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机械毕业设计论文
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模具毕业设计51铰链卷圆模具设计,机械毕业设计论文
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第 1 页 第一章 冲压工艺设计 1.1 冲压工艺分析 1.1.1 零件分析 该零件用于电信设备的固定或连接，零件材料为 SS400,属于软刚，冲压性能较好，适合冲裁、拉伸、弯曲等，工件结构较简单，普通的冲裁 .弯曲 .拉伸完全能够满足要求。该零件一般为中批量生产，故生产时需考虑其经济性。 1.1.2 根据零件形状、尺寸、精度和材料进行工艺分析 1. 冲裁工艺分析 （ 1） 该零件形状简单，没有悬臂及狭槽，外型转角为 R5圆角，根据冲压工艺与模具设计表 2.6.1，最小圆角半径 R 应 0.25t=0.625，零件圆角完全满足要求； （ 2） 根据冲压工艺与模具设 计表 2.6.2 凸模冲孔的最小尺寸为 d 2.5mm，该零件最小冲孔尺寸 dmin=4.2mm,故符合冲裁要求； （ 3） 查冲压工艺与模具设计 2.6.4，最小孔间距 Lmin=2t=5mm,该零件中最小孔间距为 70mm， L Lmin，故该零件孔间距满足要求； （ 4） 该零件的最小壁厚 C=3.8mm， t=2.5mm，满足 Ct,因此模具强度和零件质量符合要求。根据冲压工艺与模具设计图 2.6.3 中公式 C R+0.5t, 则 R+0.5t=5+0.5 2.5=6.25mm, 该零件中lmin=2.73mm， 6.25mm2.73mm，则 不满足 lR+0.5t,不满足最小孔壁要求，因此工件需先冲孔后弯曲，或在先弯曲再冲孔时考虑冲孔方向应在凸缘底部。 （ 5） 查冲压工艺与模具设计表 2.6.5得：当材料厚度 t=2.5mm时，冲裁件的外形与内孔尺寸公差为 0.400.20mm，查表 2.6.6得：冲裁件孔中心距的公差为 0.25mm，零件上冲裁件孔中心距为 70mm，是自由公差，精度一般为 IT14 级，则该工件的冲裁精度完全满足要求； 2. 弯曲工艺性分析 （ 1） 弯曲件的最大弯曲圆角 半径可以不加限制，只要措施适当控制其回弹量即可，根据冲压工艺与模具设计表 3.3.1 当弯曲线与板料轧纹方向垂直时 Rmin=0.62.5=1.5mm ；当弯曲线与板料轧纹方向水平时 Rmin=1.22.5=3mm ；而 R=5 Rmin 故满足要求。 （ 2） 由后面尺寸展开计算可知直边 L2=18.42mm， 即 H=L2=18.42mmnts 第 2 页 2t=22.5=5mm ，故弯曲件的直边高度也满足要求。 （ 3） 孔边至弯曲半径中心的距离 L ，根据冲压工艺与模具设计 图3.3.14 知， L 2t ，而 L=26.44-9-8.5-4.2=4.74 2t=22.5=5mm 。故不能满足要求，应先弯曲后冲孔。但尺寸相差不大，且考虑该八字形孔是固定螺栓让孔，形状和尺寸要求并不是很高，允许有少量的变形，如果重新做模具其成本大大增加，所以综合考虑仍然采用冲孔落料复合模。 3. 材料分析 零件材料为 SS400,属于软刚，冲压性能较好，适合冲裁 .拉伸 .弯曲等； SS400 材料分析 宝钢钢铁股份有限公司厂标 国家标准 Q/BQB 321-2003 GB912-89/GB 3274-88（ GB710-91/GB711-88） SS400 Q235、 Q245 化学成分 牌号 公称厚 度 化学成分 SS400 22.0 C Si Mn P S 0.21 0.30 1.40 0.035 0.035 力学性能 nts 第 3 页 牌号 下屈服强度/MPa （s） 抗拉强度 /Mpa （b） 断后伸长率 180弯曲试验 V型冲击试验 Lo=50mm Lo=20mm b=25mm B=40mm b35弯心直径 公称厚度 /mm 公称厚度 /mm 温度试验 冲击功率 16 16 5 516 16 245 235 400510 21 17 21 3a 注： a.