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限位板级进模设计.rar

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    限位 板级进模 设计
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    河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书1目录1 绪论 ................................................................................................21.1 冲压模具基本概念 ...................................................................................................21.2 冲压模具的历史及发展 ...........................................................................................22.限位板级进模设计 ........................................................................5一、工艺性分析 .............................................................................................................6二、排样设计 .................................................................................................................6三、工艺方案的确定 .....................................................................................................8四、模具结构形式的选择与确定 .................................................................................9五、冲压力的计算,初选压力机 .................................................................................9六、刃口尺寸的计算 ...................................................................................................12七.主要零部件的设计 ...............................................................................................14八、限位板冲孔落料连续模总装图 ...........................................................................22九、模具凸模加工工艺 ...............................................................................................23参考文献 .........................................................................................25河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书21 绪论1.1冲压模具基本概念冲压模具--在冷冲压加工中,将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成品)的一种特殊工艺装备,称为冷冲压模具(俗称冷冲模)。冲压--是在室温下,利用安装在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。冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备,是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等,与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低,是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一,在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。1.2冲压模具的历史及发展我国考古发现,早在 2000 多年前,我国已有冲压模具被用于制造铜器,证明了中国古代冲压成型和冲压模具方面的成就就在世界领先。1953 年,长春第一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间,该厂于 1958 年开始制造汽车覆盖件模具。我国于 20世纪 60 年代开始生产精冲模具。在走过了温长的发展道路之后,目前我国已形成了300 多亿元(未包括港、澳、台的统计数字,下同。)各类冲压模具的生产能力。 一、冲压模具市场情况 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,但与国发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。一些低档次的简单冲模,已趋供过于求,市场竟争激烈。 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。为中档轿车配套的覆盖件模具内也能生产了。精度达到 1~2μm,寿命 2 亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。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。河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书321 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 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。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。模具因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而获得广泛应用,与其他加工制造业所无法比拟的。从工业产品生产行业看,模具是现代工业,特别是汽车、摩托车、航空、仪表、仪器、攻关器械、电子通讯、兵器、家用电器、五金工具、日用品等工业必不可少的工艺装备。据资料统计,利用模具制造的零件数量,在飞机、汽车、摩托车、拖拉机、电机、电器、仪器仪表等机电产品中占 80%以上;在电脑、电视机、摄像机、照相机、录像机等电子产品中占 85%以上;在电冰箱、洗衣机、空调、电风扇、自行车、手表等轻工业产品中占 90%以上;兵器产品中占 95%以上。目前,我国加入 WTO 之后,在当代工业的迅速发展下,各行业产品的品种和数量不断增加,换型加快,对产品质量、样式和外观也不断提出新要求,使模具需求增加,对模具质量要求也越来越高,模具技术直接影响制造业的发展、产品更新换代和产品竞争能力。因此,迅速提高模具技术水平已成为当务之急。