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引线片冲压工艺及级进模具设计.rar

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    编号:20181016172636769    类型:共享资源    大小:751.19KB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
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    引线 冲压 工艺 模具设计
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    绪 论目前,我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后,主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距,导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。大学三年的学习即将结束,毕业设计是在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习其中最后一个实践环节,是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。在学校的近三年学习中,已完成了模具专业教学计划中所要求的理论课程。在毕业前夕,通过毕业设计的实践环节,进行已学知识的全面总结和应用,提高综合能力的培训及扩大模具领域的新知识。毕业设计其目的在于巩固所学知识,熟悉有关资料,树立正确的设计思想,掌握设计方法,培养实际工作能力。通过设计,使我在工艺性分析、工艺方案论证、工艺计算、零件结构设计、编写技术文件和阅读技术文献等方面受到一次综合训练。毕业设计要达到的具体要求是:1.系统总结,巩固过去所学的基础知识和专业课知识。2. 运用所学知识解决模具技术领域内的实际工程问题,以此进行综合知识的训练。3.通过某项具体工程设计和实验研究,达到多种综合能力的培养,掌握设计和科研的基本过程和基本方法。4.提高和运用与工程技术有关的人文科学,价值工程和技术经济的综合知识。改革开放以来,随着国民经济的高速发展,市场对模具的需求量不断增长。近年来,模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展,模具工业企业的所有制成分也发生了巨大的变化,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的发展。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随着我国经济的迅速发展,采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。近年来,随着我国经济的腾飞和产品制造业的蓬勃发展,模具制造业也相应进入了高速发展的时期。据中国模具工业协会统计,1995年我国模具工业总产值约为145亿,而2003年已达450亿左右,年均增长14%。另据统计,我国(不含台湾、香港、澳门地区)现有模具生产厂点已超过20000家,从业人员有60万人,模具年产值在一亿以上的企业已达十多家。可以预见,我国经济的高速发展将对模具提出更为大量、更为迫切的需求,特别需要发展大型、精密、复杂、长寿命的模具。同时要求模具设计、制造和生产周期达到全新的水平。我国模具制造业面临着发展的机遇,无疑也面临着更大的挑战。我做的是冷冲压模具设计,冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得需要零件(俗称冲压件或冲件)的一种压力加工方法。因为它通常是在室温下进行加工,所以称为冷冲压。冷冲压与其他加工方法相比,具有独到的特点,所以在工业生产中,尤其在大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冷冲压加工产品零部件,如汽车、拖拉机、电器、仪表、电子、国防以及日用品等行业。在这些工业部门中,冲压件所占的比重相当大。不少过去有铸造、锻造、切削加工方法制造的零件,现在已经被质量轻、刚度好的冲压件所代替。通过冲压加工制造,大大提高了生产效率,降低了成本。可以说如果在生产中不广泛采用冲压工艺,许多工业部门的产品要提高生产率,提高质量,降低成本,进行产品的更新换代是难以实现的。在大学三年的课程学习和课程、生产实习,我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识,对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解,达到了学习的目的于模具设计这个实践性非常强的设计课题,我们进行了大量的实习。经过在新飞电器有限公司、洛阳中国一拖的生产实习,我对于模具特别是冲压模具的设计步骤有了一个全新的认识,丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识,而对于模具的制造工艺更是有了零的突破。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下,同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体,明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍,设计中,充分利用2和查阅各种资料,并与同学进行充分讨论,尽了最大努力做毕业设计。在设计的过程中,虽然有一定的困难,但在指导老师的细心指导、同学间的讨论和自己的努力下,自信会完满的完成毕业设计任务。由于我的水平有限,而且缺乏经验,设计中难免会出现疏漏和不妥之处,敬请各位老师指正。设计者:陈景超 2008.05.183工件名称:引 线 片 冲裁件工件简图:如图所示生产批量:大批量材 料:A3 钢材料厚度:1.5 mm图 1-制件图 4第 1 章.冲裁件工艺性分析及方案的确定1.冲裁件工艺性分析 此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为 A3钢,具有良好的冲压性能,适合冲裁。工件结构相对简单,有一个 1.85mm的孔和一个 6.5mm 的孔;孔与孔、孔与边缘之间也满足要求,最小壁厚为2.5mm。工件未标注尺寸公差的部分为自由公差,可看作 IT14 级,尺寸精度较低,普通冲裁完全能满足要求。2.冲裁工艺方案的确定该工件包括落料、冲孔两个基本工序,可有以下三种工艺方案:方案一:先落料,后冲孔。采用单工序模生产。方案二:落料—冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三:冲孔—落料级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单,但需两道工序两副模具,成本高而生产率低,难以满足大批量生产要求。