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iframe(src='///ns.html?id=GTM-T947SH', height='0', width='0', style='display: visibility:')冲压模毕业设计_百度文库
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冲压模毕业设计
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淘豆网网友近日为您收集整理了关于工件的冲孔、落料及弯曲的级进模设计【优秀含15张CAD图纸+冷冲压模具全套毕业设计】的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：1设计课题:L 形支架设计系别:机电系专业:模具设计与制造班级:模具???姓名:???学号:???指导老师: ??完成时间:???2目录引言.........................................................................................................1 1 本课题的目的、意义与主要内容......................................................... 2 1.1 目的....................................................................................................2 1.2 意义....................................................................................................2 1.3 冲压模具的相关研究动态.........................................................................2 1.4 设计方法及步骤................................................................................... 4 2 零件冲压生产经济性分析和冲压工艺分析...........................................4 2.1 冲压生产经济性分析...............................................................................4 2.2 工件零件冲压工艺性分析.........................................................................5 2.2.1 零件工艺分析................................................................................................................................... 6 2.2.2 确定冲压基本工序..........................................................................................................................6 2.2.3 排样方案的确定...............................................................................................................................7 2.2.4 连续模的送料定位系统的选用.................................................................................................10 3 冲孔—落料-弯曲级进模零件的设计与计算....................................... 17 3.1 冲裁模具凸模和凹模刃口尺寸计算........................................................... 17 3.1.1 冲压力的计算................................................................................................................................. 17 3.1.2 压力中心的计算.............................................................................................................................24 3.1.3 模具主要零件尺寸计算...............................................................................................................24 3.2.