钣金成形冲压工艺规程.doc

弯垫板(BS16-F18)零件的钣金成形工艺及冲压模具设计-弯曲落料复合模含7张CAD图.zip

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垫板 BS16 F18 零件 成形 工艺 冲压 模具设计 弯曲 复合 CAD
资源描述:
弯垫板(BS16-F18)零件的钣金成形工艺及冲压模具设计-弯曲落料复合模含7张CAD图.zip,垫板,BS16,F18,零件,成形,工艺,冲压,模具设计,弯曲,复合,CAD
内容简介:
任 务 书届次 20XX 姓名 XX 班级 XX 学号 XX 一、设计题目: 垫板(BS16-F18) 零件的钣金成形工艺及模具设计。 二、产品零件图及要求:名称垫片材料10钢/t=2生产条件不限生产批量中批量三、设计内容:1产品零件的钣金成形工艺规程:1份2模具设计图样(含二维总装图、二维非标准零件图):1套3设计说明书:1份发题日期:20XX 年 3 月 1 日 完成日期:20XX年 5 月 3 日指导教师: XX 教研室主任: XX 任 务 书届次 20XX 姓名 XX 班级 XX 学号 XX一、设计题目: 垫板(BS16-F18) 零件的钣金成形工艺及模具设计。 二、产品零件图及要求:名称垫片材料10钢/t=2生产条件不限生产批量中批量三、设计内容:1产品零件的钣金成形工艺规程:1份2模具设计图样(含二维总装图、二维非标准零件图):1套3设计说明书:1份发题日期:20XX年 3 月 1 日 完成日期:20XX年 5 月 3 日指导教师: XX 教研室主任: XX 一目录摘 要:1关键词:11 前言22 零件图的分析22.1 零件的功用与经济性分析22.2 零件的冲压工艺性分析32.2.1 结构形状与尺寸32.2.2 精度与表面粗糙度32.2.3 材料33 钣金成形工艺设计33.1 成形工艺方案的确定33.1.1 成形工序性质与数量的确定33.1.2 成形工艺方案的分析与确定33.2 成形工艺参数的计算33.2.1 成形尺寸的计算33.2.2 排样设计与下料方式的确定43.2.3 各工序冲压力的计算与设备的选择64 钣金成形模具设计64.1 模具类型和结构形式的确定64.1.1弯曲落料复合模64.1.1.1 模具结构类型的确定64.1.1.2 工件的定位方式的确定64.1.1.3 卸料与出件方式的确定74.1.1.4 模架类型及模具组合形式的确定74.1.2弯曲模74.1.2.1 模具结构类型的确定74.1.2.2 工件的定位方式的确定7二4.1.2.3 卸料与出件方式的确定74.1.2.4 模架类型及模具组合形式的确定74.2 模具零件的设计与选用74.2.1弯曲模74.2.1.1 工作零件的设计74.2.1.2 定位零件的设计与选用94.2.1.3 出件装置的设计94.2.1.4 支承固定零件的设计与选用94.2.1.5 模架及其零件的选用94.2.1.6 紧固件的选用94.3 模具图样的绘制及压力机校核104.3.1 模具装配图的绘制104.3.2 模具零件图的绘制104.3.3 压力机技术参数的校核105 模具的工作原理与使用维护106.设计总结117.参考文献138.致谢14三垫板弯曲落料复合模设计摘 要:此说明书以设计垫片零件模具为主线,主要阐述了垫片零件的模具设计。制件为垫片,主要设计该件的落料、冲孔复合模,材料为10钢,其材料的力学性能良好,经计算,此制件适合用冲孔、落料工艺生产。设计这套模具首先分析材料是不是适合冲裁,选用冲裁工艺是否经济,是不是需要后续工序,如校平、整形等,然后计算冲压力选定压力机,最后确定模具的结构和工作零件的结构,并计算其工作零件的尺寸,其他的一些零件则在设计的时候尽量选用标准件,节约模具的制造成本,这些前提条件做好后,用绘图软件绘制模具总装图和零件图,编写零件的加工工艺规程。