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电池壳的冲压模具设计【冲压模】【5张CAD图纸】

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电池壳 冲压 模具设计 cad图纸
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电池壳的冲压模具设计

37页 13000字数+说明书+5张CAD图纸【详情如下】

上模座A2.dwg

下模座A2.dwg

任务书.doc

凸模A3.dwg

凹模A1.dwg

电池壳的冲压模具设计说明书.doc

装配图A0.dwg

论文评阅表.doc

鉴定意见双面.doc

目      录

摘要....................................................................1

Abstract..................................................................2

第1章  绪论............................................................3

  1.1冲压模具简介........................................................3

  1.2冲压模具的发展现状及技术趋势........................................4

第2章  冲压件的工艺性分析及总体方案的设计..........................5

  2.1冲裁件的工艺性分析..................................................6

  2.2冲孔................................................................6

  2.3冲裁精度............................................................6

  2.4冲裁工艺方案的选择与确定............................................7

第3章  主要设计计算...................................................8

  3.1排样方式的确定及其计算.............................................8

      3.1.1确定合理的排样方式............................................8

      3.1.2确定条料宽度和步距............................................9

      3.1.3计算利用率....................................................9

  3.2冲压力的计算...................................................... 10

      3.2.1冲裁力.......................................................10

  3.3压力中心的确定与相关计算................................... .......11

  3.4工作零件刃口尺寸的计算............................................14

      3.4.1冲孔.........................................................15

      3.4.2落料.........................................................17

第4章 电池壳的拉伸工艺及计算......................................18

   4.1零件的工艺性分析..................................................18

    4.2工艺方法的确定...................................................19

    4.3零件工艺计算.....................................................19

        4.3.1拉伸工艺计算...............................................19

        4.3.2确定拉伸次数...............................................19

        4.3.3确定各次拉伸半成品尺寸.....................................19

    4.4排样计算.........................................................21

    4.5落料拉伸复合模工艺计算...........................................22

        4.5.1落料凹凸模刃口尺寸计算.....................................22

        4.5.2首次拉伸凸凹模尺寸计算.....................................23

        4.5.3压边力和拉伸力计算.........................................24

    4.6模具零部件结构的确定.............................................24

        4.6.1落料、拉伸复合模零部件设计.................................24

        4.6.2其他零部件设计.............................................25

    4.7模具闭合高度校核.................................................25

第5章  冲床的选用与校核..............................................26

    5.1冲床的选用.......................................................26

    5.2冲床的校核.......................................................26

第6章  模具的总体结构设计...........................................27

    6.1模具的类型选择...................................................30

    6.2模架的选择.......................................................30

        6.2.1模架的形式.................................................30

        6.2.2导柱和导套.................................................30

        6.2.3模柄的选择.................................................30

    6.3定位零件的选择..................................................30

第7章  工作零件的设计与计算.........................................31

   7.1凸模.............................................................31

       7.1.1凸模的结构形式..............................................31

       7.1.2材料选取....................................................31

       7.1.3凸模的固定形式..............................................31

7.2凹模.............................................................32

7.3凹凸模...........................................................32

第8章  模具的装配与检测..............................................34

8.1模具的装配.......................................................34

8.2模具的检测.......................................................34

8.3常见的试冲缺陷和调整方法.........................................34

致谢....................................................................36

参考文献................................................................37

摘   要

  本设计为电池壳的冲压模具设计,根据设计零件的尺寸、材料、批量生产等要求,首先分析零件的工艺性,确定冲裁工艺方案及模具结构方案,然后通过工艺设计计算,确定排样和搭边,计算冲压力和压力中心,初选压力机,计算凸、凹模刃口尺寸和公差,最后设计选用零、部件,对压力机进行校核,绘制模具总装草图,以及对模具主要零件的加工工艺规程进行编制。其中在结构设计中,主要对凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计,对于部分零部件选用的是标准件,就没深入设计,并且在结构设计的同时,对部分零部件进行了加工工艺分析,最终才完成这篇毕业设计。??

关键词:模具;冲裁件;凸模;凹模;凸凹模;

Abstract

The?design?for?a?plate?of?cold?stamping?die?design,?according?to?the?size?of?the?design?components,?materials,?mass?production,?etc.,?the?first?part?of?the?process?of?analysis?to?determine?the?blanking?process?planning?and?die?structure?of?the?program,?and?then?through?the?process?design?calculations,?determine?the?nesting?and?cutting?board,?calculate?the?pressure?and?pressure?washed?centers,?primary?presses,?computing?convex?and?concave?Die?Cutting?Edge?dimensions?and?tolerances,?the?final?design?selection?of?parts?and?components,?to?press?for?checking,?drawing?die?assembly?drawings,?as?well?as?Mold?processing?technology?of?the?main?parts?to?the?preparation?procedures.?In?which?the?structural?design,?primarily?to?the?punch?and?die,?punch?and?die,?positioning?parts,?unloading?and?out?of?pieces?of?equipment,?mold,?pressing?equipment,?fasteners,?etc.?has?been?designed,?for?the?selection?of?some?components?are?standard?parts?,?there?is?no?in-depth?design,?and?structural?design,?while?some?parts?for?the?processing?process?analysis?and?ultimately?to?complete?this?graduation?project.