选择冲压设备......................................................................................37 3.3 冲模的闭合高度....................................................................................37 3.4 固定与联接零件....................................................................................38 4 模具安装与调试................................................................................44 4.1 上、下模座的安装.................................................................................44 4.1.1 上模的安装形式与联接..............................................................................................................44 4.1.2 下模的安装形式与联接..............................................................................................................44 4.2 调整和试模.........................................................................................44 4.2.1 调整模具闭合高度.......................................................................................................................44 4.2.2 调整模具间隙................................................................................................................................ 45 4.2.3 试模...................................................................................................................................................45 5 结论..................................................................................................46谢辞....................................................................................................47参考文献................................................................................................48 31 本课题的目的、意义与主要内容1.1 目的本次毕业设计是在完成冲压工艺与模具设计理论课并进行生产实习后,进行的一个重要的教学环节。其目的是通过设计给定冲压工件的冲压工艺与模具设计,提高学生综合运用所学知识,解决工程实际问题的能力,为以后从事工程技术工作奠定基础。并培养求是、创新的科学态度和养成严肃、认真、细致的从事技术工作的优良作风。1.2 意义本次毕业设计的题目是工件的冲孔、落料及弯曲的级进模设计,课题的主要内容是对给定零件形状进行冲压工艺性分析,提出各种可能的冲压工艺方案,经过分析与讨论确定适合于大批生产的工艺方案和中批生产的工艺方案。进行详细的工艺计算,选择冲压设备,编制工艺文件。然后设计出中批生产所用的冲孔、落料、弯曲级进模。1.3 冲压模具的相关研究动态1.我国模具的发展现状:冲压技术广泛用于航空、汽车、电机、家电和通信等行业零部件的成形。近几年来,我国具工业从起步到飞跃发展,历经了半个多世纪,近几年来,我国模具技术有了很大发展,模具设计与制造水平有了较大提高,大型、精密、复杂、高效和长寿命模具的需求量大幅度增加,模具质量、模具寿命明显提高,模具交货期较前缩短,模具CAD/CAM技术也得到了相当广泛的应用。模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化,除了国有专业模具厂外,集体、合资、独资和私营也得到了快速发展浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”;广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业,科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心;中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。(1) 以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步,东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。(2) 体现高水平制造技术的多工位级进模、覆盖面大增,已从电机、电铁芯片模具,扩大到接插件、电子零件、汽车零件、空调器散热片等家电零件模具上。模具质量、模具寿命明显提高,模具交货期较前缩短。(3) 模具CAD/CAM/CAE技术相当广泛地得到应用,并开发出了自主版权的模具CAD/CAE软件。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度,将技术进步视为企业发展的重要动力。许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。