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L形片冲压级进模设计【弯角】【全套CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

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形片冲 压级 设计 弯角 全套 cad 图纸 毕业论文 原创 资料
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目    录

摘 要 5

第1章、绪论 6

1.1.课题来源和研究意义 6

1.2.国内外在该方向的研究现状及分析 7

1.3.本课题研究的主要内容 8

1.4.本章小结 8

第2章、L形片加工工艺综合分析 9

2.1.L形片加工工艺要求 9

2.2.零件图分析 9

2.3.冲压工艺性审查 9

2.4.冲压件经济性和先进性分析 10

2.5.工艺方案的确定 10

2.6.本章小结 11

第3章、级进模的设计 12

3.1.冲压件的工艺分析 12

3.1.1.弯曲件回弹值的计算 12

3.2.排样 12

3.3.计算冲压力(根据工步计算冲压力) 14

3.3.1.切侧刃力 14

3.3.2.切侧刃力 14

3.3.3.冲孔力 14

3.3.4.冲中间废料力 14

3.3.5.切废料力1 14

3.3.6.弯曲力的计算 14

3.3.7.切断力 14

3.3.8.卸料力 15

3.3.9.顶件力 15

3.4.确定模具压力中心 15

3.5.计算凸、凹模刃口尺寸 17

3.5.1.冲孔凸、凹模刃口计算 17

3.5.2.落料凸、凹模刃口计算 18

3.5.3.弯曲工作部分尺寸计算 20

3.6.凸模、凹模的结构设计 21

3.7.模具总体设计及主要零部件设计 24

3.7.1.模具总休装配设计 24

3.7.2.卸料橡皮垫的设计计算 24

3.7.3.模柄设计 25

3.7.4.模架设计 25

3.7.5.垫板设计 25

3.7.6.凸模固定板设计 26

3.7.7.卸料板设计 26

3.7.8.模具的闭合高度 26

3.8.冲压设备的选择 27

3.8.1.公称压力的选择 27

3.8.2.行程次数 27

3.8.3.滑块行程(S) 28

3.8.4.模具闭合高度 28

3.8.5.工作台面尺寸 29

3.8.6.模柄孔尺寸 29

3.9.模具的装配 29

3.10.本章小结 30

结 论 31

致    谢 32

参考文献 33

 

摘 要

毕业设计是在模具专业理论教学之后进行的实践性教学环节。是对所学知识的一次总检验,是走向工作岗位前的一次实战演习。其目的是,综合运用所学课程的理论和实践知识,设计一副完整的模具训练、培养和提高自己的工作能力。巩固和扩充模具专业课程所学内容,掌握模具设计与制造的方法、步骤和相关技术规范。熟练查阅相关技术资料。掌握模具设计与制造的基本技能,如制件工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料,绘图及编写设计技术文件等。

本设计主要对L形片冲压模具进行设计。结合公司实际生产要求和产品的特点,在厂原有的设计上,对模具进行了改进设计。本设计对L形片加工工艺进行了分析,得出了最佳加工方案,在充分保证零件质量与精度的前提下,选择高生产率的加工工艺,降低生产成本,从而有效地节约了材料。本设计中使用计算机软件进行了辅助设计,在保证高精度的同时简化了传统的繁琐计算过程,使设计更为便捷。

该L形片从坯料到完全成形,以前是使用两套模具:冲孔落料复合模与弯曲模。所设计的两套模具较为典型,也具有一定的代表性。本设计的重点与难点是多道工序的结合以及对凸、凹模刃口尺寸的计算,因为它将直接影响零件的质量。


关键词  冲压模具;级进模;辅助设计;模具结构




第1章、绪论

1.1.课题来源和研究意义

本设计题目由实习单位提供,经系指导老师审核通过的。本设计题目涉及的主要内容是对冲压模的设计, 研究目的是在厂原有的基础上,对模具进行改进设计,提高产品质量与效益。

