【CM142】轴盖复合模的设计与制造【4张CAD图+开题报告+设计说明书】【模具专业毕业设计论文】
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- 内容简介:
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2009 届 本科 生毕业 论文(设计) 中期汇报表 填表日期: 2009 业 机械设计制造及其自动化 学 院 工程学院 姓 名 吴乃明 指导教师 代洪庆 论文(设计) 题 目 轴盖复合模的设计与制造 毕业论文(设计)前期工作小结 在做毕业设计前期,主要工作是搜集资料并查阅相关书籍并,产品模型实物观察,上网搜集相关信息。具体内容如下: 于冲压模具方面的原理与本专业所学内容关联内容很多,为了更好的学习和掌握相关内容,我搜集了 , 等相关书籍,以供参考。 过互联网 ,访问相关论坛(中国机械 坛)和搜索引擎,了解近几年冲压模具发展中产生的新技术。 毕业论文(设计)中期工作小结 有了充分的前期准备工作,中期主要工作是毕业设计主体的制作。 首先是认真的阅读相关书籍,学习冲压模具设计的理论知识,产品的相关要求和一些实用信息。 其次是毕业论文的编写,在论文中先对冲压模具的造型和设计原理进行阐述,掌握它的设计特点,对设计中的产品如何进行相关的参数设计,以及何这样设计进行了深入的探讨。对产品的整体结构和工艺性能进行了分析,为下一步的改进做好基础。 最后是和机械设计制造专业相结合,利用 件绘制设计图纸,更加直观的展现产品的特征和形态。 指导教师意见 指导教师签名: 学士学位毕业设计 轴盖复合模的设计与制造 学生姓名 :吴乃明 学 号 : 20054024134 指导教师 :代洪庆 所在学院 :工程学院 专 业 :机械设计制造及其自动化 中国大庆 2009 年 6 月 1 黑龙江八一农垦大学 毕业设计 (论文 )开题报告 学生姓名: 吴乃明 学 号: 20054024134 专 业: 机械设计制造及其自动化 设计 (论文 )题目: 轴盖复合模的设计与制造 指导教师: 代洪庆 2009 年 3 月 17 日 2 开题报告填写要求 1开题报告(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效; 2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见; 3“文献综述”应按论文的格式成文,并直接 书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于 15 篇(不包括辞典、手册); 4 有关年月日等日期的填写,应当按照国标 7408 94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。如“ 2002 年 4 月 26日”或“ 2002 3 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告 1结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写 2000 字左右的文献综述: 文 献 综 述 随着工业产品质量的不断提高,冲压产品生产 正呈现多品种、少批量,复杂、大型、精密,更新换代速度快的变化特点,冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化,随着计算机技术和制造技术的迅速发展,冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计( 数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造( 术转变。 (一)冲压成形理论及冲压工艺 加强冷冲压变形基础理论的研究,以提供更加准确、实用、方便的计算方法,正确地确定冲压工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸 ,解决冷冲压变形中出现的各种实际问题,进一步提高冲压件的质量。 研究和推广采用新工艺,如精冲工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺、超塑性成形工艺以及其它高效率、经济成形工艺等,进一步提高冷冲压技术水平。 