拉深冲孔模具毕业设计范文免费预览.doc
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1、平底铁杯落料拉深冲孔模具毕业设计摘要本文介绍了平底铁杯冲压工艺,分析了原冲压工艺的缺陷,设计了新的落料、拉深、冲孔复合模。该模具设计制造简便易行,落料、拉深、冲孔效果好,能极大地提高生产效率,但落料拉深凸凹模设计较为重要,设计中充分考虑了其落料拉深模口形状。全文共分六章,通过阐述落料拉深冲孔复合模的工艺设计与结构设计过程,对拉深凸模、落料凹模、落料拉深凸凹模等模具主要的成型零件以及各种标准零件进行了设计计算和选择,确定落料拉深冲孔复合模的整体结构框架,最后对复合模装配和工艺性进行了分析并绘制了模具总装图和非标准件零件图。本文设计的复合模通过理论分析和大量的工程实践探索,可以将传统的分模加工合二
2、为一,使落料、拉深、冲孔一次成形,避免了分模加工中定位误差的生产,从而保证了质量,降低了成本,提高了生产效率,又可减少设备投资和模具制造费用。关键词:平底铁杯,冲压,复合模,落料,拉深,冲孔Abstract This present paper introduce the stamping technics of a flat bottom iron cup.The defects of former stamping technics are analysed.A new compound die is designed with blanking and drawing and punch
3、ing.The die design and manufacture simply with well blanking, drawing and punching.It can greatly improve the production efficiency,but the design of blanking and drawing die is very important.It should fully consider the shape of blanking and drawing die.The paper altogether is divided into six cha
4、pters.Through process design and structure design of the compound die drawing process falls on punching, drawing male die, blanking die, blanking and drawing die molding parts main mold and a variety of standard parts of the design calculation and selection, determine the overall framework of compou
5、nd die punching down the drawing.At the end of the compound die assembly and process are analyzed and to draw the mold assembly drawing and non standard parts drawing.In this paper, the design of compound die through theoretical analysis and engineering practice of exploration, can the traditional m
6、old processing become, the blanking, drawing, punching a forming, avoid the positioning mould processing error production, so as to ensure the quality, reduce the cost, improve production efficiency, and reduce the investment in equipment and mold manufacturing costs.Key words : falt bottom iron cup
7、,stamping,compound die,blanking,drawing,punching目 录前言11绪 论2 1.1冲压的概念及特点2 1.2 冲压的基本工序及模具31.3 冲压技术的应用与发展42工艺方案的分析与确定7 2.1零件的工艺分析72.2工艺方案的确定83主要工艺参数计算93.1 毛坯尺寸的计算93.2 确定拉深次数103.3排样及材料利用率103.4 工序压力计算123.5模具压力中心计算134模具的总体设计144.1 冲压设备的选择144.2模具结构形式的确定164.3冲模设计中应采取的安全措施175主要零部件设计及计算195.1主要零部件的设计195.1.1冲裁模刃
8、口尺寸的计算195.1.2落料凹模设计225.1.3冲孔凸模设计225.1.4凸凹模设计235.1.5凸模与凹模的固定255.1.6凸、凹摸强度校核265.2模架的设计275.3卸料与顶件零件的设计295.4导料、定位与导向零件的设计305.5紧固零部件的设计315.6固定与支撑零件的设计316落料拉深冲孔复合模装配346.1模具装配的内容和目的346.2模具装配的精度要求346.3冲压模具装配的技术要求346.4落料拉深冲孔复合模装配及工作过程35结论38致谢39参考文献40前言 目前我国模具工业与发达国家相比还相当落后。主要原因是我国在模具标准化,模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家相比