在二十世纪中期甚至更早,国外就已经出现很多对模具及模具工业的高度评价与精辟的比喻。例如: “模具是美国工业的基石”(美国);“模具是促进社会繁荣富强的原动力”(日本);“模具工业是金属加工的帝王”(德国);“模具是黄金”(东欧)等。在二十世纪未,中国人才开始认识到其极端重要性,作出了科学的评价:“模具工业是现代工业之母”(中国)。

21世纪的制造业,正从以机器为特征的传统技术时代,向着以信息为特征的技术时代迈进,即用信息技术改造和提升传统产业。经济全球化和世界市场一体化加速发展,不断加剧了制造商之间的竞争,提出了快速反应市场的要求,与之相适应,制造业对柔性自动化技术及装备的要求更加迫切而强烈。同时,微电子技术和信息通信技术的快速发展,为柔性自动化提供了重要的技术支撑,工业装备的数控化、自动化、柔性化呈现蓬勃发展的态势。

现今,全世界模具工业年总产值约为650亿美元,其中亚洲地区占到全世界一半的总产值。而在亚洲,最高属于日本,年产值达200亿美元上下。美国的年产值为50亿美元。中国也在后来居上,现在已经达到70亿美元。然而,产值并不等同于技术质量。虽然我国冲压模具无论在数量上,还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展,但与发展经济需求和世界先进水平相比,差距仍很大。一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口,特别是中高档轿车的覆盖件模具,目前仍主要依靠进口。而技术含量低的模具已供过于求,市场利润空间狭小。近五年来,平均每年进口模具约为11.2亿美元,2003年就进口了近13.7亿的模具,这还未包括随设备和生产线作为附件带进来的模具。这表示中国大陆模具业的发展潜力仍然很巨大。这就是这次研究的意义。

1.2.国内外在该方向的研究现状及分析

在世界上大多数国家和地区,模具及模具工业早已成为了一个行业,有专门的行业组织机构指导和推动模具工业的发展。比如日本有“型技术协会”,台湾地区有“台湾模具工业同业公会”,我国有“中国模具工业协会”,各省市均有其分会。模具行业已成为一个大行业,仅我国的模具企业已达到了数万家之多。

近年来,我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具,中档轿车配套的覆盖件模具和多工位级进模也能生产了。模具精度达到1~2μm,寿命2亿次左右。表面粗糙度达到Ra≤1.5μm的精冲模、大尺寸(φ≥300mm)精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。

我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精冲模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。华中工学院和北京模具厂等在1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。21世纪开始,CAD/CAM技术逐渐普及,现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术,其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。

模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期,降低生产成本,提高产品质量,已成为人们的共识。在“八五”、九五“期间,已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术,数控加工的使用率也越来越高,并陆续引进了相当数量CAD/CAM系统。如美国EDS的UG,美国Parametric Technology公司的Pro/Engineer,美国CV公司的CADSS,英国DELCAM公司的DOCT5,日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 还引进了AutoCAD CATIA 等软件及法国Marta-Daravision公司用于汽车及覆盖件模具的Euclid-IS等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了CAD/CAM技术/DL图的设计和模具结构图的设计均已实现二维CAD,多数企业已经向三维过渡,总图生产逐步代替零件图生产。在冲压成型CAE软件方面,除了引进的软件外,华中科技术大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件,并已在实践中得到成功应用,产生了良好的效益。快速原型(RP)传统的快速经济模具相结合,快速制造大型汽车覆盖件模具,解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具,模具精度低、制件精度低和制造难等问题,实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造。它标志着RPM应用于汽车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。

围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造,近年来也涌现出一些新的快速成型方法。例如,目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。

1.3.本课题研究的主要内容

1.L形片冲裁工艺方案;

2.L形片模具总体方案设计;

3.模具各零件尺寸计算;

4.模具总装配图与零件图绘制。

1.4.本章小结

本章从国内外当今模具的发展状况这个角度介绍了课题的研究意义,在此基础上提出课题设计的任务。




第2章、L形片加工工艺综合分析

2.1.L形片加工工艺要求

L形片零件图如图2-1所示,材料为10#钢,优质碳素结构钢,材料厚度=1.4mm,已知年产量10万件,为大批量生产。要求表面无划痕、孔不允许严重变形、冲口无毛刺、弯曲无裂纹。设计其冲压模,确定冲压工艺方案。(10#钢材质抗拉强度约是300-440MPa,抗剪强度约是260-340MPa,具有良好的塑性,其冲裁、成形加工性较好。)