?Key?words:?mold;?stamping?parts;?punch;?die;?punch?and?die;?

1.1冲压模具简介

   在现在工业生产中,模具是重要的工艺装备之一,它在铸造,锻造,冲压,塑料,粉末冶金,陶瓷制品等生活生产行业中得到广泛应用。由于采用模具能提高生产效率、节约材料、降低成本,并且可以保证一定的加工质量要求,所以,汽车,飞机、拖拉机电器、仪表、玩具和日常用品等产品的零部件很多都采用模具加工。随着工业科学技术的?,工业产品的品种和数量不断增加,产品的改性换代加快,对产品质量、外观不断提出新的要求,对模具质量的要求也越来越高。,如果模具设计及制造水平落后,产品质量低劣,制造周期长,必将影响产品的更新换代,使产品失去竞争能力,阻碍生产和经济的发展。因此,模具设计及制造技术在国民经济中的地位是显而易见的。?

   冲压是在室温下,利用安装在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,从而获得所需的零件的一种压力加工方法。冷冲压在工业生产中应用十分广泛,其加工效率高,且操作方便,易于实现自动化;冲压时模具保证了冲压件的尺寸与形状精度,一般不破坏冲压件的表面质量,而且寿命比较长,所以冲压件质量稳定,互换性好具有“一模一样”的特征;可以加工出尺寸范围比较大、形状复杂的零件,如小到钟表的秒针,大到汽车纵梁、覆盖件等,加上冲压时材料冷变形硬化效应,冲压件强度和刚度均较高;冲压没有切屑废料的生成,材料的消耗小,且不需要其他的热设备,也是一种省料的加工方法;冲压件陈本较低;但是冲压一般使用的模具具有专用型,有时一个复杂的零件需要数套模具才能加工成型,且模具精度较高,技术要求高,是技术密集型产业,所以只有在冲压件生产批量较大杜锋情况下才能充分的体现从而获得较好的经济效益。

2.1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。

2.2冲孔

如图2-1所示,限位板宽b=44mm,厚t=3mm,零件冲孔d=30mm,满足设计要求d>2t,且冲裁件外形由直线和圆弧组成,结构简单,无尖角,对冲裁加工较为有利,且圆角半径r>0.5t,有利于延长模具寿命。根据表2-1,已知材料A3屈服点大小为235Mpa,选d≥t为最小孔,满足设计要求。

表2-1 自由凸模冲孔的最小尺寸(mm)  

