毕业设计(论文)汽车车门扣垫片落料级进模设计【含全套CAD设计图纸】.doc
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1、汽车车门扣垫片落料级进模设计毕业设计题目:汽车车门扣垫片落料级进模设计系 部 现代制造工程系 专 业 名 称 模具设计与制造 汽车车门扣垫片落料级进模设计摘要:本设计是根据工件图算工件的展开尺寸计算出该零件的压力中心,材料利用率,画排样图。根据零件的几何形状要求和尺寸的分析得出凸模、凹模和凸凹模的结构,采用级进模冲压,这样有利于提高生产效率,模具设计和制造也相对简单。本文分析该零件的总冲裁力、卸料力、推料力、总冲压力,并进行卸料、推件装置相关参数计算,确定其结构和尺寸。在设计过程中除了设计说明书外,还包括模具的装配图和相关零件图。关键词:落料冲孔;弯曲;级进模;模具设计目 录第一章 绪论1第二
2、章 冲压件工艺分析2第三章 确定工艺方案及模具结构形式43.1冲裁工艺方案的确定43.2模具总体结构设计43.2.1模具类型的选择43.2.2定位方式的选择43.2.3卸料方式的选择53.2.4导向方式的选择5第四章 模具设计工艺计算64.1计算毛坯尺寸64.2排样设计84.2.1排样方法84.2.2材料的利用率的计算9第五章 冲裁力的相关计算125.1计算冲裁力的公式125.2总冲裁力、卸料力、推料力、弯曲力和总冲压力135.2.1计算总冲裁力135.2.2卸料力的计算145.2.3推料力的计算145.2.4弯曲力的计算155.2.5总的冲压力的计算16第六章 模具压力中心的确定与计算17第
3、七章 冲裁间隙19第八章 刃口尺寸的计算218.1刃口尺寸计算的基本原则218.2刃口尺寸的计算方法228.3弯曲部分刃口尺寸计算248.3.1最小相对弯曲半径rmin/t248.3.2弯曲部分工作尺寸的计算258.3.3凸模与凹模的工作尺寸及公差26第九章 主要零部件的设计299.1工作零件的结构设计299.1.1凹模的设计299.1.2凹模材料的确定319.1.3凹模的零件图319.1.4内孔凸模长度设计319.1.5弯曲凸模的设计329.1.6弯曲凹模设计329.2卸料板的设计339.3压料装置设计339 4定位零件的设计349.4.1挡料销的选取349.4.2导料板的选用35第十章 模
4、架及其它零件的设计3610.1上下模座、导柱、导套3610.2模柄36第十一章 冲压设备的校核与选定3811.1冲压设备的校核3811.2模柄的选用38第十二章 压力机的选择39总结40致谢41参考文献42附录43第一章 绪论 随着我国经济的日益增长,不同的产业有不同的增长趋势,但是,目前我国模具工业与发达国家相比还相当落后。主要原因是我国模具在标准化,模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家相比差距很大。工业产品质量的不断提高,模具产品生产呈现的品种、少批量、复杂、大型精密更新换代速度快。当今社会在模具方面的不断的发展着,不断的向西方学习先进的技术,自己研发了不少软件,以及先进的技术,如:数控
5、电加工的核心计算机辅助设计(CAD/CAM)和UG三维造型软件。模具生产制件所表现出来的高精度,搞复杂程度,高生产率,高一致性和低消耗是其他制造加工方面所不能充分展示出来,从而有好的经济效益,以此在批量成产中得到广泛应用,在现代生产工业中也有十分重要的地位,是我国国防工业及民用生产中必不可少的加工方法。现代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,冲压制造难度日益增大。模具制造正由过去的劳动密集,依靠工人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机床、CNC机床、电加工机床,从过
6、去的单一的机械加工时代转变成机械加工、电加工以及其它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。本设计是作为模具设计与制造专业毕业生,在毕业之前对所学专业知识的一次综合性运用。巩固和扩展自己所学的基本理论和专业知识,综合运用所学知识培养自己的技能分析和解决实际问题的能力,初步形成融技术、管理于一体的大工程意识,培养勇于探索的创新精神和实践能力;培养正确的设计和研究思想、理论联系实际、严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风;进一步训练和提高课题方案设计、资料查阅、理论计算、计算机使用、文字表达等方面的能力和技巧;通过本次设计能够进一步深入的掌握冲压模具设计与制造技术
7、。第二章 冲压件工艺分析图2-1 零件图零件分析,如图2-1。生产批量:大批量材料:Q235毛坯精度:IT12(1)材料分析:该冲裁件的材料Q235,具有较高的强度、硬度,适合要求较高的零件,可进行冲裁、弯曲。(2)零件结构:该冲裁弯曲件孔的中心与边沿的距离满足加工要求。(3)尺寸精度:根据零件图和查表可知制件高度为160 -0.21,工件内壁尺寸为490 -0.25,外轮廓宽度尺寸为200 -0.21,孔尺寸为9+0.15 0,导圆角尺寸为R2+0.10 0,属于IT12级,精度等级不是很高,对于一般冲压均能满足要求。表2-1 标准公差数值(摘自GB/T1800.3-1998)公差等级IT2
8、IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14基本尺寸/mm/m/mm3366101018183030505080801201201801802502503153154004005001.21.51.522.52.53457891022.52.5344568101213153445678101214161820456891113151820232527689913161922252932364010121518212530354046525763141822273339465463728189972530364352627487100115130140155
