毕业设计(论文)支撑板弯曲模设计.doc
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1、XXXX学院毕业设计(论文)支撑板弯曲模的设计学 生:学 号:专 业:班 级:指导教师:XXXX学院材料与化学工程院二OO九年六月摘 要本文介绍了国内外冲压模具的研究和发展状况,分析了冲压成型的特点。根据支撑板工件的设计要求,进行了弯曲模具设计的前期准备工作,制定了支撑板的弯曲工艺,并对模具零件进行了相关尺寸计算。根据计算结果选择了合适设备,绘制了支撑板弯曲模零件图和装配图,并提出了有关技术要求,同时详细阐述了支撑板弯曲模零件的设计过程。关键词:支撑板弯曲模,冲压, 模具设计,零件图,装配图 AbstractThe research and development of stamping mo
2、ulds at home and abroad were introduced and the characteristic of punch forming was analyzed in this paper. According to the design requirements of support plate flexure mould, the preparation of designing moulds has been done. The bending process of support plate was drawn up, and the size of relat
3、ed parts was calculated. According to the calculation results, the suitable equipments were selected and the assembly and part drawings were drawn. The relevant technical requirements were proposed, and the design process of bending die parts for support plate was discussed.Keywords:Flexure mode of
4、facing bar, Stamping, Mold design, Part drawing,Assembly drawing目 录摘 要IAbstractII1 绪 论11.1 冷冲压加工概述11.1.1 冷冲压加工工序的分类11.1.2 冷冲压加工的工艺特点11.2 我国冲压模具的发展现状21.2.1 模具CAD/CAM技术状况21.2.2 冲压模具设计与制造能力状况31.3 国内外冲压模具的发展趋势31.3.1 冲压模具产品发展重点31.3.2 冲压模具技术发展重点41.3.3 其他发展重点及展望42 概 述62.1 设计依据62.2 设计原则62.3 设计范围63模具设计总体方案的确
5、定73.1 设计任务分析74 支承板弯曲工艺计算104.1 弯曲件展开长度的计算104.2 弯曲件回弹值的计算114.3 弯曲力的计算124.4 冲压力的计算134.5 压力机的初步选择135 支承板弯曲模主要零部件的设计计算165.1 弯曲模工作部分尺寸计算165.1.1 凸模圆角半径165.1.2 凹模圆角半径165.1.3 凹模工作分深度的设计计算175.1.4 凸凹模间隙175.1.5 凸、凹模横向尺寸及公差185.2 其他零部件的设计与选用195.3 弯曲模闭合高度的计算206 压力机的选择216.1 弯曲模在压力机上的安装217 支撑板弯曲模装配图的设计绘制227.1 弯曲模装配图
6、的绘制227.2 弯曲模装配图的尺寸标注227.3 弯曲模装配图的校核228 支撑板弯曲模零件图的设计绘制248.1 弯曲模零件图的绘制248.2 弯曲模零件图的尺寸标注248.3 弯曲模零件图的技术要求248.4 弯曲模零件图的校核24总 结26致 谢27参考文献28附 录291. 支承板弯曲模装配图292. 支承板弯曲模零件图291 绪 论1.1 冷冲压加工概述冲压加工是利用安装在压力机上的模具,对模具里面的板料施加变形力,使板料在模具里产生变形,从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。由于冲压加工经常在材料的冷却状态下进行,因此也称冷冲压1-3。冷冲压是金属塑性成形的基本方法之
7、一,是建立在金属塑性变形理论基础上的材料成型工程技术,由于它主要用于加工板料零件,所以也叫板料冲压4。冷冲压工艺广泛应用与汽车、电器、仪器仪表、航空、航天以及各种民用轻工业等行业。是现代工业生产的重要手段和发展方向4,51.1.1 冷冲压加工工序的分类 由于冷冲压加工制件的形状、尺寸、精度、批量、原材料等各不相同,冲压方法也就多种多样。但总起来说,可分为分离工序和变形工序两大类。分离工序是将本来为一体的材料相互分开 ;而变形工序则使材料产生形状和尺寸的变化,成为所需要的制件6-8。 冷冲压可以分成四个基本工序。(1) 冲裁:使板料分离来获得制件的工序。(2) 弯曲:使板料由平变弯来获得制件的工
