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支架拐件冲压及模具设计.rar

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    编号:20181016172637666    类型:共享资源    大小:650.69KB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
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    金币
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    支架 冲压 模具设计
    资源描述:
    第 1 页 共 28 页绪 论模具工业是国民经济的基础工业,是工业生产的重要工艺装备.先进国家的模具工业已摆脱从属地位,发展为独立的行业.日本工业界认为: “模具工业是其它工业的先行工业,是创造富裕社会的动力”.美国工业界认为:“模具工业是美国工业的基石”.在德国模具被冠以 “金属加工业中的帝王”之称.冲压是一种先进的少无切削加工方法,具有节能省材,效率高,产品质量好,重量轻,加工成本低等一系列优点,在汽车,航空航天,仪器仪表,家电等产品的生产中得到了广泛的应用.据统计,薄板成型后,制造了相当于原材料的12倍的附加值,在国民经济生产总值中,与其相关的产品占四分之一,在现代汽车工业中,冲压件的产值占总产值的59%.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。在完成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。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题,我们进行了大量的实习。经过在新飞电器有限公司、在洛阳中国一拖的生产实习,我对于冷冲模具、塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识,丰富和加深了对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全新的理解。在指导老师的细心指导下和在工厂师傅的讲解下,我们对于模具的设计和制造工艺有了系统而深刻的认识。同时在实习现场亲手拆装了一些典型的模具实体并查阅了很多相关资料,通过这些实践,我们熟练掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。通过在图书馆借阅相关手册和书籍。设计中,将充分利用和查阅各种资料,并与同学进行充分讨论,尽最大努力搞好本次毕业设计。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。第一部分 复合模设计第 2 页 共 28 页1 制件的工艺性分析 4540?19工 件 总 图材 料 :料 厚 : 2+0.2图 1 制件图1.1 制件的总体分析该制件为支架拐件。所用材料等级很高为 A 级。05 钢。制件形较为简单。但需要多道工序才能完成。制件形状为 V 形,圆孔分布比较均匀。形状简单,对精度要求不高,材料的利用率高。 从制件图上可以看出,必须先通过落料和冲孔,然后再进行弯曲,需要两套模具,很明显弯曲决定了零件的总体形状和尺寸,所以在此先主要对弯曲工艺进行分析。包括弯曲件的精度、圆角半径、板料的纤维方向与弯曲线夹角、弯曲的直边高度、其他工艺性等。制件的材料为优质 05 钢。具有足够的塑性,屈强比小,回弹小,有利于弯曲成形和工具质量的提高 。1.1.1 弯曲的直边高度零件符合工一般弯曲件为了避免稳定性不好,要求直立部分高度 H>2.5t,很显然此工艺性符合要求1.1.2 孔边距第 3 页 共 28 页为防止孔弯曲时发生变形,应使孔位于变形区之外。即:L≥2t. 所以,此 零件完全符合要求。1.1.3 最小弯曲半径根据所用材料,查表 3.2.2 可知最小弯曲半径为 0.4t. 2≥0.8 所用该弯曲件符合要求.1. 2 制件的外形分析1.2.1 冲裁件的外形转角:冲裁件的外形无尖锐角,均圆弧过渡(半圆及 2 个 R0~3) ,查表 2.7.1 [1]而知此圆角过度有利于模具加工,不会引起热处理开裂和冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损的现象。1.2.2 冲裁件的孔边距与孔间距:为避免工件变形和保证模具强度,孔边距和孔间距不能过小,其最小许可值当取:C≥(1~1.5) t 根据已知工件的尺寸可得:C=11 t=2 所以工件的尺寸符合上述要求。冲孔时因受凸模强度限制孔的尺寸不应太小,否则凸模易折断或压弯,查表2.7.3 而知工件上孔的直径当大于或等于 0.35 倍的料厚,即 d≥0.35t,由任务书零件图易于看出工件尺寸符合要求。1.3 冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度冲裁件上的未注公差等级定为 IT14 级,查表确定工件尺寸如下:第 4 页 共 28 页R20?19图 2 零件展开简图冲裁件的断面粗糙度值与材料塑性、厚度,冲裁间隙,刃口锐钝及冲模结构相关,工件厚度为 1mm,其断面粗糙度值为 12.5μm第 5 页 共 28 页2 工艺方案的确定该零件包括:冲孔、落料和弯曲三个基本工序,可有以下三种工艺方案供选择:方案一、先落料后冲孔再弯曲,采用单工序模生产。方案二、落料-冲孔复合冲压再弯曲,采用一副复合模和一副弯曲模生产。方案三、冲孔-落料-弯曲连续冲压,采用级级进模生产。对各种方案的分析方案一、模具结构简单,但需要三道工序,三副模具,生产效率低,难以满足该零件的年产量要求。方案二、只需二副模具,冲压件的几何形位精度和尺寸精度容易保证,且生产率也高,尽管模具结构较模具一复杂,但由于零件的几何形状简单对称,模具制造并不困难,方案三、只需要一副模具,生产率也很高,但零件的冲压精度稍差,模具制造困难,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二为佳,并选择正装复合模。3 主要工艺参数计算第 6 页 共 28 页3.1 冲裁的工艺计算3.1.1 制件尺寸的确定从制件图上可以看出,必须先通过落料冲工艺孔,然后再进行弯曲,需要两套模具,很明显弯曲决定了零件的总体形状和尺寸,所以在此主要对弯曲工艺进行分析。