模具0722 陈庆(定稿).doc
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1、南京化工职业技术学院毕业设计(论文)装饰牌零件冲压模的设计姓 名 陈 庆 所在系部 机械技术系 专业班级 模具设计与制造0722 指导教师 杨 素 萍 2010 年 1 月毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目:装饰牌零件冲压模的设计指导教师:杨素萍职称:副教授类别:毕业设计1、设计(论文)的主要任务 1) 设计一张落料、冲孔、拉深模的总装图,和若干张零件图。2) 利用CAD技术对模具总装配图进行造型设计3) 编写设计说明书及作业指导书4) 学会查阅模具设计、制造、模具材料等手册5) 在设计过程中,复习在校所学知识2、设计(论文)的主要内容1) 设计一套落料、冲孔、拉深冲压模2) 设计一张落料
2、、冲孔、拉深冲压模的总装图,和若干张零件图,并对装配图进行造型设计3) 编写设计说明书4) 编写工作零件的机械加工工艺过程卡片5) 编写模具装配工艺、模具操作使用安全规程等作业指导书3、设计(论文)的基本要求1) 装配图应清楚表明各零件之间的装配关系,动作过程、配合尺寸精度、零件数量、序号、零件的材料等要求。2) 零件图应清楚表明尺寸精度等级、表面粗糙度、材料热处理3) 模架要求按标准选用4) 设计说明书应条理清晰、计算准确、详细。5) 零件工艺过程设计必须保证质量、注重经济成本、方便加工,工艺过程要规范、详细。4、主要参考文献1) 徐政坤主编,冲压模具设计与制造,化工工业出版社,2003.7
3、2) 刘建超主编,冲压模具设计与制造,高等教育出版社,2004.63) 郭铁良主编,模具制造工艺学,高等教育出版社,2002.75、毕业设计(论文)时间安排1) 2009年11月30日以前查阅资料、并对相关内容进行整理(电子档)2) 2009年12月1日2009年12月5日:中期检查3) 2009年12月6日2009年12月25日:完成设计并撰写设计报告4) 2009年12月26日2010年1月4日:修改设计报告并定稿装订,准备答辩5) 2010年1月7日:毕业设计答辩备注附:装饰牌的零件图材料为H62,厚1mm,大批量生产目录毕业设计(论文)任务书I目录III1 概 述11.1 冲压模具设计
4、与制造的概述11.2 CAD软件的概述31.3 毕业设计的概述52 装饰牌模具设计的工艺分析和工艺计算62.1 零件的工艺分析62.2 模具类型的确定72.3 盒形件拉深坯料尺寸的确定82.4 搭边值的确定92.5 排样图92.6 冲压力和压力中心的计算112.7 压力机的选择132.8 卸料装置与定位装置的选用143 装饰牌模具零部件的设计163.1 凸、凹模刃口尺寸的计算163.2 工作零件的设计183.3 其他零件的设计233.4 盒形件拉深中形状不良的产生与防止253.5 绘制模具总装图264 模具工作零件的加工284.1 冲孔凸模的加工过程284.2 落料凹模的加工过程284.3 凸
5、凹模18的加工过程294.4 凸凹模20的加工过程305 小 结32附 录33参考文献44致谢451 概 述1.1 冲压模具设计与制造的概述冲压是在室温下,利用安装在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,从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压模具是在冷冲压加工中,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)。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冲压加工的特点:由于冷冲压加工具有上述突出的优点,因此在批量生产中得到了广泛的应用,在现代工业生产中占有十分重要的地位,是国防工业及民用工业
6、生产中必不可少的加工方法。1.冲压生产率高和材料利用率高; 2.生产的制件精度高、复杂程度高、一致性高; 冲压成形加工必须具备相应的模具,而模具是技术密集型产品,其制造属单件小批量生产,具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高(约占产品成本的10%30%)的特点。所以,只有在冲压零件生产批量大的情况下,冲压成形加工的优点才能充分体现,从而获得好的经济效益。冲压加工因制件的形状、尺寸和精度的不同,改采用的工序也不同。根据材料的变形特点可将冷冲压工序分为分离工序和成形工序两类。分离工序是指坯料在冲压力作用下,变形部分的应力达到强度极限b 以后,使坯料发生断裂而产生分离。分离工序主要有剪裁和冲裁等