9、差距很大。 随着工业产品质量的不断提高,模具产品生成呈现的品种、少批量、复杂、大型精密更新换代速度快。模具设计与技术由于手工设备,依靠人工经验和常规机加工,技术向以计算机辅助设计,数控编程切屑加工,数控电加工核心的计算机辅助设计技术转变。 模具生产制件所表现出来的高精度,高复杂程度,高生产率,高一致性和抵消耗是其它制造加工方面所不能充分展示出来,从而有好的经济效益,因此在批量生产中得到广泛应用,在现代工业生产中有十分重要的地位,是我国国防工业及民用生产中必不可少的加工方法。 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展,冲压零件日趋复杂化,冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展,冲模制造
10、难度日益增大。模具制造正由过去的劳动密集、依靠人工的手工技巧及采用传统机械加工设备的行业转变为技术密集型行业,更多的依靠各种高效、高精度的NC(Numerical Control)机床、CNC(Computer Numerical Control)机床、电加工机床,从过去的单一的机械加工时代转变成机械加工、电加工以及其他特种加工相结合的时代。模具制造技术,已经发展成为技术密集型的综合加工技术。 本文应用专业所学课程的理论知识和实际生产知识进行冲压模具的设计工作,通过实际训练培养和提高学生独立工作能力,巩固与扩充冲压模具设计等课程所学的内容,掌握冲压模具设计的方法和步骤,懂得如何分析零件的工艺性
11、并确定工艺方案,了解模具的基本结构,提高计算能力、绘图能力,熟悉规范和标准,提高独立思考的能力。 1绪 论1.1冲压的概念及特点冲压是指在常温下,利用冲压模具在压力设备上对板料或热料施加压力,使其产生塑性变形或分离,从而获得所需形状和尺寸的工件的一种压力加工方法。由于冲压过程通常是在常温下完成的,同时被冲压的材料通常都是板料,为与其他压力加工方法进行区分,也把冲压加工过程称为冷冲压或板料成形加工。在冲压零件的生产中,合理的冲压成形工艺、先进的模具,高效的冲压设备是必不可少的三要素。如图1-1所示。其中,冲压工艺是指冲压加工的具体方法(各种冲压工序的总和)和技术经验;冲压模具是指在冷冲压加工中,
12、将板料(包括金属和非金属材料)加工成零件或半成品的一种特殊工艺装备,简称冷冲模;冲压设备是指用于安装冲压模具并实施加工过程的压力设备。图 1-1 冲压零件的影响因素 与机械加工及塑性加工的其它方法相比,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)冲压加工的生产效率高,且操作方便,易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工,普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次,高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上,而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。 (2)冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度,且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长
13、,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。 (3)冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件,如小到钟表的秒表,大到汽车纵梁、覆盖件等,加上冲压时材料的冷变形硬化效应,冲压的强度和刚度均较高。 (4)冲压一般没有切屑碎料生成,材料的消耗较少,且不需其它加热设备,因而是一种省料,节能的加工方法,冲压件的成本较低。但是,冲压加工所使用的模具一般具有专用性,有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形,且模具 制造的精度高,技术要求高,是技术密集形产品。所以,只有在冲压件生产批量较大的情况下,冲压加工的优点才能充分体现,从而获得较好的经济效益。1.2 冲压的基本工序及模具 由于冲压加工的零
14、件种类繁多,各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同,因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来,可分为分离工序和成形工序两大类;分离工序是指板料在冲压力作用下,变形部分的应力达到强度极限以后,使板料发生断料而产生分离,分离出的部分即为需要的冲压件;成形工序是指板料在冲压力作用下,变形部分的应力达到屈服极限,但为达到强度极限,使板料产生塑性变形,成为具有一定形状、尺寸与精度制件的加工工序。 根据工艺性质冲压模具可分为以下四类:(1)冲裁模:沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。(2)弯曲模:使板料毛坯或其它坯料沿着直线产品弯曲变
