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垫片的冲压级进模设计.rar

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    编号:20181016172635796    类型:共享资源    大小:777.63KB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
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    垫片 压级 设计
    资源描述:
    11 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。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,2004 年模具行业的发展保持良好势头,模具企业总体上订单充足,任务饱满,2004 年模具产值 530 亿元。进口模具 18.13 亿 美元,出口模具4.91 亿美元,分别比 2003 年增长 18%、32.4%和 45.9%。进出口之比 2004 年为3.69:1,进出口相抵后的进净口达 13.2 亿美元,为净进口量较大的国家。在 2 万多家生产厂点中,有一半以上是自产自用的。在模具企业中,产值过亿元的模具企业只有 20 多家,中型企业几十家,其余都是小型企业。 近年来, 模具行业结构调整和体制改革步伐加快,主要表现为:大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品;专业模具厂数量增加,能力提高较快;“三资“及私营企业发展迅速;国企股份制改造步伐加快等。虽然说我国模具业发展迅速,但远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存在以下几方面的不足:第一,体制不顺,基础薄弱。 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用,私营企业近年来发展较快,国企改革也在进行之中,但总体来看,体制和机制尚不适应市场经济,再加上国内模具工业基础薄弱,因此,行业发展还不尽如人意,特别是总体水平和高新技术方面。 第二,开发能力较差,经济效益欠佳.我国模具企业技术人员比例低,水平较低,且不重视产品开发,在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合 1 万美元,国外模具工业发达国家大多是 15~20 万美元,有的高达 25~30 万美2元,与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理,真正实现现代化企业管理的企业较少。 第三,工艺装备水平低,且配套性不好,利用率低.虽然国内许多企业采用了先进的加工设备,但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多,特别是设备数控化率和CAD/CAM 应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因,引进设备不配套,设备与附配件不配套现象十分普遍,设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低,带来中国模具企业钳工比例过高等问题。第四,专业化、标准化、商品化的程度低、协作差. 由于长期以来受“大而全”“小而全”影响,许多模具企业观念落后,模具企业专业化生产水平低,专业化分工不细,商品化程度也低。目前国内每年生产的模具,商品模具只占 45%左右,其馀为自产自用。模具企业之间协作不好,难以完成较大规模的模具成套任务,与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低,标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响,对模具制造周期影响尤甚。 第五,模具材料及模具相关技术落后.模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本,国产模具钢与国外进口钢相比,无论是质量还是品种规格,都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差,也直接影响模具水平的提高。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,但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距,尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年,中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面: 1) 模具日趋大型化; 2)在模具设计制造中广泛应用 CAD/CAE/CAM 技术; 3)模具扫描及数字化系统; 4)在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术 5)提高模具标准化水平和模具标准件的使用率; 6)发展优质模具材料和先进的表面处理技术; 7)模具的精度将越来越高; 8)模具研磨抛光将自动化、智能化; 39)研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程; 10)开发新的成形工艺和模具。1.2 国外模具的现状和发展趋势模具是工业生产关键的工艺装备,在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中,60%-80%的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性,是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志,并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。近几年,全球模具市场呈现供不应求的局面,世界模具市场年交易总额为 600~650 亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。 国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到 50%以上;国外模具企业的组织形式是“大而专“、“大而精“。2004 年中国模协在德国访问时,从德国工、模具行业组织--德国机械制造商联合会(VDMA)工模具协会了解到,德国有模具企业约 5000 家。2003 年德国模具产值达 48 亿欧元。其中(VDMA)会员模具企业有 90 家,这 90 家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的 90%,可见其规模效益。 随着时代的进步和技术的发展,国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才,他们的技术水平比较高.故人均产值也较高.我国每个职工平均每年创造模具产值约合 1 万美元左右,而国外模具工业发达国家大多 15~20 万美元,有的达到 25~30 万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达 70%以上,而我国才达到 45%.1.3 电位器电阻片冲孔落料件的模具设和设计进度1.3.1 电位器电阻片冲孔落料件模具设计的设计思路冲孔落料是冲压基本工序之一,它是利用冲裁模在压力机作用下,将平板坯料进行冲孔或落料的加工方法。