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导向板冲孔落料弯曲级进模模具设计.rar

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    编号:20181016172635411    类型:共享资源    大小:402.30KB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
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    导向 冲孔 弯曲 级进模 模具设计
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    0绪 论目前,我国冲压技术与工业发达国家相比还比较落后,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。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,1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。2导向板落料冲孔级进模设计工件名称:导向板生产批量:中批量材料:Q195厚度:1mm工件简图见图 1图 1 导向板1.工艺性分析图示零件材料为 Q195,能够进行一般的冲压加工,市场上也容易得到这种材料,价格适中。外形落料的工艺性:手柄属于中等尺寸零件,料厚 1mm,外形复杂程度一般,尺寸精度要求一般,因此可采用落料工艺获得。冲孔的工艺性:φ4.1 的孔,尺寸精度要求一般,可采用冲孔。3此工件只有外形落料和冲孔两个工序。图示零件尺寸均为未注公差的一般尺寸,按惯例取 IT14 级,符合一般级进冲压的经济精度要求。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。2.排样设计2.1 确定零件的排样方案设计模具时,条料的排样很重要。导向板零件具有对称的特点,单向排列时材料的利用率较高(图 2 所示),可以提高材料的利用率,减少废料。图 2 条料的排样2.2 条料宽度、导尺间宽度和材料利用率的计算查表取得搭边值为 2mm 和 1.5mm。条料宽度的计算:拟采用无侧压装置的送料方式,由b =D+2aD—条料宽度方向冲裁件的最大尺寸a—侧搭边值4代入数据计算,取得条料宽度为 77mm。导尺间距离的计算:由 s=D+a1,代入数据计算得导尺间距离为 31.6 mm。材料利用率的计算:根据一个步距内的计算公式 =a/Bs×100%式中 A—一个冲裁件的面积,mm 2B—条料宽度,mm; s—进距, mm得 =2170.91/77×31.6×100%=89%3.工艺方案的确定手柄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:用简单模分三次加工,即落料——冲孔——拉深方案二:冲孔落料拉深复合模。方案三:冲孔落料拉深级进模。 采用方案一,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。但是采用一套模具加工,难度比较大,生产成本比较大。所以不用复合模具。采用级进模加工.精度比较高,而且模具制造也相比简单。因此采用方案三,落料冲孔级进模。4.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,为方便小孔废料的落下,也为了整套模具的简化,因此采用倒装结构,即落料凹模和冲孔凸模都安排在上模。52)送料方式:因是中批量生产,采用手动送料方式。3)定位装置:本工件在级进模中尺寸是较大的,又是中批量生产,采用始用挡料销加上导料销来对工件进行定位。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。由于已经采用了手工送料方式,采用中间导柱模架。4)卸料方式:本模具采用正装结构,冲孔废料落在凹模孔洞中,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。选用弹性卸料板来卸下条料废料。5.冲压力与压力中心的计算,初选压力机5.1 冲裁工序总力的计算由工件结构和前面所定的冲压方案可知,本工件的冲裁力包括以下部分。冲 φ4.1mm 孔的力 P1,落外型料的力 P2,向下推出 φ4.1mm 冲孔废料的力 P3,向下推出工件的力 P4。由弹性卸料板卸条料的废料的力不是压力机提供的,故不用计算在内。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 b—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。式中 σ b—被冲材料抗拉强度(MPa)。查手册得 Q195 钢的 σ b=260MPa6P1=1.3×π×4.1×1×260=1.39kNP2=1.3×206.2×1×260=69.8kN推件力 P t=nKtPKt—推件力系数,由手册查得 Kt=0.055n—同时卡在凹模的工件(或废料)数,其中n=h/th—凹模刃部直壁洞口高度(mm) ,t—料厚( mm)查手册﹝2﹞表 2—40 可得和 h=5mm,故 n=5P3=5/1×0.055×69.8=19.2kN卸料力 F = K x×PKx 为卸料力系数,查表为 0.045 P4=0.045×69.8=3.14kN工序总力 P 总 =P1+P2+P3+P4 =1.39+69.8+19.2+3.14=93.53bkN弯曲力的计算:对于 u 形件 pz =0.7KBt2σ b/r+t其中 B-弯曲件宽度t-料厚σ b-材料抗拉强度K-安全系数,一般取 1.3r-弯曲件的内弯曲半径pz=0.7KBt2σ b/r+t=0.7×1.3×30.1×12×320/0.6+1=0.46 kN5.2 初选压力机7查文献[4]开式可初选压力机型号为 J23-16,见表一。表一 所选择压力机的相关参数型号 公称压力/kN 滑块行程/mm 最大封闭高度/mm 工作台尺寸/mm 封闭高度调节量/mmJ23-16 160 55 220 300×450 455.3 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。图(3) 如图(3)建立坐标系,计算压力中心如下表8个基本要素压力中心的坐标值基本要素长度 L/mmx yL1 -36.5 0L2 0 10.75L3 36.5 0L4 0 -10.75L5 -32 0L6 32 0合计 0 0由上计算可以看出压力中心位于坐标的 0 点.若选用 J23-16 压力机,则可满足要求. 6.模具主要零件和主要工作机构的设计与标准化6.1 工作零部件的设计与标准化(尺寸、位置、标准与示意图)6.1.1 工作零部件的计算9由于制件结构简单精度要求不高,所以采用凸模和凹模分开加工的方法制作凸凹模。这时需要分别计算和标注凸模和凹模的尺寸和公差。 1)冲孔时,间隙取在凹模上,则:凸模尺寸dT=(d min+x△) -δt 0凹模尺寸dA=( dT +Zmin)0+δa式中 d A dT ——冲孔凹模和凸模的刃口尺寸,mmx——磨损系数,由手册﹝1﹞查表 2-30 得:IT14 级时 x=0.5。Zmin——双面间隙,mm△——工件公差,mmδ——凸模和凹模的制造公差,mm冲裁 φ4.1mm 孔凸模、凹模刃口尺寸的计算凸模尺寸 由手册表 2-10 查得△=0.3dT=(d min +x△) -δt 0 =(4.1+0.5×0.3)0-0.012 =4.250-0.012凹模尺寸由表 2-23 得 Zmin=0.1dA=( dT +Zmin)0+δa =(4.25+0.1)0+0.018=4.350+0.018校核:|δt|+|δa|=0.03,Z max-Zmin=0.03|δt|+|δa|≤Z max-Zmin所以:满足间隙公差条件。6.1.2 外形落料凸模、凹模刃口尺寸的计算
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