值得特别指出的是,随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善,近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术,即利用有限元等数值分析方法模拟金属的塑性成形过程,通过分析数值技术结果,帮助设计人员实现优化设计。 (二 )模具先进制造工艺及设备 模具制造技术现代化 是模具工业发展的基础。随着科学技术的发展,计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正不断向传统制造技术渗透、交叉、融合,对其实施改造,形成先进制造技术。模具先进制造技术的发展主要体现在如下方面: 1 高速铣削加工 普通铣削加工采用低的进给速度和大的切削参数,而高速铣削加工则采用高的进给速度和小的切削参数,高速铣削加工相对于普通铣削加工具有如下特点: 4 ( 1)高效 高速铣削的主轴转速一般为 15000r/40000r/高可达100000r/切削钢时,其切削速度约为 400m/传统的铣削加工高 5 10 倍;在加工模具型腔时与传统的加工方法 (传统铣削、电火花成形加工等 )相比其效率提高4 5 倍。 ( 2)高精度 高速铣削加工精度一般为 10m ,有的精度还要高。 ( 3)高的表面质量 由于高速铣削时工件温升小(约为 3C ),故表面没有变质层及微裂纹,热变形也小。最好的表面粗糙度 于 1m ,减少了后续磨削及抛光工作量。 2 磨削及抛光加工技术 磨削及抛光加工由于精度高、表面质量好、表面粗糙度值低等特点,在精密模具加工中广泛应用。目前,精 密 模具制造广泛使用数控成形 磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹座标磨床及自动抛光机等先进设备和技 术 。 3 数控测量 产品结构的复杂,必然导致模具零件形状的复杂。传统的几何检测手段已无法适应模具的生产。现代模具制造已广泛使用三坐标数控测量机进行模具零件的几何量的测量,模具加工过程的检测手段也取得了很大进展。三坐标数控测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外,其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施以及简便的操作步骤,使得现场自动化检测成为可能。 模具先进制造技术的应用改变了传统制模技术模具质量依赖于人为因素,不易 控制的状况,使得模具质量依赖于物化因素,整体水平容易控制,模具再现能力强。 (三 )模具新材料及热、表处理 随着产品质量的提高,对模具质量和寿命要求越来越高。而提高模具质量和寿命最有效的办法就是开发和应用模具新材料及热、表处理新工艺 ,不断提高使用性能 ,改善加工性能。 1 模具新材料 冲压模具使用的材料属于冷作模具钢,是应用量大、使用面广、种类最多的模具钢。主要性能要求为强度、韧性、耐磨性。目前冷作模具钢的发展趋势是在高合金钢 性能基础上,分为两大分支:一种是降低含碳量和合金元素量,提高钢中碳化物分布均匀度, 5 突出提高模具的韧性。另一种是以提高耐磨性为主要目的,以适应高速、自动化、大批量生产而开发的粉末高速钢。 2 热处理、表处理新工艺 为了提高模具工作表面的耐磨性、硬度和耐蚀性,必须采用热、表处理新技术,尤其是表面处理新技术。除人们熟悉的镀硬铬、氮化等表面硬化处理方法外,近年来模具表面性能强化技术发展很快,实际应用效果很好。其中,化学气相沉积( 物理气相沉积( 及盐浴渗金属( 方法是几种发展较快,应用 最广的表面涂覆硬化处理的新技术。它们对提高模具寿命和减少模具昂贵材料的消耗,有着十分重要的意义。 (四 )模具 术 计算机技术、机械设计与制造技术的迅速发展和有机结合,形成了计算机辅助设计与计算机辅助制造( 一新型技术。 改造传统模具生产方式的关键技术,是一项高科技、高效益的系统工程,它以计算机软件的形式为用户提供一种有效的辅助工具,使工程技术人员能借助计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。模具 低生产成本、提高产品质量已成为人们的共识。 随着功能强大的专业软件和高效集成制造设备的出现,以三维造型为基础、基于并行工程( 模具 术正成为发展方向,它能实现面向制造和装配的设计,实现成形过程的模拟和数控加工过程的仿真,使设计、制造一体化。 (五 )快速经济制模技术 为 了适应工业生产中多品种、小批量生产的需要,加快模具的制造速度, 降低模具生产成本,开发和应用快速经济制模技术越来越受到人们的重视。目前,快速经济制模技术主要有低熔点合金 制模技术、锌基合金制模技术、环氧树脂制模技术、喷涂成形制模技术、叠层钢板制模技术等。应用快速经济制模技术制造模具,能简化模具制造工艺、缩短制造周期(比普通钢模制造周期缩短 70% 90%)、降低模具生产成本(比普通钢模制造成本降低 60% 80%),在工业生产中取得了显著的经济效益。对提高新产 6 品的开发速度,促进生产的发展有着非常重要的作用。 参考文献 1 李大鑫 ,张秀棉 . 模具技术现状与发展趋势综述 J模具制造 , 2005,(02). 2 赵昌盛 ,朱邦全 . 我国模具材料的应用发展 J模具 制造 , 2004,(11). 3 付宏生 M学工业出版社, 2004 4 赵昌盛 M. 北京:机械工业出版社, 2005, 6 5 张六玲 . 国内外模具工业的基本现状与市场预测 J. 模具制造 , 2002,(01) 6 胡兴军 . 我国模具业的发展及改进措施 J. 世界制造技术与装备市场 , 2005,(01) 7 洪慎章 . 现代模具工业的发展趋势及企业特征 J. 航空制造技术 , 2003,(06) 8 周永泰 . 模具设计和加工技术的发展方向 J. 制造技术与机床 , 2003,(05) 9 李双义 MJ 10 薛啓翔 北京:机械工业出版社, 2006,1 11冲模设计手册编写组 . 冲模设计手册 J械工业出版社 , 2006 12曾霞文,徐正坤 M南大学出版社, 2006 13模具工实用手册 J苏科学技术出版社, 2000 14奎华 M械工 业出版社, 2006 15鹤峥 M京航空航天大学出版社,2004 7 8 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径): 主要 在原有基础上 通过模具的设计合理,改进加工方法,加工精度和工序来提高 模具质 量 。 研究的手段是通过 进行图纸的绘制。 在研究过程中的缺点和不足望老师提出并指正。 9 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告 指导教师意见 : 1对“文献综述”的评语: 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计(论文)结果的预测: 指导教师: 年 月 日 所在专业审查意见: 负责人: 年 月 日 10 黑龙江八一农垦大学 本科生 毕业论文(设计)任务书 论文题目 轴盖复合模的设计与制造 学院名称 工程学院 姓名 吴乃明 专业班级 设计 05 指导教师 代洪庆 课题类型 设计 毕业论文(设计)的内容摘要 此次设计主要是围绕轴盖复合模的设计与制造展开的,通过从这个典型的零件,运用落料、冲孔、拉深和翻边等冲压工序设计冷冲压成形模具。 毕业论文(设计)基本要求及工作量要求 根据给定图纸,对其进行冷冲压技术分析排样图设计,总的冲压力计算及压力中心计算。刃口尺寸计算,弹性元件的计算和选用,凸模、凹模或凸 凹模结构设计以及其他冲模零件的结构设计,绘制模具主配图,编写设计说明书。 毕业论文(设计)的主要阶段计划(分前期、中期、后期) 前期 方案论证,确定方案,完成调研报告、开题报告和外文翻译; 中期 进行冲压工艺方案及模具结构方案设计;冲压加工工艺草案,冲压模具草图,主要零部件设计,按学院规定的统一规范化要求撰写设计说明书(完成初稿); 后期 审查设计 准备答辩;毕业答辩。 任务下发日期 完成日期 系主任 主管教学院长审批(签字) : 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 I 摘 要 本设计分析了轴盖零件的结构工艺性,提出了合理的成型工艺。确定合理的冲压工艺方案,零件冲压成形的方向和模具结构,并进行了工艺参数的计算,且对模具的设计、工作过程、装配、调试工艺作了阐述。模具结构合理,生产效率高,对同类零件的模具设计具有借鉴作用。 . 关键词 : 翻边模;模具结构;工艺;成形 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 II of on to is is to 龙江八一农垦大学毕业设计论文 录 摘 要 . I . 