毕业设计(论文)安全带卡扣复合模设计【含全套CAD设计图纸】.doc
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1、 安全带卡扣复合模设计摘 要 本次设计为汽车安全带卡扣的冲压模具设计,设计了一套冲孔、落料的级进模具。经查阅资料,首先要对零件进行工艺分析,经过工艺分析和对比采用冲孔落料工序,通过冲裁力、推料力、卸料力等计算,确定压力机的型号。再分析对冲压件加工的模具适用类型选择所需设计的模具。得出设计的模具类型后将模具的各个工作部件设计过程表达出来。本模具性能可靠,运行平稳,提高了产品质量和生产效率,降低劳动强度和生产成本。关键词:安全带;卡扣;复合模;设计目 录1 绪论12 工艺分析32.1 材料分析32.2 零件结构32.3 尺寸精度33 冲裁方案的确定53.1 冲裁工艺方案的确定53.2 冲裁工艺方法
2、的选择54 模具总体结构的确定74.1 模具类型的选择74.2 送料方式的选择74.3 定位方式的选择74.4 卸料方式的选择74.5 导向方式的选择85 工艺参数计算95.1 排样方式的选择95.1.1 搭边值的确定10 5.1.2 材料利用率的确定115.2 冲压力的计算12 5.2.1 总冲裁力的计算13 5.2.2 卸料力、推件力的计算14 5.2.3 总冲压力的计算15 5.2.4 初选压力机15 5.2.5 压力中心的确定166 刃口尺寸计算186.1 冲裁间隙的确定186.2 刃口尺寸的计算及依据与法则197 主要零部件设计277.1 凹模设计27 7.1.1 凹模外形的确定27
3、 7.1.2 凹模刃口结构形式的选择27 7.1.3 凹模精度与材料的确定277.2 凸模的设计30 7.2.1 凸模结构的确定30 7.2.2 凸模材料的确定30 7.2.3 凸模精度的确定30 7.2.4 凸模高度的确定317.3 凸凹模设计32 7.3.1 凸凹模外形的确定32 7.3.2 凸凹模材料的选取32 7.3.3 凸凹模精度的确定32 7.3.4 凸凹模壁厚的确定32 7.3.5 凸凹模洞口类型的选取33 7.3.6 凸凹模尺寸的设计337.4 定位零件的选用347.5 卸料装置的选定357.5.1 卸料装置的选用357.5.2 卸料螺钉的选用357.5.3 卸料板外型设计35
4、 7.5.4 卸料板材料的选择36 7.5.5 卸料板的结构设计36 7.5.6 卸料板整体精度的确定36 7.5.7 卸料橡胶的选用367.6 推件装置的选定387.6.1 推件块的设计39 7.6.2 推板的选用40 7.6.3 推杆的选用407.7 上下模座的选用417.8 连接及固定零件的选用41 7.8.1螺钉与销钉的选用417.8.2 模柄的选用42 7.8.3 凸模固定板的设计42 7.8.4凸凹模固定板的设计437.8.5 垫板的设计448 冲压设备的校核与选定458.1 冲压设备的校核458.2 冲压设备的选用459 压力机的选用4610 模具结构简述47结论48致谢49参考
5、文献501 绪论 日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品,大到机床的底座、机身外壳,小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳,无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形,模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同,模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具,以及塑胶模具。模具工业是制造业中的一项基础产业,是技术成果转化的基础,同时本身又是高新技术产业的重要领域,在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业” ;美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石” ;德国则认为是所有工业中的“关键工业” ;日本模具协会也认为
6、“模具是促进社会繁荣富裕的动力” ,同时也是“整个工业发展的秘密”,是“进入富裕社会的原动力” 。日本模具产业年产值达到13000亿日元,远远超过日本机床总产值9000亿日元。如今,世界模具工业的发展甚至己超过了新兴的电子工业。在模具工业的总产值中,冲压模具约占50%,塑料模具约占33%,压铸模具约占6%,其它各类模具约占11%。 随着科学技术的进步和工业生产的迅速发展,冲压加工技术的应用愈来愈广泛,模具成形已成为当代工业生产的重要手段。冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形从而获得所需零件(俗称冲压件或冲件)的一种压力加工方法。冲压工艺与模具、
