 23 0.50.5 34 0.51 45 0.51 B-A=(48+21.2)0-0.5=50.40-0.5 图图 3.13.1 排样图排样图 3.43.4 冲裁力和压力中心的计算冲裁力和压力中心的计算 冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力,它是随凸模进入材料的深度 而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值,它是选用压力机和设计模具 的重要依据之一。 用普通平刃口模具冲裁时,其冲裁力 F 一般按下式计算: F=KLtb =1.3223.820.5300=43.64KN 式中: F-冲裁力 11 L-冲裁周边长度 t-材料厚度 b-材料抗剪强度(b=300MPa) K-系数(一般取 K=1.3) 卸料力 Fx=KxF 推件力 Ft=nKtF 顶件力 Fd=KdF 式中 Kx、Kt、Kd -卸料力、推件力、顶件力,如表 2.3 所示 n-同时卡在凹模内的工件数量 式中 h-凹模内的直刃壁高度 t-板料厚度 表表 2.32.3 卸料力、推件力及顶件力系数卸料力、推件力及顶件力系数 冲裁材料 KxKtKd 纯铜、硅钢片0.020.060.030.09 铝、铝合金0.0250.080.030.07 0.10.060.075 0.10.14 450055 0.0650.08 40.05 0.0500.06 30.04 0.0400.05 钢 材料厚 度 mm 6.5 0.020.03 0.0250.03 查表 2.3 K Kx=0.045 KD=0.06 总冲压力 Fz 总冲压力是各种冲压工艺的总和,根据不同的模具结构计算, 由于本模具采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模,则: Fz=F+ Fx+ Fd =43.64+0.04543.64+120.0643.64 =77.02KN 12 3.53.5 压力中心的计算压力中心的计算 模具的压力中心就是冲压合力的作用点。为了保证压力机的模具的正常工 作,应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。否则,冲压时滑块就 会承受偏心载荷,导致滑块导轨和模具导向部分不正常在磨损,还会使合理间 隙得不到保证,从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。在实际生产 中,可能会出现由于冲件的形状特殊或排样特殊,从模具结构设计与制造考虑 不宜使压力中心与模柄中心线重合,这时应注意使压力中心的偏离不致超出所 选用压力机允许的范围。 确定该零件的压力中心计算步骤如下: (1)选定坐标轴 X 和 Y (2)计算出各单一图形的压力中心到坐标轴的距离 x1、x2、x3、xn和 y1、 y2、 y3、yn (3)将组成图形的轮廓线划分为若干简单的线段,求出各线段长度 L1、L2、L3、Ln. (4)按如下公式算出压力中心的坐标(X0、Y0) 根据力学定理,合力对某轴的力矩等于各分力对同轴力矩的代数和,则可 得压力中心坐标(x0 、y0)计算公式: 因为冲裁力与周边长度成正比,所以式中各冲裁力 F1、F2、F3、Fn可 分别用冲裁周边长度 L1、L2、L3、Ln代替,即 1 1221 0 12 1 n ii nni n n i i L x L xL xL x x LLL L 13 11221 0 12 1 n ii nni n n i i L y L yL yL y y LLL L 其中:L为每段线段的长度或圆弧的周长 X为每段线段的中点或圆弧的中心到 X 轴的距离; Y为每段线段的中点或圆弧的中心到 Y 轴的距离; 如下图所示本次设计的零件为 X 轴对称零件。