摘要
模具工业是国民经济的基础工业,是国际上公认的关键工业,工业发达国家称之为“工业之母”。模具成型具有效率高,质量好,节省原材料,降低产品成本等优点。采用模具制造产品零件已成为当今工业的重要工艺手段。模具在机械,电子,轻工,纺织,航空,航天等工业领域里,已成为使用最广泛的工业化生产的主要工艺装备,它承担了这些工业领域中60%--80%产品零件,组件和部件的加工生产。“模具就是产品质量”,“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所认识和接受。在中国,人们已经认识到模具在制造业中的重要基础地位,认识更新换代的速度,新产品的开发能力,进而决定企业的应变能力和市场竞争能力。目前,模具设计与制造水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。随着现代工业的发展,要求各行各业产品更新换代快,对模具的需求量加大。一般模具国内可以自行制造,但很多大型复杂、精密和长寿命的多工位级进模大型精密塑料模复杂压铸模和汽车覆盖件模等仍需依靠进口,近年来模具进口量已超过国内生产的商品模具的总销售量。为了推进社会主义现代化建设,适应国民经济各部门发展的需要,模具工业面临着进一步技术结构调整和加速国产化的繁重任务。改革开放以来,我国(除港台地区外,下同)的模具工业获得了飞速的发展,设计、制造加工能力和水平、产品档次都有了很大的提高。
本文主要介绍了冷冲压工艺及计算机机箱插口封条的冲孔与弯曲模具的设计过程,经工艺分析、工艺计算,确定了该设计工艺流程及模具结构形式。从分析零件的工艺性到模具总体设计以及必要的计算和压力机的选择都进行了详细的介绍。
关键词:模具 冷冲压 拉深 翻边
目录
计算机机箱插口封条冲压模具设计
前言
第一章 零件形状及尺寸要求………………………………………………… 7
第二章 零件材料性能分析…………………………………………………… 7
第三章 有关模具结构形式的选择…………………………………………… 7
第四章 几种方案的比较……………………………………………………… 8
第五章 有关工艺的计算……………………………………………………… 8
1 毛坯尺寸的计算…………………………………………………………… 9
(1)弯曲件毛坯长度的计算……………………………………………… 9
(2)搭边值的确定………………………………………………………… 9
(3)条料长度的计算……………………………………………………… 10
2 计算排样…………………………………………………………………… 10
3 计算材料的利用率………………………………………………………… 10
4 冲裁力、卸料力、推件力、弯曲力计算及初选压力机………………… 11
5 冲裁模间隙及凹模、凸模刃口尺寸计算………………………………… 14
6 卸料弹簧的选择…………………………………………………………… 18
7 选择上下模板及模柄……………………………………………………… 19
8 挡料销、始用挡料销的选择……………………………………………… 19
9 垫板、凸模固定板的设计………………………………………………… 19
10 闭合高度……………………………………………………………………20
11 导柱、导套…………………………………………………………………20
12 卸料螺钉……………………………………………………………………20
13 模具压力中心的计算…………………………………………………… 21
14 凸、凹模强度的校核…………………………………………………… 27
(1)凹模外形尺寸的确定及校核……………………………………… 27
(2)凸模外形尺寸及强度校核………………………………………… 28
第六章 绘制模具结构总图及零件图(见各图纸)……………………… 31
结束语及致谢词………………………………………………
参考文献
前言
近年来,冲压成形工艺有很多新的进展,特别是精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异,冲压见件的精度日趋精确,生产率也有极大提高,正在把冲压加工提高到高品质的、新的发展水平。前几年的精密冲压主要市是指对平板零件进行精密冲裁,而现在,除了精密冲裁外还可兼有精密弯曲、拉伸、压印等,可以进行复杂零件的立体精密成形。过去的精密冲裁只能对厚度为5-8mm以下的中板或薄板进行加工,而现在可以对厚度达25mm 的厚板实现精密冲裁,并可对σb >900MPa的高强度合金材料进行精冲。