内容简介:
1 学 毕业设计 说明书 题 目 :冲 压工艺及模具设计 年级、 专业 : 姓 名 : 学 号 : 指 导 教 师 : 完 成 时 间 : 本科毕业设计 2 诚 信 承 诺 书 本人郑重声明:所呈交的毕业设计 L 形 片冲压工艺与模具设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果,其内容除了在毕业设计中特别加以标注引用,表示致谢的内容外,本毕业设计不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级: 学 号: 作者姓名: 2016 年 3 月 13 日 目 录 摘 要 . 4 第章、绪论 . 5 3 . 5 . 6 . 8 . 8 第 2 章、 L 形片加工工艺综合分析 . 8 . 8 . 9 . 9 . 10 . 10 . 11 第 3 章、级进模的设计 . 12 . 12 .样 . 12 据工步计算冲压力) . 14 .定模具压力中心 . 15 模刃口尺寸 . 17 模刃口计算 .模刃口计算 .模、凹模的结构设计 . 21 . 24 .4 .压设备的选择 . 27 .S) .具的装配 . 29 . 30 结 论 . 31 致 谢 . 32 参考文献 . 33 摘 要 毕业设计是在模具专业理论教学 之后进行的实践性教学环节。是对所学知识的一次总检 5 验,是走向工作岗位前的一次实战演习。其目的是,综合运用所学课程的理论和实践知识 ,设计一副完整的模具训练、培养和提高自己的工作能力。巩固和扩充模具专业课程所学内容,掌握模具设计与制造的方法、步骤和相关技术规范。熟练查阅相关技术资料。掌握模具设计与制造的基本技能,如制件工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料,绘图及编写设计技术文件等。 本设计主要对 L 形片 冲压模具进行设计。结合公司实际生产要求和产品的特点,在厂原有的设计上 ,对模具进行了改进设 计。 本设计对 L 形片 加工工艺进行了分析,得出了最佳加工方案,在充分保证零件质量与精度的前提下,选择高生产率的加工工艺,降低生产成本,从而有效地节约了材料。本设计中使用计算机软件进行了辅助设计,在保证高精度的同时简化了传统的繁琐计算过程,使设计更为便捷。 该 L 形片 从坯料到完全成形, 以前是使用 两套模具:冲孔落料复合模与 弯曲 模。所设计的两套模具较为典型,也具有一定的代表性。本设计的重点与难点是 多 道工序的结合以及 对凸 、 凹模刃口尺寸的计算,因为它将直接影响零件的质量。 关键词 冲压模具 ; 级进 模 ; 辅助设计 ; 模具结构 第章 、 绪论 本设计题目由 实习单位提供 ,经系指导老师审核通过的。本设计题目涉及的主要内容是对冲压模的设计 , 研究目的是在厂原有的基础上,对模具进行改进设计,提高产品质量与效 6 益。 在二十世纪中期甚至更早 ,国外就已经出现很多对模具及模具工业的高度评价与精辟的比喻。例如 : “模具是美国工业的基石 ” (美国 );“模具是促进社会繁荣富强的原动力 ” (日本 );“模具工业是金属加工的帝王 ” (德国 );“模具是黄金 ” (东欧 )等。在二十世纪未 ,中国人才开始认识到其极端重要性 ,作出了科学的评价 :“模具工业是现代工业之母 ” (中国 )。 21 世纪的制造业,正从以机器为特征的传统技术时代,向着以信息为特征的技术时代迈进,即用信息技术改造和提升传统产业。经济全球化和世界市场一体化加速发展,不断加剧了制造商之间的竞争,提出了快速反应市场的要求,与之相适应,制造业对柔性自动化技术及装备的要求更加迫切而强烈。同时,微电子技术和信息通信技术的快速发展,为柔性自动化提供了重要的技术支撑,工业装备的数控化、自动化、柔性化呈现蓬勃发展的态势。 现今 ,全世界模具工业年总产值约为 650亿美元,其中亚洲地区 占到全世界一半的总产值。