机械毕业设计(论文)拨片的冲压工艺及模具设计【全套图纸】.doc
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1、湖 南 农 业 大 学全日制普通本科生毕业设计拨片的冲压工艺及模具设计DIAL THE SLICE OF THE STAMPING TECHNOLOGY AND DIE DESIGN学生姓名:学 号:200940614201 年级专业及班级:2009级机械设计制造及其自动 化(1)班 指导老师及职称: 学 院:工学院 湖南长沙 提交日期:2013年05月 湖南农业大学全日制普通本科生毕业设计诚 信 声 明本人郑重声明:所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下,进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果
2、。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名: 2013年05月26日 目 录 摘 要1 关键词1 1 绪论2 1.1 课题选择的背景2 1.2 毕业设计的目的2 1.3 毕业设计的要求2 2 零件的工艺性分析3 2.1 零件的材料分析3 2.2 分析零件的技术要求3 2.3 零件的结构工艺性分析4 3 工艺方案的设计4 3.1 工艺方案的提出4 3.2 工件生产工序的确定5 3.3 毛坯尺寸计算5 3.4 排样设计6 3.4.1 排样方法的选定6 3.4.2 搭边值的选用7 3.4.3 条料宽度的确定7
3、 3.4.4 步距的确定8 3.4.5 排样图的生成8 3.4.6 材料利用率8 4 模具主要受力分析计算9 4.1冲压力的计算9 4.1.1 冲裁力的计算9 4.1.2 弯曲力的计算10 4.1.3 卸料力与推件力的计算11 4.1.4 总冲压力的计算12 4.2 压力机吨位选择12 4.2.1 冲压设备类型的选择12 4.2.2 确定压力机设备的规格13 4.3 模具压力中心的确定14 5 模具主要零件的设计及计算16 5.1 模具刃口尺寸的计算16 5.1.1 计算原则16 5.1.2 计算方法16 5.1.3 冲孔模和切槽模刃口尺寸计算17 5.2 弯曲模的尺寸计算18 5.2.1 弯
4、曲模的凸、凹模间隙尺寸18 5.2.2 弯曲模的回弹19 5.2.3 弯曲模工作部分尺寸计算20 5.3 凹模的设计20 5.4 定位装置的设计21 5.5 卸料装置的设计21 5.6 模架的选择22 5.6.1 模具闭合高度的确定22 5.6.2 凹模周界的确定22 5.6.3 模座及导套的选取22 5.7 模柄的选用23 5.8 模具的效率与日常保养23 6 总装配图的设计23 结论23 参考文献24 致谢25拨片的冲压工艺及模具设计学 生:指导老师:(湖南农业大学工学院,长沙 410128) 摘 要:本文对拨片的冲压级进模进行设计,在对拨片结构工艺性和材料加工工艺性正确分析的基础上,对冲
5、裁件进行的排样分析并选取直排式排样,计算了材料利用率。根据模具的主要受力分析,选取了压力机,确定了模具压力中心,而模具零部件采用叙述与计算相结合的方式,分别对级进模的冲孔、切槽、弯曲、切断等工序进行了从材料的选择到工作零件、定位零件、卸料零件等进行了设计。本文对拨片冲压级进模设计进行了系统的说明,可根据本文了解拨片冲压级进模设计的具体流程步骤。 关键词:级进模,冲孔,切槽,弯曲全套图纸,加153893706 Dial The Slice Of The Stamping Technology And Die designStudent: Tutor:(College of Engineering
6、 and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)Abstract:This article is about the design of paddle stamping progress based on analysis of the structure, materials. Selected the vertical style and calculated the use rates of the material. Selected the presses according to the
7、mold stress, designed the punching, cutting and bending process according to the materials and parts. To design the positioning parts and choose fasteners of moldbase marked.Finally,to draw non-standard parts drawing of mould.This article introduced the details of the paddle stamping process and you
8、 can use it according to this. With all parameters done, analysis on the assembling of the moulds and requirement of main parts design and assembling was made. Key words: Progressive die; Punching; Cutting; Bending; 第1章 绪 论1.1 课题选择的背景 模具是制造业的一种基本工艺装备,它的作用是控制和限制材料(固态或液态)的流动使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高,产品质
9、量好,材料消耗低,生产成本低而广泛应用于制造业中。 模具工业是国民经济的基础工业,是国际上公认的关键工业。模具生产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,它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。振兴和发展我国的模具工业,正日益受到人们的关注。早在 1989 年 3 月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中,将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。 模具工业既是高新技术产业的一个组成部分,又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械,电子,轻工,汽车,纺织,航空,航天等工业领域里,日益成为使用最广泛的主要工艺装备,它承担了这些工业领域中 6090的产品的零件,组件