由于引入了CAE,冲压成形已从原来的对应力应变进行有限元等分析而逐步发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析,以实现冲压过程的优化设计。在冲压毛坯设计方面也开展了计算机辅助设计,可以对排样或拉伸毛坯进行优化设计。
此外,对冲压成形性能和成形极限的研究,冲压件成形难度的判定以及成形预报等技术的发展,均标志着冲压成形以从原来的经验、实验分析阶段开始走上由冲压理论指导的科学阶段,使冲压成形走向计算机辅助工程化和智能化的发展道路。
为了适应大批量、高效率生产的需要,在冲压模具和设备上广泛应用了各种自动化的进、出料机构。对于大型冲压件,例如汽车覆盖件,专门配置了机械手或机器人,这不仅大大提高了冲压件的生制件质和生产率,而且也增加了冲压工作和冲压工人的安全性。在中小件的大批量生产方面,现已广泛应用多工位级进模、多工位压力机或高速压力机。在小批量多品种生产方面,正在发展柔性制造系统(FMS),为了适应多品种生产时不断更换模具的需要,已经成功地发展了一种快速换模系统,现在,换一副大型的冲压模具,仅需6-8分钟即可完成。此外,近年来,集成制造系统(CIMS)也正被引入冲压加工系统,出现了冲压加工中心,并且使设计、冲压生产、零件运输、仓储、品质检验以及生产管理等全面实现自动化。
发展了一些新的成形工艺(如高能成形和旋压等)、简易模具(如软模和低熔点合金模等)、通用组合模具和数控冲压设备等。这样,就使冲压生产既适合大量生产,也同样适用于小批生产。例如,研制高强度钢板,用来生产汽车覆盖件,以减轻零件重量和提高其结构强度.
现在是多品种、少批量生产的时代,到下一个世纪,这种生产方式占工业生产的比例 将达75%以上。一方面是制品使用周期短,品种更新快,另一方面制品的花样变化频繁,均 要求模具的生产周期越快越好。因此,开发快速经济具越来越引起人们的重视。例如,研制 各种超塑性材料(环氧、聚脂等)制作或其中填充金属粉末、玻璃纤维等的简易模具:中、低 熔点合金模具、喷涂成型模具、快速电铸模、陶瓷型精铸模、陶瓷型吸塑模、叠层模及快速 原型制造模具等快速经济模具将进一步发展。快换模架、快换冲头等也将日益发展。另外, 采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模技术也会得到发展和提高。
模具标准件的应用将日渐广泛。使用模具标准件不但能缩短模具制造周期,而且能提高模具质量和降低模具制造成本。 因此,模具标准件的应用必将日渐广泛。为此,首先要制订统一的国家标准,并严格按标准 生产;其次要逐步形成规模生产,提高标准件质量、降低成本;再次是要进一步增加标准件 规格品种,发展和完善联销网,保证供货迅速。
模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术将进一步受重视。在整个模具价格构成中,材料所占比重不大,一般在20%~30%之间,因此选用优质钢 材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说,要采用电渣 重熔工艺,努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或有特殊性能的 模具钢。如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢等。粉末高速钢解决了原来高速钢冶炼过程 中产生的一次碳化物粗大和偏析,从而影响材质的问题。其碳化物微细,组织均匀,没有材 料方向性,因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点,是一 种很有发展前途的钢材。特别对形状复杂的冲件及高速冲压的模具,其优越性更加突出。这 种钢材还适用于注射成型漆加玻璃纤维或金属粉末的增强塑料的模具,如型腔、形芯、浇口 等主要部件。另外,模具钢品种规格多样化、产品精料化、制品化,尽量缩短供货时间亦是 重要方向。
模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节。模具热处理的发展 方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善普及常用表面处理方法,即扩渗如:渗碳、渗 氮、渗硼、渗铬、渗钒外,应发展设备昴贵、工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子 喷涂等技术。