而在亚洲 ,最高属于日本 ,年产值达 200亿美元上下。美国的年产值为 50 亿美元。中国也在后来居上 ,现在已经达到 70 亿美元。然而 ,产值并不等同于技术质量。虽然 我国冲压模具无论在数量上,还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展,但与发 展 经济需求和世界先进水平相比,差距仍很大 。 一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口,特别是中高档轿车的覆盖件模具,目前仍主要依靠进口。 而技术含量低的模具已供过于求 ,市场利润空间狭小。近五年来 ,平均每年进口模具约为 2003年就进口了 近 这还未包括随设备和生产线作为附件带进来的模具。这表示中国大陆模具业的发展潜力仍然很巨大。这就是这次 研究的意义 。 在世界上大多数国家和地区,模具及模具工业早已成为了一个行业,有专门的行业组织机构指导和推动模具工业的发 展。 比如日本有“型技术协会”,台湾地区有“台湾模具工业同业公会 ” ,我国有“中国模具工业协会 ” , 各省市均有其分 会。 模具行业已成为一个大行业,仅我国的模具企业已达到了数万家之多。 7 近年来,我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套 重量达 50 多吨的模具 , 中档轿车配套的覆盖件模具 和 多工位级进模也能生产了。 模具 精度达到 12m,寿命2 亿次左 右 。表面粗糙度达到 精冲模 、 大尺寸( 300冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。 我国模具 0多年历史。由原华中工学院和武汉 733厂于 1984年共同完成的精 冲 模 统是我国第一个自行开发的模具 统。华中工学院和北京模具厂等 在 1986 年共同完成的冷冲模 统是我国自行开发的第一个冲裁模 统。 上海交通大学开发的冷冲模 统也于同年完成。 21 世纪开始 , 术逐渐普及,现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了术 , 其中部分骨干重点企业还具备各 力。 模具 术能显著缩短模具设计与制造周期,降低生产成本,提高产品质量,已成为人们的共识。在 “八五 ”、九五 “期间,已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术,数控加工的使用率也越来越高,并陆续引进了相当数量 统。如美国 国 司 的 国 司的 国 本 司的 以色列公司的 引进了软件及法国 司用于汽车及覆盖件模具的 专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了 术 /的设计和模具结构图的设计均已实现二维 数企业已经向三维过渡,总图生产逐步代替零件图生产。在冲压成型 件方面,除了引进的软件外,华中科技术大学 、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件,并已在实践中得到成功应用,产生了良好的效益。快速原型( 统的快速经济模具相结合,快速制造大型汽车覆盖件模具,解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具,模具精度低、制件精度低 和 制 造 难等问题,实现了以三维 型作为制模依据的快速模具制造 。 它标志着 用于汽车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。 8 围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造,近年来也涌现出一些新的快速成型方法 。 