7、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素。冲压是一种先进的金属加工方法,在国民经济的加工工业中占有重要的地位。与机械加工及塑性加工和其它方法相比,冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点,主要表现如下:(1) 冲压一般没有切削碎料产生,材料的消耗较少利用率高,一般为70%85%,易实现机械化和自动化;(2) 在形状和尺寸精度方面的互换性较好。一般情况下可直接满足装配和使用要求;(3) 冲压可加工的尺寸范围大、形状复杂的零件,而这些零件用其它方法是不可能或很难得到的,如薄壳件;(4) 被加工的金属在冲压加工过程中产生加工硬化,金属内部组织得到改善,机械强度有所提高,所以冲压件刚度强度
8、较好;(5) 冲压时由模具保证了冲压件的尺寸与形状精度,且一般不破坏冲压材料的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压件的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征;(6) 在大量生产的条件下,产品的成本低,经济效益较高;(7) 冲裁过程能耗较低。由此可见冲压制得的零件具有表面质量好重最轻成本低的优点。所以冲压在现代工业生产中,尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多的采用冲压方法加工产品零件,如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工业等行业。在这些工业部门中,冲压件所占的比重相当的大,少则60%以上,多则90%以上。不少过去用锻造、铸造和切削加工方法制造的零件,
9、现在大多数也被质量轻刚度好的冲压件所代替。有些机械设备往往以冲压件所占比例的大小作为评价结构是否先进的指标之一。工业发达国家对冷冲压生产工工艺的发展是很重视的。不少国家(如美国、日本等)模具工业产值己超过机床工业。从这些国家钢材构成可以看出冷冲压的发展趋势。钢带和钢板占全部品种的67%,充分说明冲压这种加工方法己成为现代工业生产的重要手段和发展方向。冲压技术的发展特征是:(1) 冲压成形科学化、数字化和可控化;(2) 突出“精、省、净“三大优势;(3) 冲压成形可以实现全过程控制;(4) 产品从设计开始即进入控制,考虑工艺;2 工艺分析图2-1 安全带卡扣零件生产批量:大批量;材 料:35钢;
10、材料厚度:1mm;未注公差:IT14。2.1 材料分析该冲裁件的材料为35钢,是优质碳素结构钢,具有良好的塑性、较高的强度、硬度,工艺性较好,适合此次零件设计。2.2 零件结构该冲裁件结构简单对称,孔的中心边缘与零件边缘的距离满足加工要求。2.3 尺寸精度由于本零件给定的精度都按生产所需经济精度要求IT12查表2-2得:零件外形尺寸:、零件内形尺寸:L7、W24、定位孔尺寸:130.18、70.15根据零件图2-1可知内孔采用冲孔,零件的外形轮廓采用落料。通过查公差等级表,我们发现普通冲裁能够满足零件精度要求。表2-1 标准公差数值(摘自GB/T1800.3-1998)公差等级IT2IT3IT
11、4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14基本尺寸/mm/m/mm3366101018183030505080801201201801802502503153154004005001.21.51.522.52.53457891022.52.534456810121315344567810121416182045689111315182023252768991316192225293236401012151821253035404652576314182227333946546372818997253036435262748710011513014015540485