言 . V . - 1 - . - 2 - . - 3 - 坯的尺寸计算 . - 3 - 坯翻边预制孔的直径 . - 3 - 坯的直径 . - 3 - 样及材料利用率的计算 . - 4 - 部分工艺力的计算 . - 5 - 孔力计算 . - 5 - 料力的计算 . - 5 - 边力的计算 . - 6 - 件力的计算 . - 6 - 料力计算 . - 7 - 算压力中心 . - 7 - 要工作部分尺寸计算 . - 7 - 孔刃口尺寸计算 . - 7 - 料刃口尺寸的计算 . - 9 - 边的工作部分尺寸计算 . - 9 - . - 11 - . - 12 - 制模具总体结构草图 . - 12 - 具结构的设计,确定结构件的形式 . - 13 - 料零件计算 . - 13 - 位零件的确定 . - 14 - 料装置的确定 . - 15 - 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 推件装置的设计 . - 15 - 杆的确定 . - 15 - 柄的确定 . - 15 - 定板的设计 . - 16 - 板的设计与标准 . - 16 - 架的选择 . - 16 - . - 17 - . - 18 - 孔凸模设计 . - 18 - 料凹模的设计 . - 19 - 凹模的设计 . - 19 - 边成型模的设计 . - 20 - . - 21 - . - 23 - 于导柱复合模装配,应以凸凹模作为装配基准件 . - 23 - 具装配过程见下页表 . - 23 - 10 结论 . - 25 - 参 考 文 献 . - 26 - 致谢 . - 27 - 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 V 前言 在冲压生产中,常常将几个单工序冲压过程集中在一副模具中完成,这种在压力机的一次工作行程中,在一副模具的同一工位同时完成两种或两种以上基本工序的模具就称为复合模具。 冷冲压是一种先进的金属加工方法,与其它加工方法 (切削 )比较,它有以下特点: 1它是无屑加工 被加工的金属在再结晶温度以下产生塑性变形不产生切屑,变形中金属产生加工硬化。 2所用 设备是冲床 冲床供给变形所需的力。 3所用的工具是各种形式的冲模 冲模对材料塑性变形加以约束,并直接使材料变成所需的零件。 4所用的原材料多为金属和非金属的板料。 冷冲压与其它加工方法比较,在技术上、经济上有许多优点: 1在压床简单冲压下能得到形状复杂的零件而这些零件用其它的方法是不可能或者很难得到的。如汽车驾驶室的车门、顶盖和翼子板这些具有流线型零件。 2制得的零件一般不进一步加工,可直接用来装配,而且有 定精度,具有互换性。 3在耗料不大的情况下。能得到强度高、足够刚性而重量轻 、外表光滑美观的零件。 4材料利用率高,一般为 70 一 85。 5生产率高,冲床冲一次一般可得一个零件而冲床一分钟的行程少则几次,多则几百次。同时,毛坯相零件形状规则,便于实现机械化和自动化。 6冲压零件的质量主要靠冲模保证所以操作方便,要求的工人技术等级不高,便于组织生产。 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 1 - 由工件图看,该工件需要内外缘同时翻边,翻边高度为 4计算可知最大翻边高度为此可知设计翻边时可一次翻边 完成,无需拉深。由于产品批量较大,不宜采用单一工序生产,且不易保证内外缘的同心度。而用级进模结构复杂。采用复合模可一次完成落料、冲孔、内外缘翻边。 因为该工件是轴对称件,材料厚度仅为 裁性能较好。为了减少工序数经对该工件进行详细分析,并查阅有关资料后,可采用复合模一次压制成形。该工艺特点是首先进行落料,再冲孔,最后翻边成形 。采用这种方法加工的工件外观乎整、毛刺小、产品质量较高,而且大大提高了生产效率。所以经分析,决定设计复合摸来完成此工件的加工。 图 1 零件图名称:轴盖材料:数量:大批量黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 2 - 计算翻边前是否需要进行拉深,这要核算翻边的变形程度,由模具设计手册查的极限翻边系数: 可只允许的最大翻边高度 m i nm a x 式中最大翻边高度 D 翻边直径 r 圆角半径 t 材料厚度 则 a x H=件 竖直高度 H=4mm以翻边时可一次翻边成型,无需进行拉深。 