方案二只需一副模具,工件的精度及生产效率都较高,但工件最小壁厚 2.5mm 小于凸凹模许用最小壁厚 2.7mm,模具强度较差,制造难度大,并且冲压后制品件留在模具上,在清理模具上的物料时会影响冲压速度,操作不方便。方案三也只有一副模具,生产效率高,操作方便。工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较,该件的冲压生产采用方案三为佳。5第 2章.主要设计计算1.排样方式的确定及其计算设计级进模,首先要设计条料排样图。引线片的形状相对对称,但在这里我们考虑到材料利用率所以采用斜对排,如图所示的排样方法:图 2--排样图一个步距内的材料利用率 η为:查《冲压模具设计与制造》表 2.5.2,确定搭边值:两工件间的搭边:a=0.5mm;工件边缘搭边:a =1.0mm;1步 距为:10.4mm;条 料 宽 度:B=33mm冲裁件面积:A= ×4.7 +2.76×1.5+0.5× 1.85 +3.5×3.7-221.65×1.3- ×0.925 - ×3.25 =53.828mm 2查板材标准,宜选 200mm×300mm 的钢板,每张钢板可剪裁为 6 张条料(33mm×300mm),每张钢板可冲 346 个工件,则 η 为:e6η = ×100% eLBnA= ×100%302468.5=62.1表(1)----排样及材料利用率计算项目 公式 结果 备注冲裁件的面积A如上式所求53.828 mm 2条料宽度 B B=30.4+1.3×2 33mm步距 S 10.4mm一个步距材料利用率 η η=nA/BS×100%62.74%材料的利用率η 总η= ×100%302468.562.1%查表 2.5.2 得最小搭边值a=0.5mma1=1.0mm 采用侧压装置2、冲压力的计算该模具采用级进模,拟选择弹性卸料、下出件。冲压力的相关计算如下:由《冲压模具设计与制造》中冲裁力公式--2.6.1 得:F=KLtTb公式中 F 冲裁力L 冲裁周边长度对于 φ6.5 的孔:L=3.14×6.5=20.41mm 对于 φ1.85 的孔:L=3.14×1.85=5.81mmt 材料厚度 t=1.5mmTb 材料抗剪强度 取 360MPaK 安全系数 安全系数 K 是考虑到实际生产,模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损,板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的7修正系数。一般取 K=1.3对于 φ6.5 的孔: F1=1.3×3.14×6.5mm×1.5mm×360MPa=14328N对于 φ1.85 的孔: F2=1.3×3.14×1.85mm×1.5mm×360MPa=4078N因为 F1>F2 所以选择冲床时的冲裁力为 F1。根据以上数据计算可得:F=14328N下面对卸料力进行计算:由 P70 2.6.3 公式得:卸料力 Fx=KxF由 P70 2.6.4 公式得推件力 Ft=KtF公式中:F 冲裁力为 14328NKx 卸料力系数 由《冲模》P70 表 2.6.1 查得 Kx=0.05n 同时在凹模内的废料 n=h/t式中 h 凹模洞口的直刃高度t 板料厚度Kt 为推件力系数 由表 2.6.1 查得 Kt=0.55 由于采用弹性卸料装置,下出件,故据 P71 2.6.6 公式得:F 总=F+Fx+Ft=F+0.05F+0.55nF根据凹模的修模余量的一般要求,取 h=8mm,则 n=8/2=4故 F 总=46566N 3.压力中心的确定及相关计算计算压力中心时,先画出凹模型口图,如下图所示。在图中将 xOy 坐标建立在图示的对称中心线上,将总裁轮廓线按几何图形分解成 - 共 6 组基本1L线段,用解析法求得该模具的压力中心 C 点的坐标(270.72,135.72)。有关计算如下表 1 所示。8图 3- 凹模型口图表(2)--压力中心数据表各基本要素压力中心的坐标值基本要素长度L/mm x Y=54.96mm1L260.32 144.80=20.41mm2 281.15 144.80=54.96mm3 260.32 126.83=20.41mm4L281.15 126.83=5.81mm5 274.21 137.84=5.81mm6 288.06 137.76合计 162.36mm 267.05 135.35由以上计算结果可以看出,该工件总裁力不大,压力中心偏移坐标原点(270.72,135.72)较小,为了便于模具的加工和装配,模具中心仍选在坐标原点O。若选用 J23-25 冲床, (267.05,135.35)点仍在压力机模柄投影面积范围内,满足要求。4.工作零件刃口尺寸计算9在确定工作零件刃口尺寸之前,首先要考虑到工作零件的加工方法和模具的装配方法,结合该模具的特点,工作零件的形状相对比较简单,适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凹模固定板以及卸料板,这种加工方法可以保证这些零件各孔的同轴度,使装配工作简化,因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算。1)落料加工工序对于形状复杂或料薄的冲裁件,为了保证凸、凹模之间一定的间隙值,必须采用配合加工。在落料加工工序中要完成的是对一个长为 18mm 宽为 9.4mm 的矩形进行落料,并带有两个 R=1.85mm 的圆角和一个深度为 1.3mm 的槽,尺寸未注公差根据设计的规则取自由公差、为 IT14 级精度,其他标准公差值由《公差配合与技术测量》表查得而所需冲裁的制件外轮廓需要落料来进行,应以凹模为基准件,凹模的磨损情况可分为三类:1) 凹模磨损后变大的尺寸2) 凹模磨损后变小的尺寸3) 凹模磨损后不变的尺寸.凹模刃口尺寸计算如下:φ9.4 凹=(9.4-0.75×0.1) 0+0.025=9.3250+0.0251.5 凹=(1.5-0.75×0.12) 0+0.03=1.410+0.033.7 凹=(3.7-0.75×0.12) 0+0.03=3.610+0.03R1.85 凹=(1.85-0.5×0.25) 0+0.063=1.7250+0.0631.65 凹=(1.65+0.75×0.12) -0.030=1.74-0.03013.3 凹=(13.2+0.5×0.2) ±0.025=13.3±0.0259.8 凹=(9.7+0.5×0.2) ±0.025=9.8±0.0252.2 凹=(2.2+0.5×0.25) ±0.031=2.235±0.031由于冲裁时凹模承受冲裁力和侧向挤压力的作用.由于凹模结构形式及固定方法不同,受力情况又比较复杂,目前还不能用理论方法来确定凹模轮廓尺寸.在生产中,通常根据冲裁的板料厚度和冲裁件的轮廓尺寸,或凹模孔口刃壁间的距离,按经验公式来确定:由>中式 2.9.3 得: 凹模厚度 : H=kb(>>15mm)凹模壁厚 : C=(1.5-2)H (>>30—40mm)查表 2.9.5 可得 k 取 0.4 而 b 为(18+9.4=27.4)mm
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