拉伸试验取横向试样；屈服现象不明显，采用 Rpa2；对拉伸试验取 Lo=50mm， b=25mm的试样，即为 GB/T228中 P14试样。 b.弯曲试验取横向试样。冲裁试验时试验宽度为 35mm。 c.冲击试验取纵向试样，冲击试验仅适用于厚度不小于 12.0mm 的产品。 d.WEL-TENS90RE 的拉伸试样取 Lo=50mm， b=25mm。 1.2.3 确定各工序件形状和尺寸 1.落料及冲孔（ 2- 8.4 0.2） （ 1）计算弯曲件毛坯展开尺寸 该零件圆角半径 R=5mm 查冲压工艺与模具设计， R 50.5t=0.5 0.25=1.25mm 根据公式：+= 180 )( xtrL ，因 25.25 =tr，查冲压工艺与模具设计中表3.3.3，得 x=0.38，所以 mmL 67.4180 )5.238.05( 4 53 = +=，又因为 r / t =4.25/2.5 =1.7 查书冲压工艺与模具设计表 3.3.5，知道 K 0.61 则卷圆部分 mmxtrL 24.30180 )5.261.025.4()1 5 ( 3 1 5180 )(4 = +=+= nts 第 4 页 mmL 44.2611.345.10401 = mmL 42.1811.378.1475.62 =+= 可得 L1=26.44mm L2=18.42mm 所以毛坯展开尺寸为 L=L1+L2+L3+L4=26.44+18.42+4.67+30.24=79.77mm 因零件弯曲成形时受材料伸长趋势影响故取 L=79.8mm。 (2)排样图 nts 第 5 页 确定排样时的搭边值和计算条料宽度 )搭边值的确定： 查书冲压工艺与模具设计表 2.5.2 因工件材料 t=2.5mm 且为矩形工件 L 50mm,a1=2.5mm,a=2.8mm )条料宽度的确定： 、 c查表 2.5.3 知 =0.8 c=0.4 此处为无侧压装置则 0 caDB += ）（ 08.04.0)8.03(28.79 +mm 0 8.08.87 ，取 mmB 2.0188= 。 按制件在材料上的 排列来看排样方案取为直排较好 ,详见排样图； （ 3） 材料利用率的计算 %85885.7944.269009.13)9063(21632.39%100 =+= BA S 2.冲孔（ 10.4） nts 第 6 页 3.预弯 由展开尺寸的计算，可知 L1=26.44mm， L2=19.42mm， L3=4.67mm 设 L5(225 圆弧长 )，查书冲压工艺与模具设计表 3.3.5 知道 k=0.61 mmktRLLLL 2.72225180 5.261.025.467.442.1944.26180321 = +=+= ）（）（预弯nts 第 7 页 4卷圆 mmLLLL 53.4967.442.1844.26321 =+=+=卷圆 1.2.4 初选压力机 1）复合模冲孔落料 冲裁力计算 该零件材料为 SS400,根据材料分析中可知： MPa510400 b = 取 MPab 450 = 落料 NLtFb 8 9 7 7 54 5 05.28.79 =查书冲压模具设计指导表 2-20知 卸k=0.04 卸F= NKF 359104.089775 =卸F 落料 =89775+3591=93366 冲 8.4 孔 NLtFb 2 9 6 7 34505.24.8 =nts 第 8 页 查书冲压模具设计指导表 2-20知 推k=0.04 推F= NKnF 52.712104.0296736 =推NF 52.3679452.712129673 =+=冲孔 NFFF 52.13016052.3679493366 =+=+= 冲孔落料 故初选压力机 J23-16 2）冲 10.4 孔 NLtF b 367384505.24.10 = 查书冲压模具设计指导表 2-20知 推k=0.04 推F= NKnF 12.881704.0367386 =推NF 12.4555512.881736738 =+= 故初选压力机 J23-10 3）预弯 按校正弯曲时的弯曲力计算 