例如 , 目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型 等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优 点。 片 冲裁工艺方案; 片 模具总体方案设计; 件 图绘制。 本章从国内外当今模具的发展状况这个角度介绍了课题的研究意义,在此基础上提出课题设计的任务。 第 2 章 、 L 形片 加工工艺综合分析 片 加工工艺要求 L 形片 零件图如图 2示,材料为 10#钢 , 优质 碳素 结构 钢 , 材料厚度 t 知年产量 10万 件,为大批量生产。要求表面无划痕、孔不允许严重变形、冲口无毛刺、 弯曲 9 无裂纹。设计其冲压模,确定冲压工艺方案。( 10#钢 材质抗拉强度约是 300抗剪强度约是 260具有良好的塑性,其冲裁、成形加工性较好。) 图 2形片 零件图 该件为带孔的 圆孔 和弯曲 的产品 ,尺寸精度要求不高,由冲裁和 弯曲 即可成形。冲压难点在于 多道工序在一副模具里实现,即采用连续冲压的方法,同时要保证产品不 能变形 。 最好是采用双边载体来设计模具,两件同时冲,中间 连接部分做载体,最后切断,成两个产品,可以提高生产效率。 在分析冲压工艺性的基础上,其审查内容见下表所示: 表 2压工艺性审查表 工艺性项目 冲压件工艺性状 工艺性允许值 工艺性评价 冲裁工艺性 落料 冲孔圆孔 6 对 6 小孔边距 152 t=10 4. 精度 外形 孔 直径 是 弯曲 工艺性 单边 弯曲 ,不对称 径 自然尺寸 距 4 孔边 12 2t= 由以上分析可知,该零件的工艺性较好,可以冲压加工。 冲压是该件最好的加工方法。由于批量较 大, 为提高生产率,宜采用复杂一点的组合工序。 的确定 方案一:首先整体落料,再冲孔,最后进行 弯曲 ; 方案二:落料 , 弯曲 ,最后进行冲孔; 方案三:落料冲孔复合,最后进行 弯曲 。 方案四:冲侧刃,冲孔,切废料 1,切废料 2, 弯曲, 最后切断,产品掉下。 上述三方案的综合比较见下表: 11 表 2压工艺方案比较表 项 目 方案一 ,二 方案 三 方案 四 模具数量 三套 二套 一 套 制件质量 有回弹,可控制 有回弹,不易控制 形状尺寸精度较好,有回弹,可控制 生产率 较低 较高 较高 模具寿命 结构简单,寿命不长 结构复杂,生产效率高, 比较合理 根 据上 表比较,选定方案四 。由于冲压件弯曲尺寸精度均为 案 四 回弹可控制,对其影响不大。同时,采用 这样的方案, 在提高生产率的同时也很好地保证冲孔与外形尺寸精度。 本章分析了 L 形片 整体加工工艺性,对其工艺性进行审查,并对冲压件进行了经济性与先进性分析,最后确定工艺方案。 12 第 3 章 、 级进 模的设计 该 产品落料,冲孔, 弯曲 等工序结合, 结构较为简单, 整个形状 由直线与圆弧组成。由零件图可知,该件的经济精度为 合冲裁精度要求,精度要 求能够在冲裁加工中得到保证,一次冲压成形。其尺寸要求、生产批量等情况,也均符合冲裁的工艺要求。 材料为 10#钢 。该工件的 弯曲 内 圆角半径为 小于 最小弯曲半径 故该工件形状、尺寸、精度 在计算展开尺寸时按小 R 角公式计算 。 ( 1) / 10时属于小变形程度,而 /5时属于大变形程度。 此零件的 r/t=于大变 形程度,圆角半径回弹小,不必计算,只计算凸模角度。 因为 90o ,由文献 3,表 5到: 90 1o 计算凸模的中心角: 0 0 09 0 1 8 9t (3其中 t 凸模的圆角部分的中心角,( 0 ); 工 件的中心角,( 0 )。 ( 2) 工件回弹问题的解决:当工件精度要求不高或校正弯曲时,生产中常采取调整凸、凹模间隙的方法解决工件回弹问题。 