毕业设计(论文)上防尘罩冲压模具设计【含全套CAD设计图纸】 .doc
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1、优秀毕业设计,全套设计【带图纸】加QQ97666224上防尘罩冲压模具设计毕业设计上防尘罩冲压模具设计系 部 现代制造工程系 专 业 名 称 模具设计与制造 2014年9月20日上防尘罩冲压模具设计摘 要本课题是对上防尘罩落料拉深复合的模具设计,其中分别对模具的工作零部件等六大类零部件作详细设计。设计的主要内容包括冲裁件的工艺分析及工艺方案的确定、工艺计算、冲裁模具的设计、模具的安装与调整等。在工艺计算部分要对排样设计与计算、冲压力的计算、模具压力中心的确定、凸凹模尺寸并确定制造公差的计算与计算等内容详细计算。在冲裁模的设计部分要对工作零件、定位零件、卸料与顶件零件、导向零件连接与固定零件等结
2、构进行详细的分析设计。要在设计过程中了解模具的工作过程和注意标准的选用,对复合冲裁模的结构有进一步的了解。关键词:落料拉深;试冲;间隙配合;过渡配合目 录1 绪论1 1.1 冲压工艺应用1 1.2 冲压工艺的历史发展1 1.3 冲压工艺的现状22 材料分析和模具结构的确定3 2.1 零件的工艺分析3 2.2 冲压工艺方案的确定4 2.3 模具结构及成型设备选择4 2.4 计算个工序压力、选用压力机53 工艺计算7 3.1 修边余量的确定7 3.2 毛坯尺寸计算7 3.2.1 确定拉深件毛坯尺寸计算的依据7 3.2.2 该零件毛坯尺寸的计算7 3.3 排样8 3.4 确定拉深系数及拉深次数9 3
3、.5 压力中心的确定及相关计算9 3.6 凸凹模的最小壁厚9 3.7 工作部分尺寸计算94 模具的结构设计与校核10 4.1 模具的设计要求和设计特点11 4.1.1 模具设计要求11 4.1.2 模具设计特点11 4.2 模具的总体设计11 4.2.1 模具类型的选择11 4.2.2 定位方式的选择11 4.2.3 卸料出件方式的选择12 4.2.4 导向方式的选择12 4.3 主要零部件设计12 4.3.1 工作零件的结构设计12 4.3.2 其他零部件的设计与选用135 模具总装图及其工作过程分析16 5.1 模具总装图16 5.2 模具工作过程分析166 模具的装配过程18 6.1 装
4、配前的准备18 6.2 装入模柄18 6.3 装配凸凹模18 6.4 装配凸模18 6.5 装配下模18 6.6 装配上模19 6.7 安装凹模19 6.8 试切19 6.9 装配其他零件197 模具调试20 7.1 模具调试的目的20 7.2 模具调试的要点20 7.3 该模具的调试21结论22致谢23参考文献24241 绪论1.1 冲压工艺的应用冲压工艺是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件,所以有时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料,而且也可以加工非金属板料。冲压加工时,板料在模具的作用下,于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时,板料毛坯或毛坯的某个部位
5、便会产生与内力的作用性质相对应的变形,从而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。冲压生产靠模具与设备完成加工过程,所以它的生产率高,而且由于操作简便,也便于实现机械化和自动化。利用模具加工,可以获得其它加工方法所不能或难以制造的、形状复杂的零件。冲压产品的尺寸精度是由模具保证,所以质量稳定,一般不需再经过机械工业加工便可使用。冲压加工不一般不需要加热毛坯,也不像切削加工那样大量切削材料,所以它不但节能,而且节约材料。冲压产品的表面质量较好,使用的原材料是冶金工厂大量生产的轧制板料或带料,在冲压过程中材料表面不受破坏。因此,冲压工艺是一种产品质量较好而且成本低的加工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻
6、且刚性好的特点。冲压工艺在汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表、各种民用轻工产品以及航空、航天和兵工等的生产方面占据十分重要的地位。现代各先进工业化国家的冲压生产都是十分发达的。在我国的现代化建设进程中,冲压生产占有重要的地位。1.2 冲压工艺的历史发展我们的祖先早在青铜器时期就已经发现金属具有锤击变形的性能。可以肯定,中国远在2400年前已经掌握了锤击金属以制造兵器和工具的技术。因为钢铁材料在冷态下进行塑性加工需要很大的力和功,所以冷压钢铁的技术在古代是不可能性广泛使用的。当人们发现金、银、铜等金属塑性较好,变形时不需要较大的力时,锤击压制技术迅速向金、银、铜的装饰品和日用品范围发展。在西安