该制件为冲孔落料弯曲件,圆角半径 R=2,材料的料厚为 t=2,R>0.5t。这种弯曲件由于变形不严重,所以按中性层展开的原理,弯曲前制件的总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和。根据弯曲制件图可知:L =L +L + πα(r+ χt)/180Z12=36+41+4.14=81.14 式中:L ————坯料展开总长度Zα————弯曲中心角χ————中性层位移系数(取 0.32)因为有少许偏移以及修整余量,取 L 为 82 Zmm,所以,该制件在经过冲孔落料之后和未弯曲前的外形尺寸为:82mm×40mm3.2 排样的设计与计算根据工件的形状选择有废料排样,且为直排的形式,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,且易于保证工件外形的的圆角。 图 3 排样 13.2.1 确定搭边与搭肩值最小搭边值为 a1=2.5㎜ 最小搭肩值为 a2=2.2㎜ 绘制草图如左: 分析制件形状可知,由于制件有孔。根据(1) 排样草图:条料从前方送进。这样冲孔凸模的冲压力比较均匀。制件形状精度容易保证。 分析排样草图 2:条料从侧面送进,冲孔凸模受力不均。制件精度不容易保证。第 7 页 共 28 页图 4 排样草图(2)选择第一种排列方式。3.2.2 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:L=a2+40=42.2㎜查表 2.5.4 而知条料宽度单向偏差值为 0.20,由公式计算如下:B =(D +2a )02.max102.=40+(2×2.5) .=4502.所以确定条料的宽度 B 为:45 ㎜02.导料板间距离A=B+C=45+5(无侧压装置)=503.2.3 计算材料的利用率:一个步距内的材料的利用率 μ=A/BS×100%=(3176.4-758.31)/3743.562×100%=67%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 67%,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,在此省第 8 页 共 28 页略不述。3.3 冲压力的计算并初步选取压力机的吨位3.3.1 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:F=KLtΓb由查表而知工件材料的抗剪强度极限值 Γb 为 300N/㎜²K 值取 1.3 材料厚度 t 为 2㎜冲裁周边长度 L=226.8+59.66=286.46㎜所以冲裁力 F=223.4KN3.3.2 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:查表 2.6.1 而卸料力、推件力和顶件力系数分别为:Kx = 0.04 Kt = 0.55 Kd = 0.06则:卸料力: F x = Kx× F = 0.04 × 223.4=8.94KN推件力: F t = n Kt F n =h ÷ t h:凹模洞口的直刃壁高度 取 h=6(表 2.9.4 ) Ft =368.61KN顶件力: F d = Kd F = 0.06 ×223.4 =13.41KN3.4 压力机的公称压力的确定:压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和 Fz,由于本模具采用的是弹性卸料装置和上出料方式:第 9 页 共 28 页所以:Fz = F + Fx + Fd=245.75查手册选用 400 KN 的开式双柱可倾压力机,其主要技术参数如下型 号: J23—40公称压力: 400 KN滑块行程: 100 mm最大闭合高度:330 mm封闭高度调节量:65 mm工作台尺寸:460 mm × 700mm (前后 × 左右)模柄孔直径:φ50 mm× 70 mm3.5 压力中心的确定及相关计算:模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。为了保证压力机和模具的正常工作,应使模具的压力中心和压力机滑块的中心线相重合。否则冲压时滑块会承受偏心载荷,导致滑块的滑轨和模具的导向部分不正常磨损,还会使合理间隙得不到保证,从而影响制件的质量降低模具寿命甚至损坏模具。而本模具所冲裁的制件形状较对称, 只需计算 X 即可。分析工件外形尺寸易知其压力中心在弯曲线附近即 X =53.5 mm 具体0 0计算如下:L =62.8 X =12.7 L =62 X =51 1122L =40 X = 82 L =62 X =51 3344L =59.66 X =20 55图 5 压力中心计算第 10 页 共 28 页Y = L X + L X + L X +……L5 Y5 /(L + L + L +L+ L )0123 1235=53.05 mm3.6 工作部分的尺寸计算3.6.1 计算凸凹模工作部分的尺寸(冲孔)并确定其公差:该零件在弯曲前属于无特殊要求的一般冲孔落料件,外形尺寸由落料获得,而孔尺寸则是由冲孔得到。查表 2.3.3 而知:Zmin = 0.246 Zmax = 0.360Zmax –Zmin = 0.114因为零件的精度等级为 IT14 级 取 X = 0.5设凸、凹模分别按 IT6、 IT7 级精度制造,分别计算 Dt、Da 如下:冲 ø19 小孔:dT=(d + χ△) min02.=(19+0.5×0.15) .=19.0802.dA=( d + Zmin) T025.=( 19.08+0.246) = 19.33. 025.校核:|δT|+|δA|≤ Zmax-Zmin0.020+0.025≤0.114 满足公差间隙条件3.6.2 落料计算:落料时采用凸模与凹模配做法。以落料凹模为基准件。A =(A + χ△)jmin4/0▲A1=(D max-χ△) 0+0.22=(62-0.5×0.87) 0+0.22= 61.560+0.22A2=(D max-χ△) 0+0.16= (40-0.5×0.62) 0+0.16=39.690+0.16
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