8、序。(3) 拉伸:使平板料变成开口壳体制件的工序。(4) 成型:使板料或其它形状的半成品的局部产生凹凸变形的工序。1.1.2 冷冲压加工的工艺特点 冲压生产靠模具和压力机完成加工过程,与其他加工方法相比,在技术和经济方面有如下优点6-8:(1) 冷冲压加工可以获得极高的生产效率。(2) 用冷冲压加工方法可以得到形状比较复杂和用其他加工方法不太容易加工的制件,如薄壳制件等。(3) 冷冲压制件的尺寸精度与模具的尺寸精度相关。因此,制件的尺寸比较稳定、互换性较好。(4) 冷冲压制件的材料利用率较高,制件质量小,刚度、质量比和强度、质量比高,冲压耗能小。因此,制件的成本相对较低。(5) 冷冲压生产的操
9、作简单,对工作人员技术要求低,易于实现机械化和自动化。(6)冷冲压加工通过“冲床”、“压床”,在常温下进行加工,易于操作。冲压也存在一些缺点,主要是以下几个缺点6-8:(1) 由于零件的不同,模具一般专用化,因此制作模具的成本较高。(2) 为了保证零件的精度,模具常常需要制作得很精密,成本较高。(3) 制作模具时间较长,只适用于大批量生产,小批量生产中成本很高,不适用。(4) 零件不同所需要的冲(压)床也不同。(5) 由于冲压加工的特殊性,这种加工方式需要宽敞的工作场所与存储空间。(6) 冲压加工工作危险和伤害率比一般机械加工作业高。(7) 噪音大,振动大,这个缺点主要是有传统冲压设备的落后造
10、成的。需要指出的是:(3)、(4)点不足随简易模具及简易钢片的出现,模具的制作成本大大降低。1.2 我国冲压模具的发展现状近年来,我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到12m,寿命2亿次左右的多工位级进模,国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra1.5m的精冲模,大尺寸(300mm)精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平7,8。1.2.1 模具CAD/CAM技术状况 我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精冲模CAD/CAM系统是我国第
11、一个自行开发的模具CAD/CAM系统9。由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。20世纪90年代以来,国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术9-10。国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂,由华中理工大学作为技术依托单位,开发的汽车车身与覆盖件模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定11。在此期间,一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统,并在模具设计制造中实际应用,取得了显著效益。1997
12、年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产11,12。 21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及,现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术。其中部分骨干重点企业还具备CAE能力12。 模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期,降低生产成本,提高产品质量,已成为人们的共识。在“八五”、“九五”期间,已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术,数控加工的使用率也越来越高,并陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了CAD/CAM技术。DL图的设计和模具结构图的设计均已实现二维CAD,多数企业已经向三维过渡,总图生产逐步
13、代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域12,13。 1.2.2 冲压模具设计与制造能力状况 在国家产业政策的正确引导下,经过几十年努力,现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平,包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用14。 虽然如此,我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面,无论在设计还是加工工艺和能力方面,都有较大差距。轿车覆盖件模具,具有设计和制造难度大,质量和精度要求高的特点,可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面已基本