7、的陕西省博物馆中陈列的一个汉代(公元前206至公元220)的量器,厚度约2mm,制作精美,花纹细致,就在今天看来,也算是一个精制品。这充分显示了我国古代劳动人民高度精巧的手工艺技术水平。1.3 冲压工艺的现状改革开放以来,随着国民经济的高速发展,市场对模具的需求量不断增长。近年来,模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展,模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化,除了国有专业模具厂外,集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”;广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业,科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心;中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。随
8、着与国际接轨的脚步不断加快,市场竞争的日益加剧,人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一,模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志,并在很大程度上决定企业的生存空间。工艺分析计算方法的现代化。例如,生产汽车覆盖件的冲压工艺,传统方法是根据已有的设计资料和设计者的经验,进行对比分析,确定工艺方案和有关参数,然后设计模具,进行试冲,经过反复试验和修改,才能转入批量生产。近几年来,国外有的公司已开始采用有限变形的弹塑性有限元法,对覆盖件成形过程进行计算模拟,分析应力应变关系,从而预测某一工艺方案的可行性和可能会产生的问题,并
9、将结果显示在图形终端上,供设计人员进行选择和修改。这样,不仅可以节省昂贵的模具试制费用,缩短产品试制周期,而且可以建立符合生产实际的先进设计方法;既促进了冷冲压工艺的发展,又可以发挥塑性成形理论对生产实际的知道作用。2 材料分析和模具结构的确定工件简图:如图2-1所示:图1.1 工件图技术要求:图2-1 零件图工件名称:上防尘罩生产批量:大批量材 料:10钢制件厚度:1.2mm技术要求:未注公差尺寸的公差按Q/SB123-64,去毛刺。2.1 零件的工艺性分析拉深件的工艺性好坏,直接影响到该零件的能否用拉深方法生产出来,影响到零件的质量、成本和生产周期等。一个工艺性好的拉深件,不仅能满足产品的
10、使用要求,同时用最简单的、最经济的和最快的方法生产出来。该零件为空心的圆筒形零件,在满足工艺性要求时,如进行大批量生产,一般是采用拉深成型的,圆筒形件的毛料为圆板料,可以通过落料获得。零件底部的孔如满足工艺性要求,可通过冲孔得到,因此,该零件在满足冲压工艺性要求的前提下,采用的冲压工序是落料、拉深和冲孔。该零件外径60,厚度1.20.11,其精度大致为IT11级,拉深工艺可以保证。该零件低部孔为,其精度为12级精度,另有4.5的孔两个,其精度为IT11级,普通的冲裁工艺均可以保证。 该零件的圆角半径R8。 该零件低部孔4.5,30均远远大于冲裁工艺对最小孔径的要求()。 综上所述,该零件的精度
11、及结构尺寸都能满足冲压工艺性的要求,在大批量生产时可以用冲压加工,冲压的零件工序为落料、拉深和冲孔。 在此,本人做落料、拉深两道工序为落料拉深复合模。2.2 冲压工艺方案的确定 该工件包括落料、拉深两个基本工序,可以有以下几种工艺方案:方案一:先落料、后拉深,采用单工序模生产。方案二:落料、拉深复合冲压,采用复合模生产。方案三:拉深级进冲压,采用级进模生产。除此之外,还有其它方案,这里不再一一列举。以上几种方案:对于方案一,模具要求简单,但是需要两道或者更多道工序,每道工序都需一套模具,模具套数过多,生产效率将会降低,难以满足大批量生产的要求;方案二采用复合模生产,生产效率较高,复合模结构虽然
12、较方案一复杂,但是由于零件的几何形状简单对称,模具制造并不困难;方案三只须一套模具即可,生产效率最高,但是相比之下,模具结构比较复杂,送进操作也不太方便。通过对上述三种方案的分析比较,若该工件拉深次数较少,采用方案二较好。2.3 模具结构及成型设备选择 根据确定的工艺方案和零件的形状特点、精度要求、所选设备的主要技术参数、模具制造条件以及安全生产等选定其冲压的类型及结构形式。 此套复合模具落料采用正装式,拉深采用倒装式。模座下的缓冲器兼作压边与顶件装置,另设有刚性卸料与推件装置。该结构的优点是操作方便,出件畅通无阻,生产效率高。缺点是采用拉深件有时会留在刚性卸料装置上,影响生产效率。 此套复合