如下图所示,所以零件的压 力中心如下图所示: 图图 3 3.2.2 零件图零件图 如上图所示设置产品原点,可计算出零件的压力中心为 X=0;Y=52.99。取 零件的压力中心 X=0;Y=53.0 14 第四章第四章 刃口尺寸计算刃口尺寸计算 因冲模加工方法不同,刃口尺寸的计算方法也不同,基本上可分为两类: (1)按凸模与凹模图样分别加工法:它主要用于圆形或简单规则形状的工 作,因冲裁此类工件的凸、凹模制造相对简单,精度容易保证,所以采用分别加 工。 (2)按凸模与凹模配作法加工:常用于冲制复杂形状的冲模。这种加工方 法的特点是模具的间隙有配置保证,工艺比较简单,不必校核 的条件,并且还可以放大基准件的制造公差,使制造容易。 minmax ZZ TA 表表 4.14.1 初始双面间隙初始双面间隙、 max Z min Z 08、10 09M2、硅钢片 Q345 40、5065Mn 材料厚 度 /t mm min Z max Z min Z max Z min Z max Z min Z max Z 小于 0.5 极小间隙 0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.060 0.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.072 0.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.092 0.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.092 0.90.0900.1260.0900.1260.0900.1260.0900.126 1.00.0100.140.1000.1400.1000.1400.0900.126 1.20.1260.1800.1320.1800.1320.180 1.50.1320.2400.1700.2400.1700.240 1.750.2200.3200.2200.3200.2200.320 2.00.2460.3600.2600.3800.2600.380 由表 4.1 确定初始双面间隙、 的值为极小间隙 现取 max Z min Z =0.04、 =0.06 max Z min Z 15 表表 4.24.2 规则形状凸、凹模的制造偏差规则形状凸、凹模的制造偏差 基本尺寸凸模偏差 T 凹模偏差 A 基本尺寸凸模偏差 T 凹模偏差 A 18 1830 1830 0.020 0.020 0.025 0.030 120180 180160 0.030 0.040 0.045 80120 0.025 0.035 160360 1360500 50030 0.035 0.040 0.050 0.050 0.060 0.070 由表 4.2 确定、的值:0.02 0.02 T A 4.14.1 冲孔刃口尺寸计算冲孔刃口尺寸计算 对于冲小孔转换为mm0 . 6mm 3 . 0 0 0 . 6 利用公式 0 min T xdDT A ZDD TA 0min 其中: 磨损系数的选取查下表 4.3x 是工件的公差值 表表 4.34.3 磨损系数表磨损系数表 工件精度 IT10 以上 =1x 工件精度 IT11IT13 =0.75x 工件精度 IT14 =0.5x 因孔的公差等级为 IT14 级,所以查上表得=0.5x 则:= 0 min T xddT 0 02 . 0 0 02 . 0 15 . 6 3 . 05 . 06 = A Zdd TA 0min 02 . 0 0 04 . 0 15 . 6 02 . 0 0 19 . 6 4.24.2 落料刃口尺寸计算落料刃口尺寸计算 当以凹模为基准件时,凹模磨损后刃口部分尺寸都增大,因此均属于 A 类 尺寸第一类尺寸。