液压阀弹簧座毕业设计说明书.doc
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1、液压阀弹簧座冲压工艺分析及模具设计摘 要本课题认真分析了液压阀弹簧座的结构和成形工艺,计算了毛坯尺寸和冲压力的大小。设计了排样图及模具结构和尺寸,说明了模具结构的特点等。具体分析了复合模单工位正装和落料拉深的工艺,设计了排样图和模具结构图,说明了该模具结构的特点,该模具的上模固定板、下模固定板具有高精度的长寿命,一步成形而且重复装配精度高,可快速定位导料板,卸料板上安装到上模座上。通过这次设计为以后从事模具设计方面打下了很好的基础,同时为在校时了解模具行业的发展方向也时很有必要的.关键词:模具,冲压,落料,拉深HYDRAULIC VALVE SPRING SEAT DESIGN OF STAM
2、PING PROCESS ANALYSIS AND DIE DESIGNABSTRACTHydraulic valve spring seat of the structure and forming technology is seriously analyzed by this topic. The size of the blank dimensions and impact force was calculated. Layout drawing and the die structure size is designed. Shows the characteristics of d
3、ie structure, etcComposite modulus of simplex bit suits and blanking, deep drawing process were detailed analyzed. Layout diagram and the die structure were designed. The mould on the fixed mould plate, a lower die plate is of high precision long life, that one step forming and repeated assembly of
4、high precision. It can quickly locate guide plate, stripper plate mounted to the mold base. Through this design for future engaged in mold design has laid a good foundation, at the same time as the school know when the mold profession the development direction of also very be necessary.KEY WORDS: Mo
5、ld, Stamping, Blanking, Deep drawing目录前言1第1章 零件的冲压工艺性分析41.1零件的工艺性分析41.1.1工件结构分析41.1.2确定最佳工艺方案4第2章 毛坯计算62.1修边余量的确定62.1.1能否一次拉深的判断72.1.2零件的排样及利用率92.1.3压力计算,压力中心及压力机的选用10第3章 模具结构设计及校核143.1复合模的功能结构143.1.1复合模结构设计原则143.1.2设计概要153.2工作机构设计163.2.1导料及定距机构设计213.2.2卸料机构的设计213.2.3固定机构的设计223.2.4导向机构设计233.2.5垫板的设计
6、23结 论26谢 辞27参考文献28前言作为一个马上将毕业的机械系机械设计制造及其自动化的学生来说,4年专业知识的学习,为以后从事模具设相关计打下了一定的基础,在校期间了解模具行业的发展方向也时很有必要的,它有利于我把握自己的学习方向,不断的提高自己相关专业素养。我国模具技术的发展趋势:目前,工业生产的特点是产品品种翻多、更新速度快和市场竞争激烈。在这种情况下,工厂就对模具制造要求交货期快、精度高、质量好、价格低。所以,模具工业的发展趋势是很明显的。国民经济的快速发展对模具工业提出了越来越高的要求,促进模具技术的迅速发展,模具是生产各种工业和民用产品的重要工艺装备,模具设备发展成为一门行业。2
7、0世纪80年代以来,我国模具工业的发展十分迅速。近几十年来,产值以每年约15的速度快速增长。2000年我国模具工业总产值约占33,压铸模具约占6,其他各类模具占11。我国模具是在机械电子、家用电器、轻工和日用品等行业产品的制造的过程中起着非常重要作用的一种工艺设备。采用模具生产的毛坯和成品零件是材料成形的重要方式之一,跟切削加工相对比,模具有原材料利用率高、产品性能高、成产效率好和成本相对低等特点。冲压模具是用来制造和加工冲压产品的一种成形工艺设备,冲压模具设计过程是跟据冲压件的产品图样进行冲压工艺过程的设计,先定冲压工艺方案,在收集、整理相关的设计参考资料跟技术标准的基础上,进行冲压模具的设