13、模具落料采用正装式,拉深采用倒装式。模座下的缓冲器兼作压边与顶件装置,另设有刚性卸料与推件装置。该结构的优点是操作方便,出件畅通无阻,生产效率高。缺点是采用拉深件有时会留在刚性卸料装置上,影响生产效率。 为了简化上模部分,可采用刚性卸料装置。为了使拉深件更容易从上模里推出而不影响生产效率,采用打料杆装置。 为了提高工件的精度,模具采用中间导柱导套模架。所以整个零件的配置高非常完美。2.4 计算个工序压力、选用压力机(1)落料力的计算: = =1.33.14741.2300 =108744.5 N (2)落料的卸料力计算: = =0.04108744.5 =4349.8 N (3)拉深力的计算:
14、 = =3.1444.41.24000.65 =43497.8 N (4)压边力的计算: = = =7379.3 N(5)最大总压力: =+ =163971.4 N根据冲压车间小型工段现有压力机为250KN、350KN、630KN、800KN等,故选用250KN开式压力机的压力就足够了。为了简化上模部分,可采用刚性卸料装置。为了使拉深件更容易从上模里推出而不影响生产效率,采用打料杆装置。表2-1 250KN开式压力机参数发生工程压力时滑快距上死点距离/mm8固定台和可倾式/mm最大封闭高度250行程次数/次100滑快行程80封闭高度调节量/ mm70滑快中心到床身距离/ mm190工作台尺寸左
15、右/ mm560工作台孔尺寸左右/ mm260前后/ mm360前后/ mm130立柱间距离/ mm260直径/ mm180倾斜角30模柄孔尺寸(直径深度)/ mm5070垫板厚度/ mm70工作台垫板厚/ mm503 工艺计算3.1 修边余量的确定 在拉深过程中,常用材料机械性能的方向性,模具间隙不均,板厚变化,摩擦阻力不等及定位不准等影响;面使拉深件口部或凸缘周边不齐,必须进行修边,故在计算毛坯尺寸时应按加上修边余量后的零件尺寸进行展开计算。 修边余量的数值可查表4-4和4-5 因为h/d=10/58.80.17 所以修边余量=0.5mm3.2 毛坯尺寸计算3.2.1 确定拉深件毛坯尺寸计
16、算的依据 由于板料在拉深过程中,材料没有增减,只是发生塑性变形。在变形过程中,材料是以一定的规律转移的,所以应满足以下情况。 毛坯的形状应符合金属在塑性变形时的流动规律。其形状一般与拉深件周边的形状相似。毛坯的周边应该是光滑的曲线而无急剧的转折,所以,对于旋转体来说,毛坯的形状无疑是一块圆板,只要求出它的直径。 拉深前后,拉深件与其毛坯的质量不变、体积不变,对于不变薄拉深,其面积基本不变。 由于板料具有方向性以及毛坯在拉深过程中的摩擦条件不均匀等因素的影响,拉深后的工件顶端一般都不平齐,需要修边,所以在毛坯尺寸中,应包括修边余量。3.2.2 该零件毛坯尺寸的计算 该零件为形状简单的旋转体拉深件
17、的毛坯直径 在不变薄的拉深中,材料厚度虽有变化,但其平均值与毛坯原始厚度十分接近,因此,毛坯能展开尺寸可根据毛坯面积与拉深件面积(加上修边余量)相等的原则求出。毛坯直径按下式确定: = 74mm =7.3 毛坯面积= = =4298.66 mm3.3 排样 该工件排样根据拉深工序设计。考虑到操作方便及模具结构简单,故采用单排排样设计,查表得搭边值a=2、,但为了提高材料的利用率,此排样取消的值,采用纵向无废料排样,则 条料宽:b=74mm+2a=78 mm 条料的进距为:h=74 mm 冲裁单件工件材料的利用率按公式可得:= 排样图如图3-1所示 图3-1 排样图3.4 确定拉深系数及拉深次数
18、 毛坯相对厚度t/D=1.2/741.62,查表得要采用压料圈装置。 查表4-12得: 故,所以用1次拉深就可以成形,即可采用落料-拉深复合冲压模3.5 压力中心的确定及相关计算 为保证压力机和模具的正常工作,应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。对于本工件,其形状简单对称,压力中心位于其轮廓图形的几何中心上,有模具的压力中心能重合,可以满足要求。3.6 凸凹模的最小壁厚 凸凹模是复合模中的一个特殊零件。其内形刃口拉深凹模作用,外形刃口起落料凸模作用,外形按一般凸模设计,内形按一般凹模设计。设计的关键是要保证内形和外形之间的壁厚强度,壁太薄,易发生开裂。加强凸凹模的方法有以下几种: (
19、1)增加有效刃口以外的壁厚。 (2)采用正装式结构复合模,减少凸凹模模孔废料的积存数目,减少推力。 (3)凸凹模设计的关键在于保证内形和外形之间有一定的壁厚,使凸凹模有一定的深度。 (4)对于不积聚废料的凸凹模。其最小壁厚m为:落料为硬材料时m1.5t,但不能小于0.7mm;冲裁软材料时mt,但不能小于0.5 mm。 (5)本零件为硬材料成形,其最小壁厚为m1.5t=1.51.2=1.8mm。3.7 工作部分尺寸计算落料和拉深的凸、凹模的工作尺寸见表3-1,R2mm属于过渡尺寸,要求不高,为简单方便,实际生产中直接按R2mm作为拉深凹模该处的尺寸。实际生产中直接按R2mm作为拉深凹模该处的尺寸
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