机械毕业设计(论文)双孔方形垫片级进冲压模具设计【全套图纸】.doc
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1、摘要本文是对精度要求相对较高,工艺比较复杂,生产批量大的双孔方形垫片进行设计。在对双孔方形垫片结构工艺性和材料加工工艺性正确分析的基础上,采用叙述与计算相结合的方式,分别对级进模的冲孔、落料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、导向零件和安装固定零件等进行了设计。讨论了思路的可行性,并对其进行了整体和局部的结构设计。此级进模的设计,对以往的学习进行了一次综合性的运用,对今后的工作也有相当大的指导意义。通过对课题的冲压工艺的分析及模具零件的计算后,首先对主要的工作零件以及非标零件进行二维图的绘制,并且绘制本套模具的装配图;其次对主要工作零件的加工进行工艺卡片的编制。关键词:工艺
2、分析; 零件设计; 模具装配AbstractThis paper is the size of small, relatively high precision, the process is more complicated, mass production of electronic components large base unit for deep, piercing and flanging progressive die design.Base unit in the structure of materials and processing sexual correct ana
3、lysis on the basis of Narration and calculated using a combination of methods, the Progressive Piercing Die incision, Drawing, flanging of the processes from the choice of materials to the design.of work components, positioning components and dump parts, oriented parts and fixed components .This des
4、ign has good ideas from nature. This progressive die design, the study of the past, carried out a comprehensive application, for the future work of a great guiding significance.Based on the analysis of the topic of was stamping process after the calculation and mould parts,first of main job parts an
5、d non-standard parts,two-dimensional was drawing and plot the set of mould assembly drawings;Next to the main part was processing process card program-ming.Key words:Process analysis; Parts design; The mold assembly1 绪论12 冲压件工艺分析22.1 材料分析22.2 零件结构22.3 尺寸精度33 冲裁方案的确定43.1 冲裁工艺方案的确定43.2 冲裁工艺方法的选择44 模具总
6、体结构的确定54.1 模具类型的选择54.2 送料方式的选择54.3 定位方式的选择54.4 卸料、出件方式的选择54.5 导向方式的选择55 工艺参数计算75.1 排样方式的选择75.1.1 排样及搭边值的计算75.1.2 步距的计算75.1.3 条料宽度的确定85.1.4 材料利用率的计算85.2 冲压力的计算95.2.1 总冲裁力的计算95.2.2 卸料力、推件力的计算105.2.3 总冲压力的计算115.2.4 初选压力机116 刃口尺寸计算136.1 冲裁间隙的确定136.2 刃口尺寸的计算及依据与法则147 主要零部件设计167.1 凹模设计167.1.1 凹模外形的确定167.1
7、.2 凹模刃口结构形式的选择177.1.3 凹模精度与材料的确定177.1.4 凹模工艺卡177.2 凸模的设计187.2.1 凸模结构的确定187.2.2 凸模高度的确定187.2.3 凸模材料的确定197.2.4 凸模精度的确定197.3 卸料板的设计197.3.1 卸料板外型设计197.3.2 卸料板材料的选择197.3.3 卸料板整体精度的确定207.4 固定板的设计207.5 垫板的设计207.6 上下模座、模柄的选用217.6.1 上下模座的选用217.6.2 模柄的选用217.7 螺钉、销钉的选用228 冲压设备的校核与选定238.1 冲压设备的校核238.2 冲压设备的选用23
8、参考文献241 绪论近年来,冲压成形工艺有很多新的进展,特别是精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异,冲压件的精度日趋精确,生产率也有极大提高,正在把冲压加工提高到高品质的、新的发展水平。前几年的精密冲压主要市是指对平板零件进行精密冲裁,而现在,除了精密冲裁外还可兼有精密弯曲、压延、压印等,可以进行复杂零件的立体精密成形。过去的精密冲裁只能对厚度为58mm以下的中板或薄板进行加工,而现在可以对厚度达25mm 的厚板实现精密冲裁,并可对b900MPa的高强度合金材料进行精冲。由于引入了CAE,冲压成形已从原来的对应力应变进行有限元等分析而逐步
9、发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析,以实现冲压过程的优化设计。在冲压毛坯设计方面也开展了计算机辅助设计,可以对排样或压延毛坯进行优化设计。此外,对冲压成形性能和成形极限的研究,冲压件成形难度的判定以及成形预报等技术的发展,均标志着冲压成形以从原来的经验、实验分析阶段开始走上由冲压理论指导的科学阶段,使冲压成形走向计算机辅助工程化和智能化的发展道路。为了满足制件更新换代快和生产批量小的发展趋势,发展了一些新的成形工艺(如高能成形和旋压等)、简易模具(如软模和低熔点合金模等)、通用组合模具和数控冲压设备等。这样,就使冲压生产既适合大量生产,也同样适用于小批生产。不断改进板料性能,以提高其成形