关键词:垫片;钣金;成形工艺;模具;设计1 前言 航空钣金装备技术是一项重要的国防关键技术,是航空制造技术升级的重要基础,对于促进航空产品的升级换代,提高产品性能,缩短研制周期具有重要支撑作用。国内航空钣金装备技术经过几十年的发展,其设计与制造水平有了长足的进步,形成了一套完整的体系,为航空工业关键零部件的生产提供了重要支撑,但我国航空钣金装备在设计与制造方面仍与国外有较大差距,还不能完全满足航空工业发展的需求。航空钣金零件的显著特点是大型化、集成化和轻量化,主要包括板类零件和回转类零件,板类零件主要是蒙皮、壁板以及一些多层结构,用来达到保证飞机的气动性能和降低重量的目的;回转类零件主要是发动机机匣、导管等。航空钣金结构零件对于提高飞机和发动机性能发挥了重要的作用,其制造技术强烈依赖于航空钣金装备的研发水平,航空钣金装备为钣金成形技术的实现提供了平台,同时,航空钣金新工艺、新技术也促进了装备的发展。 模具是用来成型物品的工具,这种工具由各种零件组成。它主要是通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。在我们的日常生活中,几乎大部分的日用品都是活都可以用模具加工而成。如厨房的盆子和盘子, 客厅的电视机外壳和垃圾桶等。汽车外壳、飞机蒙皮等,都是通过模具来完成。模具在社会的发展中起了非常重要的作用。模具课程设计是一个很专业的训练环节,虽然我们不是学模具制造专业的,但为了让学生能够更适应社会发展的需要,所以我们也要学会设计模具。学生通过对金属制件的冲孔和落料,成型工艺和模具的综合分析设计,训练,要求达到如下目的:一、 通过课程设计,帮助学生具体运用和巩固模具设计课程及相关课程 的理论知识,了解冷冲模的一般设计的方法和程序。二、 训练学生查询相关资料,如:冲压模具简明设计手册,冲压模具设计和加工计算速查手册,使学生能熟练地运用有关资料,熟悉有关国家标准,规范,使用经验数据,进行估算等方面的全面的训练。掌握模具的基本设计方法和程序,综合运用相关专业的理论知识,并按照有关的设计技术 2 零件图的分析2.1 零件的功用与经济性分析该零件是一种垫板,该零件外形简单,尺寸精度不高,最高精度不超过IT14级。材料为10钢,冲压性能良好。故该零件经济性良好。2.2 零件的冲压工艺性分析2.2.1 结构形状与尺寸该零件外形简单,对称,无悬臂和窄槽,该零件有六处90折弯,弯曲半径为R5,r/t=5/2=2.50.5,符合最小弯曲半径要求。2.2.2 精度与表面粗糙度该零件高精度为IT14级,精度不高。该零件未标注表面粗糙度,适合压弯。2.2.3 材料该零件材料为10钢,属于普通碳素结构钢,塑性良好,来源丰富,价格便宜,性能适合冲压。结论:该零件符合钣金成形要求,适合压力加工,其加工工艺性良好。3 钣金成形工艺设计3.1 成形工艺方案的确定3.1.1 成形工序性质与数量的确定 根据制品结构可知,该零件成形工序有:切断、弯曲。折弯有六个,也可以同时两两弯曲成形。故切断、弯曲工序数量各一次。3.1.2 成形工艺方案的分析与确定根据工序类型和数量,可以拟定出以下成形方案:方案一:切断、弯曲单工序冲压。方案二:弯曲、切断,单工序复合冲压。方案三:弯曲、切断、两边连冲复合。项目方案一方案二方案三模具结构简单中等结构较复杂模具数量2套2套1套生产效率较高较高高零件质量精度较差较高较高分析比较上述三种工艺方案,可以看出:方案一模具简单,数量多,冲压效率一般,而且质量还行;方案三模具最复杂,数量只有1套,冲压效率最高,适合大批量生产,制品质量较好。