根据产品形状, 弯曲 R 角和材料厚度的比例,按小 R 角计算公式计算展开尺寸: 13 L=2+其中 所以L=整 次设计按 算和设计模具,展开图如下: 此尺寸还需要经过实际生产来调节, 结合 产品形状和模具结构 情况,决定采用直排的排样方案 ,如下图 3示: 图 3 样 图 由文献 3, 表 3知 :搭边值 a=中间搭边载体尺寸为 压件面积 为 30 15 15=条 料 宽 度b=距 h=30+5所以一个进距的材料利用率为: 2 35 100%=( 3 14 根据工步计算冲压力) tb= (2 5) 340=tb= (2 5) 340= Ltb=4 (6) 340=间废料力 Ltb=2 (5+ 340= Ltb=2 ( 15+ 340= ( 1)弯曲力 P6=b=( 30+30) 440=式中 P 弯曲力 b Ltb=(15 2) 340=15 由文献 3, 表 3取 ( 力 由文献 3, 表 3取 P =( = 冲压力 初步选择 630 床。 裁力分析图 以中间圆圆心为原点,建立如上图 3 2所示坐标系 采用解析法求压力中心,求 1 冲 侧刃 力 t b,得 2 冲 侧刃 力 t b,得 3 冲孔力 1 t b,得 4 冲孔力 2 t b,得 5 冲孔力 3 t b,得 16 冲孔力 4 t b,得 7 切废料力 t b, 得 8 切废料力 t b, 得 9 切废料力 t b, 得 10 切废料力 b, 得 11 弯曲 力 b, 得 12 切断力 t b, 得 1 X 轴的力臂 1 Y 轴的力臂 0 X 轴的力臂 2 Y 轴的力臂 0 X 轴的力臂 3 Y 轴的力臂 4 X 轴的力臂 4 Y 轴的力臂 5 X 轴的力臂 5 Y 轴的力臂 6 X 轴的力臂 6 Y 轴的力臂 7 X 轴的力臂 7 Y 轴的力臂 5 X 轴的力臂 8 Y 轴的力臂 5 X 轴的力臂 5 17 Y 轴的力臂 X 轴的力臂 65 Y 轴的力臂 X 轴的力臂 Y 轴的力臂 12 X 轴的力臂 Y 轴的力臂 据合力距定理: .) /( ) .) /( ) F 冲压力到 X 轴的力臂; F 冲压力到 Y 轴的力臂; 以本次设计的模具压力中心为( 0)。 模刃口尺寸 模刃口计算 对冲孔采用凸、凹模分开的加工方法,其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下: 冲 6,由文献 3, 表 3知: 由文献 3, 表 3凸凹模制造公差:p=d=核: p+d=满足 p+d的条件。 由文献 3, 表 3因数 x= 18 模刃口计算 凸、凹模刃口尺寸计算原则 设计落料模先确定凹模刃口尺寸,以凹模为基准,间隙取在凸模上;设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸,以凸模为基准,间隙取在凹模上。 间隙是影响模具寿命的各种因素中占最主要的一个。冲裁过程中,凸模与被冲的孔之间,凹模与落料件之间的均有磨檫,而且间隙越小,磨檫越严重。在实际生产中受到制造误差和装配精度的限制,凸模不可能绝对垂直于凹模平面,而且间隙也不会绝对均匀分布,合理的间隙均可使凸模、凹模侧面与材料间的磨檫减小,并缓减间隙不均匀的不利影响,从而提高模具的使用寿命。 冲裁间隙对冲裁力 的影响: 虽然冲裁力随冲裁间隙的增大有一定程度的降低,但是当单边间隙介于材料厚度 5%20%范围时,冲裁力的降低并不明显(仅降低 5%10%左右)。因此,在正常情况下,间隙对冲裁力的影响不大。 冲裁间隙对斜料力、推件力、顶件力的影响: 间隙对斜料力、推件力、顶件力的影响较为显著。间隙增大后,从凸模上斜、从凸模孔口中推出或顶出零件都将省力。一般当单边间隙增大到材料厚度的 15%25%左右时斜料力几乎减到零。 冲裁间隙对尺寸精度的影响: 间隙对冲裁件尺寸精度的影响的规律,对于冲孔和落料是不同的,并且与材料轧制 的纤维方向有关。 通过以上分析可以看出,冲裁间隙对断面质量、模具寿命、冲裁力、斜料力、推件力、顶件力以及冲裁件尺寸精度的 影响规律均不相同。因此,并不存在一个绝对合理的间隙数值,能同时满足断面质量最佳,尺寸精度最佳,冲裁模具寿命最长,冲裁力、斜料力、推件力、 19 顶件力最小等各个方面的要求。