它的基本尺寸及制造公差的确定方法按公式 16 A xDDA 0max 0 min min T ZdDT 其中:模具基准尺寸()Dmm 工件极限尺寸() max Dmm 工件公差()mm 查公差表将尺寸 R68 转化为;尺寸 R48 转化为;;尺寸 48 0 74 . 0 68R 0 62 . 0 48R 转化为;尺寸 24 转化为查表 4.3 取 x=0.5 0 62. 0 48 0 52 . 0 24 则 =74 . 0 0 68R A xDDA 0max 02 . 0 0 02 . 0 0 63.6774 . 0 5 . 068 = 0 min min T ZdDT 0 02. 0 0 02 . 0 59.6704 . 0 63.67 则 =62 . 0 0 48R A xDDA 0max 02 . 0 0 02 . 0 0 69.4762 . 0 5 . 048 = 0 min min T ZdDT 0 02 . 0 0 02 . 0 65.4704 . 0 69.47 则 =62 . 0 0 48 A xDDA 0max 02 . 0 0 02 . 0 0 69.4762 . 0 5 . 048 = 0 min min T ZdDT 0 02 . 0 0 02 . 0 65.4704 . 0 69.47 则 =52 . 0 0 24 A xDDA 0max 02 . 0 0 02 . 0 0 74.2352 . 0 5 . 024 = 0 min min T ZdDT 0 02. 0 0 02 . 0 7 . 2304 . 0 74.23 17 第五章第五章 主要零部件的设计主要零部件的设计 5.15.1 模具类型的选择模具类型的选择 由冲压工艺分析可知采用复合冲压,但复合模又可分为倒装复合模和正装 复合模,其各自的特点如下表 表表 5.15.1 正装复合模与倒装复合模的比较正装复合模与倒装复合模的比较 序 号 正装倒装 1 对于薄冲件能达到平整要求不能达到平整要求 2 操作不方便、不安全,孔的废料又 打棒打出 操作方法能装自动拨料装置即 能提高生产效率又能保证安全生产。 孔的废料通过凸凹模的孔往下漏掉 3 装凹模的面积较大,有利于复杂重 建用拼块结构 如凸凹模较大,可直接将凸凹 模固定在底座上省去固定板 4 废料不会在凸凹模孔内积聚,每次 又打棒打出,可减少孔内废料的涨力, 又利于凸凹模减小最小壁厚 废料在凸凹模孔内积聚,凸凹 模要求又较大的壁厚以增加强度。 该冲件属于普通冲裁,精度要求不高又属于大批量生产,刃壁较薄,采用 倒装比较合适,因此选用倒装复合模。 5.25.2 定位方式的选择定位方式的选择 定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置,以保证冲制 出合格的零件。条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位:一是在与条料 方向垂直方向上的限位,保证条料沿正确的方向送进成为送进导向;二是在送 料方向的限位,控制条料一次送进的距离(步距)。 1 导料销的选择 属于送料导向的定位零件又导料销,导料板、侧压板等。导料板及侧压板 多用于级进模和单工序模中。导料销则多用于复合模和单工序模中。因此选导 料销做为导向且位于条料的同侧,一般设 2 个,从前向后送料时导料销装在左 侧(固定式),为标准件。 2 挡料销的选择 18 属于送料定距的定位零件有挡料销、导正销、侧刃等,导正销及侧刃多用 于级进模和单工序模中。挡料销则多用于复合模和单工序模中。选取挡料销做 定距定位零件。在模具闭合后不许挡料销的顶端高出材料因选取活动式橡胶弹 顶挡料销。其挡料销的高度 h 查表得 h=3。mm 表表 5.25.2 挡料销高度挡料销高度h th 0.32 3 23 4 5.35.3 卸料装置和推件装置的选择卸料装置和推件装置的选择 1. 卸料装置的选择 常见的卸料零件又固定卸料板和弹压卸料板。