材料圆孔方形孔矩形孔长圆孔

钢>700Mpa

钢=400-700Mpa

钢<400Mpa

铜 黄铜d≥1.5t

d≥1.3t

d≥t

d≥0.9td≥1.2t

d≥t

d≥0.8t

d≥0.7td≥1.35t

d≥1.2t

d≥0.9t

d≥0.8td≥1.1t

d≥0.9t

d≥0.7t

d≥0.6t

零件冲裁孔与边缘的间距d=22-(30÷2)=7mm,d>t满足设计要求。

2.3冲裁精度

表2-2 冲裁断面的表面粗糙度


表2-3 冲裁件断面允许的毛刺高度

冲裁零件厚度~0.3>0.3~0.5>0.5~1.0>1.0~1.5>1.5~2.0

新模试冲时允许的毛刺高度≤0.015≤0.02≤0.03≤0.04≤0.05

生产时允许的毛刺高度≤0.05≤0.08≤0.10≤0.13≤0.15

   通过查上表2-2,冲裁断面的表面粗糙度表Ra=12.5;查表2-3冲裁件允许的毛刺高度:新建试模时≤0.05mm,生产时≤0.15mm。

   零件上未标注尺寸公差,均按IT14精度等级加工。

参考文献

[1]肖景容、姜奎华主编.冲压工艺学[M].北京:机械工业出版社,2000                                              

[2]马正元、韩咎主编.冲压工艺与模具设计[M].北京:机械工业出版社,2003

[3]张正修主编.冲压模具结构设计方法[M].北京:机械工业出版社,2007                                                

[4]薛咎翔主编. 冲压工艺与模具设计实例分析[M].北京:机械工业出版社,2008                                            

[5]李名望主编.冲压模具设计与制造技术指南[M].北京:化学工业出版社,2008                                                  

[6]徐政坤主编.冲压模具设计与制造[M].北京:化学工业出版社,2003                              

[7]丁松聚主编.冷冲模设计[M].北京:机械工业出版社,1994

[8]颜永年主编.先进制造技术[M].北京:化学工业出版社,2002

[9]邓文英主编.金属工艺学[M].第四版.北京:高等教育出版社,2000

[10]严邵华主编.材料成型工艺基础[M].北京:清华大学出版社,2001

[11]韦琨程.试析冲压模具及要求[J].中国期刊网.2012.3.1

[12]罗琳.冲压模具材料与热处理[N].模具技术.1992,1期,35

内容简介:
湘 潭 大 学毕业论文(设计)任务书论文(设计)题目 电池壳的冲压模具设计 学 号 2010963108 学生姓名 高伟韬 专 业 机械设计制造及其自动化指导教师姓名: 李玉平 系主任: 刘柏希 一、主要内容及基本要求 1.分析电池壳的冲压模具的工作原理 2.对电池壳的落料、拉伸、成形工艺过程进行模具结构分析,主要零部件的受力分析和强度计算,设计模具结构图与模具零件图 3.成形模具结构图一份,成形模具全套零件图一份,设计说明书一份,电子文档一份 4.3000字中英文翻译资料一份 二、 重点研究的问题 根据制作材料、形状、尺寸等要求如何确定合适的成形工艺选定相应的成形设备和成形工艺参数。了解各种不同材料的冲压工艺及成形过程,了解模具凹凸的计算过程,了解冲压设备的各种工艺及成形过程。 三、 进度安排序号各阶段完成的内容起止时间1收集资料,查询相关文献3月13日3月20日2确定成型工艺,选择成型设备和成型工艺参数3月21日3月28日3设计模具的主体结构、模具结构的设计与计算3月29日4月12日4绘制成形模具装配图 4月13日4月20日5绘制成型模具零件图 4月21日5月12日6撰写毕业设计说明书 5月13日5月20日7准备答辩 5月21日5月28日四、 应收集的资料及主要参考文献1.肖景容、姜奎华主编.冲压工艺学. 北京:机械工业出版社.2000 2.马正元、韩咎主编.冲压工艺与模具设计. 北京:机械工业出版社.2003 3.张正修主编.冲压模具结构设计方法. 北京:机械工业出版社.2007 4.薛咎翔主编. 冲压工艺与模具设计实例分析. 北京:机械工业出版社.2008 5.李名望主编.冲压模具设计与制造技术指南. 北京:化学工业出版社.2008 6.徐政坤主编.冲压模具设计与制造. 北京:化学工业出版社.2003 7.丁松聚主编.冷冲模设计. 北京:机械工业出版社,19948.颜永年主编.先进制造技术. 北京:化学工业出版社,20029.邓文英主编.金属工艺学. 北京:高等教育出版社,200010.严邵华主编.材料成型工艺基础. 北京:清华大学出版社,2001湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书题 目: 电池壳的冲压模具设计 学 院: 湘潭大学兴湘学院 专 业: 机械设计制造及其自动化 学 号: 姓 名: 指导教师: 完成日期: 2014.5.29 目 录摘要.1Abstract.2第1章 绪论.3 1.1冲压模具简介.3 1.2冲压模具的发展现状及技术趋势.4第2章 冲压件的工艺性分析及总体方案的设计.5 2.1冲裁件的工艺性分析.6 2.2冲孔.6 2.3冲裁精度.6 2.4冲裁工艺方案的选择与确定.7第3章 主要设计计算.8 3.1排样方式的确定及其计算.8 3.1.1确定合理的排样方式.8 3.1.2确定条料宽度和步距.9 3.1.3计算利用率.9 3.2冲压力的计算. 