14、达到了国际水平,模具结构功能方面也接近国际水平,在轿车模具国产化进程中前进了一大步,但在制造质量、精度、制造周期等方面,与国外相比还存在一定的差距12,14。 标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具,是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具,已基本达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比,在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上,仍存在一定差距12,13。1.3 国内外冲压模具的发展趋势发展重点的选取应根据市场需求、发展趋势和目前状况来确定。可按产品重点、技术重点和其他重点分别叙述7,12。1.3.1 冲压模具产品发展重点 冲压模具有很多类。
15、目前急需发展的是汽车覆盖件模具,多功能、多工位级进模和精冲模。这些模具现在产需矛盾大,发展前景好14。汽车覆盖件模具中发展重点是技术要求高的中高档轿车大中型覆盖件模具,尤其是外覆盖件模具。高强度板和不等厚板的冲压模具及大型多工位级进模、连续模今后将会有较快的发展。多功能、多工位级进模中发展重点是高精度、高效率和大型、高寿命的级进模。精冲模中发展重点是厚板精冲模大型精冲模,并不断提高其精度14,15。1.3.2 冲压模具技术发展重点模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。因此从设计技术来说,发展重点在于大力推广CAD/CAE/CAM技术的应用,并持续提高效率,特别是板材成型
16、过程的计算机模拟分析技术。模具CAD、CAM技术应向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展,并提高模具CAD、CAM系统专用化程度12。为了提高CAD、CAE、CAM技术的应用水平,建立完整的模具资料库及开发专家系统和提高软件的实用性十分重要。从加工技术来说,发展重点在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主要是发展高速铣削、高速研抛和高速电加工及快速制模技术。高精度加工目前主要是发展模具零件精度1m以下和表面粗糙度Ra0.1m的各种精密加工。提高模具标准化程度,搞好模具标准件生产供应也是冲压模具技术发展重点之一12。为了提高冲压模具的寿命,模具表面的各种强化超硬处理等技术也是发展重点。对于模具
17、数字化制造、系统集成、逆向工程、快速原型/模具制造及计算机辅助应用技术等方面形成全方位解决方案,提供模具开发与工程服务,全面提高企业水平和模具质量,这更是冲压模具技术发展的重点12。1.3.3 其他发展重点及展望其他发展重点及展望的内涵十分丰富,这里只就专业化与标准化及行业调整两个方面作一些分析。 由于历史和体制上的原因,我国模具专业化和标准化水平一直很低,其中冲压模具的专业化比塑料模和压铸模更低。这在一定程度上妨碍了冲压模具的发展,根据国内外模具专业化情况来看,专业化可以有多层意思16,17:(1) 模具生产独立于其他产品生产,专业生产模具外供。(2) 按模具种类划分,专门从事某一类模具(如
18、冲压模具)生产。(3) 在某一类模具中,按其服务对象或模具工艺及尺寸大小,选取该类模具中的某种模具(例如汽车覆盖件模具、多工位级进模具、精冲模具等等)进行专业化生产。(4)专业生产模具中的某一些零件(如模架、冲头、弹性元件等)供给模具生产企业。(5) 按工序开展专业化协作。例如目前社会上专门从事模具设计的公司、专门进行型腔加工或电加工协作的企业、专门接受测量或专业从事抛光业务的企业等等,这种多层次的专业化促进了模具行业的发展。但专业化的路途仍旧遥远,必须加快进程才能适应形势。因此,这是发展重点。行业调整是一个十分繁重的任务,模具行业更是如此。模具行业面临的调整任务主要有12,16,17: (1
19、) 模具产品结构的调整。随着汽车工业、电子信息工业和家电工业的发展,冲压模具市场结构正在发生很大变化。总体来看,应不断提高技术含量的大型、精密、复杂、长寿命模具的比例。(2) 模具技术结构的调整。21世纪已进入信息时代,信息时代的发展日新月异,模具行业和企业要发展必须把握时代脉搏,自觉主动地调整自已的技术结构。传统的模具设计制造技术必须用先进适用的高新技术进行改造,模具的技术含量必将逐步而快速地提高,现代化工业企业管理技术也必将逐步替代作坊式的管理模式。(3) 模具进出口结构的调整。2005年,我国的冲压模具出口量只占生产量的5%。这样的结构明显不合理。模具工业发达国家,模具产出中一般都有30
20、%左右的出口,出口模具大大多于进口模具。我们虽然不可能在短时间内达到模具工业发达国家一样的进出口结构,但努力扩大出口,逐步改善结构,经过若干年努力,尽量做到进出口基本平衡,则应该是我们调整的目标。通过改革与发展,采取各种有效措施,在冲压模具行业全体职工的共同努力奋斗之下,我国冲压模具也一定会不断提高水平,逐渐缩小与世界先进水平的差距。“十一五”期间,在科学发展观指导下,不断提高自主开发能力、重视创新、坚持改革开放、走新型工业化道路,将速度效益型的增长模式逐步转变到质量和水平效益型轨道上来,我国的冲压模具的水平也必然会更上一层楼。2 概 述2.1 设计依据根据冲压工件的技术要求、尺寸规格、所用的
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