7、。成形工序是指坯料在冲压力作用下,变形部分的应力达到屈服极限s,但未达到强度极限b,使坯料产生塑性变形,成为具有一定形状、尺寸与精度制件的加工工序。成形工序主要有弯曲、拉深、翻边、旋压等。有关冲压工序的详细分类与特征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之一,在很大程度上决定著产品的质量、效益和新产品的开发能力。冲压模具的形式很多,一般可按以下几个主要特征分类:1. 根据工艺性质分类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
8、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他坯料沿著直线(弯曲线)产生弯曲变形,从而获得一定角度和形状的工件的模具。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 成品工件按图凸、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。2. 根据工序组合程度分类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(也称连续模) 在毛
9、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上冲压工序的模具。3. 根据材料的变形特点分类通常模具是由二类零件组成: 一类是工艺零件,这类零件直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触,包括有工作零件、定位零件、卸料与压料零件等; 一类是结构零件,这类零件不直接参与完成工艺过程,也不和坯料有直接接触,只对模具完成工艺过程起保证作用,或对模具功能起完善作用,包括有导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等。应该指出,不是所有的冲模都必须具备上述六种零件,尤其是单工序模,但是工作零件和必要的固定零件等是不可缺少的。以往由于模具构造较简易,模具工厂大多依据
10、资深人员所绘制之草图来加工模具零件,有关模具设计、构想模具结构细节及模具组装程序皆无完整的图面数据和作业说明,委外加工或自行加工有问题时,几乎完全依赖资深人员或老师傅以口头方式加以说明。而连续模具之采用原则有适应大量生产之需求、工程安排比较容易、具有经济性、缓和引伸加工材料的加工硬化和具有操作安全性;级进模的使用限制有产品数量的考虑、产品形状的限制、不适于制造精度公差较高之制品、不适于制造会产生残留应变之制品、指定毛头方向之制品有时无法加工和成品材质及适用压床之限制。且目前冲压模具之构造倾向复杂化,一副模具所包含的模具组件种类和数目亦很多,假使依照旧有方式进行模具之加工及组装,不仅在零件及组装
11、方面会产生严重的问题,而且在往后之模具维护及保养上将因缺乏正确的图面数据以供基准而陷入动弹不得之因境。亦即冲压模具设计图之要求完整性将是模具工厂的必要作业。也将是整个机械行业所面临。1.2 CAD软件的概述AutoCAD是由美国Autodesk公司于二十世纪八十年代初为微机上应用CAD技术而开发的绘图程序软件包,经过不断的完美,现已经成为国际上广为流行的绘图工具。 AutoCAD可以绘制任意二维和三维图形,并且同传统的手工绘图相比,用AutoCAD绘图速度更快、精度更高、而且便于个性,它已经在航空航天、造船、建筑、机械、电子、化工、美工、轻纺等很多领域得到了广泛应用,并取得了丰硕的成果和巨大的
12、经济效益。 AutoCAD具有良好的用户界面,通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。它的多文档设计环境,让非计算机专业人员也能很快地学会使用。在不断实践的过程中更好地掌握它的各种应用和开发技巧,从而不断提高工作效率。 AutoCAD具有广泛的适应性,它可以在各种操作系统支持的微型计算机和工作站上运行,并支持分辨率由320200到20481024的各种图形显示设备40多种,以及数字仪和鼠标器30多种,绘图仪和打印机数十种,这就为AutoCAD的普及创造了条件。 AutoCAD的发展过程可分为初级阶段、发展阶段、高级发展阶段、完善阶段和进一步完善阶段五个阶段。CAD技术的发展趋势 CAD技术
