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带轮的冲压工艺与模具设计【51张CAD图纸+毕业答辩论文】【5副模具】

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带轮的冲压工艺与模具设计【全套CAD图纸+毕业答辩论文】【冲压模具】.rar
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第一套带轮落料拉深模[12张]
第三套模具图[9张]
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冲压 工艺 模具设计 全套 cad 图纸 毕业 答辩 论文 模具
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目  录


摘 要··································································Ⅲ

ABSTRACT····························································Ⅳ

1 前 言

1.1 选题背景·····························································1

1.2课题设计思路·························································1

1.3设计过程中的难点·····················································2

2 工艺分析及计算

2.1工件的基本信息分析···················································3

2.2工艺分析·····························································3

2.2.1工序计算 ·························································4

2.2.2计算毛坯直径······················································5

2.2.3工艺方案的确定·····················································7

2.2.4排样及搭边·························································8

2.3工艺计算·····························································9

2.3.1工艺力的计算及压力机的选择········································9

2.3.2主要工作部分尺寸计算··············································12

3模具设计

3.1落料拉深复合模的设计················································15

3.1.1落料拉深复合模结构设计············································15

3.1.2落料拉深复合模主要零件设计········································16

3.2冲孔模设计··························································19

3.2.1冲孔模结构设计····················································19

3.2.2冲孔模主要零件设计················································20

3.3翻边模设计··························································22

3.3.1翻边模结构设计····················································22

3.3.2翻边模主要零件设计················································22

3.4切边整形复合模的设计················································24

3.4.1切边整形复合模结构设计············································24

3.4.2切边整形复合模主要零件设计········································25

3.5扩口压平复合模的设计················································27

3.5.1扩口压平复合模结构设计············································27

3.5.2扩口压平复合模主要零件设计········································27

4 结 论································································31

谢 辞··································································32

参考文献·······························································33


摘 要


本文是对拉深件进行工艺分析及模具设计。该工件是一个圆筒形拉深件,另外该工件的底部带有通孔,需进行冲孔翻边,虽然形状不太复杂但肯定不能一次成形。通过对零件各部分进行计算分析后才能最终确定加工工序。工件整个成形过程所涉及的工序有:落料、拉深、冲孔、翻边等四步。通过计算分析得翻边能一次成形,所以不需进行预拉深,而计算可知拉深可一次成形,所以确定最终工艺方案为:落料与拉深复合,冲孔、翻边复合。在确定工艺方案的基础上对主要模具进行设计,分析工件成型过程,设计模具的结构并画出模具装配图及零件图。在本次设计中主要对落料拉深复合模以及冲孔、翻边模进行设计。

关键词:拉深;落料拉深复合模;


ABSTRACT

The thesis is focus on the process analysis and mold design of the drawing.The workpiece we design is a cylinder-shaped drawing parts,which has a hole at the bottom.The workpiece should be punched and flanged.Although the shape is not very complex,it couldn’t be shaped by one step.We can determine the processing by analyzing the parts of the workpiece.The process include several steps:blanking,drawing,punching and flanging.By analysis,we know that the flanging can be finished by one step.There should not be a pre-drawing.However,the drawing can be achieved easily.Therefore,the final process is compounding the blanking with the drawing, the punching die and flanging die.Besides,we should design the main die,analyse the process,design the structure of the die and draw the assembly and workpiece picutures.In this graduation project,we mainly design the blanking drawing die, the punching die and flanging die.