一般情况下,一般精度的工件 IT8~IT7 级精度的普通冲裁模;较高精度的工件采用 IT7~IT6 级精度的高级冲裁模。只有加强冲裁件基础理论的研究,才能提供更加准确、实用、方便的计算方法,才能正确地确定冲裁工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸,解决冲裁中出现的各种实际问题,从而,进一步提高制件质量。4电位器电阻片冲孔落料件工作过程很简单就冲孔落料,可采用单工序模、复合模具或级进模具,根据计算的结果和选用的标准模架。为了保证制件的顺利加工和顺利取件,模具必须有足够高度。要改变模具的高度,只有从改变导柱和导套的高度。导柱和导套的高度可根据凸模与凹模工作配合长度决定.设计时可能高度出现误差,应当边试冲边修改高度。1.3.2 电位器电阻片冲孔落料件模具设计的进度1.了解目前国内外冲压模具的发展现状,所用时间 20 天;2.确定加工方案,所用时间 5 天;3.模具的设计,所用时间 30 天;4.模具的调试.所用时间 5 天。在设计的过程中,将有一定的困难,但有指导老师的悉心指导和自己的努力,相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限,而且缺乏经验,设计中难免有不妥之处,肯请各位老师指正。2 冲压件的工艺性分析工件名称:电位器电阻片生产批量:大批量生产材料:H62料厚:0.3mm工件图如图 1:5图 1制件的总体分析冲裁件的工艺性是指零件在冲压加工过程中的难易程度。它只要包括了冲裁件的形状和尺寸以及冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度。该零件的外形复杂程度一般,都是由圆弧和直线组成的。内孔为圆孔,无尖锐的刺角,无细长的悬臂和狭槽,孔 2 与边缘之间的距离为 =1.5mm>t=0.3mm,满足最小壁厚要求。图示零件尺寸均为未注公差1b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。通过以上的分析,可认为零件的精度要求能够在冲压加工中得到保障,尺寸标注、生产批量等情况也均符合冲裁的工艺要求,故决定采用冲压方式加工。3 工艺方案的确定该零件包括:冲孔、落料两个基本工序,可有以下三种工艺方案供选择: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-落料连续冲压,采用级进模生产。对各种方案的分析6方案一:生产率低,工件的累计误差大,操作不方便,由于该工件为大批量生产,方案二和方案三更具有优越性。方案二:冲压生产率较高,压力机一次行程内可完成两个以上工序,实现操作机械化,自动化难,制件和废料排除较复杂,另外复合模制造的复杂性和价格较高。方案三:只需要一副模具,生产率高,压力机一次行程内可完成多个工序,实现操作机械化自动化容易,尤其适应于单机上实现自动化,冲模的制造复杂性和价格低于复合模,精度也可也得到保证。通过以上三种方案的分析比较,并根据设计要求确定该工件的冲压生产采用方案三为佳,并选择级进模。4 主要工艺参数的计算4.1 排样的设计与计算4.1.1 确定搭边与搭肩值并画排样图设计复合模时,首先要设计条料排样图。根据工件的形状选择有废料排样,且为直对排的形式,虽然材料的利用率低于少废料和无废料排样,但工件的精度高。搭边和搭肩值一般是由经验确定的查表而取最小搭边值为 a=1.1mm、b=1.3mm71.31.1.3图 2 排 样 图4.1.2 计算送料步距和条料的宽度按如上排样方式,并根据工件的尺寸确定送料步距为搭肩值与工件宽度之和。即:A=D+a=16+1.1mm=17.1mm计算条料宽度: 采用无侧压装置的送料方式,由公式:=( )0BcaD2mx0Dmax—条料宽度方向冲裁件的最大尺寸a—侧搭边值 c—导料板与最宽条料之间的间隙由表 2.12 查得 C=0.5—条料宽度的负向偏差由表查得 2.10 查得 =0.05 代入数据得=(14.7+2×1.3+0.5) =17.805.B05.05.所以确定条料的宽度 B 为:B=18mm4.1.3 计算材料的利用率:材料的利用率通常是以一个步距内零件的实际面积与所用毛坯面积的百分率来表:8材料利用率 的计算公式为 = %10BAnS式中 S—一个冲裁件的面积,mm 2;n—板料(或条料.带料)上冲压件的数量;B—条料(或条料.带料)宽度,mm; A—送料步距, mm所以可得 =70.8%1.78092所以在不考虑料头、料尾和边余料等材料消耗的情况下材料的利用率为 70.8,而在考虑以上因素计算一张板料总的利用率时则需要根据证章板的长宽尺寸而定,在此省略不述.4.2 冲压力的计算并初步选取压力机的吨位4.2.1 冲裁力的计算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 按下式计算:bKLt冲裁力公式为 F= 落孔 式中 F—冲裁力—冲孔冲裁力孔—落料冲裁力落(1)冲孔冲裁力 孔F9孔Ft孔KL式中 K—系数,查表取 K=1.3—冲孔周长,L=3.14×2=6.28mm孔t—材料厚度,t=0.3mmτ—材料抗剪强度,MPa,查手册 H62 钢 =330MPa,b=1.3τ 所以 τ=330/1.3=253.84MPa 取 τ=254MPa b所以 =1.3×6.28×0.3×254=622.1N孔Ft孔KL(2)落料冲裁力 落t落落式中 —落料件外形周边尺寸落L=3.14×1×2+(3.65×2+2×2)×2+3.14×4+4.23+2.5+3 落×10+3.14×1.25/4+3.14×0.75+7.85+6.26+6.48=68.95mm所以 =1.3×68.95×0.3×254=6830.2N落Ft落KL4.2.2 卸料力、推件力及顶件了力的计算:卸料力是将废料或工件从凸凹模上刮下的力。而推件力是将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需的力。顶件力逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需的力。卸料力、推件力和顶件力是由压力机和模具卸料装置或顶件装置传递的,所以在选择设备公称压力或设计冲裁的时候应分别予以考虑,影响这些力的因素较多,主要有材料的力学性能、厚度、模具间隙、凹模洞口结构、搭边大小、润滑情况、制件的形状和尺寸等。现在按照下面的经验公式计算:(1) 落料时的卸料力 卸F10落卸卸 FK式中 —卸料力卸—卸料系数,查表 2.7 得 =0.02~0.06,取 =0.04卸 卸K卸K所以 =0.04×6830.2=273.2N 卸F(2)冲孔时的推件力 推n =h / t = 4/0.3=13孔推推 Knh:凹模洞口的直刃壁高度 取 h=4(表 2.21 )式中 —推料系数 ,查表 2.7 得取 =0.06推 推K所以 =13×0.06×622.1=497.68KN推F(3)顶件力 顶= ( )顶 顶K落孔 式中 —顶件力顶F—顶件系数,查表取 =0.06顶 顶所以 =0.06×(622.1+6830.2)N=1.7508N顶4.2.3 总冲压力 总F冲裁时,压力机的压力值必须大于或者等于冲裁各工艺力的总和,即大于总的冲压力,总的冲压力根据模具结构不同计算公式不同,当采用弹性卸料装置和下出件的模具时,总的冲压力为:
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