10 3.2.1冲裁力.10 3.3压力中心的确定与相关计算. .11 3.4工作零件刃口尺寸的计算.14 3.4.1冲孔.15 3.4.2落料.17第4章 电池壳的拉伸工艺及计算.18 4.1零件的工艺性分析.18 4.2工艺方法的确定.19 4.3零件工艺计算.19 4.3.1拉伸工艺计算.19 4.3.2确定拉伸次数.19 4.3.3确定各次拉伸半成品尺寸.19 4.4排样计算.21 4.5落料拉伸复合模工艺计算.22 4.5.1落料凹凸模刃口尺寸计算.22 4.5.2首次拉伸凸凹模尺寸计算.23 4.5.3压边力和拉伸力计算.24 4.6模具零部件结构的确定.24 4.6.1落料、拉伸复合模零部件设计.24 4.6.2其他零部件设计.25 4.7模具闭合高度校核.25第5章 冲床的选用与校核.26 5.1冲床的选用.26 5.2冲床的校核.26第6章 模具的总体结构设计.27 6.1模具的类型选择.30 6.2模架的选择.30 6.2.1模架的形式.30 6.2.2导柱和导套.30 6.2.3模柄的选择.30 6.3定位零件的选择.30第7章 工作零件的设计与计算.31 7.1凸模.31 7.1.1凸模的结构形式.31 7.1.2材料选取.31 7.1.3凸模的固定形式.31 7.2凹模.32 7.3凹凸模.32第8章 模具的装配与检测.34 8.1模具的装配.34 8.2模具的检测.34 8.3常见的试冲缺陷和调整方法.34致谢.36参考文献.37摘 要 本设计为电池壳的冲压模具设计,根据设计零件的尺寸、材料、批量生产等要求,首先分析零件的工艺性,确定冲裁工艺方案及模具结构方案,然后通过工艺设计计算,确定排样和搭边,计算冲压力和压力中心,初选压力机,计算凸、凹模刃口尺寸和公差,最后设计选用零、部件,对压力机进行校核,绘制模具总装草图,以及对模具主要零件的加工工艺规程进行编制。其中在结构设计中,主要对凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计,对于部分零部件选用的是标准件,就没深入设计,并且在结构设计的同时,对部分零部件进行了加工工艺分析,最终才完成这篇毕业设计。关键词:模具;冲裁件;凸模;凹模;凸凹模;AbstractThedesignforaplateofcoldstampingdiedesign,accordingtothesizeofthedesigncomponents,materials,massproduction,etc.,thefirstpartoftheprocessofanalysistodeterminetheblankingprocessplanninganddiestructureoftheprogram,andthenthroughtheprocessdesigncalculations,determinethenestingandcuttingboard,calculatethepressureandpressurewashedcenters,primarypresses,computingconvexandconcaveDieCuttingEdgedimensionsandtolerances,thefinaldesignselectionofpartsandcomponents,topressforchecking,drawingdieassemblydrawings,aswellasMoldprocessingtechnologyofthemainpartstothepreparationprocedures.Inwhichthestructuraldesign,primarilytothepunchanddie,punchanddie,positioningparts,unloadingandoutofpiecesofequipment,mold,pressingequipment,fasteners,etc.hasbeendesigned,fortheselectionofsomecomponentsarestandardparts,thereisnoin-depthdesign,andstructuraldesign,whilesomepartsfortheprocessingprocessanalysisandultimatelytocompletethisgraduationproject.Keywords:mold;stampingparts;punch;die;punchanddie;第1章 绪论1.1冲压模具简介 在现在工业生产中,模具是重要的工艺装备之一,它在铸造,锻造,冲压,塑料,粉末冶金,陶瓷制品等生活生产行业中得到广泛应用。由于采用模具能提高生产效率、节约材料、降低成本,并且可以保证一定的加工质量要求,所以,汽车,飞机、拖拉机电器、仪表、玩具和日常用品等产品的零部件很多都采用模具加工。随着工业科学技术的,工业产品的品种和数量不断增加,产品的改性换代加快,对产品质量、外观不断提出新的要求,对模具质量的要求也越来越高。,如果模具设计及制造水平落后,产品质量低劣,制造周期长,必将影响产品的更新换代,使产品失去竞争能力,阻碍生产和经济的发展。因此,模具设计及制造技术在国民经济中的地位是显而易见的。 冲压是在室温下,利用安装在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,从而获得所需的零件的一种压力加工方法。