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端盖级进模设计【24张CAD图纸+毕业论文】

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端盖级进模设计

43页 15000字数+论文说明书+24张CAD图纸【详情如下】

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摘 要

本文主要研究端盖级进模的设计及其制造工艺。本论文应用专业所学课程的理论和生产实际知识,进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力,巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容,掌握冷冲压模具设计的方法和步骤,掌握冷冲压模具设计的基本技能,懂得怎样分析零件的工艺性,怎样确定工艺方案,通过对比和结合实际生产需要,明白了单工序模、复合模、级进模各个优势所在,了解了模具的基本结构,提高了计算能力,绘图能力,熟悉了规范和标准,同时各科相关的课程都有了全面的复习,独立思考的能力也有了提高。结构采用级进模,能更简单的实施自动化操作。另外,级进模凹模采用镶件,能使在实际生产中更易换模、维修、保养,从而使得提升工作效率。主要工序包括:a拉深,b冲孔,c翻边,d压印,e落料。本设计分别论述了产品工艺分析,冲压方案的确定,工艺计算,模板及零件设计等问题。

关键词:冲裁工艺;级进模;计算机辅助设计

Abstract:

This text main research design and manufacture process of the progressive die for the cover. This thesis applied professional curriculum theory and the actual production of knowledge, to cultivating and improving students' ability to work independently with doing a cold stamping mould design in practical training work, consolidated and expanded the course content of cold stamping mould design, grasps the methods and steps of cold stamping mould design, Master design basic skills of cold stamping mould, know how to analysis the parts manufaturability, determine the process. Through the comparison and combined with the actual production needs, understand the advantage of procedure, composite modulus, progressive die, understand the basic structure of mould, improve the ability of calculating and drawing, familiar with the specifications and standards, comprehensive review each subjects those related knowledge in the same time, and improving my independent thinking ability. Structure determine use progressive die which can make automation simple. And female die use insert, make mould changing, maintenance and maintain easier, then improve the work efficiency during the actual production. The main processes including that drawing,punching,flanging,pressure seal and blanking. The product process analysis, determine the stamping scheme, process calculation, templates design, parts design are discussed respectively in design.

Keywords : Blanking craft;Progressive die;CAD

目录

1 绪论 1

1.1冲压模的简介 1

1.2级进模国内外研究现状与发展趋势 2

2 总体计算 4

2.1零件图 4

2.2研究方案确定 6

2.3 排样图的设计与计算 9

2.4 材料利用率、冲裁力及压力机的选择 12

2.5模具刃口尺寸计算 17

3 结构设计 24

3.1设计原则 24

3.2凸凹模原则 24

3.3模架及其他零件设计、选用 25

4 模具装配工艺 28

4.1冲裁模装配的技术要求 28

4.2 模具总装 28

4.3 凸、凹模间隙的调整 29

5 零件的工艺方案 30

6 典型零件制造工艺 31

6.1凹模板的加工工艺 31

6.2圆形凸模加工工艺 31

7 结论 32

参 考 文 献 33

致 谢 34

1 绪论

1.1冲压模的简介

冲压是在利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工,且主要采用板料来加工成所需零件,所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一,在机械制造中属于一种高效的加工方式。

冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。冷冲模技术的先进程度几乎决定了冲压工艺的先进程度。是否能产出“一模一样”的制件,是否能达到精度要求,是否能实现冲压工艺都决定于先进的冲模。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素,只有它们相互结合才能得出冲压件。

与机械加工及塑性加工的其它方法相比,冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。

(1) 冲压加工的生产效率高,且操作方便,易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工,普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次,高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上,而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。

(2)冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度,且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。

(3)冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件,如小到钟表的秒表,大到汽车纵梁、覆盖件等,加上冲压时材料的冷变形硬化效应,冲压的强度和刚度均较高。