根据以上分析计算,冲压零件需要的基本工序是落料、冲孔、内翻边、外翻边。 根据以上基本工序,可拟定以下几个冲压工艺方案: 方案一:落料、冲孔同步、内翻边与外翻边同步。方案特点是内翻边与外翻边同时进行使模具制造复杂,使冲孔凹模与内外翻边凸凹模做为一体,不但节省材料,也使模具结构紧凑,并提高制造精度。 方案二:落料、冲孔、内翻边与外翻边同步。方案特点是:与第一方案相比因落料与冲孔分步进行可 进小冲裁力,但降低了冲裁速度。 方案三:落料、冲孔同步,内翻边、外翻边分步进行。方案特点是模具制造比较简单,模具使用寿命较高,但精度低。 分析比较以上三种方案,可以看到选用第一种方案比较合理。 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 3 - 坯的尺寸计算 坯翻边预制孔的直径 0d=式中 D 翻边直径(按中线计) ( ; H 翻边高度( ,H=4r 竖边与凸缘的圆角半径( r=t 料厚( t=D=245 0d=25 毛坯的直径 按等面积原则,1/4球环、圆三个简单几何体,他们的面积分别计算如下: 1A = d( =37 (4=2A = r (4r/2 =1 371) +4 1/2 =3A= /4( =(371)/4 =据等面积原则: 321 =毛坯的面积 A 毛坯 = D/4 将321 、代入上式得: D= 22 =黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 4 - 样及材料利用率的计算 排样时工件之间,以及工件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。搭边的作用是补偿条料的定位误差,保证冲出合格的工件。搭边还可以保持条料有一定的刚度,便于送料。 搭边是废料 ,从节省材料出发,搭边值应愈小愈好。但过小的搭边容易挤进凹模,增加刃口磨损,降低模具寿命,并且也影响冲裁件的剪切表面质量。一般来说,搭边值是由经验确定的,下表列出了冲裁时常用的最小搭边值。 考虑到操作方便及模具结构,故采用单排排样设计。由下表 2的搭边值 a =1a =表 3裁金属材料 料厚 手送料 自动送料 圆形 非圆形 往复送料 a 1a a 1a a 1a a 1a 1 2 1 2 2 2 2 3 3 条料宽度 B=0D+2 料送进步距 S=0D+料利用率计算: 一个步距内的材料利用率 为: %100 式中: A 一个步距内冲裁件面积(包括冲出的小孔在内)( B 条料宽度( 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 5 - S 步距( 则 %2 =57% 分析:由于轴盖冲裁时,产生的结构废料较多,因此轴盖的材料利用率较低。 部分工艺力的计算 孔力计算 冲F=式中 :冲F 冲孔力( N); L 工件内轮廓周长( ; t 材料厚度( ,t= 材料抗剪强度( 手册查 得 =300L=0d= 冲F= 落料力的计算 落F=图 3样图 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 6 - 式中: 落F 落料力( N) L 工件外轮廓周长 于先落料,后翻边,因此落料尺寸为毛坯尺寸 L=则 落F=300= 翻边力的计算 内翻力: 内翻F=式中 s 材料的屈服强度,查手册得 s=200D 翻边直径( ,D=25d 毛坯预制孔直径( d=则 内翻F=1 200( =翻力: 外翻F 外翻F 外缘翻边所需的力 (N); L 弯曲线长度 (L= D; t 料厚 ( t=b 零件材料的抗拉强度 (由手册查得b=380 系数,取 则 外翻F=37 380 推件力的计算 冲推推 式中 推K 推件力因数,其值由表 2 2 查得推K=n 工件在凹模内的个数,取 n=3 则 推F 3 3料力、推件力和顶力因数 料厚 /铝合金 铜、黄铜 龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 7 - 料力计算 落卸卸 式中卸K 卸料力因数,其值由表 2 2 查得卸K= 则 卸F 此,总的冲裁力为: 外翻内翻卸推落冲 =算压力中心 确定压力中心的目的:冲裁模的压力中心就是合力的作用点,为了保证压力机和模具正常平衡工作,模具的压力中心必须通过模柄轴线而和压力机的滑块中心重合,否则会产生偏心,形成偏心载荷。 