冷冲压在工业生产中应用十分广泛,其加工效率高,且操作方便,易于实现自动化;冲压时模具保证了冲压件的尺寸与形状精度,一般不破坏冲压件的表面质量,而且寿命比较长,所以冲压件质量稳定,互换性好具有“一模一样”的特征;可以加工出尺寸范围比较大、形状复杂的零件,如小到钟表的秒针,大到汽车纵梁、覆盖件等,加上冲压时材料冷变形硬化效应,冲压件强度和刚度均较高;冲压没有切屑废料的生成,材料的消耗小,且不需要其他的热设备,也是一种省料的加工方法;冲压件陈本较低;但是冲压一般使用的模具具有专用型,有时一个复杂的零件需要数套模具才能加工成型,且模具精度较高,技术要求高,是技术密集型产业,所以只有在冲压件生产批量较大杜锋情况下才能充分的体现从而获得较好的经济效益。1.2冲压模具的发展现状及技术趋势 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。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。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一。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Pro/E、PDX、UG NX、NX Progressive Die Design、I-DEAS、Euclid-IS、Logopress3、3DQuickPress、MoldWorks和Topsolid Progress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。 虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展,但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如,精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低;CAD/CAE/CAM技术的普及率不高;许多先进的模具技术应用不够广泛等等,致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。第2章 冲压件的工艺性分析及总体方案的设计下图2-1所示为冲裁零件的限位板材料:A3(A3为优质碳素结构钢,具有较好的冲裁成形性能)厚度:3mm生产批量:大批量未标注公差:按IT14级确定 44图2-1 限位板2.1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。2.2冲孔如图2-1所示,限位板宽b=44mm,厚t=3mm,零件冲孔d=30mm,满足设计要求d2t,且冲裁件外形由直线和圆弧组成,结构简单,无尖角,对冲裁加工较为有利,且圆角半径r0.5t,有利于延长模具寿命。根据表2-1,已知材料A3屈服点大小为235Mpa,选dt为最小孔,满足设计要求。表2-1 自由凸模冲孔的最小尺寸(mm) 材料圆孔方形孔矩形孔长圆孔钢700Mpa钢=400-700Mpa钢2t矩形件或边长L50或r0.10.50.04500550.0650.080.52.50.040.050.0500.062.56.50.030.040.0400.056.50.020.030.0250.03查表得: K卸=0.035 K推=0.04 K顶=0.05F卸=0.035170408=5964.2N (3-14) F推=0.04170408=6816.3N (3-15) F顶=0.05170408=10224.5N (3-16)总冲压力:F0 =F +F推+F卸=221531+5964.2+6816.3=234311.5N (3-17)3.3压力中心的确定与相关计算 在设计模具时,要求模具模柄中心(一般情况也是凹模几何中心)与压力中心重合。对要求不高或冲裁力较小或间隙较大的模具,压力中心也不允许超出模柄投影面积范围。(a)对称形状的单个冲裁件,冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。(b)工件形状相同且分布位置对称时,冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。(c)形状复杂的零件、多凸模的压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心。 计算压力中心,应先画出凹模型口图,如图3.2所示,在图中将xOy坐标系建立在如图所示的位置上,将冲裁轮廓线按几何图形分解成L1L10基本线,每条线都要计算出线总长度、力的作用点到x轴的距离及到y轴的距离。L1、L3、L4、L、L、L9是圆弧,其力在x方向的作用点可从有关手册中查出,位于距圆心2R/处;L3、L6、L、L10是直线,力的作用点位于直线中间;L2由1个30mm的圆组成,力的作用点位于30mm的圆心. 图3-2压力中心根据下表3-3,代入压力中心计算公式求得该模具的压力中心点的坐标X0= ( L1x1+L2x2+L10x10)/(L1+L2+L10)=0mm (3-18)Y0=(L1y1+L2y2+L10y10)/(L1+L2+L10)=26.04mm (3-19)表3-3:压力中心数据表压力中心数据表基本要素长度L/mm各基本要素压力中心的坐标值XYL1=69.115053.34L2=94.2478044L3= 31.15482228.42L4= 6.90123.7110.17L5= 29.664531.820L6=2814-9L7=28-14-9L8=29.6645-32.820L9=6.901-23.7110.17L10=31.1548-2228.42合计354.8034026.043.4工作零件刃口尺寸的计算 在冲裁件尺寸的测量和使用中,都是以光亮面的尺寸为基准的。落料件的光亮面是因凹模刃口挤切材料产生的,而孔的光亮面是凸模刃口挤切材料产生的,故计算刃口尺寸时,应按冲孔和落料两种情况分别进行。 