Key words:  drawing die; blanking drawing compound die;


1前 言

1.1选题背景

带轮是带传动机构中重要的零件之一。它是一种用途十分广泛、年需求量很大的机械传动零件。

随着机械工业特别是汽车制造业的发展,节约原材料,降低能耗,提高整机的质量是普遍关注的大问题。因此,对作为机械传动零件的带轮如何优化设计,改革加工方法,对促进机械工业的发展具有特别重要的意义。对于发达的现代工业来说,笨重的铸铁带轮已较难适应现代工业化发展的需求。为此人们一直寻求一种新的替代品,进而突破传统工艺。

采用钢板冲压制作的皮带轮在这种时代背景下应运而生,采用钢板制作的皮带轮是一种轻型结构的带轮(通称钣制带轮)。冲压皮带轮作为皮带轮的一种新型的结构型式,以其精度高、重量轻、节能、节材、动平衡好、生产效率高,无环境污染等特点,己被汽车工业广泛应用,铸铁等型式的传统皮带轮将会逐渐减少使用,产生了良好的社会效益和经济效益。

同其他制造带轮的工艺方法相比,冲压带轮的有着巨大的优势:

(1)在具有足够刚度的条件下,冲压皮带轮重量轻,比铸铁带轮轻3/4以上。

(2)材料密度和壁厚均匀。因其是整体结构,成形工艺合理,尺寸精度高(即槽面径向跳动量一般在0.1一0. 2 ),动平衡性好,惯量小。

(3)同胀压法相比,所用工具和模具的费用低(为胀压模具费的1/5),而且强度高,寿命长,同时这种冲压成形的皮带轮具有可通用性,在工序周转和运输过程中的损坏率低。

(4)节能、节料、低成本。冲工艺能耗低,优于铸铁带轮的铸造与退火等能耗工序,节约能源材料在50%以上,效率高,每分钟可加工数件。

(5)无环境污染。工人劳动条件好,劳动强度低。

1.2课题设计思路

本设计为一多工序生产的筒形翻边件,该零件为一阶梯圆筒形拉深件,其形状虽然简单但成形工序较多,且产品批量较大,不宜采用单一工序生产,而用级进模结构太复杂,所以尽量采用复合模。

设计模具前首先通过计算确定方案的可行性,对工件进行工艺分析,计算毛坯寸,进而确定工艺方案,进行模具设计。

通过分析此工件,可以发现虽然其结构简单,但是所需的工序较多,有落料、拉深、冲孔、翻边、扩口、压平六个工序,因此如何确定工序顺序及各工序的复合成为此课题的关键。

1.3设计过程中的难点

本设计为一多工序生产的零件,筒形拉深成形时, 采用一次或多次成形工艺方法,同时要考虑到翻边能否一次完成,保证零件能够通过制定的工序生产出来。在该工艺过程中, 考虑材料在各个变形方向的成形极限, 从而预留足够的坯料。考虑工艺可行性与零件性能,选择较合理的工艺顺序是本次设计的一个难点,分析各个工序对材料性能以及零件精度的影响。再就是在扩口翻边工序进行时对模具的设计要求较高,需要用到斜楔滑块机构,必须保证模具设计的可行性,这是另一个难点。