方案二模具结构复杂程度中等,数量有两套,冲压效率一般,质量一般。故通过上述分析可知,该零件属于中批量,质量要求不高,选择方案2较合适。3.2 成形工艺参数的计算3.2.1 成形尺寸的计算(冲裁件不用计算)(说明:要画图表示)图1 展开尺寸计算该零件属于弯曲件,故要计算其展开尺寸。已知r/t=5/2=2.50.5,故其中一个圆角的展开尺寸有:,又已知a=90,r=5,查系数表(查弯曲课件4-4)x=0.38,故有展开总长有:3.2.2 排样设计与下料方式的确定1计算料宽绘制排样图 板料规格(查指导书)拟选用2.0mm800mml500mm(10钢板)。考虑坯料形状,为了提高材料利用率,采用对排。条料定位方式采用导料销导向,挡料销定距,取搭边值,(查表4-6)则进距条料宽度排样图如下:图2 排样图2.裁板方案1) 板料纵裁利用率条料数量每条零件数每张板料可冲零件数材料利用率2) 板料横裁利用率条料数量每条零件数每张板料可冲零件数考虑到最后条料裁剪的废料仍可以加工制品,个数为,故总个数为40个。材料利用率由此可见,横裁有较高的材料利用率,但最后废料冲裁操作较麻烦,故决定采用纵裁法。3.2.3 各工序冲压力的计算与设备的选择1弯曲工序弯曲力 其中推件力 其中冲压总力 显然,要选大于150 kN压力机,但考虑冲压的可靠性,选用J23-16 压力机。2弯曲工序(查课件弯曲4-5) 为了保证折弯质量,弯曲工序采用校正弯曲,故其弯曲力为:因为压料力比校正弯曲力小很多,可以忽略不计,故可以选择J23-16压力机。3.3 钣金成形工艺规程的编制 见钣金成形工艺规程卡片。4 钣金成形模具设计4.1 模具类型和结构形式的确定4.1.1弯曲复合模4.1.1.1 模具结构类型的确定 由冲压工艺分析可知,采用单工序冲压,为了方便,采用单工序落料。4.1.1.2 工件的定位方式的确定零件的生产批量属于中批。合理安排生产可采用手工送料方式能够达到要求,且能降低模具成本,因此采用手工送料方式。考虑零件尺寸、料厚适中,为了便于操作,保证质量,采用条料导向,挡料销定距的定位方式。4.1.1.3 卸料与出件方式的确定为了保证工件质量,采用上出件方式,由模具下模有卸料机构可以将箍在凸凹模上条料卸下,并起下料作用,故采用弹性卸料装置。4.1.1.4 模架类型及模具组合形式的确定(参考冲压手册)该零件质量要求不高,批量为中批量,为了方便安装调整及操作,采用非标准模架。考虑零件精度要求不是很高,因此采用II级模架精度。4.1.2弯曲模4.1.2.1 模具结构类型的确定由冲压工艺分析可知,采用单工序弯曲,所以模具类型为单工序弯曲模。考虑到节约成本,不采用标准模架。4.1.2.2 工件的定位方式的确定零件的生产批量属于中批。根据零件结构,采用限位块定位4.1.2.3 卸料与出件方式的确定根据模具类型可知,采用上出件方式。为了防止偏移,模具采用弹性圧料装置,并可以将成形制品推出模具,起顶件作用。4.1.2.4 模架类型及模具组合形式的确定该零件质量要求不高,批量为中批量,为了节约成本,采用非标准模架,上模模柄直接与凸模相连,下模采用矩形板料作为下模座。4.2 模具零件的设计与选用4.2.1弯曲模4.2.1.1 工作零件的设计(1)凸、凹模间隙的确定该制品精度不高,所以凸凹模间隙根据经验法查表(书中3-4)得:(1015)%t,Zmin=0.20mm,Zmax=0.30mm。(2)凸、凹模工作尺寸的计算该零件外形尺寸较多,形状比较复杂,采用配作法。1)压弯压弯时,以凹模为基准,只要计算凹模刃口尺寸,凸模配作,不用计算。a)磨损后变大的尺寸:,凸模刃口尺寸按凹模实际刃口尺寸配作,保证双面间隙ZminZmax。2)压弯压弯时,以凸模为基准,只要计算凸模刃口尺寸,凹模配作,不用计算。