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垫板冲压模毕业设计.rar

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    编号:20181016172635318    类型:共享资源    大小:311.37KB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
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    垫板 冲压 毕业设计
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    第 1 页 共 24 页一 绪论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、模具设计还不成熟。1.1 国内模具的现状和发展趋势1.1.1 国内模具的现状我国模具近年来发展很快,据不完全统计,2003 年我国模具生产厂点约有 2 万多家,从业人员约 50 多万人……我国模具无论是从品种,数量还是精度方面,都有了大幅度的提高,模具对工业产品的生产的影响也越来越大,我过模具也由过去靠进口都逐步自行设计制造,使模具加工工艺手段上升一个台阶,同时为先进工艺发展奠定了坚实的基础,特别是模具成型表面的特种加工 工艺的研究和发展 ,使模具加工精度和粗糙度都有了很大的改善。我国模具制造技术水平,从过去只能制造简单模具发展到可以制造大型 ,精密,复杂,长寿命模具。例如在冲压模具方面,我国设计和制造的电机定转子硅钢片硬质合金多工位自动级进模和电子 ,电器行业用的 50 余位工位的硬质合金多工位自动级进模,都达到了国际同类模具产品的技术水平。我国模具制造业近十余年的年工业产值,持续以 15%的增长速度在迅猛发展,已经成为国民经济的一个非常重要的工业分支。1.1.2 国内模具的发展趋势巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展……但随着市场经济的发展和需要和产品更新换代的不断加快,对模具提出了越来越高的要求。首先在模具制造方面,提高模具制造质量,缩短生产周期已经成为该行业的发展趋势,其主要发展方向可归纳为以下几个方面。1 不断提高模具的生产专业化和标准化程度。2 由模具粗加工向高速加工发展。 3 将成型表面的加工向精密,自动化方向第 2 页 共 24 页发展。4 光整加工技术向自动化方向发展。5 反向制造工程制模技术要迅猛发展。6 模具 CAD/CAM 将有更快的发展。 7 研制和发展模具用材料。模具材料是影响模具寿命,质量,生产效率和生产成本的重要方面。没有充足的,高质量的,品种齐全的模具使用材料,模具工业要想有迅猛发展只是纸上谈兵。当前我国模具材料的需要研发急需的模具新品种,如高强韧,高耐磨的新型优质模具钢,大力发展硬质合金模具材料已经势在必行。当然,我国模具材料的发展前景非常广阔,所以更应积极开发和引进高性能和新型模具材料,增加模具钢材的品种,规格,形成我国资源情况的系列化和标准化的模具材料,以满足不同模具的使用要求和寿命的要求。1.2 国外模具的现状和发展趋势随着工业生产的发展,模具工业也在迅猛发展。尤其是一些发达国家,其模具工业总产值早已超过机床工业,其发展速度也超过了机床,汽车,电子等工业。工业发达国家都十分重视模具技术的开发,在模具制造中大量采用新工艺和新设备,提高制造水平,并取得了显著的经济效益。国外模具的发展特点主要有以下几点:(1)模具生产效率高,工期短,人均产值高。各企业共同之处是厂房设备密集,显得十分拥挤,即使在这样的条件下,车间管理还是有条不紊,生产效率高。一般模具企业,人均年产值为 5~14 万美元。 (2)专业分工细,技术精益求精,客户相对稳定。模具企业专业分工较细,生产协作紧密。每家企业只生产某一类模具,各家都有自己的拳头产品,这利于在技术上精益求精,以利在激烈的竞争中生存发展。模具厂所需的模具标准件都是外购的,有些零件加工业是由其他厂协作。 (3)模具企业带件生产比较普遍,有利于企业发展。模具作为单件或极小批量产品,技术密集和精密加工设备密集,与模具成型制品的大批量生产相比,投入大,产出低,因而制约了模具企业大发展。他们注重模具与制品一体化,模具与制品相辅相成,互相促进,有利于模具企业的发展。 (4)紧跟主产品需求开发模具,重视开拓海外市场。模具工业发展较快,紧跟主产品需求开发制造模具是一个重要因素。近几年 3C 电子产品和汽车工业的迅速发展,带动了模具工业的发展。目前模具产值的 76%源自 3C 产品和汽车、摩托车提供的产品。第 3 页 共 24 页模具行业以很强的市场敏感性,以最短的生产周期满足了这些行业的需求。大陆的许多 3C 产品和汽车模具就来自美国,日本和西欧,以及台湾。 (5)CAD/CAE/CAM 和高速切削加工技术应用广泛。他们的模具生产效率较高,市场快速反应能力强,CAD/CAE/CAM 技术和高速切削技术的普及应用,无疑是一个重要部分。第 4 页 共 24 页二 冲压模具设计2.1 冲压模具设计工件名称:衬板生产批量:大批量材料:30厚度:2mm2.1.1 冲压件的工艺分析该工件形状简单,对称,是由圆和矩形组成的。冲裁件所能达到的经济精度为IT11~IT14,粗糙度为 3.2,将以上精度与粗糙度相比较,可以认为该零件的精度要求能在冲裁加工中得到保证,其他尺寸标注情况,也均符合冲裁的工艺要求. 图 1 衬板第 5 页 共 24 页2.1.2 工艺方案的确定该零件所需的冲压工序为落料和冲孔,可拟定出一下的工艺方案:方案一:用简单模分两次加工,及落料----冲孔。方案二:冲孔,落料级进模。方案三:冲孔,落料复合模。