(4)冲压一般没有切屑碎料生成,材料的消耗较少,且不需其它加热设备,因而是一种省料,节能的加工方法,冲压件的成本较低。

冲压加工于其它方法相比,具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其它加工方法所不能比拟的。但模具是技术密集型产品,其制造属单件小批量生产,具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高的特点。冷冲模具的结构组成有的可能复杂而且加工难度很大,模具往往很昂贵,但利用模具生产制件的操作却很简单, 

单件制件生产周期极短。所以制件的成本可以很低。而且冲压加工所使用的模具一般具有专用性,有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形,且模具制造的精度高,技术要求高,是技术密集形产品。所以,只有在冲压件生产批量较大的情况下,冲压加工的优点才能充分体现,从而获得较好的经济效益。

冲压在现代工业生产中,尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件,如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中,冲压件所占的比重都相当的大,少则60%以上,多则90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件,现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说,如果生产中不谅采用冲压工艺,许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。

7 结论

    该模具主要由冲裁与拉深两大部分组成。级进冲模的凸模导向精度是由卸料板的导向精度来保证的,除模架导柱外,卸料板和凸模固定板之间还设置了内导柱,并分别在卸料板和凹模板内设置了内导套,来保证导向精度和连续平稳的冲压

拉深级进模中,凸模兼具了对带料导向定位的作用,因此不再设置其他导正机构。此工件的总体卸料力比较小,因此采用在上模部分设置弹簧的方式来进行卸料。

端盖冲件为浅拉深件,采用了整体式结构的卸料板,冲孔工位使用了有定位功能兼具保护作用的导向套,在上模的翻边凹模内设置了卸料弹顶杆以防止翻边后工件粘附在翻边凹模内。

采用镶套式凹模,各个冲裁、冲孔、翻边、拉深等工序的小凹模均以独立凹模的形式植入大凹模内,优点是便于制造、装配、调整和更换维修。凸模结构采用常规过盈装配式。

设计导料装置时,先在模具前端的初始工位段两侧对称设置一小段侧面导板,以保证材料的初始导向,在其后的拉深、整形及其他冲压区中,带料两侧各设置了一排带导向槽的浮顶导料柱,带料由导料柱导向送进。在上、下模座的对应位置安装了限位柱,保证了对模的方便。

为保证模具在高速、连续冲压下的导向精度,该模具模架采用滚动导向结构的滚珠四导柱钢结构模架。

参 考 文 献

[1]陈炎嗣.多工位级进模设计与制造.北京:机械工业出版社,2009.2

[2]薛启翔.冲压模具与制造.北京:化学工业出版社,2004.6

[3]郝滨海.冲压模具简明设计手册. 北京:化学工业出版社,2006.1

[4]丁松聚.冷冲模设计. 北京:机械工业出版社,2001.10

[5]王新华,袁联富.冲模结构图册.北京:机械工业出版社,2003.4

[6] 冯炳尧,韩泰荣,蒋文森.模具设计与制造简明手册.上海:上海科学技术出版社,2008.1

[7]王孝培.冲压手册.北京:机械工业出版社,1990.11

[8]刘晓刚,刘志勇,王滨.高精度自动送料系统设计,研究与开发,2004,33:(11)

[9]谢建.冲压工具及模具设计技术问答.上海:上海科技出版社,2005.9

[10]夏琴香.冲压成形工艺及模具设计.广东:华南理工大学出版社,2005.9

[11]濮良贵,纪明刚.机械设计.上海:高等教育出版社.2007.5

[12]周大隽.冲模结构设计要领与范例.北京:机械工业出版社,2006.1

[13]曲彩云,黄丽梅. 机械设计手册 .北京:机械工业出版社,2008.6

致 谢

   由于此次设计所涉及到的是实际性的课题,对于我们这些缺乏实际设计生产经验的学生来说,的确存在很大的问题。期间,我查阅了大量的手册和参考书以及利用了网上资源对问题进行研究。另外也离不开指导老师的讲解和分析,这才使得问题迎刃而解,也最终使这次毕业设计可以走到今天这一步。

这次的设计工作量与以前的课程设计不同,结合了我们四年的所学,从基础理论知识到专业知识的灌入,可谓是一次非常具有挑战性的任务。通过设计,我们可以对之前所学各方面学科知识做一次很好地回顾与总结,为设计划上一个完美的句号。经过这次毕业设计,我们得到的宝贵的东西不是这一份份图纸、一张张的说明书,而是在这段期间我们所获得的宝贵经验、分析解决问题的能力以及面对困难时勇于挑战的精神。

在这里我还要感谢我的同学、朋友们,他们给了我无尽、无言的帮助,他们总是和我一起度过每一个困难!