已知材料为A3,厚度3mm,冲裁件精度IT14,公差表如表3-4所示: 表3-4 IT12-IT14级公差标准基本尺寸 IT12(mm)IT13(mm)IT14(mm)3mm0.10.140.253-6mm0.120.180.36-10mm0.150.220.3610-18mm0.180.270.4318-30mm0.210.330.5230-50mm0.250.390.6250-80mm0.30.460.7480-120mm0.350.540.87120-180mm0.40.631180-250mm0.460.721.15250-315mm0.520.811.3315-400mm0.570.891.4400-500mm0.630.971.55按照IT14级査取冲裁件中未标注的尺寸公差: 计算原则:1.设计落料模时,以凹模为基准,间隙取在凸模上。设计冲孔模时,以凸模为基准,间隙取在凹模上。2.由于冲裁中凸凹模的磨损,设计落料模时,凹模公称尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小尺寸;设计冲孔模时,凸模公称尺寸应取工件尺寸公差范围内的较大尺寸。3.4.1冲孔凸模制造偏差取负偏差,凹模取正偏差,其计算公式为: (3-20) (3-21)其中T为凸模下偏差,A为凹模上偏差,x为磨损系数,为工件的公差值冲裁件初始双面间隙如表3-5所示: 表3-5 冲裁件初始双面间隙表材料厚度08,10,3516Mn40,5009Mn2,A3t/mmZminZmaxZminZmaxZminZmax0.50.040.060.040.060.040.060.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.90.090.1260.090.1260.090.12610.10.140.10.140.10.141.20.1260.180.1320.180.1320.181.50.1320.240.170.240.170.241.750.220.320.220.320.220.3220.2460.360.260.380.260.382.10.260.380.280.40.280.42.50.360.50.380.540.380.542.750.40.560.420.60.420.630.460.640.480.660.480.663.50.540.740.580.780.580.78通过查冲裁件初始双面间隙得:Zmax=0.64mm Zmin=0.46mm Zmax-Zmin=0.18mm (3-22)冲孔部分冲裁凸模,凹模的制作公差如表3-6所示:表3-6 制作公差表基本尺寸凸模偏差凹模偏差基本尺寸凸模偏差凹模偏差1818301830 0.0200.0200.0250.030120180180160 0.0300.0400.045 80120 0.025 0.0351603601360500500300.0350.0400.0500.0500.0600.070查表可得:T=0.02mm A=0.025mm 校核间隙:T+A=0.045mmZmax-Zmin (3-23)所以满足+的条件,制造公差合适。磨损系数如表3-7所示:表3-7 磨损系数表工件精度IT10以上=1工件精度IT11IT13=0.75工件精度IT14=0.5因孔的公差等级为IT14级,所以磨损系数x=0.5表3-8材料厚度材料厚度t()非 圆 形 圆 形 10.750.50.750.5工件公差 4 0.160.200.240.30 0.170.350.210.410.250.440.310.590.360.420.500.60 0.160.200.241mm),所以所有的计算以中线为准。修边余量的确定 (4-1)零件的相对高度,经查书冲压工艺及冲压模设计第五章表5-2知修边余量,故修正后拉深件的总高应为 预算坯料直径 (4-2)由公式计算出其中: 代入数值 算得压边圈的选择零件的相对厚度,经查冲压工艺及模具设计技术问答第131面知:压边圈为可用可不用的范围,为了保证零件质量,减少拉深次数,决定采用压边圈。4.3.2确定拉深次数 零件的总拉深系数 查冷冲模设计表6-8,取,由此可知:,故判断一次拉不出。故可根据公式求得取较大整数: (4-3)4.3.3确定各次拉深半成品尺寸调整各次拉深系数,使各次拉深后系数均大于冷冲模具表6-6查得的相应极限拉深系数。调整后,实际选取,。所以各次拉深的直径确定为: (4-4)各次半成品的高度计算:取各次的分别为: (4-5)则由公式可计算出各次: 其中,。在将所有已知数据带入可求得: (4-6)下图4-2所示为拉深工序图4-2 拉伸工序图4.4排样计算零件采用单直排排样方式,查得零件间的搭边值为1.5mm,零件与条料侧边之间的搭边值为1.8mm,若模具采用无侧压装置的导料板结构,则条料上零件的步距为106.5mm, 条料的宽度应为 (4-7)选用规格为2mm1000mm1500mm的板料,计算裁料方式如下:裁成宽109.6mm,长1000mm的条料,则每张板料所出零件数为裁成宽109.6mm,长1500mm的条料,则每张板料所出零件数为经比较,应采用第二种裁法,零件的排样图如下图4-2所示:图4-3排样图4.5落料拉深复合模工艺计算4.5.1 落料凸、凹模刃口尺寸计算根据零件形状特点,刃口尺寸计算采用分开制造法。落料尺寸为(冲压模具设计实例查得),落料凹模刃口尺寸计算如下:查得该零件冲裁凸、凹模最小间隙,最大间隙,凸模制造公差,凹模制造公差。将以上各值代入校验是否成立。