轿车挂钩支架冲压工艺编制及工装设计.doc
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1、毕业设计(论文)题 目 轿车挂钩支架冲压工艺编制及工装设计 学 院 机械动力工程学院 专业班级 机设应 学生姓名 学号 指导教师 职称 评阅教师 职称 学生毕业设计(论文)原创性声明本人以信誉声明:所呈交的毕业设计(论文)是在导师的指导下进行的设计(研究)工作及取得的成果,设计(论文)中引用他(她)人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出,论文中的结论和结果为本人独立完成,不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计(研究)所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 毕业设计(论文)作者(签字): 年 月 日摘要模具工业是现代
2、工业发展的基础,冲压模具是模具工业的重要组成部分。近年来,与机械相关的各个行业都越来越重视模具的设计与应用,不仅是因为模具已发展成为一项比较成熟的共性技术,同时还因为模具在现代工业中发挥越来越重要的作用。在这次毕业设计中,先介绍了工件的结构,对其工艺特点进行分析,再根据其结构特点对模具进行设计。其中重点阐述了成形该零件的复合模的排样设计、工位设计、模具总体结构设计、模具凸、凹模设计、固定板设计及抬顶料装置、卸料板结构及各零部件材料、热处理技术要求等。该模具结构简单,加工质量好,生产效率高。设计过程中,不可避免的遇到一些困难,但是通过努力最终得以解决。这次设计是对模具设计的一次全面实践,相信对未
3、来自己从事的工作一定会有相当大的帮助。 关键词: 复合模 工艺分析 零件设计 模具设计ABSTRACTThe mould industry is the foundation of the modernization industry, and stamping die plays a very important part in die industry. In recent years, each industry that related with mechanics is all paying more and more attention to the design and appl
4、ication of mould. That is not only because mould has already been developed into one ripe generality technology, but also because mould plays a more and more important role in modernization industry. In the graduation project, the structure of Hanging boardis introduced at first. The technological c
5、haracteristics of the clip board is analyzed. The die of the clip board is designed according to its structural characteristics. The layout design of the composite die for forming the part and the designs of the work positions, general structure of the die, the punch and matrix of the progressive di
6、e, retaining plate, the structure of the block lifting device, the structure of the stripping plate, and the technical requirements for the material and heat treatment of each component are mainly stated. The die structure is simple, the processing quality of the die is good and the productivity is
7、high.During the design, unavoidable I met some difficulties in the design, but I have conquered them with my assiduity. Its my first time to practice of the design of mold, so I believe that it will be great helpful for my job in the future.Keywords: composite die; technical; analysis; die design目录摘