查书冲压模具设计指导表 3.3.6 知 q=40 60 MPa取 q=60 MPa A 6.2563=393.75 （弯曲件被校正部分的投影面积） 校F=qA=60393.75=23625N 故初选压力机 J23-10 4）卷圆 按自由弯曲时的 V形弯曲件弯曲力计算 查书冲压模具设计指导（ 3.3.14）知 k=1.3 自F=trkbt b+ 6.02 =5.225.4 4 5 05.2633.16.02+ =20475N 式中 b 为弯曲件的宽度（ mm）； t 为弯曲件的厚度（ mm）； r 为内圆弯曲半径（ mm）；b 为弯曲件的抗拉强度（ MPa）； K为安全系数，一般取 1.3。 所以根据冲压工艺与模具设计，初选压力机 J23-6.3。 nts 第 9 页 5）弯曲 按校正弯曲时的弯曲力计算 查书冲压模具设计指导表 3.3.6 知 q=40 60 MPa取 q=60MPa A4.3663=274.68N （弯曲件被校正部分的投影面积） 校F=qA=60274.68=16480.8N 故初选压力机 J23-10 1.2.5 编制冲压工艺过程卡 详见：第 10页，第 11页，第 12页 nts 第 10 页 冲压工艺过程卡 1 江南大学 冲压工艺过程卡 产品型号 零（部）件名称 铰链 共 3 页 产品名称 铰链 零（部）件型号 第 1 页 材料牌号及规格 材料技术 要求 毛 坯 尺 寸 每个毛坯可制 件数 毛坯重量 辅助材 料 SS400 15005002.5 1500882.5 16 工序号 工序名称 工 序 内 容 加 工 简 图 设 备 工艺装备 备注 1 下料 剪床上裁板 1500500 剪床 2 落料及冲孔 落零件外轮廓及冲 8.4孔 J23-16 落料冲孔复合模 3 冲孔 冲 10.4 孔 J23-10 冲孔模 编制(日期 ) 审核(日期 ) 会签(日期 ) 标记 处数 更该文件号 签字 日期 标记 处数 更该文件号 签字 日期 nts 第 11 页 冲压工艺过程卡 2 江南大学 冲压工艺 过程卡 产品型号 零（部）件名称 铰链 共 3 页 产品名称 铰链 零（部）件型号 第 2 页 材料牌号及规格 材料技术 要求 毛 坯 尺 寸 每个毛坯可制件数 毛坯重量 辅助材料 SS400 15005002.5 1500882.5 16 工序号 工序名称 工 序 内 容 加 工 简 图 设 备 工艺装备 备注 4 预弯 卷圆前预弯一段圆弧 J23-10 预弯模 5 卷圆 卷圆达零件要求 J23-10 卷圆模 编制(日期 ) 审核(日期 ) 会签(日期 ) 标记 处数 更该文件号 签字 日期 标记 处数 更该文件号 签字 日期 nts 第 12 页 冲压工艺过程卡 3 江南大学 冲压工艺过程卡 产品型号 零（部）件名称 铰链 共 3 页 产品名称 铰链 零（部）件型号 第 3 页 材料牌号及规格 材料技术 要求 毛 坯 尺 寸 每个毛坯可制 件数 毛坯重量 辅助材料 SS400 1500 500 2.5 1500 88 2.5 16 工序号 工序名称 工 序 内 容 加 工 简 图 设 备 工艺装备 备注 6 弯曲 弯 R5圆弧达零件要求 J23-10 弯曲 模 7 检验 按产品零件 图检验 编制(日期 ) 审核(日期 ) 会签(日期 ) 标记 处数 更该文件号 签字 日期 标记 处数 更该文件号 签字 日期 nts 第 13 页 第二章 冲压模具设计 2.1 模具结构形式的确定 本模具为卷圆工序模，模架为后侧导柱模架，详细请见模具装配图。 2.2 模具设计计算 2.2.1 计算模具压力中心，确定压力中心的位置 本模具为卷圆模，压力中心为卷圆部分的圆心。 2.2.2 计算或估算模具各主要零件（凹模、凸模固定板、垫板、凸模） 下模板 :210 280 45 mm 上模板 210 280 35 mm 凸模固定板 140 100 20 mm 上垫板 140 100 10 mm 凸模尺寸： 80 30 85 mm 凹模镶块 A:100 20 9
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