轴盖是形状对称的工件,其压力中心位于轮廓图形的几何中心,即:圆心。 对于复杂形状零件或多凸模冲模的压力中心可以用解析法和图解法求解。 要工作部分尺寸计算 孔刃口尺寸计算 根据表 2 3 查得冲裁刃口双面间隙 件尺寸极限偏差 =损因数有表 2得 ,磨损因数 x 表 3料、冲孔摸刃口始用间隙 材 料 名 称 45 (退火 ) 磷青铜 (硬 ) 铍青铜 (硬 ) 10、 15、 20、 冷轧钢带、 30 钢板 ) 铝 ) 硅钢片 板 08、 10、 15 钢板 硬 ) 纯铜 (硬 ) 磷青铜 (软 ) 铍青铜 (软 ) ) 纯铜 (软 ) 防锈铝 铝 火 ) 铜母线 铝母线 力学性能 190 40 190 0 140 190 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 8 - b 600b=400 600b=300 400b 300度 t 初始间隙 Z :有 *号处均是无间隙。 表 3损系数 X 材料厚度 t/圆形 圆形 1 件制造公差 / 1 1 2 2 4 4 孔凸凹模的制造公差由表 2得:凸= 表 3则形状冲裁时凸模、凹模的制造公差 校核:凸+凹=此凸、凹模采用基孔制配合加工方法。 则凸模刃口尺寸 凸d (d+0凸 (本尺寸 凸模公差 凹模公差 18 18 30 30 80 龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 9 - 圆整后为: 凹模刃口尺寸按凸模尺寸配制,保证其双间隙为 图 3孔凸模 图 3料凹模 料刃口尺寸的计算 查表 2裁模刃口双面间隙 件极限偏差 =落料凸凹模的制造公差由表 2得凹=得 X=核:凸+凹=凹D ( 凹0 (整后为: 则 落料凹凸模采用基轴制配合加工方法。 凸模尺寸按凹模尺寸配制,其双面间隙为 边的工作部分尺寸计算 内翻孔尺寸为 24 尺寸精度 。 凸模尺寸计算 凸d=( 0凸将模 具公差按 选取,则凸=凹=(3121) ,取凸=凹= 把 =入上式 则 凸d=(24+整后为: 由于工件要求内形尺寸,则以凸模为设计基准。间隙取在凹模上 故凹模尺寸为: 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 10 - 凹d=( +Z) 凹0把 24 =凹=入上式 则凹模的尺寸为: 凹d=( 24+整后为: 外缘翻边尺寸 38 间隙 单边间隙为: Z/2=翻边模的间隙 Z=2 凹模工作部 分的尺寸和公差 由于工件要求外形尺寸,则以凹模为设计基准。 凹模尺寸为凹D=( 凹0将模具公差按 选择则凹= =入 则凹D=( 整后为: 间隙取在凸模上,则凸模的尺寸为: 凸D=(Z) 0凸把 =Z=凸=入 则凸D=( 整后为: 图 3凹模 图 3边成型模 图 2龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 11 - 由于复合模的特点,为防止设备超载,可按公称压力压F (1 6 1 8)总具设计手册末附录 取公称压力为 250开式压力机。其与模具设计的有关参数为 : 公称压力: 250块行程: 65大闭合高度: 270闭高度调节量: 55作台孔径: 370560柄孔尺寸: 40 60龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 12 - 制模具总体结构草图 模具的结构如图:(如图 5 主要有上模座、下模座、冲孔凸模、落料凹模、冲孔落料翻边凸凹模、翻边成型 模、卸料块等零件组成。 图 5盖冲裁复合模 1- 下模座 23456 冲孔凸模 79101112 1314151617黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 13 - 具结构的设计,确定结构件的形式 料零件计算 上卸料采用刚性卸料装置。压力机滑块上的打料横梁通过打料棒、顶板、顶杆、卸料块将制件从上横中打出。 下卸料是采用橡胶作为弹性元件的弹性装置。 由式计算橡胶的自由高度。 自由H=( 4)工作 工作S 工作行程与模具修模量式调整量( 4 6)再加 1。 