经校验,不等式不成立,故调整如下: 所以可按下式计算工作零件刃口尺寸 (4-8) 图4-4凹、凸模尺寸图4.5.2首次拉深凸、凹模尺寸计算第一次拉深件后零件直径为55.65mm,由公式确定拉深凸、凹模间隙值,查得,所以间隙,则首次拉深凹模。首次拉深凸模 (4-9)4.5.3压边力和拉深力的计算采用压边圈拉深圆筒形零件所需拉深力首次拉深 以后各次拉深 查表知 并故可以计算得出: (4-10)压边力计算圆筒形件第一次拉深时压边力: 圆筒形件以后各次拉深时压边力: 查表得取故可以计算出: 同样的方法求得。落料力: 由公式 其中取 08钢的求得卸料力: 查冲压工艺及冲模设计表3-11知:故求得即可求 (4-11)4.6模具零部件结构的确定4.6.1落料拉伸复合模零部件设计标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸,所以应首先计算凹模周界的大小。根据凹模高度和壁厚的计算公式得:凹模高度H=Kb=0.2105=21mm凹模壁厚C=(1.52)H=1.821=38mm凹模的外径为D=105+238=181mm (4-12)以上计算仅为参考值,由于本套模具为落料拉伸复合模,所以凹模高度受拉伸件高度的影响必然会有所增加,其具体高度将在绘制装配图时确定。另外为了保证凹模有足够的强度,将其外径增加到200mm。模具采用后置导柱模架,根据以上计算结果,查得模架规模为:上模座290mm300mm45mm,下模座300mm300mm50mm,导柱32mm190mm,导套32mm105mm43mm。4.6.2其他零部件结构拉伸凸模将直接由连接件固定在下模座上,凹凸模由凹凸模固定板固定,两者采用过渡配合关系。模柄采用凸缘式模柄根据设备商模柄孔尺寸,选用规格为A50100的模柄。4.7模具闭合高度的校核上模座高度50mm,凸凹模高度95mm, 模具闭合时,落料凸模板高度95mm,工件深度40mm,下模座高度65mm,模具闭合高度: (4-13)在压力机最大封闭高度285mm范围内。第5章 冲床的选用与校核5.1冲床的选用冲床吨位的大小的选择,首先要以冲压工艺所需的变形力为前提。要求设备的名义压力要大于所需的变形力,而且还要有一定的力量储备,以防万一。从提高设备的工作刚度、冲压零件的精度及延长设备的寿命的观点出发,要求设备容量有较大的剩余。故总冲压力 Fp总=F卸+F顶+F =234311.5N 234.3KN (5-1)冲床的规格如表5-1所示:表5-1冲床技术参数表冲床技术参数表型号公称压力(吨)滑块行程(MM)行程次数(次/分)最大封闭高度(MM)封闭高度调节量(MM)滑块中心至机身距离(MM)工作台尺寸(前后X左右)模柄尺寸(直径X深度(MM)J23-10104514518035130240X37030X55J23-2525655521055200370X56040X60JC23-4040906525050190375X63042X70JE23-60601007028050235460X80050X78CNC-60气动冲601306030070265900X52050X78OCP-60气动冲601506027075265800X53050X78由以上的设计、计算,确定选用的冲床为J23-25。5.2冲床的校核1.公称压力的校核,根据初选的压力机J23-25,查得其技术参数为250的标称压力。本套模具的总冲压力前面已算出F总=234.3KN故公称压力得以校核。2.闭合高度的校核:由压力机技术参数可知:Hmax=250mm,所以压力机闭合高度范围是200至250mm,而模具的闭合高度105mm,可以安装到压力机上,符合要求。第6章 模具的总体结构设计6.1模具的类型选择 根据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,其各自的特点如表6-1表6-1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。 根据冲裁件的结构特点,需冲孔和落料两道工序方能完成零件成型,而且要进大批量的生产,综合上述,课选择正装复合模进行生产。其结构图如图6.1所示 图6-1结构图模具各部分名称和代号等参数如表6-2所示表6-2零件参数表6.2模架的选择模架是模冲压模具的半制成品,由各种不同的钢板配合零件设计组成,是整套模具的骨架。由于模架及模具所涉及的加工有很大差异,冲压模具设计制造商会选择向模架设计制造商订购模架,利用双方的生产优势,以提高整体生产质量及效率。标准冲压模具模架由四个部分组成:上模座,下模座,导柱导套和模柄。6.2.1模架的形式 模架的形式选择后侧导柱模架,可纵横送料,且送料方便。6.2.2导柱和导套导柱和导套的结构与尺寸都可以直接从标准中选取,选滑动导向的导柱导套。6.2.3模柄的选择 所作设计为大型,模具都通过模柄固定在压力机滑块上的,可使用螺钉固定。6.3定位零件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)。模具的结构形式可选用以下定位零件:导料板:用于条形料的送料,条料靠在一侧的导料板,沿着设计的方向送料。定位销:为上下模座定位,保证冲裁精度。第6章 工作零件的设计与计算7.1凸模7.1.1凸模的结构形式冲孔凸模为圆形,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,保证工作时凸模不被拉出,其凸模长度计算公式: L=h1+h2+t+h (7-1)其中 h1凸模固定板厚度 h2卸料板厚度 t材料厚度 1 h增加长度,一般选取010由于落料件为非圆形的,落料件外形较冲孔复杂,是一个不规则的轮廓,考虑选用直通式凸模,直通式凸模的工作部分和固定部分的形状与尺寸做成一样,这类凸模一般采用线切割方法进行加工。