前者式刚性结构主要起卸料 作用,卸料力大,适用于冲材料厚度大于 0.8的模具,后者是柔性结构,兼mm 有压料和卸料两个作用。其卸料力的大小决定与所选用的弹性元件。主要用于 冲制薄料和要求制件平整的冲模中,因此选取弹压卸料板。 弹压卸料板与凸模配合间隙值查表的=0.05Cmm 表表 5.35.3 弹压卸料板与凸模配合间隙值弹压卸料板与凸模配合间隙值 材料厚度t0.50.511 单面间隙C0.050.10.15 在自由状态下的弹压卸料板应高出凸模刃口 0.10.3。卸料板的厚度mm 查表 5.4。 表表 5.45.4 卸料板的厚度卸料板的厚度 卸料板宽度B 50 5080 80125材料厚度 t hoH0hoH0hoH0 0.8 686101214 0.81.5 6108121416 1.53 6-10-16- 查上表数据得卸料板厚度mmho12 下卸料采用树脂作为弹性单元,树脂的自由高度为: 19 =(3.54) 自由 H 工作 s 式中树脂的自由高度(mm); 自由 H 工作行程与模具修磨量和调整量(46mm)之和。 工作 s =(2.3+6)mm=6.3mm 工作 s 则 =(3.54)8.3mm=29.0533.2mm 自由 H 取=30mm。 自由 H 树脂的装配高度为: (0.70.85)=2126.5mmH 自由 H 2. 推件装置的选择 推件装置主要有刚性推件装置和弹性推件装置两种,一般刚性用的较多, 它由打杆、推板、连接杆和推件块组成。其工作原理是在冲压结束后上模回程 时,利用压力机滑块上的打料杆,撞击上模内的打杆与推件板,将凹模内的工 件推出,其推件力大,工作可靠。此套模具由于冲孔较少,所以采用弹性推件 装置。 如图 5.1. 图图 5.15.1 弹性卸料装置弹性卸料装置 5.45.4 工作零件的设计工作零件的设计 1. 凹模的设计 20 凹模厚度的确定: kbH 为系数 k 为凹模刃口的最大尺寸()bmm 查表 5.5 选取系数=0.4k 表表 5.55.5 凹模系数凹模系数k 材料厚度条料宽度 1 1336 50 0.300.400.350.500.450.60 501000.200.300.220.350.300.45 1002000 ,取 25。凹模壁厚;凹模外形2 .19484 . 0 凹 H5 .37255 . 15 . 1HC 尺寸为 125X125。 凹模的刃口形式选用直筒式刃口。该凹模的厚度的全部为有效刃口高度, 刃壁无斜度,刃磨后刃口尺寸不变,适用于制件或废料逆冲压方向推出的冲裁 模如复合模、薄料落料模。其形状如图 5.2 21 图图 5 5.2.2 凹模凹模 2. 凸凹模的设计 凸凹模是复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零件。凸、凹 模的结构大到分为整体式和镶拼式的两种,镶拼式结构适合于大,中型和形状 复杂,局部容易损坏的整体凸模式或凹模,而此处所需的凸凹模形状较简单, 所以选用整体式来加工凸凹模。 它的内外圆均为刃口,凸凹模的最小壁厚与模具结构有关:当模具为正装 结构时,内孔为直筒形刃口形式,且采用下出料方式,则内孔无积存废料,胀 力小,最小壁厚为材料厚度的 1.5 倍,即 1.5。 其结构如图 5.3 22 图图 5.35.3 凸凹模凸凹模 3 .凸模的设计 凸模的固定形式有:采用凸模固定板固定、与上模板直接固定和采用低溶 点合金或环氧树脂浇注固定三种,各自的特点的比较如下表。 表表 5.65.6 固定形式的特点比较固定形式的特点比较 固定形式固定方法特点 凸模固定板固定 一般采用 H7/m6 过渡 配合,圆形凸模则采用凸 肩固定 定位精度高,牢靠, 但固定孔精度高,加工 困难 与上模板直接连接 采用螺钉,销钉直接 把凸模固定在上模板上 适用于大型凸模的 固定 低熔点合金浇注固使低熔点合金或氧树适用于冲裁 0.32 23 定或环氧树脂浇注固定脂溶化,像粘结剂一样固 定在凸模上 的板料mm 由于本工件是大批量的生产,且内孔有一定的精度要求,模具采用的是复 合模,则从上表的比较中可选凸模固定板固定凸模。 