大专自动化论文.doc
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1、 学号24071900171南湖学院 毕业设计(论文)题目:波纹管落料拉深模设计作 者郭 芳 宇届 别2011届系 别机械与电子工程系专 业机械设计制造及其自动化指导教师伍 若 峰职 称高 工完成时间2010年5月10日摘 要 模具技术是一个综合性多学科的系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展,模具产品的技术含量不断提高,模具制造周期不断缩短,模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展,模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。随着中国工业不断地发展,模具行业也显得越来越重要。本文针对波纹管的冲裁
2、工艺性和拉深工艺性,分析比较了成形过程的三种不同冲压工艺(单工序、复合工序和连续工序),确定用一幅复合模完成落料、拉深和冲孔的工序过程。介绍了波纹管冷冲压成形过程,经过对端盖的批量生产、零件质量、零件结构以及使用要求的分析、研究,按照不降低使用性能为前提,将其确定为冲压件,用冲压方法完成零件的加工,且简要分析了坯料形状、尺寸,排样、裁板方案,拉深次数,冲压工序性质、数目和顺序的确定。进行了工艺力、压力中心、模具工作部分尺寸及公差的计算,并设计出模具。还具体分析了模具的主要零部件(如凸凹模、卸料装置、拉深凸模、垫板、凸模固定板等)的设计与制造,冲压设备的选用,凸凹模间隙调整和编制一个重要零件的加
3、工工艺过程。列出了模具所需零件的详细清单,并给出了合理的装配图。通过充分利用现代模具制造技术对传统机械零件进行结构改进、优化设计、优化工艺方法能大幅度提高生产效率,这种方法对类似产品具有一定的借鉴作用。 关键词:冷冲压工艺;复合模设计ABSTRACT Mold Technology is a comprehensive multi-disciplinary systems engineering. Die technology trend was mainly molds toward larger, more sophisticated, more complex and more econ
4、omical direction, the mold product technology content continues to increase, continue to shorten manufacturing cycle mold, mold manufacturing toward information, no map of, Fine, the direction of automation, tooling companies toward technology integration, well-equipped, product branding, informatio
5、n management, international business direction. With the continuous development of Chinese industry, the mold industry has become increasingly important. In this paper, bellows and blanking process of deep drawing process, the forming process of analysis and comparison of three different punching pr
6、ocess (single process, complex process and continuous process) to determine the complete model with a composite blanking, drawing and The process of punching processes. Introduced the bellows of cold stamping process, after the mass production of the cover, part quality, part structure, and requirem
7、ents analysis, research, without compromising performance in accordance with the premise, be identified as stamping parts, stamping method used to complete parts Processing, and a brief analysis of the blank shape, size, layout, cutting board program of drawing, stamping nature of the process, deter
8、mine the number and order. Conducted a technology edge, center of pressure, mold some of the calculation of dimensions and tolerances, and design mold. Detailed analysis of the mold is also the major components (such as punch and die, unloading device, the drawing punch, plate, punch fixed plate, et
9、c.) design and manufacturing, stamping equipment selection, and preparation of punch and die is an important gap adjustment Machining process. Lists the components required for a detailed list of the mold and gives a reasonable assembly drawing. By taking advantage of modern mold of traditional mech
10、anical parts manufacturing technology for structural improvements, optimization, process optimization method can significantly improve production efficiency, this method has a similar product for reference. Key words: blanking stamping process; drawing process; compound die; die design摘 要I第一章 绪论- 1
11、-第二章 零件的工艺性分析- 3 -第三章 确定工艺方案- 5 -3.1 毛坯尺寸的确定- 5 -3.2 拉深工艺- 5 -3.2.1 拉深时的应力与应变状态- 5 -3.2.2 计算拉深次数- 6 -3.3 冲压工艺方案的确定- 7 -第四章 排样论证- 8 -4.1 冲裁件的排样- 8 -4.1.1搭边- 9 -4.1.2 排样方案- 9 -4.2条料宽度的确定- 10 -第五章 工艺尺寸计算- 10 -5.1力的计算- 10 -5.1.1 落料力的计算- 10 -5.1.2 拉深力的计算- 11 -5.2 拉深压力机选用- 11 -5.2.1拉深功的计算- 11 -5.3 凸凹模刀口尺寸