10、和部件的生产加工。 模具制造的重要性主要体现在市场的需求上,仅以汽车,摩托车行业的模具市场为例。汽车,摩托车行业是模具最大的市场,在工业发达的国家,这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一,汽车工业重点是发展零部件,经济型轿车和重型汽车,汽车模具作为发展重点,已在汽车工业产业政策中得到了明确。单辆摩托车约有零件 2000 种,共计 5000多个,其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需 1000 副模具,总价值为 1000 多万元。其他行业,如电子及通讯,家电,建筑等,也存在巨大的模具市场。目前世界模具市场供不应求,模具的主要出口国是美国,日本,法国,瑞士
11、等国家。只要配备一些先进的数控制模设备,提高模具加工质量,缩短生产周期,沟通外贸渠道,模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术,提高模具技术水平,对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。1.2 毕业设计的目的毕业设计是毕业生必须接受的最后考验,是对大学生各项综合能力的测试,也是对专业知识、设计能力、计算机运用能力、英语运用能力等方面的综合训练。学生通过毕业设计将所学知识应用到实际生产中,体会学习的乐趣,提高学习积极性,同时领会对各项知识、能力的运用。1.3 毕业设计的要求毕业设计要求查阅相关文献,了解国内外模具设计、制造的现状和发展趋势,正确选择模具材料并提出合适的热处理工艺,掌握冲压模具
12、设计的基本程序和方法,掌握相关设计手册、文献资料的使用方法,熟练运用1种CAD软件进行模具设计,并对冲压模具的制造、加工方法有一定的了解。第2章 零件的工艺性分析2.1 零件的材料分析零件材料是Q235钢,查机械工程材料可知Q235钢为极软的碳酸钢,强度、硬度很低,而韧性和塑性极高,具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。但存在时效敏感性,淬硬性及淬透性极低。大多轧制成高精度的薄板或冷轧钢带用以制造易加工成形,强度低的深冲压或深拉延的覆盖零件和焊接构件。力学性能:抗拉强度 b (MPa):380-470 屈服强度 s (MPa):240 伸长率 s ():21-25 2.2 分
13、析零件的技术要求零件中对标有尺寸精度的尺寸按照零件图的精度进行设计,对其他未标尺寸按一般精度设计,根据工件生产要求对工件精度等级取IT13级设计。冲裁件的尺寸基准应尽可能和制模时的定位基准重合,以避免产生基准不重合误差。孔位尺寸基准应尽量选择在冲裁过程中始终不参加变形的面或线上,切不要与参加变形的部分联系起来。图 1 零件图 Fig l The graph通过分析零件图1,该零件的未表注形位公差精度按IT13的精度要求处理即可满足工艺要求。该零件为标有表面质量精度要求按照一般要求处理即可满足工艺要求,即表面粗糙度。2.3 零件的结构工艺性分析此零件为拨片,体积较小。主要冲裁工序有冲孔、弯曲、切
14、断。冲裁件的形状简单、基本对称、没有复杂形状的曲线,应该在许可的情况下,把冲裁件设计成少、无废料排样的形状,以减少废料。第3章 工艺方案的设计3.1工艺方案的提出冲压模具按冲裁工序的组合方式可分为单工序模、复合模、级进模:1)单工序模 单工序模结构简单,制作周期短,制作成本低廉,生产效率低,冲出的制件精度不高,且工人劳动强度大,不适合大批量的生产。2)复合模 复合模结构紧凑,冲出的制件精度较高,适合大批量生产,特别是孔与制件外形的同心度容易保证。但模具结构复杂,模具制造较困难,制造成本高,制造周期长等缺点。3)级进模 在一副级进模上可对形状十分复杂的冲压件进行冲裁、弯曲、拉深成形等工序,故生产
15、率高,便于实现机械化和自动化,适于大批量生产。由于采用条料(或带料)进行连续冲压,所以操作方便安全。级进模的主要缺点是结构复杂,制造精度高,周期较长,成本高。在生产本工件时若采用单工序模生产,制作本工件至少需要3个单工序,也就意味着需要3副以上的模具来进行生产,而且本工件需要长年大批大量生产,采用单工序不但所需的单工序模较多而且会造成产品精度无法保证,经济效益低等缺点,故不宜采用单工序模进行生产。若采用复合模生产,本工件因工件有带孔弯曲部位,若采用弯曲前冲孔,则造成模具中心孔距的不精确,如果弯曲之后冲孔,会使模具制作困难,成本增加。若采用级进模生产,在排样时,只要按正常冲裁工序,保证工件间的精
16、度,同时降低模具的制造难度。综合上述几种方案的比较,应选用级进模进行生产,既可实现批量生产,也可以节约材料。因此选用级进模生产。3.2工件生产工序的确定空工位的设置是为了保证模具具有足够的强度,确保模具的寿命,或是为了便于设置特殊结构。本模具因结构特殊,为了保证有足够的强度,因而要设置空工位。生产工序最终确定为:1 侧刃切边、冲中心孔 2 冲两个小圆孔 3 切槽 4 空工位 5 切断弯曲。3.3 毛坯尺寸计算弯曲部分的尺寸计算分析如图2,由于工件未注弯曲部分的倒角,在此确定为弯曲部分的内倒角为r=1mm,板料厚度为t=1mm。图2 计算毛坯尺寸涉及的尺寸图Fig 2 Calculation o
17、f blank dimension relates to the size chart 展开料长度: 由于: r=10.5t=0.5由冲压成型工艺与模具设计125页表4.6可知中性层的位移系数为,查表得:中性层因数:K=0.31可知中性层的曲率半径为中性层的长度即为工件的展开长度。 (1) 式中:L弯曲件毛坯总长度,mm; 各段直线部分长度,mm; 各段圆弧部分弯曲中心角,(0); 各段圆弧部分弯曲半径,mm; 各段圆弧部分中性层位移系数。代入数据,得 取L=44.8mm。由上述,可得毛坯展开图3. 图3 毛坯展开图 Fig 3 development figure of semifinish
18、ed product3.4 排样设计3.4.1 排样方法的选定根据材料的利用情况,排样的方法分三种:1有废料排样沿工件的全部外形冲裁工件与工件之间,工件与条料侧边之间都有工艺余料(搭边)存在,冲裁后搭边成为废料。2少废料排样沿工件的部分外形轮廓切断或冲裁,只在工件之间或是工件与条料侧边之间有搭边存在。3无废料排样 工件与工件之间,工件与条料侧边之间均无搭边存在,条料沿直线或曲线切断而得到工件。 有废料排样法的材料利用率较低,但制件的质量和冲模寿命较高,常用于工件形状复杂、尺寸精度要求较高的排样。 少或无废料排样法的材料利用率较高,同时,少、无废料排样法有利于一次冲裁多个工件,可以提高生产率。由
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