在此,请允许我再次向帮助过我的同学、校友、指导老师表示衷心的感谢!

内容简介:
沈阳工学院毕业设计 I 摘 要 本文主要研究端盖级进模的设计及其制造工艺。本论文应用专业所学课程的理论和生产实际知识,进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力,巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容,掌握冷冲压模具设计的方法和步骤,掌握冷冲压模具设计的基本技能,懂得怎样分析零件的工艺性,怎样确定工艺方案,通过对比和结合实际生产需要,明白了单工序模、复合模、级进模各个优势所在,了解了模具的基本结构,提高了计算能力,绘图能力,熟悉了规范和标准,同时各科相关的课程都有了全面的复习,独立思考的能力也有了提高。 结构采用级进模,能更简单的实施自动化操作。另外,级进模凹模采用镶件,能使在实际生产中更易换模、维修、保养,从而使得提升工作效率。主要工序包括: a 拉深, b 冲孔, c 翻边, d 压印, e 落料。本设计分别论述了产品工艺分析,冲压方案的确定,工艺计算,模板及零件设计等问题。 关键词:冲裁工艺;级进模;计算机辅助设计 沈阳工学院毕业设计 of of to to a in of of of to of of of in my in 沈阳工学院毕业设计 录 1 绪论 . 1 压模的简介 . 1 进模国内外研究现状与发展趋势 . 3 2 总体计算 . 5 件图 . 5 究方案确定 . 6 样图的设计与计算 . 9 料利用率、冲裁力及压力机的选择 . 13 具刃口尺寸计算 . 19 3 结构设计 . 27 计原则 . 错误 !未定义书签。 凹模原则 . 27 架及其他零件设计、选用 . 29 4 模具装配工艺 . 32 裁模装配的技术要求 . 32 具总装 . 33 、凹模间隙的调整 . 34 5 零件的工艺方案 . 35 6 典型零件制造工艺 . 37 模板的加工工艺 . 37 形凸模加工工艺 . 37 7 结论 . 38 参 考 文 献 . 39 致 谢 . 错误 !未定义书签。 沈阳工学院毕业设计 1 1 绪论 压模的简介 冲压是 在 利用安装在冲压设备(主要是压力机)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 需零件的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工,且主要采用板料来加工成所需零件,所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一, 在机械制造中属于一种高效的加工方式。 冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。 冷冲模技术的先进程度几乎决定了冲压工艺的先进程度。是否能产出“一模一样”的制件,是否能达到精度要求, 是否能实现冲压工艺都决定于先进的冲模。 冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素,只有它们相互结合才能得出冲压件。 与机械加工及塑性加工的其它方法相比,冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。 (1) 冲压加工的生产效率高,且操作方便,易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工,普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次,高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上,而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。 ( 2)冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度 ,且一般不破坏冲压件的表面质量 ,而模具的寿命一般较长 ,所以冲压的质量稳定 ,互换性好 ,具有 “ 一模一样 ” 的特征。 ( 3)冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件,如小到钟表的秒表,大到汽车纵梁、覆盖件等,加上冲压时材料的冷变形硬化效应,冲压的强度和刚度均较高。 ( 4)冲压一般没有切屑碎料生成,材料的消耗较少,且不需其它加热设备,因而是一种省料,节能的加工方法,冲压件的成本较低。 冲压加工于其它方法相比,具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其它加工方法所不能比拟的。但模具是技术密集型产品,其制 造属单件小批量生产,具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高的特点。冷冲模具的结构组成有的可能复杂而且加工难度很大,模具往往很昂贵,但利用模具生产制件的操作却很简单, 沈阳工学院毕业设计 2 单件制件生产周期极短。所以制件的成本可以很低。而且 冲压加工所使用的模具一般具有专用性,有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形,且模具制造的精度高,技术要求高,是技术密集形产品。所以,只有在冲压件生产批量较大的情况下,冲压加工的优点才能充分体现,从而获得较好的经济效益。 冲压在现代工业生产中,尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门 越来越多地采用冲压法加工产品零部件,如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中,冲压件所占的比重都相当的大,少则 60%以上,多则 90%以上。不少过去用锻造 =铸造和切削加工方法制造的零件,现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说,如果生产中不谅采用冲压工艺,许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。 由于冲压加工的零件种类繁多,各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同,因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。 概括起来,可分为分离工序和成形工序两大类;分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压(俗称冲裁件)的工序;成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。 上述两类工序,按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序,每种基本工序还包含有多种单一工序。 在实际生产中,当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时,若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案,即把两种或两种以上的单一工序集中在一 副模具内完成,称为组合的方法不同,又可将其分为复合 级进三种组合方式。 复合冲压 在压力机的一次工作行程中,在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。 级进冲压 在压力机上的一次工作行程中,按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。 复合 在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。 冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等;按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论 何种类型的冲模,都可看成是由上模和下模两部分 沈阳工学院毕业设计 3 组成,上模被固定在压力机工作台或垫板上,是冲模的固定部分。工作时,坯料在下模面上通过定位零件定位,压力机滑块带动上模下压,在模具工作零件(即凸模、凹模)的作用下坯料便产生分离或塑性变形,从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时,模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来,以便进行下一次冲压循环。 