例如,日本汽车、计算机、电视机、手机等产品的品种、数量、质量在国际市场占有优势地位,其重要原因之一就是日本模具技术居于世界领先水平。从资料获悉,目前,美国、日本、德国等发达国家的模具总产值都已超过机床总产值。模具技术的进步极大地促进了工业产品的生产发展,模具是“效益放大器”,用模具生产的最终产品的价值将超过自身价格的几十倍乃至上百倍及上千倍。据各国报导,模具工业在欧美等工业发达国家被称之“点铁成金”的“磁力工业”,如今世界模具工业的发展速度超过了新兴的电子工业,已实现了模具专业化、标准化和商业化,因而深受赞誉。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”,日本称模具工业为“进入富裕社会的原动力”,在德国,被冠之以“金属加工业中的帝王”之称号,而欧盟一些国家称“模具就是黄金”,新加坡政府则把模具工业河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书4作为“磁力工业”,中国模具权威经理称为“模具是印钞机”。可见模具工业在世界各国经济发展中具有重要的地位。模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。在国家产业政策的正确引导下,经过几十年努力,现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平,包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。 虽然如此,我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。轿车覆盖件模具,具有设计和制造难度大,质量和精度要求高的特点,可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平,模具结构周期等方面,与国外相比还存在一定的差距。 标志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。2.限位板级进模设计工件名称:限位板河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书5生产批量:大批量材料:B3厚度:6工件简图见图图 1一、工艺性分析零件名称为限位板,材料是 B3,厚度 6mm。薄料,大批量生产。冲裁件形状对称,则应力也是简单对称,有利于材料合理利用。精度一般。IT14 级。外形落料的工艺性:限位板的尺寸为中等尺寸,精度要求也一般,可由落料获得。河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书6冲孔的工艺性:冲孔主要是一个 φ30 的孔,无特殊要求,精度采用经济精度,零件图已给公差,按按图示要求制作。由以上分析可知,图示零件具有比较好的冲压工艺性,适合冲压生产。二、排样设计1、确定零件的排样方案 冲裁件在条料,板料上的布置方式叫排样,观察零件,零件为对称矩形件。采用直排样即可。样图:图 2 条料的排样2、条料宽度和材料利用率的计算查表取得搭边值为 3.6mm(工件间搭边)和 4.2mm(侧搭边)。条料宽度的计算:拟采用无侧压装置的送料方式,由B-Δ =〔D+2a+c 1〕 - Δ ﹝2﹞河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书7a—侧搭边值c1—导料板与最宽条料之间的间隙代入数据计算,取得条料宽度为 85.4mm。材料利用率的计算:查资料得 6 的 B3 规格有多种可以选择,原材料选用 1200 mm×1000 mm×6mm 的冷轧薄钢板。材料利用率通用计算公式 = %10BsnA式中 A—一个冲裁件的面积,mm 2;n—一个进距内的冲裁件数量;B—条料宽度,mm; s—进距, mm得 = %106.74853步距利用率是 47.5%三、工艺方案的确定限位板零件所需的基本冲压工序为落料和冲孔,可拟订出以下三种工艺方案。方案一:用简单模分 2 次加工,即冲孔----落料。方案二:冲孔落料复合模。河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书8方案三:冲孔落料级进模。 单工序模,生产率低,工件的累计误差大,操作不方便,由于该工件为中批量生产,方案二和方案三更具有优越性。复合模,一个工作过程即可完成冲孔落料工序,生产效率高,形位精度高,但对模具的要求也相对提高,制造成本,工人劳动力也高。工件好、并相应的精度要求。级进模,满足生产使用要求,且模具制作相对简单,成本低,精度符合要求,有效的降低了成本,而且效率也高。因此,在满足使用要求,提高效率,降低成本的前提下,采用级进模四、模具结构形式的选择与确定1)正倒装结构:根据上述分析,本零件的冲压包括冲孔和落料两个工序,为方便孔废料和成形工件的落下,采用正装结构,即冲孔凹模和落料凹模都安排在下模。2)送料方式,采用手动送料方式。3)定位装置:本工件在级进模中尺寸一般,大批量生产,余料较多,第一次落料工位的落废料刻由工人目测即可。以后可由固定挡料销定位,在,落料凸模上安装两个导正销,利用条料上 1 个 φ30 的孔用导正销进行导正。3)导向方式:为确保零件的质量及稳定性,选用导柱、导套导向。,采用对角导柱模架。4)卸料方式:本模具采用正装结构,冲孔废料和工件留在凹模孔洞中,为了简化模具结构,可以在下模座中开有通槽,使废料和工件从孔洞中落下。工件厚度为6mm,料厚厚,采用刚性卸料方式。五、冲压力的计算,初选压力机河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书91、冲裁工序总力的计算(1) 冲裁力的计算:冲裁力有冲孔 φ30 所需力 P1。落料力 P2。向下推出 φ30 废料所需的力 P3 向下推出工件落料的力 P4。考虑到模具刃部被磨损、凸凹模间隙不均匀和波动、材料力学性能及材料厚度偏差等因素的影响,实际计算冲裁力时按下面公式:P=KLtτ ﹝3﹞式中 P—冲裁力(kN)L—冲裁件剪切周边长度(mm)t—冲裁件材料厚度(mm)τ—被冲材料的抗剪强度(MPa)K—系数,一般取 1.3。上式中抗剪强度 τ 与材料种类和坯料的原始状态有关,可在手册中查询。为方便计算,可取材料的 τ=0.8σ b,故冲裁力表达式又可表示为:P=1.3Ltτ≈Ltσ b式中 σ b—被冲材料抗拉强度(MPa)。查手册得 B3 钢的 σ b=350MPaP1= 1.3Ltτ≈Ltσ b =41kNP2= Ltσ b =37kN推件力 P 3=nKtP1Kt—推件力系数,由手册查得 Kt=0.45n—同时卡在凹模的工件(或废料)数,其中n=h/t=2河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书10h—凹模刃部直壁洞口高度(mm),t—料厚( mm)查手册表 2—40 可得和 h=10mm,故 n=2P3= nKtP1=29kNP4= nKtP2=63.3kN工序总力 P=P1+P2+P3+P4=178.3kN2.初选压力机查文献模具设计与制造手册。开式可倾压力机参数初选压力机型号为 JC23-23,见表一。表一公称压力/吨 滑块行程/mm 滑块行程次数:次/分最大封闭高度/mm封闭高度调节量/mm16 70 120 220 453.压力中心的计算模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。为了保证压力机和模具的正常工作,应使模具的压力中心与压力机的中心滑块中心线重合。否则,冲压时滑块就会承受偏心载荷,导致滑块导轨与模具的导向部分不正常的磨损,还会使合理的间隙得不着保证,从而影响制件的质量和降低模具的寿命,甚至损坏模具。此为多凸模模具的压力中心,单凹模,计算时直接计算出其凹模的压力中心就是压力机的中心线。 计算其压力中心的步骤 如下:按比例画出凸模的工作部分剖面图在任意距离处作 x-x 轴 y-y 轴
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