a)磨损后变小的尺寸:,凹模刃口尺寸按凸模实际刃口尺寸配作,保证双面间隙ZminZmax。(3)模具压力中心的确定(参照课件3-6)根据制品形状,利用CAXA2013软件计算得出其模具压力中心位置为下图所示:可知零件左右对称,上下对称,故压力中心坐标为x=0,y=0(4)凸模结构型式及尺寸的确定凸模形状为凸字形,可设计成阶梯形结构,通过台肩固定。凸模尺寸根据工作要求及其工作尺寸要求确定。凸模的材料采用,工作部分热处理淬硬6064HRC。如下图所示(5)凹模结构型式及尺寸的确定凹模采用方形板状结构通过螺钉、销钉与固定板固定。冲件批量适中,考虑凹模的磨损和保证冲件的质量,凹模刃口圆弧与制品一致,外形尺寸根据制凹模轮廓尺寸计算如下:凹模长和宽为 凹模厚度为 根据算得的凹模轮廓尺寸,选取与计算值相接近的标准凹模轮廓尺寸为。凹模材料选用,工作部分热处理淬硬5862HRC。(5)凸凹模结构型式及尺寸的确定凸凹模中外形为凸字凸模,内形为凹字凹模,刃口形状都较简单,可设计成阶梯形结构(建议直通式,采用螺钉固定),通过台肩与固定板固定。凸凹模的刃口尺寸可根据凸模和凹模工作尺寸配作,其余尺寸根据卸料装置和安装固定要求确定。凸凹模的材料也选用,工作部分热处理淬硬5862HRC。4.2.1.2 定位零件的设计与选用凹模板垫板及弹簧的高度综合确定, 1994。4.2.1.3 出件装置的设计 由模具结构可知,该模具只有顶件装置顶件杆尺寸确定宽度尺寸与凹模一样厚度为保证闭合时,对制品有校正作用。4.2.1.4 支承固定零件的设计与选用(参照指导书P110复合模典型组合选取) 该模具为单工序弯曲模,根据典型结构可知上模由模柄和凸模组成。下模由凹模和凹模垫板组成 (1)模柄(参照指导书85页和183页)根据前述可知,选用J23-16的冲压机,查冲压机标准可知其模柄安装孔直径为,故选用模柄为,JB/T 7646.1-1994。(2)凹模垫板凹模垫板:,材料选用45,热处理4348HRC。4.2.1.5 模架及其零件的选用(参照指导书137页至140页)模架采用非标准模架下4.2.1.6 紧固件的选用(参照指导书P110复合模典型组合选取) 根据切断模结构形式可知,冲压模零件的连接和紧固件采用螺钉 模具零件的定位采用销钉。其中: 螺钉规格:GB/T70-2000 M12X140 销钉规格:GB/T119-2000 10X1204.3 模具图样的绘制及压力机校核4.3.1 模具装配图的绘制先绘制下模(指导书P139页),再根据下模阶梯剖视的位置绘制上模。上模是全剖视,而且是模具闭合状态下的剖视图。4.3.2 模具零件图的绘制零件图视图方向应该和装配图一致。4.3.3 压力机技术参数的校核(1)模具闭合高度为经计算该模具闭合高度在450mm520内,且开式压力机J2316最大装模高度550mm,大于模具闭合高度190mm225mm mm ,冲床工作台面为300X500mm。能满足模具的正常安装,可以使用。通过较核,选择开式双柱可倾式压力机J2316能满足使用要求。其主要技术参数如下:公称压力:800KN滑块行程:130mm最大闭合高度:480mm最大装模高度:380mm工作台尺寸(前后左右):800mm540mm 模柄孔尺寸:60mm75mm最大倾斜角度:30o规范,进行冲压模具设计的基本技能训练,为今后在实际的模具设计中打好必要的基础。5 模具的工作原理与使用维护模具在使用过程中产生正常磨损,或者由于意外事故所造成的损坏,均需进行维修,正常生产中也需要定期或不定期的保养,以保证模具使用精度和使用寿命,没有任何一副模具可以不经过任何维修保养而一直使用到底的。因此,维修保养的实施是模具使用到预期寿命的必要保证。模具的一般维护:日常维护:是指正常的模具清扫、点检及对可动部分的给油等作业。