一些国内模具企业已普及了二维 CAD ,并陆续开始使用UG、 Pro/Engineer 、I-DEAS 、Euclid-IS 等国际通用软件,个别厂家还引进了Moldflow 、C-Flow 、DYNAFORM 、Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 软件,并成功应用于4冲压模的设计中。(4)电加工、数控加工在模具制造技术发展上发挥了重要作用。模具加工机床品种增多,水平明显提高。(5) 快速经济制模技术得到了进一步发展,尤其这一领域的高新技术快速原型制造技术(RPM)进展很快,国内有多家已自行开发出达到国际水平的相关设备。(6) 模具标准件应用更加广泛,品种有所扩展。模具材料方面,由于对模具寿命的重视,优质模具钢的应用有较大进展。目前,我国模具总量虽然已达到相当大的规模,模具水平也已有了很大提高,但设计制造水平在总体上要工业发达国家落后许多。随着与国际接轨的脚步不断加快,市场竞争的日益加剧,人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一我国目前的模具开发制造水平比国际先进水平至少相差10 年, 特别是大型、精密、复杂、长寿命模具的产需矛盾更加突出,已成为严重制约我国制造业发展的瓶颈。2.未来冲压模具技术的发展趋势。模具技术的发展应该要适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求。达到要求发展有以下几项:(1)模具产品发展将大型化、精密化。(2)多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合具是在多工位级进模基础上开发出来的。一套多功能模具除了冲压成形零件外,还可担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装任务。通过这种多功能模具生产出来的不再是单个零件,而是成批的组件。(3)热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高。(4)快速经济模具的前景十分广阔。适应多品种、少批量生产方式。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,中、低熔点合金模具、喷涂成型模具、陶瓷型精铸模、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。(5)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。(6)模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术。(7)在模具设计制造中将全面推广CAD/CAM/CAE技术。(8)高速铣削加工将得到更广泛的应用。(9)模具研磨抛光将向自动化、智能化方向发展。(10)模具自动加工系统的研制和发展。5 1.4 设计方法及步骤1、查阅有关模具材料、模架结构、模具设计理论、模具设计实例等方面的文献,检索相关资料和模具技术的现状和发展动态。全面复习相关专业课程,并翻译外文资料一篇。2、初步计算,根据所给零件图样,进行必要的工艺计算,确定初步的设计方案。3、通过相关资料和调研,熟悉各种冲压模具的结构,模具的制造、设计和装配流程。4、模具设计,确定快换模架的结构形式,结合本零件绘制模具装配图和指定模具的零件图。2 零件冲压生产经济性分析和冲压工艺分析2.1 冲压生产经济性分析产品零件的生产批量对冲压工艺加工的经济性起着决定性的作用。冲压产品的成本构成:C=C 材+C1+C 模。C 材–材料费,C1 –加工费,C 模模具费。提高冲压生产经济效益的有效途径有:1. 提高材料利用率一般材料费要占冲压件成本的 60%,生产中通过合理设计零件或改进毛坯形状,合理排样、搭边或实行套裁或利用好废料等;2. 减少工序数世界不少国家大力推行减少每个零件的工序数目。日本是瞄准 3-4 道工序,目前其某些厂家已达到 2-3 道工序。因此日本冲压件成本一般比我们低 25%。其他国家也在大力推行。由于工序数减少,导致模具数量及模具出问题的机会减少,开动率提高,经济效益大幅度提高;3. 推行“按件定隙”经验证明,当相当间隙 Z 双收 15%-20%时,模具使用寿命可提高 3-5 倍。因各种冲压见的使用要求不同,质量要求各异,故其冲裁间隙也应不同,“按件定隙”会取得最佳效益;4. 推行“按件选模”因对冲压件质量与批量要求差别较大,要根据具体要求及批量大小选择各种不同模具结构、模具材料及制模方法等。在大批量生产时要采用高效的多工位级进模、复合模、高寿命的硬质合金模等。而在小批量时,可采用一些造价低廉、制模周期短、模具材料可回收利用的各种简易模具、组合模具或低熔点合金模等。5. 提高生产率目前世界一些国家,都在向生产效率要效益。有代表倾向的是(a)建立冲压自动线;(b)冲压设备向多工位压力机转移;(c)以拉伸垫或数控拉伸垫代替双动拉伸压力机。由于生产效率高了,分摊到单件的费用减少,即降低产品成本增加收入。6 2.2 零件冲压工艺性分析图 2.1图 2.2 2.2.1零件工艺分析如上图所示,此工件有冲孔、落料、弯曲三个工序。材料为08,板料厚度为3mm,具有良好的冲压性能,适合冲裁。工件结构相对简单,但是做出的工件要求的精度高,所以要求做出的模具的精度就相应要高,难度就增大。在工件的展开图中,有一个Φ6mm的孔和Φ18mm的长孔,在冲裁的时候在保证他们的精度的时候还要保证它们的同轴度,在弯曲工序的时候,要防止弯裂,并且还要保证弯曲的垂直度要够,该工件是大批量生产,质量要求高,若采用单工序模不仅工艺繁琐,而且质量也很难保证,由于零件体积小,操作不方便,多次定位后有些尺寸难以稳定,产量低、不能适应大批量生产的需要。因此采用冲压多工位级进模。工件的尺寸公差要求为IT7级,尺寸精度较高,模具要求的精度高。2.2.2确定冲压基本工序从零件的形状看有以下基本工序,该工件包括冲孔、落料和弯曲三个基本工序,根据基本工序可以拟定出以三种工艺方案:方案一:采用落料冲孔弯曲单工序模;方案二:采用冲孔落料复合模,弯曲单工序模;方案三:采用冲孔落料弯曲级进模。