工作S=( +4) 0则自由H=( 4) 10=35 40取自由H=35橡胶的装配高度 2H =(=取 2H =30卸料弹簧的设计计算: 根据模具结构初定 6 根弹簧,每根弹簧分担的卸料力为: 卸F/n=据预压力预F( 模具结构尺寸,由模具设计手册附录既表2选出序号 34 38 的弹簧,其最大工作负荷 1F =330N 簧负荷( F)与行程( s)曲线 表 5钢丝螺旋弹簧规格 序号 弹簧外径 D/料直径d/距t/mm 0自由高度 1时的高度受负荷 1最大工作负荷 34 20 3 5 30 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 14 - 35 35 6 45 7 55 8 65 验是否满足 1S 总S,查书附录既负荷 行程曲线上图,并经过计算可得以下数 据: 序号 01 101 )( 预预 S 修工预总 34 25 5 35 1 6 45 7 55 8 65 2 表中数据可见,序号 37、 38 的弹簧均满足 1S 总S,但选序号 37 的弹簧最合适了,因为弹簧太长,会使模具高度增加, 37 号弹簧的规格: 外径: D=20丝直径: d=由高度:0H=55 配高度: 2H =0位零件的确定 定位零件的作用,是使条料或毛坯在精冲在确定正确的位置,从而保证冲出合格的制件,根据毛坏和模具不同的特点,必须采用不同形式的定位装置,冲模中常见的定位零件有定位板、定位销、挡料销、导料销,侧压板等。 对于带有弹压卸料板的冲模,若采用活动挡料销,在冲件时活动挡料销随凹模的下行而压入孔内,工作方便,但是要求弹 压卸料板较厚,对于弹压卸料板较薄的板料,如果采用固定挡料销的形式,在凹模的相应位置留出空间,同时满足冲件要求,而且经济性好,因此选用固定挡料销,参照 81固定挡料销 A 型 , 材料 :45 钢 , 基本尺寸 :热处理硬度 : 48。 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 15 - 料装置的确定 弹压卸料板兼有压料和卸料两大作用,它可在冲压开始时起压料作用,结束后起卸料作用,主要用于精冲薄料和要求制件平整的冲模中,其弹力可用弹簧或橡胶获得,也可以通过顶杆安装在下模座或压力机工作台下而的弹顶器或气垫获得。 弹压卸料板上 开孔大小,即卸料孔每侧与凸模保持间隙 C= 为保证装配后卸料板的平行度,同一付模具各卸料螺钉的长度 L 及孔深 差不超过 弹压卸料板受弹簧,橡胶等零件的限制,卸料力小,主要用于料厚在 件装置的设计 把制件或废料从装于上模座的凹模中推出来的零件,称为推件装置。推件装置的推力,可以利用压力机上的打杆在打杆横梁作用下得到,或利用上模内安装弹簧或橡胶得到 . 推件器要在能保证平稳推下制件的前提下,受力点尽量少些,为使推 件力均匀分布,推件要均匀分布,长度一致。因此,在轴盖冲模中选用了三根长度一致的推件(即圆柱销)均匀分布在圆周上,推出制件。 杆的确定 顶杆的作用是在冲裁完毕后,将滞留在凸凹模的制件顶出的机构。 在轴盖冲模中采用 4 的顶杆,因顶力很小, 4 的杆足够强度。 柄的确定 中、小型冲模通过横柄将上模固定在压力机的滑块上,模柄的结构形式较多,主要有:旋入式;压入式;凸缘式;浮动式。 本模具采用凸缘式模柄。 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 16 - 定板的设计 固定板用于中、小型凸模或凹模固定在模座上,按外形分为圆形和矩 形两种,其平面轮廓尺寸除应保证凸、凹模安装孔外,还应考虑螺钉和销钉孔的定位,厚度一般取凹模厚度的 60%80%。固定板孔与凸、凹模采用过渡配合( H7/压装后端面磨平,以保证冲模垂直度。 板的设计与标准 垫板主要用于直接承受和扩散凸、凹模传来的压力,以降低模座所收的单位压力,防止模座被局部压陷,影响模具正常工作。模具是否用垫板,根据模座承受压力大来确定,凸(凹)模支承端面对模座的单位压力为: = P A 式中: P 冲裁力 A 凸(凹模)支承端面面积 小于等 于 模座许用应力则应在凸(凹)模与模座间加经淬硬磨平的垫板,垫板厚度一般取 6 12形尺寸按固定板形状决定。 架的选择 根据主要零件的结构、外形尺寸及卸料装置的尺寸。模架选用适用中等精度,中小尺寸冲压件的后侧导柱模架从右向左送、操作方便。 上模座: L/ B/H/00 200 35 下模座: L/B/H/00 200 40 导柱: d/L/ 22 130 导套: d/L/D/ 22 60 33 垫板厚度取: 8料凹模 的厚度已定为: 40料板厚度取: 8簧外露高度:( =32具的闭合高度: 35+40+8+8+40+32+1=164以 闭H=164具闭合高度满足 10闭H 认为合适。 