进模国内外研究现状与发展趋势 、 些国 家还开发了级进模专用的 3D 设计软件,应用这些软件不仅可完成 2D 设计,同时可获得 3 集成提供了保证。应用 3D 设计,还可以在设计时进行装配干涉的检查,保证设计和工艺的合理性。此外, 术已经逐渐成熟,可用来模拟金属变形过程,分析应力应变的分布,预测破裂、起皱、回弹等缺陷。 在设计上采用了先进的设计理念。如为了便于模具设计与计算,各道工序均以一个统一的基准点为中心,以坐标尺寸的方式标注尺寸。选定基准点后,产品上任何一个点的坐标尺寸,都能准确地计算出来。各工序的模具尺寸以该基准点为中心, 用坐标尺寸标注,给模具设计与制造带来方便。此外,将各工序的加工内容、尺寸要求、加工部位、冲压方向、压力中心及相互关系等,用一张图表示出来,称为加工要领图。有了加工要领图,对各道工序的关系就可一目了然,不仅便于模具设计,而且对模具加工和调整也方便。 国外各模具生产企业根据自身的生产能力、经验等,制定了自己的标准。它包括设计的标准化,模具零件和模具结构的标准化。模具企业的生要任务是设计模具结构和零件,并加工凸、凹模等主要零件,进行装配调试等。其他模具零件均可作为标准件在市场上采购。有些模具企业,模具零件的粗加工 、半精加工,也由相对固定的协作厂家去完成。因此,模具设计、生产周期大大缩短。 标志冲模技术先进水平的精密多任务位级进模,具有结构复杂、制造难度大、精度高、寿命长和生产效率高等特点,是我国重点发展的精密冲模。 从精密多任务位级进模的冲制件来看,包括电机铁芯片级进模、空调器翅片级进模、 沈阳工学院毕业设计 4 集成电路引线框架级进模、电子连接器级进模、彩管电子枪零件级进模、汽车零件级进模、家电零件级进模等。可以说,冲制件覆盖了电子、通讯、汽车、机械、电机电器、仪器仪表和家电等产品范畴。 从当前国内制造的精密多任务位 级进模的水平分析,在模具的技术含量、制造精度、使用寿命和制造周期等方面均获得了明显进步。其中,部分高档优质模具的总体水平与国际同类模具水平相当。 标识冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具,是我国重点发展 的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具,已基本达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比,在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上,仍存在一定差距。 高强度板和不等厚板的冲压模具及大型多工位级进模、连续模今后将会有较快的发展。多功能、多工位级进模中发展重点是高精度、高效率和 大型、高寿命的级进模。精冲模中发展重点是厚板精冲模大型精冲模,并不断提高其精度。为了提高冲压模具的寿命,模具表面的各种强化超硬处理等技术也是发展重点。 在信息化带动工业化发展的今天,在经济全球化趋向日渐加速的情况下,我国冲压模具必须尽快提高水平。通过改革与发展,采取各种有效措施,在冲压模具行业全体职工的共同努力奋斗之下,我国冲压模具也一定会不断提高水平,逐渐缩小与世界先进水平的差距。 在科学发展观指导下,不断提高自主开发能力、重视创新、坚持改革开放、走新型工业化道路,将速度效益型的增长模式逐步转变到质量和水 平效益型轨道上来,我国的冲压模具的水平也必然会更上一层楼。 沈阳工学院毕业设计 5 2 总体计算 件图 如图 222示。 图 2件图 图 2件俯视图 沈阳工学院毕业设计 6 图 2等侧视图 工艺分析: 生产批量:大批量;自动送料;材料: 性稍差于 08F 钢材,但与 10钢基本类同;厚度: 图所示,此零件需要经过拉深,冲孔,落料等工序完成。其塑性条件适合在不采用中间退火等热处理工序时实现连续拉深的冲压生产。 究方案确定 案设计: 方案一:使用 单工序冲裁模加工,拉深、冲孔、翻边、压印等逐一进行。 单工序模具有操作简单,加工零件尺寸稳定,成本低廉等特点。压力机在一次行程中完成一道工序的冲裁。此零件需要经过多次拉深,并且还有冲孔,翻边,冲裁等工艺,生产工序多,使用的模具相对多,会使总成本增加。