8、计。主要的设计内容和过程如下:冲压件的产品的图样分析与冲压件材料的选择;冲压工艺方案的设计,确定相关工序、冲压件排样和工艺成本分析等;冲模结构形式的选定和方案确定,进行主要的冲压零部件的设计与计算并绘制出零件图与装配图;冲压设备的选择和冲压安全性分析;1、模具产品发展将大型化和精密化模具产品零件的日渐大型化,以及高效率生产要求的一模多腔(例如塑封模具已经达到一模几百腔)使模具日趋大型化。随着冲压零件的微型化,和模具结构的发展的需求(例如多工位复和模工位数的增加,步距精度增高)精密的模具的精度已由以前的5um提高到了23um,日后有些模具的加工精度与公差要求在1um以下,这就要求超精加工。2、多
9、功能复合模具将进一步的发展新型多功能的复合模具有使在过工委复合模的基础上设计出来的。多功能的模具除了冲压零件外,还可以担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装。通过这些多功能模具生产出来的不在是单个零件,而是成批的组件。如各种小型电机、电器和仪表的铁芯组件等。3、快速经济模具的前景具有十分广阔的法展空间现在是品种多、批量少的生产时代,到下一个世纪,这种新生产方式将占工业生产的比例在75以上。一方面由于制品的使用周期较短,品种更较新快,另一方面是由于制品的花样变化频繁,都要求各种模具的生产周期越短越好。因此,发展快速经济的模具日益引起人们的重视。例如,研制各类超塑形材料(如环氧、聚脂等)的制作或者
10、其中夹杂金属粉末或玻璃纤维等的简易模具:中、低熔点的合金模具、喷涂成型模具、迅速电镀模、陶瓷形吸塑模、叠层模和快速成形模具等快速经济模具将更快发展。利用计算机控制和机械手操作的快速环模。快速拭模技术也会快速发展和提高。4、模具标准件的应用将越来越广泛采用模具标准件不仅能缩短模具的制造周期,而且还可以提高模具质量和减少模具制造成本。因此,模具标准件应用必定日渐广泛。为此,首先要制定同一的国家标准,并严格按标准生产;而后要逐渐行成规模化生产,保证标准件质量、降低生产成本;其次是要进一步的增加标准件品种,进一步发展和完善销售,保证供货迅速。5、模具要用优质材料以及采用先进的表面处理技术将倍受受重视在
11、模具的价格构成中,所用材料所占的比例一般在20至30之间,所以选用优质钢材和应用先进的表面处理技术来提高模具的寿命就显得非常有必要。就模具钢来说,采用电渣中溶工艺,尽量提高钢的纯净度、等向性、致密性和均匀度以及研制更高性能或者采用特殊性能的模具钢。例如用粉末冶金当中产生的一次碳化物粗大和偏析,进而影响材质的问题。它的碳化物微细,质地均匀,无材料方向性,因此其具有韧性好、磨削工艺性高、耐磨性好、常年使用尺寸稳定好等特点,其是有种很有发展前途的钢材。对于形状复杂的注件和高速冲压的模具,它的优越性更加突出。这类钢材还适用于注射成型漆、增加玻璃纤维、加金属粉末的增强强塑料的模,如行呛、型心、浇口等主要
12、的部件、此外,模具钢品种规格多样化、产品精料化、制品化,尽量缩短供货时间适重要方向。模具热处理与表面处理是能否充分发挥模具钢材的主要功能的关键环节。模具热处理的发展方应采用真空热处理方式。常用模具表面处理完善普及常用表面处理方法,扩渗如:渗碳、渗氮、渗硼、渗钒以外,还要发展设备较昂贵的、工艺先进的气相沉积和等离子喷涂等技术手段。6、在模具设计制造中应该全面推广CAD/CAM/CAE技术模具用CAD/CAM/CAE技术发展是模具行业的一个重要里程碑。实践证明,模具CAD/CAM/CAE技术使模具的设计发展方向。现在,全面普及CAD/CAM/CAE技术都基本上成熟。由于模具CAD/CAM/CAE技
13、术已发展成了一项很成熟的共性技术,近年来模具CAD/CAM/CAE技术的硬件和软件的价格降到中削企业普遍可以接受的程度,尤其是是微机的普及应用,更为广大模具设计企业的普及模具CAD/CAM/CAE技术创造了很好的条件。随着微机软件的进一步的发展与进步,技术培训工作也相对简化。在普及和推广模具CAD/CAM/CAE技术的过程中,应注重给予,重点扶持我国产模具软件的开发和应用。应加大技术培训与技术服务的力度。应进一步扩大和发展CAE技术的应用范围。对于已经普及了的模具CAD/CAM技术的一批以家电行业为代表的企业来说,积极做好模具CAD/CAM技术的进一步应用工作,开展企业信息化工程,可以从CAP