内容简介:
2 4D i e a n dM o u l dT e c h n o l o g yN o 42 0 0 7文章编号:1 0 0 1 4 9 3 4 ( 2 0 0 7 ) 0 4 0 0 2 4 一0 3无缝钢管翻边的模具设计姜晶( 辽宁机电职业技术学院机械系,辽宁丹东1 1 8 0 0 2 )摘要:着重介绍应用于客车制造业中的无缝钢管以及在管壁预制孔的边缘弯曲成一定角度即翻边的模具设计。叙述了无缝钢管翻边的原理,通过对无缝钢管的变形特点、变形程度的分析,确定了无缝钢管翻边模具设计的方案。要保证翻边质量,凸、凹模的设计是关键,通过对不同形式的凸、凹模的分析,确定钢管翻边模结构,采用钢管翻边工艺简化了零件结构,提高密封性,适用于大批量生产。关键词:无缝钢管;翻边;应力;应变;模具设计中图分类号:T G 3 8 6文献标识码:BA b s t r a c t :F l a n g i n gd i ed e s i g ni np a s s e n g e rc a rm a n u f a c t u r i n gw a se m p h a s i z e d F 1 a n g i n gt h e o r yo fs e a m l e s st u b ew a si n t r o d u c e d D i ed e s i g np l a nw a sf o r m u l a t e db ya n a l y z i n gf o r m i n gc h a r a c t e r i s t i c sa n df o m l i n gV o l u m e D i e a n dp u n c hd e s i g ni sc “t i c a lt og u a r a n t e et h en a n g i n gq u a l i t y B ya n a l y z i n gd i f f e r e n tt y p eo fd i ea n dp u n c h ,f l a n g i n gd i es t r u c t u r ew a sd e t e r m i n e d A d o p t i o no ft u b ei nn a n g i n gs i m p l i n e sp a r ts t r u c t u r ea n di m p r o V e ss e a lp r O p e r t y 曩沁y w o r d s :s e a m l e s st u b e ;n a n g i n g ;s t r e s s ;s t r a i n ;d i ed e s i g nO引言无缝钢管广泛地应用于客车制造业,常用来制造发动机冷却管路、暖风及空调管路等。在这些管路中有许多管件设计成如图1 所示结构,用于安装支管或传感器,这种将管壁上预制孔的边缘弯曲成一定角度的加工工艺,称为翻边。翻边分为外翻边和内翻边,原理相同。o 口0 亩( a ) 内翻边( b ) 外翻边图l 管材翻边收稿日期:2 0 0 7 0 3 2 2作者简介:姜晶( 1 9 6 8 ) ,女,副教授。l翻边原理1 1 变形特点在管壁上冲孔翻边与在板料上的冲孔翻边相比,两者的变形机理非常相似,可按板料冲孔翻边的变形机理近似分析。在预制的管壁上向外翻边时,变形区的应力应变状态如图2 所示。在翻边成形过程中,预制孔径讥不断增大,直至成形结束后扩大成直径为d 的竖直边缘。变形区材料主要受切向拉应力盯。的作用,使切向伸长。愈靠近孔边缘的金属,切向拉应力愈大,切向拉应变愈大,壁厚变薄也愈严重。径向由于凸模的摩擦,故拉万方数据模具技术2 0 0 7 ,N o 42 5应力玎,较小,厚向应力忽略,视为平面应力状态。翻边变形属于伸长类塑性变形。当s o 大到一定程度时,材料在孔边缘即产生缩径,然后破裂。因此防止孔边缘破裂是翻边成形的主要问题,一次翻边的极限变形程度也主要受材料伸长率的限制。翻边部位的壁厚变薄与变形程度大小有关。越靠近翻边端部,壁厚减薄量越大。翻边端部的壁厚可用下式近似计算t l = t d o d式中:f 1 一翻边后的端部壁厚卜一翻边前管坯壁厚编一翻边前预制孔直径萨一翻边后直径,按料厚中心层计算图2 翻边变形区的应力应变1 。