分析:方案一,虽然模具结果简单,但需要三道工序三副模具,成本高而生产效率低,难以满足中批量生产要求。方案二,工件的精度及生产效率都较高,但还是需要量7副模具,需要成本还是比较高,并且冲压后成本品件留在模具上,在清理模具上的物料时会影响冲压速度,操作不方便。方案三,只需一副模具,工序数目少,冲孔、落料、弯曲整合为一个工序,大大提高了生产效率,操作方便,并能保证零件的质量,延长模具寿命,适合大批量生产。综合以上分析:本设计要求为大批量生产,故采用方案三。2.2.3排样方案的确定按冲裁工艺方法和材料的合理利用,条料的排样方法可分为三种:1)有废料排样沿冲件全部外形冲裁,在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模保证,冲件精度高,模具寿命也高,但材料利用率低。2)少废料排样沿冲件部分外形冲切,只在冲件之间或冲件与条料侧边间有搭边。3)无废料排样沿直线或曲线切断条料而获得冲件,无搭边,冲件质量和模具寿命更差一些,但材料利用率最高。从零件图上分析可知,零件形状不算复杂,但是从外形需要和工件精度的要求来看,可以采用少废料排料提高材料的利用率,采用合理的排样方法才能降低废料的比例。本设计的工件为长方形工件,考虑到效率采用一次冲出两件产品的工序设计,沿板(卷)料顺长度方向进行排样,符合材料规格及工艺要求。考虑到此为大批量生产,结合冲压生产率,冲模耐用度,冲模结构应尽量简单和操作方便,安全等因素,提出以下几种方案:方案一:工位三工位二工位一图 2.3此方案采用工位紧靠排样,只需要三个工位即可,即是,冲孔,弯曲和落料的设计,但此时排样材料利用少。方案二:8工位三空位工位二空位工位一图 2.4与方案一相比,此方案每步增加了空位的工位和改换了产品的排列方位。改善了凸凹模的紧凑性,在凸模固定板和凹模设计上都比较合理,增强了凸模和凹模的强度。但工件要求的精度高,此方案和方案一都存在定位精度不够高情况,所以需要增加定位装置。方案三:图 2.5此方案是对方案二的改进,增加了两个侧刃定位,两个定位装置的配合提高了定位精度,满足了加工工件的精度要求。这样方便于凸模的固定安装,也有利于增加凹模壁厚,这样都加强了凸凹模的强度,并且还为侧刃的安装增加了空间。此方案紧凑,工位排布合理,并且达到了加工工件精度的要求,所以选用此方案。4)材料利用率材料的经济利用,直接取决于冲压工件的加工工艺和排样方法。冲压工艺设计中,评价材料经济利用程度的指标是材料利用率。材料利用率:9%100消耗材料面积实际材料面积实际材料面积即冲压件(毛坯)的有效面积,它与消耗材料面积之差即为废料。一个步距内的材料利用率可用下式表示:%100BSA (2——1)式中:A—一个步距内冲裁件的实际面积;B—条料宽度;S—步距。若考虑到料头、料尾和边余料的材料消耗,则一张板料(或带料、条料)上总的材料利用率总为:一张板料上总的材料利用率总:%100.1 BLAn总总(2——2)式中:A---一张冲裁件(毛坯)的实际面积( 2mm );总n ---一张板料(或带料、条料)上所冲工件总数量;BL
---板料长宽( 2mm )。材料利用率 1 。如果%84 ,那么将有16%的材料变成冲压废料。经计算,本设计工件的面积为A160 2mm 。条料宽度计算:mmnbaDnbaDB 0 4.0 01 01 61..128.116)5.1()2(
。D---条料宽度方向冲裁件的最大尺寸;a ---侧搭边值;n --- 侧刃数;1b ---侧刃切去材料宽度方向尺寸。1a =0.75 a条料长度: L 3000mm 。所以: %6.71%100 61. BLAn总总5)排样方法①排样方法的选择原则○a 冲裁小工件或某种工件需要窄条料时,应沿板料顺长度方向进行排样,符合材料规格及工艺要求。○b 冲裁件在条料上的排样,应考虑冲压生产效率、冲模耐用度、冲模结构是否简单和操作方便与安全等。○c 条料宽度选择与在板料上的排样应优先选用条料宽度较大而步距较小的方案,以便经济地裁切板料,并减少冲压用时间。○d 在可能的情况下,要求产品设计时修正产品零件的结构形状和尺寸,以减少或消除设计废料的形成,并有可能采取小、无废料排样方式。10 2.2.4连续模的送料定位系统的选用冲模的送料定位系统是冲模结构的重要组成部分。其主要功能是对送入模具的条、带、卷料实施精确定位,控制送为进距,达到准确、一致,以确保冲模冲压时具有均匀一致的搭边与沿边,从而使冲件获得更高的尺寸与形位精度。所以,定位系统的设计与制造是冲模设计与制造的重要环节。而冲模的定位系统是由各种不同的进距限位构成的。主要包括表2.1所列各种类型,不同规格的各种进距限位装置。(见表2.1)两工位及两工位以上的连续模都应设置一套由挡料、进距控制、送进误差校准等装置构成的送料定位系统。1 2表 2.1(1)靠切边定位的侧刃组件构成的定位系统主要优点如下:①可以不间断连续冲压.使压力机额定滑块行程次数得到充分利用,生产效率更高。②操作工人的手不需要也不可能进入模具T作区,故操作安全。③便于实现冲压过程的机械化与自动化。④定位精确度可达±O.15mm甚至更高精度,比挡料销定位高一个档次。⑤实际冲件的尺寸精度都在IT10级以上。使用侧刃切边定位的主要缺点是增加了废料量,降低了板料利用率。同时,也增大了冲裁力而且连续冲压必然要加大所需冲压设备的吨位,也还使冲模的制造与修理趋于复杂化。而GB与JB标准规定的三种不同断面形状的侧刃,最大切边长度仅40.2mm。(2)侧刃的形成冲裁已纳入国标GB与机械行业标准JB的侧刃完全相同;共2类6种各38个规格,一般进行有搭边排样的有废料冲裁。标准侧刃作为一种送料进距限位装置,由于其最大切边长度Lmax=40.2mm,故仅能用于送料进距S≤40.2mm的小型冲压件,其使用范围十分有限,通常仅用于:①成批与大量生产料厚t≤1~2.5mm的各种金属板料用连续模冲制的小型冲压件并要求冲模有更高的生产率。②冲压件的尺寸与形位精度要求较高,尺寸精度高于1T10极,送料进距S&40.2mm,播放器加载中，请稍候...
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