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手推车轴碗冲压成形工艺及模具设计.rar

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    编号:20181016172636619    类型:共享资源    大小:604.91KB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
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    金币
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    车轴 冲压 成形 工艺 模具设计
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    1手推车轴碗冲压成形工艺及模具设计摘 要:本设计题目为落料拉深复合模,体现了典型冲压复合模的设计要求、内容及方向,有一定的设计意义。通过对该模具的设计,加强了设计者对冲压复合模设计基础知识的理解和运用,为设计更复杂的冲裁模具做好了铺垫。本设计运用冲裁工艺及模具设计的基础知识,首先分析了板材的性能要求,为选取模具的类型做好了准备;然后计算了冲裁件的冲裁力,便于选取压力机吨位及确定压力机型号;最后分析了冲压件的特征,便于确定模具的设计参数、设计模具结构零件及定位,卸件装置。本设计采用了落料——拉深——复合模成形导向板。成形原理可划分为三个个阶段:凸模,凸凹模和落料凹模同时作用落料,弯曲成型。关键词:复合模 落料 拉深 压力机吨位 2Trolleys axis bowl stamping process and die designAbstract:The topic for the design is compound blank and draw die design,It has manifested the typical blanking die 's design request, the content and the direction, has certain design significance.Through the design of the component mold, strengthens the designer’s understand and utilize to the blanking die design basical knowledge,has prepareed for designing more complex blanking die.The design has utilize blanking craft and the basical knowledge of the mold design, has first analyzed the property requirement of the plate , has prepared for selecting the mold type;then has calculated the blanking strength,has advantaged to select the press tonnage and determine press model; Finally has analyzed the characteristic of the products, has advantaged to finite the mold design variable,the design main point and shedder.This design used piercing and blanking progressive die to form the products.Three methods are generally used to reduce smooth the shock impact,piercing die,bending dies.Key word: compound die blanking drawing press tonnage31 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。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4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。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; 9)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。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5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%。所以我们这一代青年学子一定要奋发向上,为祖国的未来增添一份绚丽的光彩!大学三年的学习即将结束,毕业设计是大学三年教学环节中的最后一个实践环节,是对大学三年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及相关的实践环节。在毕业前夕,通过毕业设计的实践环节,进行对所学知识的全面总结整合和应用,使其系统化,提高综合运用能力及扩大模具领域的新视野。毕业设计其目的在于巩固所学知识,熟悉相关资料的查阅,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,使自己的认识增长了许多。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。63.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。此次我做的是冷冲压模具设计,为一副简单的落料拉深复合模具,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、全面的了解,达到了学习的目标,模具设计是一个实践性非常强的教学环节,我们进行的大量实习环节为其提供了一定的现场认知。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,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。72 手推车轴碗落料拉深模设计名称:手推车轴碗材料:08 钢料厚:1 mm批量:大批量图 1 制件图2.1 工艺分析制件为无凸缘筒形零件,要求外形尺寸,对厚度变化没有要求。制件的形状满足拉深工艺要求。底部圆角半径 r=4mm,大于拉深凸模圆角半径 r[r=(2 ~3)t=(2 ~3)×1=2~3mm](t 为板料厚度 ),满足首次拉深对圆角半径的要求,尺寸 58 按公差表查得 IT14 级,满足拉深工序对制件公差等级的要求。2.2 工艺方案确定2.2.1 拉深件毛坯尺寸的计算在计算拉深毛坯尺寸时,首先确定修边余量。并把修边余量加到拉深件高度上,8这时拉深件的高度(H)为原拉深高度(h)与修边余量( △h)之和,即拉深系数与拉深次数的确定H=h+△h1.确定修边余量△h 该件 h=16 mm,d=58-1=57 mm所示△h= h/d=16/57≈0.28因为△h<料厚 t=1故该件在拉深时不需修边余量。2.计算毛坯直径D= 2256.07.14rdHd= 456.07457 ≈80mm式中 D——拉深件毛坯尺寸,mm;r——拉深件底部圆角半径,mm。实际生产中针对无需修边的拉深件,在毛坯尺寸确定的方法上,一般根据理论计算的结果,备制拉深件的毛坯,待拉深试模合格后,再制作拉深件的毛坯落料模。2.2.2 拉深系数与拉深次数的确定工件总的拉深系数为:m 总=d/D=57/80≈0.71拉深次数的确定 毛坯相对厚度为t/D=1/80×100%≈1.2457%查《冲压工艺与模具设计》 ,首次拉伸的极限拉深系数为m1=0.69m 总=0.71>0.6故工件可以一次拉深成形。该工件仅包含落料和拉深两个基本工序,可以采用以下两种工艺方案:方案一:落料——拉深,采用单工序模生产。方案二:落料——拉深,采用复合模生产。方案三:拉深级进冲压,采用级进模生产。方案一:模具结构简单,成本较低,但需要两道工序两副模具,由于两次定位使得工件的形位误差难以保证,制件的质量较差,效率低,难以满足大批量生产要求,故不宜采用。方案二:只需一副模具,由于一次成形,减少了多次定位出现的定位误差,并且在模具结构中采用弹性压料装置,使其制件质量较好,工件的精度及生产效率都较高。方案三:也只需一副模具, ,生产效率高,但模具结构比较复杂,送进操作不方便。通过对上述三种方案分析比较,虽然方案一和方案三也能满足要求,但对工人要求较高并且经济效率没有复合模高,故:综合考虑采用第二种冲压工艺方案进行为好。即采用复合模生产。2.3 必要的工艺计算2.3.1 排样的计算单个步距内的材料利用率 η:η= BsA式中:A——一个步距内冲裁件的实际面积;B——条料宽度;S——步距。由下表 1 得 a1=0.8㎜,a=1.0㎜10A=πR 2=3.14×(16-4+4.5×3.14/2+29-1-4)2=5805.86mm2,B=86+2×1.0=88㎜,S=86+0.8=86.8㎜故 η= = ≈76%BsA86.50表 1材料厚度 t 工件间 a1 侧面 a0.25 以下 1.8 2.00.25~0.5 1.2 1.50.5~0.8 1.0 1.20.8~1.2 0.8 1.01.2~1.6 1.0 1.21.6~2.0 1.2 1.52.0~2.5 1.5 1.82.5~3.0 1.8 2.23.0~3.5 2.2 2.53.5~4.0 2.5 2.84.0~5.0 3.0 3.55.0~12 0.6t 0.7t
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