采用方案一,生产效率低,工件的累次误差大,操作不方便,由于该工件是为大批量生产,方案二和方案三更有优越性。该零件的¢17mm 的孔与外缘之间的最小距离为 22mm 大于此零件要求的最小壁厚,故可以采用冲孔,落料复合模或 冲孔,落料级进模。复合膜模具的形位精度和尺寸精度容易保证,且生产率高,尽管模具结构比较复杂,但由于零件的几何形状比较简单对称模具制造并不困难。级进模虽然生产率也高,但零件的冲裁精度稍差,要想保证冲压件的行为精度,需要在模具上设置导正销导正,故模具制造,安装较复合模复杂。通过对上述三种方案的比较分析,该零件的冲压生产采用方案三的复合模为佳。落料复合模又分为倒装复合膜和正装复合膜。倒装复合膜的优点是:冲孔废料从下模引出,工件从上模推出,易引出工件和废料,结构简单,操作方便安全。缺点是:凸凹模积聚工件,张力大,不易冲裁孔边距离较小的冲裁件。正装复合模的优点是:弹性的顶件装置,卸料装置对工件和调料起压平作用,适用于冲值材质较软,板料浇薄,平直度要求较高的冲裁件,冲裁的精度高,模具内不会积聚工件和废料,有利于凸凹模的最小壁厚,缺点是:冲孔废料从上模引出 ,如果工件上孔较多时,冲孔废料易落入下模部分,造成清理麻烦。所以根据必要的计算和对工件的分析,选择要适用的冲裁模。第 6 页 共 24 页三 必要的工艺计算(1) 排样设计 设计复合模时,首先要设计条料排样图。查表得搭边值为 2.5mm 和 2mm.计算条料宽度:B=(62+2×2.5+2+50)=119mm步距:S=44+2=46mm计算冲压件毛坯的面积;A=(62×44-30.96)=2697m㎡计算材料利用率:2×2697/119×46=98℅(2) 计算凸、凹模的刃口尺寸 查表的间隙值 Zmin=0.246mm,Zmax=0.360mm冲孔 φ17mm 凸凹模刃口尺寸的计算。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。其凸凹模刃口尺寸计算如下:£ 凸 =0.02mm,£ 凹 =0.04mm校核:Z max-Zmin=0.114mm 而£ 凸 和£ 凹 的相加等于 0.045mm 满足条件查表的磨损系数为 0.5按式得 d 凸 =17.12mmd 凹 =17.246mm(3) 外形落料凸凹模刃口尺寸的计算。对外轮廓的落料,由于形状比较复杂,故采用配合加工法,这种方法有利于获得最小的合理间隙,放宽对模具加工设备的精度要求,其凸凹模刃口尺寸计算如下:第 7 页 共 24 页当以凹模为基准件时,凹模磨损后,刃口部分尺寸都变大,因此属于 A 类尺寸。工件图中未标注公差的尺寸,查相关资料得出其尺寸。查表得×≥0.5 时,×=0.5×<0.5 时,×=0.75按式 A 公式得44 凹 =43.69mm62 凹 =61.57mm落料凸模的基本尺寸和凹模相同,分别是 43.69mm 和 61.57mm,不必标注公差,但要在技术条件中注明:凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制,保证最小双面合理间隙值Z=0.246(4) 冲压力的计算落料力 F=181.512KN孔落料力 F=48.042KN小孔落料力 F=18.0864KN冲孔时的推件力 F=nKf 空取直筒形刃口的凹模刃口形式,由表得 h=6mm,n=3 个,查表的 K=0.05F 孔 =7.2KNF 推 =2.7KN落料的卸料力,K 卸 =0.03 第 8 页 共 24 页图 2 排样图总冲压力为:F=181.512+48.024+18.0864+7.2+2.7=257.52KN为了保证冲压力足够,一般冲裁时压力机吨位应该比计算的冲压力大 30%左右,即 F=1.3×257.52=334.776KN(4)压力中心的计算 用解析法求模具的压力中心的坐标。按比例画出工件尺寸,选用坐标系 XOY,如图:第 9 页 共 24 页图3 压力中心因工件左右对称,即 Xc=0.故只需要求出 Yc。将工件冲裁周边分为L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7 基本线段,求出各段长度的重心位置:L1=32mm Y1=0L2=18.84mm Y2=8mm 第 10 页 共 24 页L3=100mm Y3=31mmL4=18.84 mm Y4=60 mmL5=40.192 mm Y5=58 mmL6=40.192 mm Y6=6 mmL7=53.38 mm Y7=31 mmYc=L1Y1+L2Y2+L3Y3+L4Y4+L5Y5+L6Y6+L7Y7/L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7+L8=28.33mm完成该制件所需要的冲压力由冲裁力 F 冲、拉深力 F 拉、压边力 F 压、及顶件力F 顶组成。然而这些力不是同时发生的,因而应该根据这几个力出现的先后顺序、组合情况、选择其最大力或力的组合,加以计算,作为选择压力机的依据。由图 1 可知,该制件应该先落料——再拉深成凸缘筒件 93mm。后再冲底而完成冲压变形。由于材料较薄,且是拉深冲底变形,因而在整个冲压过程中材料一直被压边圈和顶件板压紧,即压边力和顶件力一直都存在。该设计初步拟定采取刚性卸料装置,因而卸料力不应该计算。又由于变形过程可知,落料、拉深、压边(顶件)基本上同时发生,故F 总应该是 F 冲、F 拉、F 压的总和。冲裁力 F 冲:由文献【2】冲裁力计算公式冲裁力的大小随凸模进入材料的深度(凸模行程)而变化,本模具采用普通平刃口模具冲裁,其冲裁力 F 冲按下式计算:bKLt式中:F——冲裁力;L——冲裁周边长度;t——材料厚度——材料抗剪强度;bK——系数。
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