12、计算- 12 -第六章 确定模具类型及结构形式- 14 -6.1 模具的类型及定位方式的选择- 14 -6.1.1 模具的类型选择- 14 -6.1.2 定位方式的选择- 14 -6.2 零件的结构设计- 15 -6.3 其他零部件的设计与选用- 16 -6.3.1 弹性元件的选用- 16 -6.3.2 模架的选用- 16 -6.3.3 模具辅助零件的材料选用及热处理- 17 -第七章 模具的总装图- 18 -第八章 模具的装配- 19 -结束语- 20 -参考文献- 21 -第一章 绪论 冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)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
13、(俗称冲压或冲压件)的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工,且主要采用板料来加工成所需零件,所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一,隶属于材料成型工程术。 冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素只有它们相互结合才能得出冲压件。 与机械加工及塑性加工的其它方法相比,冲压加工无论在技术方面还经济方面都具有许多独特的优点,主要表现如
14、下: (1) 冲压加工的生产效率高,且操作方便,易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工,普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次,高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上,而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。 (2) 冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度,且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。 (3) 冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件,如小到钟表的秒表,大到汽车纵梁、覆盖件等,加上冲压时材料的冷变形硬化效应,冲压的强度和刚度均较高。 (4) 冲压一般没有切屑碎料生成,材料的消耗较少,且不
15、需其它加热设备,因而是一种省料,节能的加工方法,冲压件的成本较低。但是冲压加工所使用的模具一般具有专用性,有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形,且模具制造的精度高,技术要求高,是技术密集形产品。所以只有在冲压件生产批量较大的情况下,冲压加工的优点才能充分体现,从而获得较好的经济效益。 冲压在现代工业生产中,尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件,如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中,冲压件所占的比重都相当的大,少则60%以上,多则90%以上。不少过去用锻造、铸造和切削加工方法制造的零件,现在大多数也被质量
16、轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说,如果生产中不采用冲压工艺,许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。第二章 零件的工艺性分析零件简图:如图2.1生产批量:大批量材料:15材料厚度:0.5mm 图2.1 零件图(波纹管) 由图2.1可知,产品为圆形落料、筒形拉深件。产品形状结构简单,且对称,无狭槽、尖角,满足冲裁要求。2.1冲压的工艺性分析 冲压的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。在一般情况下,对冲压件工艺性影响最大的是它的几何形状、尺寸和精度要求。良好的冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定
17、等要求。 1. 冲裁件的形状应能符合材料合理排样,减少废料。 2. 冲裁各直线或曲线的连接处,宜有适当的圆角。 3. 冲裁件凸出或凹入部分宽度不宜太小,并应避免过长的悬臂和窄槽。 4. 腰圆形冲裁件,如允许圆弧半径,则R应大于料宽的一半,即能采用少废料排样;如限定圆弧半径等于工件宽度之半,就不能采用少废料排样,否则会有肩产生。 5. 冲孔时,由于受到凸模强度的限制,孔的尺寸不宜过小。 6. 冲裁件的孔与孔之见,孔与边缘之见的距离,受到模具强度的限制,不能太小。 7. 在弯曲件或拉深件上冲孔时,其孔壁与工件之间的距离不能过小。 第三章 确定工艺方案3.1 毛坯尺寸的确定 由于板料在扎压或退火时所
18、产生的聚合组织而使材料引起残存的方向性,反映到拉深过程中,就使筒形拉深件的口部形成明显的突耳。此外,如果板料本身的金属结构组织不均匀、模具间隙不均匀、润滑的不均匀等等,也都会引起冲件口高低不齐的现象,因此就必需在拉深厚的零件口部和外缘进行修边处理。这样在计算毛坯尺寸的时候就必需加上修边余量然后再进行毛坯的展开尺寸计算。 毛坯的尺寸计算:根据等面积原理,用解析法求该零件的毛坯直径,并且由于较小所以不考虑修边余量,又发毛坯的直径公式: 严格的讲,直径与圆角半径均应取板厚中线尺寸但是由于厚度为1.5mm,与就以零件图样标注的尺寸代入公式得: 毛坯直径:毛坯形状如图3.1图2.1 毛坯图3.2 拉深工
19、艺3.2.1 拉深时的应力与应变状态 (1)平面凸缘部分(主要形变区) 在拉深过程中,凸缘部分产生了径向拉应力和切向压力,在板料厚度方向,由于模具结构多采用压边装置,则产生压应力。无压边圈时,。 (2)凸缘圆角部分(过渡区) 与凸缘部分一样,切向被压缩,产生切向压应力;径向被拉伸,产生径向拉应力。 (3)筒壁比分(传力区) 可看作只受凸模传来的拉应力的作用,变形是单向受拉,厚度变薄。 (4)底部圆角部分(过渡区) 一直承受筒壁传来的拉应力,并且受到凸模的压力。在拉、压应力的综合作用下,使这部分材料变薄最严重,故此处最容易出现拉裂。 (5)圆筒件底部 在拉深一开始时就进入凹模内,始终承受双向拉应
20、力,变形也是双向拉伸变薄。由于拉伸变薄会受到凸模摩擦阻力的作用,故实际变薄很小,因此底部在拉深时的变形常忽略不计。 综上分析可知,拉深时毛坯各区的应力、应变是不均匀的,且时刻在变化,因而拉深件的壁厚也是不均匀的。 拉深凸缘区在切向压应力作用下可能产生“起皱”和筒壁传力区上危险断面可能“拉裂”是拉深工艺能否顺利完成的关键所在。3.2.2 计算拉深次数 在考虑拉深的变形程度时,必需保证使毛坯在变形过程中的应力既不超过材料的变形极限,同时还能充分利用材料的塑性。也就是说,对于每道拉深工序,应在毛坯侧壁强度允许的条件下,采用最大的变形程度,即极限变形程度。极限拉深系数值可以用理论计算的方法确定。即使得
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