8、要IABSTRACTII1 绪论21.1冲压模相关介绍21.2冲模在现代工业生产中的地位21.3国内外冲压模具的研究现状和发展趋势:22工件工艺性分析及方案确定52.1工件工艺性分析52.2零件尺寸计算62.3 计算材料利用率计算73 冲裁工艺计算93.1冲裁力计算93.2卸料力的计算93.3选择冲压设备103.4落料刃口计算114 弯曲工艺计算124.1弯曲回弹值124.2凸模圆角半径124.3凹模圆角半径与凹模深度124.4弯曲模具间隙124.5 凸凹模宽度尺寸124.6弯曲力的计算及压力机选择135 凸模、凹模及凸凹模的结构设计145.1模具材料的选择145.21落料凸、凹模结构设计14
9、5.2.2 确定凹模外形尺寸145.2.3 冲孔凸模外形尺寸15524凸凹模设计155.3弯曲凸模凹模设计166 主要零部件设计186.1模柄的设计186.2固定板设计186.3定位零件的设计196.4出件机构的设计207 模架的选择227.1模架的具体类型227.2模架的选择237.2.1落料的模架选择237.2.2. 成型模架选择237.3模具工作原理24结论25参考文献26致谢271 绪论1.1冲压模相关介绍冷冲压:是在常温下利用冲模在压力机上对材料施加压力,使其产生分离或变形,从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法。冲压可分为五个基本工序:冲裁、弯曲、拉深、成形和立体压制。冲压模
10、具:在冷冲压加工中,将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成品)的一种特殊工艺装备,称为冷冲压模具(俗称冷冲模)。冲压模按照工序组合分为三类:单工序模、复合模和级进模。复合模与单工序模相比减少了冲压工艺,其结构紧凑,面积较小;冲出的制件精度高,工件表面较平直,特别是孔与制件的外形同步精度容易保证;适于冲薄料,可充分利用短料和边角余料;适合大批量生产,生产率高,所以得到广泛应用,但模具结构复杂,制造困难。 冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备,是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等,与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低,是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志
11、之一,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。 1.2冲模在现代工业生产中的地位 在现代工业生产中,冲模约占模具工业的50%,在国民经济各个部门,特别是汽车、航空航天、仪器仪表、机械制造、家用电器、石油化工、轻工日用品等工业部门得到极其广泛的应用。据统计,利用冲模制造的零件,在飞机、汽车、电机电器、仪器仪表等机电产品中占60%70%,在电视机、录音机、计算机等电子产品中占80%以上,在自行车、手表、洗衣机、电冰箱、电风扇等轻工产品中占85%以上。在各种类型的汽车中,平均一个车型需要冲压模具2000套,其中大中型覆盖件模具300套。1.3国内外冲压模具的研究现状和发展趋势:按照中国
12、模具工业协会的划分,我国模具基本分为10大类,其中,冲压模和塑料成型模两大类占主要部分。按产值计算,目前我国冲压模占50左右,塑料成形模约占20,拉丝模(工具)约占10,而世界上发达工业国家和地区的塑料成形模比例一般占全部模具产值的40以上。在采用CAD/CAM/CAE/CAPP等技术设计与制造模具方面,无论是应用的广泛性,还是技术水平上都存在很大的差距。在应用CAD技术设计模具方面,仅有约10%的模具在设计中采用了CAD,距抛开绘图板还有漫长的一段路要走;在应用CAE进行模具方案设计和分析计算方面,也才刚刚起步,大多还处于试用和动画游戏阶段;在应用CAM技术制造模具方面,一是缺乏先进适用的制
13、造装备,二是现有的工艺设备(包括近10多年来引进的先进设备)或因计算机制式(IBM微机及其兼容机、HP工作站等)不同,或因字节差异、运算速度差异、抗电磁干扰能力差异等,联网率较低,只有5%左右的模具制造设备近年来才开展这项工作;模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展。模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展。快速经济制模技术。模具材料及表面处理技术发展迅速。21世纪的今天,中国凭借丰富且廉价的人力资源、庞大的市场及其许多有利条件,已成为承接工业发达国家模具业转移的良好目的地。随着国际交往的日益增多和外资在中国模具行业的投入日渐增加,中国模具已经与世界模具密不