在冲压的实际生产过程中,间隙的选用主要考虑冲裁件断面质量和模具寿命这两个方面的主要因素。但许多研究结果表明,能够保证良好的冲裁件断面质量的间隙数值和可以获得较高的冲模寿命的间隙数值也是不一致的。一般说来,当对冲裁件断面质量要求 较高时,应选取较小的间隙值,而当对冲裁件的质量要求不是很高时,则应适当地加大间隙值以利于提高冲模的使用寿命。 根据冲模在使用过程中的磨损规律,设计落料模时,凹模基本尺寸应取接近或等于零件的最小极限尺寸;设计冲孔模时,凸模基本尺寸则取接近或等于冲孔件的最大极限尺寸。按冲件精度和模具可能磨损程度,凸、凹模磨损留量在公差范围内的 间。磨损量用 中 为冲件的公差值, x 为磨损系数,其值在 间,与冲件制造精度有关,可按下列关系选取:零件精度 上 X=1; 零件精度 X=零件精度 X= 不管落料还是冲孔,冲裁间隙一律采用最小合理间隙值( 。选择模具制造公差时,一般冲模精度较零件高 3。对于形状简单的圆形、方形刃口,其制造偏差值可按 于形状复杂的刃口尺寸制造偏差可按零件相应部位公差值的 1/4 来选取;对于刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取冲件相应部位公差值的 1/8 并冠以();若零件没有标注公差,则可按 取值。 零件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差应按“入体”原则标注单向公差,即: 落料件上偏差为零,只标注下偏差;冲孔件下偏差为零,只标注上偏差。如果零件公差是依双向偏差标注的,则应换算成单向标注。磨损后无变化的尺寸除外。 对外轮廓的落料,由于形状较复杂,故采用配合的加工方法。其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下: 当以凹模为基准件时,凹模磨损后,刃口尺寸有的增大,有的减小。 增大尺寸有: 15, 5, 35, 它在冲孔凸模上相当于落料凹模尺寸,故按一般落料凹尺寸公式计算。 20 由文献 3, 表 3因数 x 为:对 3、 17, 12, ,所以有 15d=(=d=(=5d=(=文献 3, 表 3 凸模尺寸按凹模实际尺寸配做,保证双边间隙为 (2=体零 件尺寸看零件图。 作部分尺寸计算 ( 1)凸模圆角半径 由于此件圆角半径( r=小,凸模圆角半径可取 R= ( 2)凹模圆角半径 凹模圆角半径不能过小,以免增加弯曲力,擦伤工件表面。此工件 单 边 弯曲 ,属于 不对称 件, 为方便模具设计,保证模具寿命,采用对称两件设计, 凹模圆角半径模圆角半径本设计中取 2,同时工件属于对称件,为 防止在冲压过程中, 模具收力不均匀现象, 需要用 一模两件的方法,最后切断,中间部分做载体。 ( 3)凹模工作部分深度的设计计算 凹模工作部分的深度将决定板料的进模深度,同时也影响到弯曲件直边的平直度,对工件的尺寸精度造成一定的影响。一般情况下,凹模工作部分深度可查相关设计资料即能满足弯曲件的要求。 ( 4)凸、凹模间隙 弯曲模的凸凹模间隙是指单边间隙 Z。间隙越小,则弯曲力越大,间隙过小,会使制件边部厚变薄,降低凹模寿命。间隙过大,则回弹大,降低制件精度。凸、凹模间隙 Z 可按下式计算 21 Z t+ 式中 Z弯曲模凸、凹模单边间隙; t材料厚度(基本尺寸); C间隙系数; 由文献 3, 表 5 C 以 Z 2 模 的结构设计 模具结构比较复杂,但从单独的各个工序分开看,模具就简单多了,首先,就切侧刃和冲孔,切废料,就类似冲孔模,由于需要卸料板压住材料,才能继续冲压,所以冲头和 切侧刃的冲头都可以 设计成直柱的形块。尺寸标注如下图 3示。 图 3断凸模零件图 22 图 3圆孔 凸模零件图 图 3侧刃凸模零件图 凹模的刃口形式,考虑到生产批量较大,所以采用刃口强度较高的凹模,如图 3示的刃口形式。