此作业是经常确认模具处于正常状态,也能早期发现异常。 事故维护:在模具进行加工的时候,会出现某些变化,形成无法继续使用的状态。例如,毛边变大、尺寸不对、发生伤痕、模具零件烧附等情形。因为发生类似的异常而开始进行模具维护的内容,即称之为事故维护。是模具维护中,内容最多的一项。此维护通常是将模具使用到将近极限时进行,若模具维护的时间花费较多,则模具的寿命也就较短。因为是突发性的维护,所以一定会有预定外的设备停止、及紧急维护作业。定期维护:众人皆知的模具磨耗曲线,是存在于每一个模具中的。模具的维护是在异常磨耗的领域附近实施的,这个时期的冲压加工数是很容易掌握的,在达到规定的加工数时,实施模具维护,就是计划性的维护,不但容易掌握维护项目,也易控制维护时间。注意事项:1、要注意加工的环境;2、注意定时的润滑;3、适时的清洗和维修;4、操作人员要随时注意送进失误、定位的可靠性、连冲、废料卡入等问题;5、正确的在压力机上安装,正确的使用压力机,减少不规范操作。因为该模具生产批量适中,可按生产模次进行保养,并且定期检查,上油,对模具上的滑动部件、导柱、导套等随时观察,定期检查,还要及时清除残余料及污物,保持内外整洁。冲压模具的工作原理是在室温下,利用安装在压力机上的模具对材料施加一定的压力,使其产生分离,从而获得所需形状和尺寸零件的一种压力加工方法。此冲压模具的工作过程:将条料放入固定导料板开的槽内,沿槽的两边平放在凹模面上,冲制时,压力机滑块带着凸模下行,由侧刃和冲孔凸模第一次冲裁,凸模冲出小圆孔和那个异型孔,侧刃第一次定位定距,条料继续向前推送,此时落料凸模进行外形的落料,此时加工出第一个制件。一个制件需要冲孔落料两道工序才能完成。而冲孔凸模也同时进行冲孔的工作,两个侧刃同时进行定位定距的工作。以后机床的每个行程都能加工出一个制件。以此循环往复,冲制好的制件和废料从凹模板孔漏出。6.设计总结通过这次毕业设计,把这3年所学的课程(飞机钣金、机械设计与制造等)中所学的理论知识在实际的设计中综合地加以运用,使这些知识得到巩固,培养了我在钣金成形模具设计的独立工作打下了良好的基础,树立准确的设计思路。在设计中,从白纸到完成模具装配图、零件图,设计说明书,学到了很多原本学到的但不是很懂的以及不懂的知识,了解了一些设计的原理和过程。例如,冲裁模具设计的一般步骤:(1)钣金件工艺分析(2)确定钣金成形工艺方案(3)选择模具的结构形式(4)进行必要的工艺计算(5)选择与确定模式主要零件的结构与尺寸(6)选择压力机的型号及验算已选压机(7)绘制模具总装图和零件图。其中的每一个步骤都是非常重要的。遇到困难必须积极想办法去克服,不然就会停滞不前,无法进行下去了。在这次设计中,我总结了,要学会亲自去尝试,不怕麻烦,要在困难中战胜自己,挑战自己,才能真正学到知识。7.参考文献 1 曾霞文 徐政坤 主编冷冲压工艺及模具设计 中南大学出版社2006年6月 2 徐政坤 主编课程设计指导 张家界航空工业职业技术学院教材委员会编 2012年8月 3飞机钣金成形技术 张家界航空工业职业技术学院教材委员会编 4陈立德 主编机械设计基础(第三版) 高等教育出版社 2007年8月8.致谢毕业设计在邵老师的帮助和指导下顺利的完成了,在设计过程中,我们同学之间相互讨论相互帮助,再次增加了我们同学之间的友谊,也锻炼了我们独立的思考与解决问题的能力,三年的学习就要结束,三年中有欢乐也有不悦,大家一起度过的,在我们的航校将永远留有属于我们的回忆,大家一起为一个问题在讨论甚至偶尔有些小小的争执冲突,在笑在论,在那我们记住的是一起的美好时光。 在此,再次感谢老
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