单工序模适于简单零件的中小批量生产,故排除方案一。 方案二:使用复合冲裁模进行加工,先冲孔落料,后拉深冲裁成型。 复合模可以在压力机的一次行程中,在同一位置同时完成几道工序。在同一位置上合理布置凹凸模,能使其同时完成冲孔及落料的工序。根据复合模加工成型的零件来看 ,一般都是平面零件,这就导致在冲孔落料此零件之后,需要再找另一副模具,来使零件 沈阳工学院毕业设计 7 拉深成型,并且此时定位要求高,零件加工困难,很容易产生废品,使加工成本增加。所以排除方案二。 方案三:使用级进模进行加工,不同工序依次加工。 级进模是压力机在一次行程中,依次在几个不同的位置上同时完成多道工序的冲模。级进模适合于加工结构较复杂,需要大批量生产的零件。使用级进模进行加工,需要控制冲裁件的孔与外形的相对位置精度,这就要求严格控制送料步距。 此零件加工需要完成多次拉深,整形、冲孔、翻边、压印、落料等需要多道工序,而级进模 可以依次在几个不同的位置上逐步加工工件,使用一副多工位级进模可以在压力机一次行程中加工完成需要的零件,所以选用方案三。 案分析: 根据以上方案设计结论,最后选用级进模进行零件的加工。为了避免因先冲孔后拉深,导致孔尺寸被破坏的情况发生。故决定加工顺序依次为拉深,冲孔,中心孔翻边,标记压印,最后成型落料。这在最大程度上保证了孔的大小,位置,精度要求。且不影响条料输送,满足了自动送料的要求。 具体设计步骤: 1)计算所需的毛坯直径,确定送料步距和条料宽度 2)计算总拉伸系数,确定拉深次数,具体工位计算 3)选择适合的排样方式,绘制排样图 4)计算拉深力、冲裁力、压边力等 ,计算压力中心 5)进行模具结构设计 艺计算 首先按单工序拉深的计算方法及冲件的尺寸计算所需的毛坯直径: 224 1 . 7 2 0 . 5 6D d d h r d r ( 2 计算得: D=26 2d 凸缘直径 凸缘的相对直径 2 2 25 沈阳工学院毕业设计 8 25 50 50 100 100 150 150 200 200 250 250 6 5 4 3 经查表得: 1 9 . 2 1 5 . 6 1 . 2 3 得: 则: 224 1 . 7 2 0 . 5 6D d d h r d r ( 2 式中, d 制件中线直径; D 制件实际毛坯直径。 即 : 1 5 2 7 总 表 2 材料 强度极限 b /长率 (%) 极限总拉伸系数 不带推件装置 带推件装置 料厚度t=28F 300 400 28 40 铜 00 400 28 40 钢 80 110 22 25 查表得:极限总拉伸系数 =: 沈阳工学院毕业设计 9 极限总拉伸系数 2 1 1 据相对厚度 100及凸缘相对直径 出: 7 2 7 查表得: 110 需采用有切口的带料连续拉深工艺。 因该拉深件的筒壁直边及凸缘与底部的过渡 通过后面工位的冲压工序来达到这一要 求,因而设置了二次拉深加整形工序。 样图的设计与计算 样的设计原则 1)提高材料利用率。 2)使工人操作方便、安全,减轻工人的劳动强度。 3)使模具结构简单、模具寿命较高。 4)排样应暴政冲裁件的质量。 排样设计的工作内容包括选择排样方法;确定搭边的数值;计算条料宽度及送料步距;画出排样图。有必要时还应核算材料的利用率。 沈阳工学院毕业设计 10 样图的计算 排样采用以自动送料机构送进为粗定位,以拉深凸模为各拉深工序间的定距尺寸。该冲件采用有切口的带料连续拉深工艺。在工艺切口冲切工位后,即安排 了拉深工序,经一次拉深后,在其后的工位上设置了第二次拉深及整形工序,对直壁及凸缘与底部连接的过渡 整形后,再分别用三个工位进行底部冲孔、翻边、标记压印,最后为外形的整体落料工序。 搭边值要合理确定。从节省材料出发,搭边值越小越好,但搭边小于一定数值后,对模具寿命和剪切表面质量都不利。搭边值过小,作用在模具侧表面上的法向力沿着落料毛坯周长的分布不均匀,造成模具刃口磨损;同时在冲裁时,搭边被拉断,使零件产生毛刺,有时还会拉入凸模和凹模间隙中,损坏模具刃口,降低模具寿命。搭边值过大,材料利用率低。 搭边值大小的有关因素如下: 1)与材料的机械性能有关,硬材料的搭边值可小些,软材料、脆性材料的搭边值要大一些; 2)与材料厚度有关,厚材料的搭边值应取大些; 3)与零件的形状与尺寸有关,零件的形状复杂,且有尖突及尺寸大时,搭边值要取大些; 4)与送料及挡料方式有关,有侧压扳导向的手工送料,其搭边值可以小些。 