14、P,PDM CIMS,VR,逐步深化与提高。第1章 零件的冲压工艺性分析1.1零件的工艺性分析图1-1 液压阀弹簧座上图示为比较简单的盖型拉深冲孔件,材料是08钢,厚度为1.5.从设计任务当中可以看出,制件的精度要求不高.产量为大批量生产.查表08钢的机械性能如下:s=185 MPa、b=325Mpa、5/%33、硬度(未热处理)131HB。1.1.1工件结构分析该工件结构比较简单,由圆弧线和直线组成,拉深高度较高,相对直径不大,内外性没有尖角,能很好保证模具寿命。1.1.2确定最佳工艺方案方案一:先落料,在拉深,再冲孔,最后修边;采用单工序模生产。方案二:落料拉深复合冲压,再冲孔,最后修边;
15、采用复合模生产。方案三:落料拉深复合冲压,冲孔修边复合模冲压;采复合模生产。工艺方案的分析:方案一模:具结构简单,但需要两道工序四副模具,生产率低,难以满足该零件大批量生产要求。方案二:只需三副模具,冲压件的形位精度和尺寸精度容易保证且生产率也高。虽然模具结构较方案一复杂,但由于零件的几何形状简单对称,模具制造不困难。方案三:需二副模具,生产率也很高,但零件的冲压精度比较差,要保证冲压件的形位精度需要在模具上设置导正销导正,故模具制造、安装较复合模复杂,通过对上述三种方案的分析比较,该零件的冲压生产采用方案二为佳第2章 毛坯计算2.1修边余量的确定在冲压过程中,常常由于材料机械性能有方向性,模
16、具间隙不均匀,板料厚度t,摩擦阻力不等以及定位不准等因素的影响,造成拉深件口部或凸缘周边不齐,必须要进行修边。所以再计算毛坯尺寸时应按加上修边余量后的零件尺寸进行计算。查冷冲模设计表6-3,当厚度t=1.5修边余量取3由于该零件为拉深件,需要对它进行展开计算,展开的目的是为了计图2-1 液压弹簧阀弹簧座计算毛坯的直径,和条料的尺寸、排样等理论计。 (2-1) (2-2) 则总的毛坯直径为:DD1+2X381 (2-3)2.1.1能否一次拉深的判断如果阶梯零件的相对厚度为t/d0, 若阶梯之间直径之差和零件的高度较小时,可以一次拉深成形。由h/d=0.928 (2-4) dt/d=2.178 (
17、2-5)t/D1.5/810.0185查表得,第一次拉深许可高度0.28到0.35所以不能一次拉深出来。确定首次拉深的工序尺寸。选取m1 和d1,应确定宽凸缘首次拉深系数m1,需要假设一个dt/d1值,所以用逼近法以表格形式列出有关数据进行比较来选取m1与d1。表2-1 试选拉深系数N=dt/d1假定值第一次拉深直径d1=dt/n实际拉深系数m1=d1/D极限拉深系数(m1)A拉深系数相差值1.3470.5790.49+0.091.443.570.530.47+0.0681.540.670.500.47+0.031.638.1250.470.45+0.021.735.80.440.45-0.0
18、1先选取m1=0.47,即d1=38.125(即dt/d1=1.6)确定R凹及R凸选R凹=R凸=5.06取R凹=R凸=5重新计算毛培直径A=4842.9X3.14/4重新计算毛配直径 (2-6)D=82计算首次拉深高度H 由H=0.25(DD-dtdt)/d + 0.86R (2-7)所以H=23.99验算m1选的是否合理,根据dt/d1=61/38.125=1.6和t/d=1.5/82=0.0183,查表得许可的相对高度好h1/d1=0.46到0.58。实际工件h1/d1=0.63,显然0.580.63所选m1不在范围内,在范围重新计算。重新确定拉深工序尺寸选取m1=0.5 d1=40.67
19、去R凹=R凸=5重新计算毛培直径A=3.14/45117.7毛坯直径D=83.6 d1=47计算首次拉深深度H1=25.25验算m1选的是否合理由dt/d1=1.4 (2-8) t/d=0.179 (2-9)查表的许可相对高度h1/d1=0.58到0.70,工序实际h1/d1=0.625,所以合理。计算以后的拉深工件的尺寸。查表得确定以后还要的拉深系数:m2=0.73 m3=0.76 m4=0.78 m5=0.80 dn=dn-1mn (2-10) d2=29.7d3=22.56d4=17.6d5=14.0由于第三次拉深后d3=22.5零件尺寸d=28 所以不必在拉深4次 总高要拉深3次。确定
20、以后各次拉深的R凹 R凸R凹2=R凸2=4R凹3R凸3=3计算以后各次工序的高度尺寸设以后各次拉入凹模的材料面积为百分之3.5 其余百分之1.5材料返回到凸面。D2=83.1最后一次拉伸工序拉深后达到零件尺寸 多拉入的百分之1材料也返回到凸缘,拉伸工序到此结束。计算一次拉深后法兰的直径:m1=82-d2-d4-d1-2h/2=61.0 (2-11)带凸缘的拉深工序图图2-3 拉深成形过程图2.1.2零件的排样及利用率冲裁件在条料或板料上的布置方法叫排样。根据材料的利用情况,排样方法分为:有废料排样、少废料排样和无废料排样。排样时选择合适的搭边值对冲压件有重要的意义,搭边可以补偿误差,保证冲出合
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