7.1.2材料选取冲裁件的形状较为复杂,可选择T10A,热处理淬火,硬度为5862,工作部份的粗糙度为:Ra0.80.4 um固定部分粗糙度为:Ra12.57.1.3凸模的固定形式 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7-1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定或环氧树脂浇注固定使低熔点合金或氧树脂溶化,像粘结剂一样固定在凸模上适用于冲裁0.32的板料 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低熔点合金浇注固定或环氧树脂浇注固定形式固定凸模。7.2凹模 如将冲孔凹模与落料凹模分别设计制造,在满足最小壁厚的前提下,会使模具结构尺寸大大增加,制造不方便,并且增加了模具制造时的经济成本。所以考虑将两个凹模设计在同一个板料上作为一个整体。落料凹模刃口处加工成斜壁式,冲孔凹模刃口处为直臂式。凹模厚度的确定: (7-2) 系数 为凹模刃口的最大尺寸()查下表7-2得:K=0.5则H=0.575=37.5mm凹模壁厚:C=(1.52)H=(56.2575)mm (7-3)表7-2凹模系数K条料宽度材料厚度11336500.300.400.350.500.450.60501000.200.300.220.350.300.451002000.150.200.180.220.220.307.3凹凸模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。第8章 模具的装配与检测8.1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:1.装配旋入式模柄,垂直上模座端面,装后同磨大端面齐平。2.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3.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。4.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。5.划下模板漏料孔线,加工漏料孔,按凸凹模的孔每边加大约1。6.按凹模上的孔引作凸模固定板和上模座的螺钉过孔。7.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。8.2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.可卸导柱的椎面与趁套上椎孔的吻合长度面积应不小于80%。8.3常见的试冲缺陷和调整方法常见的试冲缺陷和调整方法如表8-1所示表8-1 常见的试冲缺陷和调整方法试冲的缺陷生产原因调整方法送料不畅或料被卡死1.两导料板件的尺寸过小或有斜度2.凸模与卸料板之间间隙过大,是搭边翻扭3.用侧刃定距的的冲裁模导料板的工作面和侧刃不平行形成毛刺1.根据情况修整或重装卸料板2.减小凸模和卸料板的间隙3.重装导料板卸料不正常,退不下料1.装配不正确,卸料机构不能移动2.凹模和下模座的漏料孔没对正3.顶出杆过短或卸料板行程不够1.修整卸料板2.修整漏料孔,修整凹模3.顶出器的顶出部分加长或加深卸料螺钉沉孔的深度凸,凹模刃口相碰1.上模架,下模架,固定板,凹模,垫片等零件不平行2.凸,凹模错位3.导杆和导套配合间隙过大使导向不准1.修整有关零件,重装上模或下模2.重新安装凸,凹模是对正3.更换导柱或导套凸模折断1.冲裁时产生侧向力未抵消2.卸料板倾斜1.在模具上设置靠块来抵消侧向力2.修整卸料板或在凸模加导向装置凹模被胀裂凹模口有倒锥现象修磨凹模口冲裁件的形状和尺寸不正确凹模与凸模的刃口形状及尺寸不正确修整凸模和凹模的尺寸落料位置和冲孔位置不正确,成偏位现象1.挡料钉位置不正2.导料板和凹模送料中心不平行1.修整导料钉2.修整导料板冲压件不平1落料凹模有上口大,下口小的倒锥,冲裁件从中通过会被压弯2.冲孔结构不当,落料是没有压料装置1.修磨凹模口,去倒锥现象2.加压料装置冲压件毛刺较大1.刃口不锋利或淬火硬度低2.凸,凹模配合间隙过大或间隙不均匀1.修磨工作刃口2.重新调整凸,凹模间隙,使其均匀致谢 历经两个月的毕业设计即将结束,在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料以及请教各位老师有关模具方面的问题,是我第一次真正接触模具设计的课题,通过它可以让我更好的锻炼和巩固我在大学四年来所学的知识。特别是模具在实际中可能遇到的具体问题,使我在这短暂的时间里,对模具的认识有了一个质的飞跃。使我对冲压模具设计的各种成型方法,成型零件的设计,成型零件的加工工艺,主要工艺参数的计算,产品缺陷及其解决办法,模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。模具在当今社会生活中运用得非常广泛,掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。 从陌生到开始接触,从了解到熟悉,这是每个人学习事物所必经的一般过程,因为是第一次设计模具,时间和我的工作经验少的因素,从中也许有点不足和缺陷,还望老师和同学多多批评指导。我对模具的认识过程亦是如此。不过经过两个月的努力,我相信这次毕业设计一定能为四年的大学生涯划上一个圆满的句号,为将来的事业奠定坚实的基础。 在这次设计过程中得到了李玉平老师以及许多同学的帮助,特别是李老师的悉心指导,使我受益匪浅。在
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