13、作为成熟的普及技术已在企业中广泛应用,并已成为企业的现实生产力。围绕企业创新设计能力的提高和网络计算环境的普及,CAD技术的发展趋势主要围绕在标准化、开放式、集成化、智能化四方面。1. 标准化 除了CAD支撑软件逐步实现ISO标准和工业标准外,面向应用的标准构件(零部件库)、标准化方法也已成为CAD系统中的必备内容,且向着合理化工程设计的应用方向发展。 传统形式的手画工程图已经有了成熟的国际标准,相互都能理解。而存储在磁盘、光盘上的形形色色的CAD二进制数字记录,要想实现标准化就复杂、困难得多。从80年代中期起,ISO国际标准化组织着手酝酿制订这类标准,称作ISO10303产品数据表达与交换标
14、准,简称STEP。它要涵盖所有人工设计的产品,采用统一的数字化定义方法。由于STEP标准涉及的面非常宽,众口难调,标准的制定过程十分缓慢,存在问题很多。而在我国,CAD应用工程的实施具有更加严密的组织领导体系,而且实际从事CAD应用软件开发的单位相对比较集中,起步比国外晚,不存在要与过去开发的老系统保持兼容问题。如果我国采取主动贯彻STEP积极思想的方针,不纠缠于过分繁琐的技术细节,针对我国的现实需要和技术发展前景,及早统一协调自主开发软件的数据模型,这将有助于推动国内CAD界的学术研究风气,促进CAD软件开发水平的大幅度提高。这种主动出击的策略要比单纯等待STEP标准草案一版一版更新有利得多
15、。回顾历史,CAD和计算机图形学的国际标准制定总是滞后于市场上的工业标准。CAD产品更新频繁。谁家产品的技术思想领先,性能最好,用户最多,主导了市场,谁就是事实上的工业标准。CAD技术的发展不是一种纯学术行为,它是在高技术产品所固有的激烈市场竞争中不断向前推进,永无止境。 CAD软件一般应集成在一个异构的工作平台之上,为了支持异构跨平台的环境,就要求它应是一个开放的系统,这里主要是靠标准化技术来解决这个问题。 目前标准有两大类:一是公用标准,主要来自国家或国际标准制定单位;另一是市场标准,或行业标准,属私有性质。前者注重标准的开放性和所采用技术的先进性,而后者以市场为导向,注重考虑有效性和经济
16、利益。后者容易导致垄断和无谓的标准战。通过总结这个领域几十年标准化工作的经验,不少标准化专家已认识到存在的问题,这已经成为进一步制定标准的障碍。因此提出应对传统的标准化工作进行革新。有专家建议标准革新的目标是公用标准应变成工业标准,也就是说革新后仍应以公用标准为基础,不过要从工业标准中吸收其注重经济利益和效率的优点。另外,也有人提出现在制定标准的单位很多,但是标准制定过程却没有标准,这也是标准革新过程中值得考虑的问题。这些观点对我国制定CAD标准也许有所启迪。2. 开放性 CAD系统目前广泛建立在开放式操作系统窗口9598NT和UNIX平台上,在Java LINUX平台上也有CAD产品,此外C
17、AD系统都为最终用户提供二次开发环境,甚至这类环境可开发其内核源码,使用户可定制自已的CAD系统。集成化 CAD技术的集成化体现在三个层次上:其一是广义CAD功能CAD/CAE/CAPP/CAM/CAQ/PDM/ERP经过多种集成形式成为企业一体化解决方案,推动企业信息化进程。目前创新设计能力(CAD)与现代企业管理能力(ERP、PDM)的集成,已成为企业信息化的重点;其二,是将CAD技术能采用的算法,甚至功能模块或系统,做成专用芯片,以提高CAD系统的效率;其三是CAD基于网络计算环境实现异地、异构系统在企业间的集成。应运而生的虚拟设计、虚拟制造、虚拟企业就是该集成层次上的应用。3. 国际C
18、AD商品系统开发的另一个趋势是在全球范围内优选最成功的功能构件,进行集成。至今最成熟的几何造型平台有两家:Parasolid和ACIS;几何约束求解构件有一家,它的主要产品是2D和3D DCM。我国开发的机械CAD应用系统已经部分采用ACIS和Parasolid平台,这是合理的。但是国际上近来又有一种思潮,要求软件开发自由化,以免受制于一、二家公司垄断性产品的束缚。这就是选用Linux操作系统以及在它基础上开发各种共享软件,开放源程序。我国也在酝酿自主开发因特网、操作系统、以及各种办公的国产化系统。这时,自研制几何造型通用平台和各种功能构件也将提上议事日程,我们要及早做好准备。4. 智能化设计
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