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端盖冲压拉深加工级进模的设计.rar

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    编号:20181016172635110    类型:共享资源    大小:1.05MB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
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    金币
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    冲压 深加工 级进模 设计
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    1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。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,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。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,2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,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,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,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,自信并完满的完成毕业设计任务。由于水平有限,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。1 冲裁件工艺性分析及方案的确定1.1 冲裁件工艺性分析 此工件为冲压拉深件,形状对称简单,所有尺寸均为自由公差,对工件厚度变化也没有作要求。材料为20钢,具有良好的冲压性能,适合冲裁拉深。工件结构相对简单。工件未标注尺寸公差的部分可看作IT14级,尺寸精度较低,普通冲裁拉深完全能满足要求。3工件名称:端 盖工件简图:如图所示生产批量:大批量材 料:20 钢材料厚度:1.2 mm图 1—制件图1.2 冲裁工艺方案的确定该工件包括落料、拉深、翻边、冲孔四个基本工序,可有以下三种工艺方案:方案一:落料、拉深、翻边、冲孔。采用单工序模生产。方案二:落料、拉深、翻边、冲孔。采用复合模生产。方案三:落料拉深、翻边、冲孔冲孔。采用级进模生产冲孔。方案一模具结构简单,但需四道工序四副模具,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。2 主要设计计算2.1 毛抷尺寸计算根据表面积相等原则,用 解析法求该零件的毛抷直径 D拉深所需抷料直径 D= 2256.07.14rdshd= .90翻边预制孔: ).3(trHD1.2842.2 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直对排,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=1.5mm;工件边缘搭边:a =2.0mm;1步距为:291.6mm;条料宽度:B=303.4mm冲裁件面积:A= /4×D + /4×290.1 =66064mm222查板材标准,宜选1250mm×3000mm的钢板,每张钢板可剪裁为4张条料(303.4mm×3000mm),每张钢板可冲40个工件,则η为:η= ×100%LBnA= ×100%3012564=70.5%.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 66064 mm 2条料宽度 B B=291.4+2×2+8 303.4mm查表 2.5.2得最小搭边值5步距 S 291.6mm一个步距材料利用率 η η=A/BS×100% 74.7%材料的利用率 η 总 η= ×100%301256470.5%a=1.5mma1=2.0mm采用侧压装置2.3 成形次数的确定该工件成形外圈拉深,求出拉深系数 ,根据抷料的相对厚度86.0LDdm,查表4.4.1发现 大于表中数值,能一次拉深成形。拉深时带有料4.029.1LDt L圈。该工件内圈翻边得到,由破裂条件:,85.021Fdk 7.1062.8tdF由表5.3.1可查得极限翻边系数 ,极限翻边系数小于 值,将 代入公minkkmin式: trkDHF.43.0)(2minmax 9.极限翻边高度大于工件所需的翻边高度,所以可以一次翻出。2.4 冲压工序压力的计算该模具采用级进模,拟选择弹性卸料。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=KLt b公式中F——冲裁力L——冲裁周边长度对于φ128.1的孔:L=3.14×128.1=402.2mm 对于φ290.2的孔:L=3.14×290.2=911.2mmT——材料厚度 t=1.2mm——材料抗拉强度 取410MPab6K——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修正系数。一般取K=1.3对于φ128.1孔:F1=1.3×3.14×128.1mm×1.2mm×410MPa=257.3KN对于φ290.2孔:F2=1.3×3.14×290.2mm×1.2mm×410MPa=582.8KN冲床的冲裁力为F。根据以上数据计算可得:F= =840.1KN21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由P70 2.6.5得顶件力 FKD公式中:F——冲裁力为840.1NKx——卸料力系数 由《冲模》P70表2.6.1查得Kx=0.05NX42将凹模内的废料推出N——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=0.05 根据凹模的修模余量的一般要求,取h=6mm,则n=6/1.2=5故据由公式得:252KNFnKT将拉深凹模中的制件推出——为顶件力系数 由表2.6.1查得Kd=0.05DN50拉深力的计算: LF17.kdtbK1——修正系数,K1 =0.37KFL7.241翻边力的计算: KNtdDbF5.23)(.7该为弹性卸料,压料力的计算: APFY其中A——抷料的投影面积P——单位面积上的压力 KNFY35故 YFLTDXZF=1784.3KN2.5 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3组基本线段,用解析法求得1L该模具的压力中心C点的坐标(0,0)。有关计算如下表1所示。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=911.2mm1L0 291.6=471mm2 0 O=402.2mm3 0 291.6合计 1784.4mm 0 O.248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(0,0)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,(0,0)点仍在压力机模柄投影面积范围内,满足要求。2.6 工作零件刃口尺寸计算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。2.6.1冲压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。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。由材料的厚度 ,20钢,查 表2.3.3得:2.1t5P180.,126.0maxminZ而所需冲裁 的孔由落料获得,应以凹模为基准件,凹模的磨损情况可分为2.9三类:凹模磨损后变大的尺寸凹模磨损后变小的尺寸凹模磨损后不变的尺寸.凹模刃口尺寸计算如下: 25.025.079)1.2.90(.2 A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 126.0minZ而所需冲裁 的孔由冲孔获得,应以凸模为基准件:.18025.025.61)2(. T凹模实际刃口尺寸与冲孔凸模配制,保证最小双面合理间隙值, .min2.6.2拉深加工工序制件的外形通过拉深得到,且尺寸标注在外形,以凹模为基准,制造公差为级,尺寸计算如下:10IT9ADA0max)75.(= 11250=85.090max)7.(TZDT= 15.0295= .48在此拉深模中带由压料圈,拉深模双边间隙Z由表4.8.2确定tZ)1.(2同理翻边尺寸计算如下: ADA0max)75.(= 16.10= .02490max)75.(TZT1.01= .24拉深、翻边凸、凹模圆角半径的确定: tCrA21——材料力学性能系数,取 =11C——拉深凹模圆角半径系数, 由表4.8.1查得 =72 .,86.0tm2C4.8Ar凸模圆角半径: ATrr).17(= 480=6.72.7 卸料橡胶的设计卸料橡胶的设计计算见下。要求选用的4块橡胶板的厚度务必一致,不然会造成受力不均匀,运动产生歪斜,影响模具的正常工作。其结构见图4所示:10¡Á图4—卸料橡胶模具工作行程 :工h= =1+1.2+26.8=29mm.工 21ht为凸模凹进卸料板的高度1mm. 1ht为料厚.为拉深凸模冲裁后进入凹模的深度26.8mm.2橡胶工作行程 :工H=29 mm 工选取M12的卸料螺钉,选卸料橡胶的内径为16.5,由《模具设计大典3》表22.5.12 D=60,H=85,d=16.5
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