14、可分,中国模具在世界模具中的地位和影响越来越大。据相关专业人士分析,未来十年,中国模具工业和技术的主要发展方向将主要集中在以下几个方面:(1)模具结构日趋大型、精密、复杂及寿命日益提高。由于成型零件日趋大型及高效率生产所要求的一模多腔,使模具日趋大型化;随着零件微型化和模具结构发展的要求,今后模具加工的精度将更小,这必将促进超精密加工的发展。(2)CAD/CAE/CAM 技术在模具设计制造中的广泛应用。在模具设计与制造中,开发并应用计算机辅助设计的制造系统(CAD/CAE/CAM),发展高精度、高寿命模具和简易模具(软模、低熔点合金模具等)制造技术以及通用组合模具、成组模具、快速换模装置等,以
15、适应冲压产品的更新换代和各种生产批量的要求。模具制造是设计的延续,推行模具设计与制造一体化可达到优化设计的要求。实践证明,模具CAD/CAE/CAM技术是当代最合理的模具生产方式,既可用于建模、为数控加工提供NC程序,也可针对不同的模具类型,以相应的基础理论,通过数值模拟方法达到预测产品成型过程的目的,改善模具结构。从CAD/CAE/CAM一体化的角度分析,其发展趋势是集成化、三维化、智能化和网络化,其中心思想是让用户在统一的环境中实现CAD/CAE/CAM协同作业,以充分发挥各单元的优势和功效。因此,应大力进行高端辅助设计制造软件的培训、推广和应用。(3)快速经济模具技术的推广应用。快速模具
16、制造及快速成型技术是在近两来迅速发展起来的,并正向着高精度、更快捷的方向发展。与传统的模具技术相比,该技术具有制模周期短、成本特点,是综合经济效益较显著的模具制造技术。近年来快速模具制造商投入了很大的人力和物力,对各种模具的快速制造工艺进行研发,对传统的快速模具制造技术进行改造,嫁接了先进的RP及NC技术,有效满足一些高精度、高寿命模具的生产需求。(4)提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期,还能提高模具的质量和降低模具制造成本。模具标准件应进一步增加规格、品种、发展和完善销售网络,保证供货速度,为客户提供交货期短、精度高、生产工艺性好、使
17、用寿命长、价格低的优质模具标准件。(5)开发优质模具材料和先进的表面处理技术。模具材料是模具工业的基础,制造冲压件用的传统金属材料,正逐步被高强钢板、涂敷镀层钢板、塑料夹层钢板和其他复合材料或高分子材料替代。随着材料科学的发展,加强研究各种新材料的冲压成形性能,不断发展和改善冲压成形技术。当前,国外模具材料系列日趋完善与细化,国内开发的高级优质模具钢品种虽然不少,但推广应用不足,每年所需约70万吨模具钢还要有相当一分进口。模具表面处理技术对模具的制造精度、模具的强度、模具的寿命、模具的制造成本等有着直接的影响。稀土表面工程技术和纳米技术表面工程技术的出现进一步推动模具制造的表面工程技术的发展。
18、同时处理技术由大气热处理向真空热处理发展。(6)冲压成形技术将更加科学化、数字化,可控化。科学化主要体现深入研究冲压变形的基本规律、各种冲压工艺的变形理念、失稳理论与变形程度等对成形过程、产品质量、成本、效益的预测和可控程序。数字化主要体现在应用有限元、边界元等技术,对冲压过程进行数字模拟分析,以预测某一工艺过程中坯料对冲压的适应性及可能出现的质量问题,从而优化冲压方案。(7)成形过程的数值模拟技术将在实用化方向取得很大的发展,并与化制造系统很好地集成。人工智能技术、智能化控制将从简单形状零件成形发展到覆盖件等复杂开关零件成形,从而真正进入实用阶段。(8)注重产品制造全过程,最大程度地实现多目
19、标全局优化。优化将从传统的单一成形环节向产品制造全过程及全生命期的系统整体发展。(9)对产品可制造性和成形工艺的快速分析与评估能力将有大的发展。以便宜从产品初步设计甚至构思时起,就能针对零件的可成形性及所需性能的保证度,作出快速分析评估。(10)冲压技术将具有更大的灵活性或柔性,以适应未来小指量多品种混流生产模式及市场多样化、修改化需求的发展趋势,加强企业对市场变化的快速响应能力。推广应用数控冲压设备、冲压柔性加工系统(FMS)、多工位高速自动冲压机以及智能机器人送料取件,进行机械化与自动化的流水线冲压生产。2工件工艺性分析及方案确定2.1工件工艺性分析 图1零件图由零件图图1可见,该工件的加
20、工涉及到落料、冲孔、弯曲、翻孔等工序成形。该零件长为76.4mm,属于大制件,形状简单且对称,适于冲裁加工。查冷冲压模具设计与制造表2.3冲压件内、外形所能达到的精级精度,因制件形状简单、对称,冲裁件内外形所能达到的精级精度为IT12-IT13。查表2.7一般剪切断面表面粗糙度为3.2m。材料08钢,其冲压性能较好,孔与外缘的壁厚较大,复合模中的凸凹模壁厚部分具有足够的强度。根据工件形状,初步确定采用落料、冲孔、翻孔和拉深等工序,现确定以下方案:表1单工序模、连续模和复合模的性能比较 项目单工序模连续模复合模工作情况尺寸精度精度较高可达IT1310级可达IT98级工件形状易加工简单件可加工复杂
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