2 变形程度翻边变形程度用翻边前后孔径之比表示,即:m = d o 撼式中:m 一翻边系数显然,肼越小,d d o 差值越大,表明翻边过程中切向伸长变形越大,则翻边变形程度越大,当,z 过小时,就会在翻边口部破裂,因此翻边成形极限受材料伸长率的限制。通常用极限翻边系数表示,它与材料伸长率的近似关系为:m m i n = 1 ( 1 + 6 )式中:聊。i 。一极限翻边系数6 一材料伸长率影响极限翻边系数的因素主要有:( 1 ) 预制孔的加工质量由于翻边时孔径口部的金属产生很大的切向拉深变形,因此要求孔边光滑、无毛刺。如果预制孔是钻削出来的,由于无撕裂面,翻孔时不易出现裂纹。用冲裁法加工的孔由于冲切面附近发生了加工硬化,并有毛刺和撕裂带,翻边系数比切削的预制孔要大。若冲孔后对材料进行退火或将孔整修,可得到与钻削孑L 相近的翻边比。此外,还可以将冲孔的方向与翻边的方向相反,使毛刺位于翻孔内侧可减轻开裂( 图3 ) 。尝y Jr 匠z z 习二 耳乙忍刁眩z z 丝L _ 望厄z 刁毛刺f 翻边方向( a ) 冲孔( b ) 翻边图3 冲孔与翻边方向相反可减小开裂( 2 ) 材料成形性能材料伸长率是影响极限翻边系数的主要因素。此外,材料的硬化指数刀与厚向异性指数r 值愈大,以及屈强比盯。矾值愈小,均有利于翻边成形。2模具设计实际生产中,对于中小直径的管材,常采用冲压模具翻边。当管材直径较大时,冲压翻边往往受压力机工作台面的限制,在此情况下,可采用专用工具进行翻边加工。2 1 凸、凹模设计要点凸、凹模是翻边模具中的关键部件,凸、凹模设计的好坏直接影响翻边的质量。( 1 ) 平顶凸模( 图4 ( a ) ) 平顶凸模常用于大口径且对翻边质量要求不高的工件,用平顶凸模翻边时,材料不能平滑变形,因此翻边系数辫应取大些。( 2 ) 抛物线凸模( 图4 ( b ) ) 抛物线的翻边凸模,工作端有光滑圆弧过渡,翻边时可将预制孔逐渐地胀开,减轻开裂,比平底凸模效果好。弯万方数据2 6D i e a n dM o u l d7 1 c h n o l o g yN o 42 0 0 7( 3 ) 无预制孔的穿刺翻边( 图4 ( c ) ) 无预制孔的穿刺翻边模,凸模端部呈锥形,仅取6 0 。凹模孔带台肩,以控制凸缘高度,同时避免直孔引起的边缘不齐。( 4 ) 有导正段的凸模( 图4 ( d ) ) 此凸模前端带有导向段,工作时导向段先进入预制孔内,导正工序件位置,然后翻孔。其优点是:工作平稳、翻边孔四周均匀对称,翻边孔的位置精度较高。( 5 ) 带有整形台肩的翻边凸模( 图4 ( e ) )此凸模后端设计成台肩,在行程终了时,凸模台肩对工件圆角处进行校正,以此来克服回弹,起到整形作用。( 6 ) 凹模入口圆角凹模入口圆角对翻边质量的控制至关重要。入口圆角r 主要与材料厚度有关:f 2 ,r = ( 2 4 ) ff 2 ,r = ( 1 2 ) f工件凸模圆角小于上值时应加整形工序。( a ) 平顶凸模弋?+獬褫、r1n = o 3 d I1 1 兰垡忒d 。澜该j( b ) 抛物线形凸模卜蚪孚正段,吨一澜该j( c ) 穿刺翻孔模( d ) 先导正后翻孔2 2 钢管翻边模结构钢管翻边模结构形式多样,按凹模形式可分为有凹模翻边和无凹模翻边两种,无凹模翻边适用于管材直径小、翻边精度低的工件。图5所示的是无凹模翻边模,采用的是凸模穿刺冲孔翻边,效率很高。工作时将管材置于定位块3内,准确定位。上模下滑,先由卸料板4 的圆弧底面与工件接触,将其固定,防止在冲裁过程中因张力作用而使管材变形。随后凸模1 0 进行穿刺冲孔,在凸模返程过程中,由卸料板4 将工件从凸模上退掉,为下一循环做好准备。在此副模具中,凸模是关键部件,由于其直径较小( 5m m ) ,且细长,容易折断,因此在卸料板4 和凸模固定板12 上分别安装了导柱6 和导套7 ,为卸料板精确导向,继而提高凸模的压杆稳定性,使其工作更加平稳可靠。图5 钢管穿刺翻边模1 下模板2 导柱3 定位块4 卸料板5 导套6 小
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