10、能力和使用效果,例如研制高强度钢板,用来生产汽车覆盖件,以减轻零件重量和提高其结构强度。双孔方形垫片是冲压生产的一个典型零件,在生产中有很强的作用,其模具设计有一定的实用价值。对于该制件我们利用先进的模具生产提高生产效益、保证产品质量、节约成本,从而取得很高的经济效益。2 冲压件工艺分析图2-1 零件简图生产批量:大批量;材料:08钢;材料厚度:2.5mm;未注公差:IT14。2.1 材料分析表2-1 部分碳素钢抗剪性能材料名称牌号抗剪强度(Mpa)抗拉强度(Mpa)屈服点(Mpa)伸长率(%)083504502605由上表2-1可知:08钢具有较好的冲裁成形性性能,适合比较耐磨的零件。综合评
11、比可以冲裁加工。2.2 零件结构零件结构形状相对简单,无尖角,对冲裁加工较为有利。零件中有2个圆形孔,孔的边长最小尺寸为10mm,孔离工件边缘的距离最小为15mm。根据该零件形状来分析,该零件的结构满足冲裁要求。2.3 尺寸精度该零件上尺寸都未注尺寸公差,所以尺寸公差由公差等级表查得:对于未注公差尺寸,属于自由尺寸,按IT14查表2-2得到:落料尺寸:、冲孔尺寸: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2-2 常见零件公差等级表公差等级IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14基本尺寸/mm/m/mm336610101818303050508
12、080120120180180250250315315400400500344567810121416182045689111315182023252768991316192225293236401012151821253035404652576314182227333946546372818997253036435262748710011513014015540485870841001201401601852102302506075901101301601902202502903203604000.100.120.150.180.210.250.300.350.400.460.520.570
13、.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。3.2 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。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。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。级进冲裁是把冲裁件
14、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
15、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。由于零件的生产要求的是大批量生产,但是由于零件有个凹陷的缺口,使用复合模时模具的凸凹模和凹模的结构形不好,降低模具的寿命。所以使用级进模进行生产。4 模具总体结构的确定4.1 模具类型的选择由以上冲压工艺分析可知,采用级进模冲压。4.2 送料方式的选择由于零件的生产批量是大批量及模具类型的确定,合理安排生产可采用
16、左右自动送料方式。4.3 定位方式的选择因为该模具采用的是条料,控制条料的送进方向采用导料板,无侧压装置。控制条料的送进布距采用挡料销定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量,可以靠操作工目测来定。4.4 卸料、出件方式的选择刚性卸料是采用固定卸料板结构,常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。弹性卸料具有卸料与压料的双重作用,主要用在冲料厚在2.5mm及以下厚度的板料,由于有压料作用,冲裁件比较平整。弹压卸料板与弹性元件、卸料螺钉组成弹压装置。因为工件料厚为2.5mm,卸料力不是很大,而且工件的平整性要求比较高,所以采用弹性卸料装置。4.5 导向方式的选择方案一:采用对角导柱模
17、架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上,所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。方案二:采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制,送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧,操作者可以看见条料在模具中的送进动作。但是不能使用浮动模柄。方案三:采用四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件及大量生产用的自动冲压模架。方案四:采用中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上,导向平稳、准确。只能一个方向送料。 (a) (b) (c) (d)图4-1 导柱模架(a)中间导柱模架 (b)后侧导柱模架 (c)对角导
18、柱模架 (d)四角导柱模架根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式,为提高模具寿命和工件质量,采用后侧导柱模架,操作者可以看见条料在模具中的送进动作。由于前面和左、右不受限制,能满足工件成型的要求。即方案二最佳。5 工艺参数计算5.1 排样方式的选择冲裁件在板料、带料或条料上的布置方法称为排样。排样的意义在于减小材料消耗、提高生产率和延长模具寿命,排样是否合理将影响到材料的合理利用、冲件质量、生产率、模具结构与寿命。排样的方法有:直排、斜排、对直排、混合排 ,根据设计模具制件的形状、厚度、材料等方面全面考虑。因此有下列三种方案:方案一:有废料排样 沿冲件外形冲裁,在冲件周边都留有搭边。冲件
19、尺寸完全由冲模来保证,因此冲件精度高,模具寿命高,但材料利用率低。方案二:少废料排样 因受剪切条料和定位误差的影响,冲件质量差,模具寿命较方案一低,但材料利用率稍高,冲模结构简单。方案三:无废料排样 冲件的质量和模具寿命更低一些,但材料利用率最高。采用少、无废料排样法,材料利用率高,不但有利于一次冲程获得多个制件,而且可以简化模具结构,降低冲裁力,但受条料宽度误差及条料导向误差的影响,冲裁件的尺寸精度不易保证,故应采用方案一。分析零件形状,应采用单直排的排样方式。5.1.1 排样及搭边值的计算在条料上冲裁时,工件之间以及工件和条料侧边之间的余料称为搭边。搭边的作用是:补偿送料误差,以保证冲出合
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