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手柄工艺与模具设计.rar

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    编号:20181016172636109    类型:共享资源    大小:1.04MB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
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    手柄 工艺 模具设计
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    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2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。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; 36)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。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 手柄冲孔落料弯曲件模具设计与制造方面手柄冲孔落料弯曲件模具设计的设计思路4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。支撑件冲孔落料件是最典型的冲裁件,其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。1.4 手柄冲孔落料弯曲件模具设计的进度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.52 手柄冲压工艺的分析2.1 手柄工艺分析原始资料:如图所示 材 料: A3厚 度: 2mm 厚 42m778R132图 1此工件有冲孔落料和弯曲三个工序,材料为 A3(Q235-A)具有良好的冲压性能。工件结构相对简单,有一个个六边形的孔,孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求。最小壁厚为 4 毫米大于凸凹模最小壁厚 。零件公差无特m6.3殊要求按 IT14 级选用。利用普通冲裁可达到图样要求。适合冲裁加工。。mpa062.2 冲压工艺与工艺方案冲压件的工艺计算是冲压工艺设计中的一个环节,本制件的工艺计算属于最简单的。其主要的内容包括计算冲压力、凸模、凹模刃口尺寸等。2.3 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,即冲孔-落料-弯曲。方案二:冲孔落料弯曲复合模。方案三:冲孔落料弯曲级进模。 采用方案一,生产率低,工件的累计误差大,操作不方便,由于该工件为批量生产,方案二和方案三更具有优越性。有一个六边形的孔,孔与边缘之间的距离也满足要求。最小壁厚为 4 毫米大于凸凹模最小壁厚 ,可以采用冲孔、落料弯曲复合模或冲孔、落料弯m6.3曲连续模。复合模模具制造难度大,并且冲压后产品留在模具上,在清理模具上的物料时会影响冲压速度,因此选用级进模更好。73.主要设计计算3.1 毛坯尺寸的计算图 2 毛坯毛坯的尺寸 L=L1+L2+L3L1=80+8+8=96L2=πa(r+xt)/180=3.14×90(1+0.5×2)/180=3.14L=96+3.14=99.14L4=16+8+3.14=27.14设计模具时,条料的排样很重要。为了提高材料利用率和工件质量。采用直排方案,如图 3,由表 2.9(课本)查最小搭边值工件间 a1=2.0mm,侧面 a=2.2mm,进距 s=106.05mm.8Å Ñùͼ图 3 条料的排样计算冲压件毛坯面积:=2877mm214.872168432A条料宽度:b =201.4mm导尺间距离的计算:由 s=D+2(a+c1),查课本表 2.12 得 C=0.5,D=97.14 代入数据计算得导尺间距离为 103.83mm。进距 h=D+a=103.83+2.22=106.05mm一个进距材料利用率: %=85%10bhnA3.2 冲压力的计算及压力机的选用该模具采用级进模,拟选用弹性卸料、下出件。冲裁力计算 根据式 F= Ltσb …………(2.6.2)冲孔力 F1= KLtтb=1.3×32×2×235=19552N落料力 F2F2=Ltσb=257×2×235=120790NF3=0.7×1.3×4×4×235/(1+2)=1557N根据冲压课本 2.20 F X=KXF由表 2.7 查得 K X=0.025~0.06KT=0.059KD=0.06故卸料力:F X=KX(F 1+F2+F3)=0.04×(19552+120790+2×1557)=5740 N由课本得推件力 FT=nktF………(2.2.3)n= thh=6 由表 2.21 查得。故 n=3FT1=nktF1=3×0.05×19552=2933NFT2=nkTf2=3×0.05×120790=18119NFt3=nktf3=3×0.05×1557=233.55NF=F1+F2+F3+FX+FT1+Ft3FT2=19552+120790+2×970+2933+18119+2×233.55=163794N 3.3 初选压力机查文献[4]开式可倾压力机参数初选压力机型号为 JH2-25 和 JH23-40,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滑块底面尺寸/mm可倾斜角/°封闭高度调节量/mmJH2-25 250 75 260 370×560 30 55JH23-40 400 80 330 460×700 30 65初选 JC23-633.4 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,如图 3 所示,在图中将 xoy 坐标系建立在图示的对称中心线上,用解析法求压力中心 C 点坐标。由于零件左右对称所以 XC=0,故零件设计 YC 将工件冲裁周边分成 4 条基本线段,求出各线段的长度及各段的重心位置。图 3 10图 4 压力中心的计算计算其压力中心的步骤 如下:①、按比例画出凸模的工作部分剖面图(见图 4)②、在任意距离处作 x-x 轴 y-y 轴③、 分别计算出各线段和圆弧的重心到 x-x 轴的距离 y1, y2, y3, y4和到 y-y 轴的距离 x1, x2, x3, x4, ④、大凸模的压力中心到坐标轴的距离下式确定:到 y-y 轴的距离x0= 4321llxl= =-0.07mm2577538.6).8.(6到 x-x 轴的距离y0= =0.67mm4321llyl
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