冲孔凸模为圆形,采取台阶式凸模,它的强度刚性较好,装配修磨方便, 与凸模固定板配合部分按过渡配合(H7/m6 或 H7/n7)制造,最大直径的作用 是形式台肩,以便固定,保证工作时凸模不配拉出,材料选取,热处理硬 AT10 度为 5862。其凸模长度计算公式: HRC hthhL 21 其中1凸模固定板厚度 =20mm h 1 h 凹 H 材料厚度 0.5 t mm 凹模块厚度 25 2 h mm 增加长度,一般选取 010 h mm 凸模的结构形式如图 5.4 图图 5.45.4 凸模凸模 4 模架及组成零件的设计 该模架选用中间导柱方形模架,导向装置安装在模具的对称线上,滑动平 稳,导向准确可靠。由标准(GB/T2851.5-1990)中选取,从而确定以下材和尺寸: 模架材料选取铸铁200 HT 模架上模板的长度为 125、宽度 125、厚度硅钢片。mmmmmm 下模板的长度为 125、宽度 125、厚度 45;mmmm mm 最大高度为 235、最小高度为 190。mmmm 模柄选取旋入式模柄,A40,JB/T7646.2; 24 螺钉选用标准件内六角螺钉,规格为 M8; 螺钉 M8; 圆柱销 6 导柱 28180 导套为 11043 应按6/5 配合;柱间的距离 145; H hmm 材料为 20 钢。 25 第六章第六章 压力机的选取压力机的选取 6.16.1 压力机的选择压力机的选择 由冲压设备的选用原则: (1)压力机的行程大小,应该能保证成行零件的取出与毛坯的放进,例如 拉深所用压力机的行程,至少应大于成品零件高度的两倍以上。 (2)压力机工作台面的尺寸应大于冲模的平面尺寸,且还须留有安装固定 的余地,但是过大的工作平面上安装小尺寸的冲模对工作台的受力是不利的。 压力机工作台面的尺寸大于压力机滑块底面积, 压力机滑块底面积必须大于模 具的尺寸,所以只须考虑压力机滑块底面积的大小. (3)所选的压力机的封闭高度应与冲模的封闭高度相适用。 模具的闭合高度 H0 是指上模在最低的工作位置时,下模板的底面到上模板 的顶面的距离。压力机的闭合高度 H 是指滑块在下死点时,工作台面到滑块下 端面的距离。大多数压力机,其连杆长短能调节,也即压力机的闭合高度可以 调整,故压力机有最大闭合高度 Hmax 和最小闭合高度 Hmin。 由于制件是一件小型制件,选开式可倾压力机。选 JB23-硅钢片开式双柱 可倾压力机,公称压力硅钢片 0KN。由以上的设计、计算,确定压力机的规格 尺寸如下: 查表选取 350开式可倾压力机KN 其最大装模高度为 300 mm 最小装模高度为 160mm 模柄孔尺寸为直径 40,深度为 60mmmm 工作台尺寸左右为 450、前后 300, mmmm 工作台孔尺寸:左右 220、前后 110mmmm 立柱间距离:220mm 床身最大可倾斜角 350 6.26.2 装模高度的校核装模高度的校核 为了保证模具和压力机相适应,冲模的闭合高度应介于压力机的最大装 H 模高度和最小装模高度之间,其关系式为: max H min H 26 mmHHHmmHH510 1max1min 式中: 冲模的闭模高度; H 最大闭模高度; max H 最小闭模高度; min H 垫板高度; 1 H 最大装模高度; max1 HH 最小装模高度。 min1 HH 则 ;1701016010 1min mmHH mmHH29553005 1max 凸凹模凸模垫板上模座下模座 HHHHHH =190.5mm 有此可知,则所选则的压力机符合要求。 maxmin HHH 27 第七章第七章 模具总装图模具总装图 7.17.1 总装图总装图 工作原理:工作时,板料以导料销和挡料销定位,上模下压,凸凹模外形 与推件块配合,在凹模腔内落料,同时冲孔凸模与凸凹模内孔进行冲孔,冲孔 废料直接落下;然后上模上行,同时凹模内推板下行,将工件从凹模内推出落 下。 