凹模的外形尺寸,由文献 3, 式 4 4算: H H 35C=于产品向下弯曲,产品弯曲的高度为 虑到切断后产品顺利脱离模具,建议设计凹模时厚度需要增加,达到 40上,本次设计 453 厚, 尺寸标注如下图所示: 最后切断两边加工斜边,方便切断的产品从凹模两边自然滑下,能够保证条料自然送料。 图 3模零件图 本模具为 连续冲压 模,因此除冲孔凸模和凹模外,还会有 弯曲 凸 模。凸模是本 模具 中的关键零件 。 图 3曲 凸模零件图 凸模结构如图所示,通过过盈配合固定在凸模固定板上。由于变曲件圆角半径较小,所以凸模 过渡 圆角半径取 合生产实际要求。 凸模的材料选用与凹模材料相同,为 作部分热处理淬硬 58 62 24 该 连续 模将凹模 安装在下模,冲头固定在固定板利,安装在上 模上,为典型的 正 装结构。 两个导料 板 控制条料送进的导向, 定位销和侧刃距离 控制送料的进距。卸料采用弹性卸料装 置,弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹性橡胶组成。冲制的工件 在最后的切断工序后自动脱落模具,从模具上掉下 。冲孔的废料可通过凹模的内孔从冲床台面孔漏下。 滑块带动上模回升时,卸料装置将箍在凸 模上的条料卸下,推件装置将卡在凹模之间的冲件 顶出凹模 面, 送料装置继续往前送料,这样,一个冲次就已经完成 。 冲模工作行程: t+1+据橡皮垫工作行程的取值范围,橡皮垫的自由高 度为 H( 取 得 H 23 H 据本冲裁模的结构,橡皮垫设计成圆形 由前面计算得 卸料 力 11180据模具结构初定 8 块橡皮垫,每块橡皮垫分担的压力为: 4 11180 8 料镙钉选用 以 d=11文献 2, 表 算得 D ( 3 25 所以选用直径为 20 的树脂 8 件即可 。 模柄的作用是固定上模座于压力机滑块上时使模具的压力中心与压力机的压力中心保证一致。模柄的长度不得大于压力机滑块里模柄孔的深度,模柄直径应与模柄孔一致。本模具选用凸缘模柄,由镙钉将模柄与上模座连在一起。根据所选择的冲床为 文献 2,表 ,模柄孔尺寸为 50 70,由文献 2, 表 : 选用 通用 模柄 d 50在与机床配合时,模柄外面可以加上模柄套。 则模柄 60 料为 45#,技术条件按 7653规定。 本 模具 选用 中等精度,中、小尺寸冲压件的 对角 导柱模架、两导柱和导套分别装在上、下模座 对角位置 ,凹模面积是导套前的有效区域。送料及操作方便,纵向,横向送料。主要适用于一般精度要求的冲模,不宜用于大型模具,因有 弯曲 ,上模座在导柱上运动不平稳 ,所以模具里需要增加内导柱,使模具保持平衡 。再根据凹模设计的结果,由文献 2, 表 ,选用模架 280 240 232264 I 术条件按 8050规定。 所以: 上模座: L B H=41033045 下模座: L B H=41033055 导 柱: d L=40200 导 套: d L D=4010055 垫板的作用是直接承受和扩散凸模传来的冲压力,以减小上模板所承受的单位压力,保护凸模顶端面的上模板面不被凸模顶端压陷。 垫板用 45钢制造,淬火硬度为 48,上下面须磨平,保证平行。本模具 垫板厚度 26 取: 10、宽尺寸取与凹模长、宽一样。 凸模要借助于凸模固定板才能安装在上模板上。凸模固定板厚度可取为凹模厚度的 宽尺寸比凹模的对应尺寸略小或相同,以减小冲模形成的危险区的面积。凸模装入凸模固定板的部位与固定板呈过渡配合,即 模装入固定板后,其顶面要与固定板顶面一起磨平。 由于 凹模的厚度已定为 45以凸模固定板根据标准定为 18形尺寸同凹模大小相同。 由于本零件厚度为 度和平整度要求也较高,所以本 模具 采 用弹性卸料装置,卸料力由橡皮产生。卸料孔与凸模的单边间距取板料厚度的 ,卸料板长、宽尺寸取与凹模长、宽一样的尺寸。 所以,卸料板厚度取为 18
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