另外,排样方式、有无压料机构对搭边值均有影响。一般搭边值是由经验确定的。 送料步距的确定: 条料在模具上每次送进的距离称为送料步距。每个步距可以冲出一个零件,也可以冲出几个零件。送料步 距的大小应为条料上两个对应冲裁件的对应点之间的距离。每次只冲一个零件的步距 A D a ( 2 式中 D 平行于送料方向的冲裁件宽度 ( ; a 冲裁件之间的搭边值 ( ; 条料宽度的确定: 在排样方式和搭边数值确定以后,就可以确定条料的宽度。为了保证最小的搭边,必须考虑条料的单向(负向)公差,其计算公式(参照文献 9)如下 有侧压装置时,条料宽度为: 沈阳工学院毕业设计 11 2B D a ( 2 无侧压装置时,条料宽度为: 2B D a Z ( 2 式中 B 条料宽度 ( ; D 垂直于送料方向的冲裁件尺寸 ( ; a 侧搭边的最小值 ( ; 条料宽度的单向(负向)偏差值 ( ,见表 2Z 导尺与最宽条料之间的最小间隙 ( ,其值见表 2 有侧刃装置时,条料宽度 为: 2 1 . 5B L a n b L a n b ( 2 式中 B 条料宽度( L 冲裁件垂直于送料方向的尺寸( n 侧刃数; b 侧刃裁切的宽度( 见表 2 a 侧搭边值( 表 2料宽度偏差 () 条料宽度B/料厚度 t/ 1 1 2 2 3 3 5 50 0 100 50 200 00 220 20 300 沈阳工学院毕业设计 12 表 2料宽度偏差 () 条料宽度 B/料厚度 t/ 1 1 2 20 20 30 30 50 2料最小间隙 () 导向方式 无侧压装置 有侧压装置 条料宽度 100 以下 100 200 200 300 100 以 下 100 以上 材料 厚度 ( 1 2 3 4 5 2值 () 材料厚度 t/属材料 非金属材料 3 沈阳工学院毕业设计 13 经查表得: a=a=: 2 7 . 8 1 2 9A D a m m 0 . 10 . 12 2 7 . 8 2 1 . 2 1 3 2B D a Z 条料宽度为整数,料宽为 32距为 29 样图 如图 2图 2样共 8个工位: 2. 料利用率、冲裁力及压力机的选择 在冲压生产中,零件的材料费用占制造成本的 60以上,所以材料的经济利用是一个极其重要的问题。 冲裁件在板料(条料或带料)上的布置方法称为冲裁工作的排样法,通常叫做排样。排样的目的在于合理利用原材料,并尽可能节约材料。材料利用率是衡量排样经济性的指标。它是指零件的实际面积 0S ,与每个零件所占板料面积 S 的百分比,即 : 0 00 / 1 0 0 ( 2 沈阳工学院毕业设计 14 式中 材料利用率; 零件的实际面积( 2 ; 冲裁此零件所占用的板料面积,包括零件实际面积与废料面积( 2。 值越大,说明废料越少,材料利用率就越高。 从上式可以看出,若减少废料面积,就可以提高材料利用率。冲裁时产生的废料分为工艺废料与结构废料两种。搭边和余量属于工艺废料,它取决于排样形式及冲压方式;结构废料是由零件本身的形状特点决定的,一般不能改变。 故经计算: 0 00 / 1 0 0 6 5 . 4 % 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。 冲裁力 F 一般按下式计算: 1.3 ( 2 式中 F 冲裁力( N); L 冲裁周边长度( t 材料厚度( b 材料抗剪强度( K 系数。 系数 K 是考虑到实际生产中,模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损、板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数,一般取 K = 在一般情况下,材料的 ,为方便计算,也可用下式计算冲裁力: ( 2 冲裁周长 L= 抗拉强度 b 为 270 390=90 =沈阳工学院毕业设计 15 拉深力的公式为: 拉 ( 2 式中 拉深力 ( ; K 拉深系数,通常取 K L 拉深件断面周长 ( ; t 材料厚度( ; b 材料抗拉强度( 。 拉 =590 =形力 的 计算 为 : 1F ( 2 式中 整F 校平力 ( N) ; A 校平投影面积 ( 2; 1q 单位校平力 ( 2/ 221 5 . 6( ) 1 9 12A c m 1 1 9 1 9 0 1 7 1 9 1F A q N 整 冲孔力的计算为: 1 1 . 