9、40485870841001201401601852102302506075901101301601902202502903203604000.100.120.150.180.210.250.300.350.400.460.520.570.630.140.180.220.270.330.390.460.540.630.720.810.890.970.250.300.360.430.520.620.740.871.001.151.301.401.55工件结构形状:该冲裁件大小适中,外形简单,对称,制件需要进行冲孔、落料、弯曲三道基本工序。结论:该制件可以进行冲裁。制件为大批量生产,应重视模具材料
10、和结构的选择,保证模具的复杂程度和寿命。第三章 确定工艺方案及模具结构形式3.1冲裁工艺方案的确定根据制件的工艺分析,其基本工序有落料、冲孔、弯曲三道基本工序,按其先后顺序组合,可得如下几种方案:(1)落料弯曲冲孔;单工序模冲压。(2)冲孔落料弯曲;单工序模冲压。(3)冲孔落料弯曲;复合模冲压。(4)落料弯曲冲孔;级进模冲压。方案(1)、(2)属于单工序模冲裁工序冲裁模指在压力机一次行程内完成一个冲压工序的冲裁模。此种模具结构简单,生产本工件需要多套模具才能完成,成本高,生产效率低,零件尺寸难以保证,故不宜采用。方案(3)属于复合冲裁模,复合冲裁模是指在一次工作行程中,在模具同一部位同时完成数
11、到冲压工序的模具。采用复合模冲裁,工件的精度及生产效率都较高,但模具的强度较差,制造难度大,操作不方便方案(4)属于连续模,连续模是指在一次工作行程中,依次在模具几个不同的位置上同时完成多道冲压工序的冲模。采用级进模生产:效率高、操作安全、模具寿命长,但结构复杂,制造精度要求高。通过对上述四种方案的的分析比较,再对该制件的分析综合得出结论选择方案四为佳。3.2模具总体结构设计3.2.1模具类型的选择由冲压工艺分析可知,采用连续冲压,所以模具类型为级进模。3.2.2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,零件的精度较高,所以可以采用挡料销进行送料方向的定
12、位,采用导料板进行垂直方向的导料。3.2.3卸料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2mm以下的板料,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2mm,卸料力不大,且弯曲时需进行压料,故弯曲部分可采用弹压卸料装置,冲孔时采用刚性卸料。3.2.4导向方式的选择方案一:采用对角导柱模架。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
13、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。方案三:四导柱模架。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: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。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,送料和操作比较方便,并能满足工件成型的要求。即方案二最佳。第四章 模具设计工艺计算4.1计算毛坯尺寸相对弯曲半径为: R/t=
14、2/2=10.5式中 R弯曲半径(mm)t材料厚度(mm) 由于相对弯曲半径大于0.5,可见制件属于圆角半径较大的弯曲件,应该先求变形区中性层曲率半径(mm)。 =r0+kt 公式(4-1)式中:r0内弯曲半径t材料厚度k中性层系数表4-1 板料弯曲中性层系数r0/t0.10.20.250.30.40.50.60.81.OK1(V)0.300.330.350.360.370.380.390.410.42K2(U)0.230.290.310.320.350.370.380.400.41K3(O)0.720.700.670.63r0/t1.21.51.8234568K1(V)0.430.450.4
15、60.460.470.480.480.490.50K2(U)0.420.440.450.450.460.470.480.490.50K3(O)0.490.560.520.50查表4-1 k=0.32根据公式4-1得: =r0+kt =2+0.322 =2.64mm图4-1 计算展开尺寸示意图根据零件图上得知,圆角半径较大(R0.5),弯曲件毛坯的长度公式为: L0=L直+L弯 公式(4-2)式中:L0弯曲件毛坯张开长度(mm); L直弯曲件各直线部分的长度L弯; L弯弯曲件各弯曲部分中性层长度之和。在图4-1中:L0=2L1+L2+2L3L1=12 L2=443=/2(R+KT)=3.14/2
16、(2+0.322)=8.3mm 所以: L0=212+44+8.3=76.3mm(取76.30 -0.87mm ) 根据计算得:工件的展开尺寸为2076.3mm,如图4-2所示。 图4-2 尺寸展开图4.2排样设计4.2.1排样方法冲裁件在板料、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、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。冲件尺寸完全由冲模来保证,因
17、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。由于设计的零件是矩形零件,中间冲一圆孔,且制件精度要求不高所以采用少废料排样。4.2.2材料的利用率的计算冲裁零件的面积计算为:F=76.320-(4.52)=1362.4mm2毛坯规格为:8002000(mm
18、)。送料步距为: h=D+a1=76.3+0=76.3mm 一个步距内的材料利用率为:=(nf/Bh)100% =(11362.4/2076.3)100%=89.3%纵裁时的条料数为:=800/B =800/20 =40 因此,纵裁时条料可冲40条。每条件数为:=(2000-a)/h =2000/76.3 =26.2 裁时每条可冲26件。板料可冲总件数为:+=4026=1040(件)板料利用率为:=(/8001000)100% =(10401362.4/8002000)100% =88.6%横裁时的条料数为:=2000/B =2000/20 =100 因此,横裁时可冲100条。每件条数为:=8
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