28 第八章第八章 模具材料的选用模具材料的选用 利用模具生产制品零件,其模具质量的好坏,寿命的长短,直接关系到产 品制造精度、性能和成本。是提高劳动生产率、降低消耗、创造效益,尽快使 产品占领市场的重要性条件。而模具的质量、使用寿命、制造精度及合格率很 大程度上取决于设计时对模具材料的选用、热处理工艺要求、模具零件配合精 度及公差等级的选择和表面质量要求。冷冲模材料应具有的性能: 冷冲模包括冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模和冷挤压模等。冷冲模在工 作中承受冲击、拉深、压缩弯曲、疲劳磨擦等机械的作用。模具常常发生脆断、 堆塌、磨损、啃伤和软化等形成的失效。因此,作为冷冲模主要材料的钢材, 应具有的以下几点性能。 1. 应具有较高的变形抗力:主要抗力指标包括淬火、回火抗压强度、弯强 度等。其中硬度是模具注意重要的抗力指标,高的硬度是保持模具耐磨性的必 要条件。工作零件热处理后的硬度在 60HRC 强度和抗弯强度才能保证模具具有 较高的变形能力。 2. 应具有较高的断裂抗主要抗力指标有材料的抗冲击性能抗压强度、抗弯 强度 断裂抗力和冲击载荷下抵抗模具裂纹产生一个特性,也是作为防止断裂的 一个重要依据。其基体中碳含量越高冲击韧性越高。故对韧性的要求应依据载 荷较大的冷冲镦及剪切模易受偏心弯曲载荷细长凸模或有应力集中的模具,都 需要有较高的韧性。 3. 应具有较高的耐磨性和抗疲劳性能:对于在一定条件下工作的模具钢, 为了提高耐磨性,需要在硬度高的基体上均匀分布有大量细小硬的碳化物 相同 硬度下,提高钢的性能是模具在交变应力条件下产生的疲劳破坏,如模具长期 使用有刮痕凹槽等 4. 应具有较好的冷、热加工工艺性:钢材的加工性能包括可锻性、可加工 性、淬透性、淬硬性较小的脱碳敏感性和较小变形倾向等,以方便模具的加工, 易于成形及防止热处理后变形等。 总上所述:凸、凹模采用工作部分局部淬火材料也用淬,硬度HRC6258 火变形小的模具钢.12Cr 29 第九章第九章 模具的装配与检测模具的装配与检测 9.19.1 模具的装配模具的装配 复合模是指在冲床一次行程中冲制产品两道或两道以上工序的冲压模,这 种模具结构复杂,装配要求高,但由于模具生产率高,各内、外型面间的相对 位置精度高,故广泛应用于精密零件的加工。本模具为落料冲孔复合模其装配 一般按下面的步骤进行: 装配旋入式模柄,垂直上模座端面,装后同磨大端面齐平。 将凸模装入凸模固定板,保持与固定板端面垂直,同磨端面平齐 将凸凹模装在固定板上,并保持与固定板端面垂直,同磨端面齐平。 确定凸凹模固定板 在下模座上的位置,用平行夹板夹紧,作凸凹模固定 板上的螺孔和下模座上的螺钉过孔,并保持孔位置一致。 画下模板漏料孔线,加工漏料孔,按凸凹模的孔每边加大约 1。mm 按凹模上的孔引作凸模固定板和上模座的螺钉过孔。 将带凸模的固定板装在上模板上,螺钉不要拧得过紧,进行试装合模, 使导柱缓慢进入导套,如果凸模与凸凹模的孔对的不太正,可轻轻敲打凸模固 定板,利用螺钉过孔的间隙进行调整,直至间隙均匀。此时用划针在上模板上 划出凸模固定板位置。 9.29.2 模具的检测模具的检测 冲模装配前,应该对零、组件进行检查、复查的内容有:(1)冲裁模的刃 口部分应锋利,拉伸模的弯曲的工作型面应过度圆滑,表面粗糟度应符合要求; (2)工作热处理后的实际硬度值是否符合要求,如有碳化合物偏析要求应技术 要求的规定;(3)外行的非工作锐边是否已经倒角或导圆;(4)零件不应有沙 眼、缩空、裂纹、磨削退火或机械损伤;(5)可卸导柱
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