6 5 2 5 . 1 82L m m ( 2 11 5 . 1 8 0 . 6 3 9 0 1 2 1 3 t N ( 2 2 3 . 6 2 1 1 . 3 02L m m 沈阳工学院毕业设计 16 22 1 1 . 3 0 0 . 6 3 9 0 2 6 4 6 . 5 t N 则总的冲孔力: 12= 4 4 1 2 1 3 2 6 4 6 . 5 7 4 9 8 . 5F F F N 冲 翻边力的计算为: 1)翻边的工艺计算 翻遍高度 0 . 4 3 0 . 7 22r t ( 2 或 ( 1 ) 0 . 4 3 0 . 7 22r ( 2 许可的最大翻边高度: m a x m i n( 1 ) 0 . 4 3 0 . 7 2 1 . 1 42 r t c m ( 2 当工件要求高度 时,就不能直接由平板毛坯翻边成形,这时可以采用先拉深,再在拉深底部冲孔翻 边。 如图所示 2 图 2拉深件底部冲孔后翻边 在拉深件底部冲孔翻边时,应先决定翻边所能达到的最大高度 h,然后根据翻边高度 来确定拉深高度 h 。翻边高度为: 沈阳工学院毕业设计 17 ( ) ( )2 2 2 2D d t th r r ( 2 (1 ) 0 . 5 72Dd ( 2 得出: ( 1 ) 0 . 5 7 0 . 7 9 22 若以极限翻边系数 入上式中的 ,即可求得其极限翻边高度 : m i n m i n( 1 ) 0 . 5 72 r ( 2 其预冲孔直径 d 应为: 2 1 . 1 4 3 . 6d D h r ( 2 式中 D 竖边部分的中径( r 竖边转角处的内径( t 料条厚度( 其拉深高度 h 应为: 2 . 4h H h r t ( 2 翻边时,竖边口部变薄现象较为严重。 2)翻边力的计算 翻边力 F(N)一般不大,需要时可按下式计算: 1 . 1 ( ) d t ( 2 式中 D 翻边后直径 ( d 翻边预冲孔直径 ( t 材料厚度 (s 材料的屈服点 ( 由上式,得: 1 . 1 ( ) d t翻 沈阳工学院毕业设计 18 1 . 1 3 . 1 4 ( 4 . 5 3 . 6 ) 0 . 6 3 9 0 压印力的计算为: 2F ( 2 式中 压印 力 (N) A 压印 投影面积 ( 2 2q 单位 压印 力 ( 2/ 2 1 5 5 0 0 7 5 0 0F A q N 压 切口力的计算为: 8 7 L D m m 2 0 4 3 6 . 7 L t N切 0 . 5 3 6 3 . 8 9 翻翻 卸 ( 2 0 . 5 2 5 9 2 冲 卸 冲 ( 2 则: 5 5 5 1 7 . 6 4 5 6F F F F F F F F N K N 翻 切总 拉 冲 翻 卸 冲 卸 总压力能够满足整形所需。 压力机的选择: 联系到该模具的尺寸,而且是企业实际生产,故压力机型号选择偏大些。 压力机型号为 称压力: 400 称力行程: 4块行程: 100 程次数: 50 次 / 大闭合 高度: 230 沈阳工学院毕业设计 19 闭合高度调节量: 60块中心线至床身距离: 230作台尺寸:前后 左右 =380630 mm作台孔尺寸: 150 作台厚度: 75柄孔尺寸: 40 身最大可倾角: 20 电机功率: 3身两立柱间距离: 280 形尺寸: 1400 1000 2300 具刃口尺寸计算 深 凸、凹模圆角半径 首次拉伸凹模圆角半径可按下式计算 1 0 ( ) d t ( 2 式中 1 首次拉深凹模圆角半径 (D 毛坯直径 (d 凹模内径 (t 工件料厚 (以后各次拉深的凹模圆角半径,可按下式确定 1( 0 . 6 0 . 8 ) ( 2 首次拉深凸模圆角半径按下式确定 11( 0 . 7 1 . 0 ) ( 2 以后各次拉深凸模圆角半径为 11 22d d ( 2 式中 1为各工序件的外径 沈阳工学院毕业设计 20 对于中间各次拉深工序,一般情况可取 计算得: 121 . 5 , 0 . 8m m r m m 最后一次拉深凸模圆角半径应等于零件的圆角半径,但不得小于( 23) t。如果零件的圆角 半径要求小于( 23) 凸模圆角半径仍取( 23) t,最后用一次整形工序来得到零件要求的圆角半径。 图 2深尺寸 工件要求内形尺寸,以凸模尺寸为基准进
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