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 17 - 作过程 工作时,将毛皮条料放入弹性卸料板 3 上,有挡料销定位,上模下行,冲孔凸模 6 进行冲孔,同时落料凹模 9 完成落料动作,上模继续下行时,翻边成型模 10 与凸凹模 14 进行翻边。滑块运行到下死点,对工件进行整修。冲压工序完毕后开模,如工件滞留在下模,有橡胶将工件顶出,如工件滞留在上模,有顶出器顶出。 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 18 - 孔凸模设计 根据冲压件的的形状和尺寸,冲孔凸模采用整体式的直通式(主要由于模具安装的空间限制而采用直通式),截面形状是 圆形,刃口形状为平刃。 凸模材料: 于冲件形状已决定了横向尺寸和形状,所以在一般情况下,凸模的强度是足够的,但是,对于特制细长的凸模和板料厚度大的情况,才需要进行压应力和弯曲应力的校核,检查其危险面尺寸和自由长度是否满足强度要求。 压应力校核公式: 表 7形凸模 4 压 非圆形凸模 F/ 压 弯曲应力的校核: 表 7形凸模 非圆形凸模 无导向装置 95 2d / F 425 /导向装置 270 2d / F 1200 /中: 凸模最小直径 (T 材料厚度 (I 材料抗剪强度 ( 凸模最窄处的截面积 (F 冲裁力 T 凸模材料许用压力 ( D 凸圆最小直径 (I 凸模最小截同的惯性矩 (冲孔凸模是直通式最小直径是 行冲裁的板料厚度为 1既不属于细长杆,又不属于板料厚的零件,所以凸模的强度足够不需进行压应力和弯曲应力的校核。 冲孔凸模的固定方式,采用螺钉吊装固定。直通式凸模为方便固定板型孔的加工,则采用 M7/基轴制过渡配合。 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 19 - 料凹模的设计 凹模是在冲压过程中,与凸模配合直接对冲制件进行分离或成型的工作零件。 凹模的材料选取: 口形式:选用刃口,根据冲裁件的形状、厚度、尺寸精度以及模具的具体结构决定,采用刃口形式为直通式。 凹模外形尺寸:凹模的外形尺寸是指其平面尺寸和厚度,凹模的外形一般为圆形和矩形两种。因冲裁件属于中小型工件,故采用圆形凹模。 由于冲裁时凹模受力状态比较复杂,目前还不能用理论方法精确的计算,必须中和考虑各方面因素,在实际生产中首先采用经验公式确定 . 凹模的高度和厚度通过经验公式计算。 凹模高度计算公式 : h = k d = 凹模厚度计算公式: c = ( 2)h = ( 2) 式中: h 凹模高度( 15 k 系数 d 最大直径( c 凹模厚度( ,( 30 40 由于结构需要选取凹模高度 h = 40 模厚度 c = 37.5 落 料凹模的固定方法:采用上模固定板固定,与固定板采用 H7/渡配合,上端带台肩,以防拉下。 凹模的设计 复合模中同时具有落料凹模和冲孔凸模的作用的工件零件。 凸凹模工作面的内外缘均为刃口,内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸。因此从强度方法考虑,其壁厚应受最小值限制。凸、凹模壁厚于模具结构有关:当模具采用正状结构时,内孔不积存废料,胀力小,最小壁厚可以小些;当模具为倒装结构时,若内孔为直通形刃口形式,且采用下漏料方式,则内孔积存废料,胀力大,故最小壁厚应大些。 不积聚废料的凸凹模的最小壁厚: 色金属硬材料约为工件料厚的 ,但不小于 不小于 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 20 - 积聚废料凸凹模的最小壁厚: 目前一般按经验数据确定,倒装复合模的凸凹模最小壁厚列于表 2 表 7倒装复合模的冲裁凸凹模的最小壁厚 料厚 t(最小壁厚 a(厚 t(小壁厚 a(盖冲模采用倒装复合 模,冲裁凸凹模内孔有废料积聚,经查表,最小壁厚为 工件图可知,凸凹模的壁厚为 10于最小壁厚,满足要求。(如图 2 上部的成型凸凹模属于不积聚废料的凸凹模。故最小壁厚约等
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