15、形,从而获得一定角度和姓张的工件模具。(3)拉深模:是把板料毛坯制成开口空心件,或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。(4)成形模:是将毛坯或半成品工件按照凸、凹模的形状直接复制成形,而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。 根据工序合成度可分为以下三类:(1)单工序模:在压力机的一次行程中,只完成一道冲压工序的模具。(2)复合模:只有一个工位,在压力机的一次行程中,在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。(3)级进模(也称为连续模):在毛坯的送进方向上,具有两个或更多的工位,在压力机的一次行程中,在不同的工位上逐次完成两道或两道以
16、上冲压工序的模具。但不论何种类型的冲模,都可看成是由上模和下模两部分组成,上模被固定在压力机工作台或垫板上,是冲模的固定部分。工作时,坯料在下模面上通过定位零件定位,压力机滑块带动上模下压,在模具工作零件(即凸模、凹模)的作用下坯料便产生分离或塑性变形,从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时,模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来,以便进行下一次冲压循环。1.3 冲压技术的应用与发展 随着工业产品质量的不断提高,冲压生产正呈现多品种、少批量、复杂、大型、精密、更新换代速度快的特点,冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。而计算机技术和制造技术的迅速发展,也使得冲
17、压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计与分析(CAD/CAE)、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术转变。(1)冲压成形理论及冲压工艺的发展冷冲压变形基础理论的研究发展迅速,更加准确、实用、方便的计算方法被应用于材料的手里分析之中,这使得人们可以正确地确定冲压工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸,解决了冷冲压变形中出现的各种实际问题,进一步提高了冲压件的质量,新的工艺方法得以研究成功并推广。例如精冲压、软模成形工艺、高能高速成形工艺、超塑性成形工艺以及其他高效、经济的成形工艺等。冷冲压技术水平得到了进一步的提高
18、。随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善,近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟分析技术,即利用有限元等数值分析方法模拟金属的塑性成形过程,通过分析数值技术结果,帮助设计人员实现优化设计。 (2)模具先进制造工艺及设备的发展模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。随着科学技术的发展,计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正不断向传统制造技术渗透、交叉、融合,对其实施改造,形成先进制造技术。模具先进制造技术的发展主要体现在以下方面:高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝线切割技术、磨削及抛光加工技术和数控测量。模具先进制造技术的应用改变了传统制模技术模具质量依赖于人为因素和
19、不易控制的状况,使得模具质量依赖于物化因素,整体水平容易控制,模具再现能力强。 (3)模具新材料及热、表处理的发展随着产品质量的提高,对模具质量和寿命的要求也越来越高。而提高模具质量和寿命最有效的办法就是开发和应用模具新材料及热、表处理新工艺,不断提高使用性能,改善加工性能。 模具新材料 冲压模具使用的材料为冷作模具钢,它的特点是应用量大,使用面广,并且种类最多。其主要性能要求为强度、韧性、耐磨性。目前,冷作模具钢的发展趋势是在高合金钢D2(相当于我国Cr12MoV)性能基础上,向两大分支方向发展:一种是降低含碳量和合金元素量,提高钢中碳化物分布的均匀度,突出提高模具的韧性。另一种是以提高耐磨
20、性为主要目的,为适应高速、自动化、大批量生产而开发的粉末高速钢。 热处理、表处理新工艺 为了提高模具工作表面的耐磨性、硬度和耐蚀性,必须采用热、表处理新技术,尤其是表面处理新技术。除人们熟悉的镀硬铬、氮化等表面硬化处理方法外,近年来模具表面性能强化技术发展很快,实际应用效果也很好。其实,化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)以及盐浴渗金属(TD)的方法是几种发展较快、应用最广的表面涂覆硬化处理的新技术。它们对提高模具寿命和减少模具昂贵材料的消耗,有着十分重要的意义。 (4)模具CAD/CAM技术的发展计算机技术、机械设计与制造技术的迅速发展和有机结合,形成了计算机辅助设计与计算机辅助制
21、造这一新型技术。CAD/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术,是一项高科技、高效益的系统工程 。它以计算机软件的形式为用户提供一种有效的辅助工具,是工程技术人员嫩借助计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。模具CAD/CAM能显著缩短模具设计及制造周期、降低生产成本、提高产品质量已成为人们的共识。随着功能强大的专业软件和高效集成制造设备的出现,以三维造型为基础、基于并行工程(CE)的模具CAD/CAM技术正成为发展方向。它能实现面向制造和装配的设计,实现成形过程的模拟和数控加工过程的仿真,使设计、制造一体化。 (5)快速经济制模技术的发展为了适应工业中多品种、小批量
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