12、870841001201401601852102302506075901101301601902202502903203604000.100.120.150.180.210.250.300.350.400.460.520.570.630.140.180.220.270.330.390.460.540.630.720.810.890.970.250.300.360.430.520.620.740.871.001.151.301.401.553 冲裁方案的确定3.1 冲裁工艺方案的确定在冲裁工艺分析和技术经济分析的基础上,根据冲裁件的特点确定工艺方案。工艺方案分为冲裁工序的组合和冲裁顺序的安排。3
13、.2 冲裁工艺方法的选择冲裁工序分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁三种。方案一:先落料,后冲孔。单工序冲裁是在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。方案二:落料冲孔复合冲压,采用复合模生产。复合冲裁是在压力机一次行程内,在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的冲压工序。方案三:级进冲裁是把冲裁件的若干个冲压工序,排列成一定的顺序,在压力机的一次行程中条料在冲模的不同位置上,分别完成工件所要求的工序。其三种工序的性能见表3-1。表3-1 单工序冲裁、级进冲裁和复合冲裁性能比较项目单工序模复合模级进模生产批量小批量中批量和大批量中批量和大批量冲压精度较低较高较高冲压生产率低,压力机一次行程内
14、只能完成一个工序较高,压力机一次行程内可完成二个以上工序高,压力机在一次行程内能完成多个工序实现操作机械化自动化的可能性较易,尤其适合于多工位压力机上实现自动化制件和废料排除较复杂,只能在单机上实现部分机械操作容易,尤其适应于单机上实现自动化生产通用性通用性好,适合于中小批量生产及大型零件的大量生产通用性较差,仅适合于大批量生产通用性较差,仅适合于中小型零件的大批量生产冲模制造的复杂性和价格结构简单,制造周期短,价格低冲裁较复杂零件时,比级进模低冲裁较简单零件时低于复合模 根据分析结合表3-1得出结论:(1)模具结构简单,但需两道工序两副模具,生产效率低,难以满足该零件的大批量产量要求。(2)
15、只需一副模具,冲压件的形位公差精度和尺度精度容易保证,且生产效率也高。尽管模具结构较方案一复杂,但由于零件的几何形状简单,模具制造并不困难。(3)也只需要一副模具,生产效率高,复合模的特点是生产效率高,冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高,板料的定位精度要求比级进模低,冲模的轮廓尺寸较小。由于零件的结构形状简单、级进模设计较复杂,制造较难。为提高生产率,根据上述方案的分析与比较,该件的冲压生产采用第二种为佳。4 模具总体结构的确定4.1 模具类型的选择按照复合模工作零件的安装位置不同,分为正装式复合模和倒装式复合模两种,两种的优点、缺点及适用范围见表4-1。表4-1 正装式复合模、倒装式复合模的
16、优点、缺点及适用范围比较项目正装(顺装)式复合模倒装式复合模结构凸凹模装在上模,落料凹模和冲孔凸模装在下模凸凹模装在下模,落料凹模和冲孔凸模装在上模优点冲出的冲件平直度较高结构较简单缺点结构复杂,冲件容易被嵌入边料中影响操作不宜冲制孔边距离较小的冲裁件适用范围冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件,还可以冲制孔边距离较小的冲裁件不宜冲制孔边距离较小的冲裁件,但倒装式复合模结构简单、又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件,卸料可靠,便于操作,并为机械化出件提供了有利条件,故应用十分广泛正装式复合模适合于冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件,还可以冲制孔边距较小的冲裁件。倒装式冷
17、冲模不宜冲制孔边距较小的冲裁件,但倒装式冷冲模结构简单,可以直接利用压力机打杆装置进行推件,卸件可靠,便于操作,故应用十分广泛。综上所述,该制件结构形状简单,精度要求较低,孔边距较大,宜采用倒装式复合模。由以上冲压工艺分析可知,采用复合模冲压,模具类型为倒装式复合模。4.2 送料方式的选择由于零件的生产批量是大批量,选用手动送料方式比较合理。4.3 定位方式的选择定位包含控制送料进距的挡料和垂直方向的导料等。由于毛坯选择的是条料,零件的精度不高,且采用的是手动送料方式,所以可以采用固定挡料销进行送料方向的定位,采用导料销进行垂直方向的导料。4.4 卸料方式的选择钢性卸料是采用固定卸料板结构。常
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