[人文社科]说明书.doc
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1、 毕业设计说明书学 院: 机电工程学院 专业年级: 机械设计制造及其自动化八班 学生姓名: 桂权林 学 号: 20091442 设计(论文)题目: 电机壳体拉伸成形模具冲孔翻边模具设计 起 迄 日 期: 2013.3.10-2013.5.25指 导 教 师: 辜良瑶 教研室负责人: 易春峰 日期: 2013 年 5 月 25 日 摘要 对于电动机壳体,传统工艺是采取钢管切削,成本很高,因此,设计制作一个自动化程度较高的落料拉伸模具是非常有必要的。本文详细介绍了电机壳体冲压翻边模具的设计过程,在设计前对工件进行全面分析,确定合理工件的冲压成型工艺方案,以获得高精度、高效率、高寿命的模具以及最佳的
2、技术经济效益。首先对零件进行工艺分析,有冲孔、翻边工序。由于工序较少,考虑模具制造成本,采用普通的单工序模就可以达到要求,故选单工序冲孔、翻边模的生产工艺方案,可降低生产成本。经过计算分析完成该模具的主要设计计算,凸模、凹模工作部分的设计,主要零部件的结构设计,选择合适的模具材料。关键词:电机壳体 冲孔 模具 AbstractFor motor shell, traditional craft is to take steel pipe cutting and the cost is very high.Therefore, it is necessary to design a high d
3、egree of automation of blanking of drawing die .This paper introduces the design process of a high degree of automation stamping flanging die for the motor shell in detail. Determining the reasonable stamping forming process of workpiece by comprehensive analysis before design in order to obtain hig
4、h precision, high efficiency, high life-span of molds and the best technical and economic benefits.First process analysis to parts, it has punching and flanging process.Considering less process and manufacturing cost, using the ordinary single process model can meet the requirements,so choose single
5、 step punching, flanging die manufacturing process scheme, which can reduce the cost of production.Through calculation and analysis, the working parts of die design, structure design of main components and choosing the right mold material can be completed. Keywords: The motor shell Punching Mold 1 引
6、言11.1 模具行业的发展现状11.2本章小结22设计方案的确定32.1 工艺性分析32.2计算毛坯尺寸42.3计算拉深次数 62.4确定工序的合并与工序顺序102.5排样和裁板方案113 拉深底部冲孔模具设计133.1工件分析133.2计算预制孔133.3压力机选择143.4凸凹模刃口尺寸计算153.5凹模外形尺寸设计163.6强度校核173.7凸模外形尺寸设计173.8缷料板的设计183.9定位板的设计183.10垫板的选择193.11上模座设计203.12下模座的设计203.13模柄的设计213.14导向装置(导柱和导套)设计223.15凸模固定板设计233.16卸料弹簧设计243.17
7、模具的装配图243.18模具工作原理253.19本章小结264 翻孔模具设计274.1翻边系数的确定274.2圆孔翻边力计算274.3压力机的选择274.4凸模设计284.5凹模设计294.6定位板的设计(兼起卸料作用)304.7上模座设计314.8下模座的设计314.9模具装配图334.10模具工作原理344.11本章小结34 致谢35参考文献361 引言1.1 模具行业的发展现状中国经济的持续高速发展,为模具工业的发展提供了广阔的空间。模具行业在今后的发展中,首先要更加注意其产品结构的战略性调整,使结构复杂、精密度高的高档模具得到更快的发展。我们的模具行业要紧紧地跟着市场的需求来发展。没有
8、产品的需求、产品的更新换代,就没有模具行业的技术进步,也就没有模具产品的上规模、上档次。如汽车生产中90%以上的零部件,都要依靠模具成形,在珠三角和长三角,为汽车行业配套的模具产值增长达40%左右。而模具技术水平的高低,在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。其次,要积极推进中西部地区模具产业的发展,努力缩小发达地区和不发达地区的差距。中西部很多地区已经意识到模具产业的发展对制造业的重要作用。如陕西、四川、河北等模具生产企业的生产规模、技术水平都有了很大的发展,河北兴林车身制造集团有限公司作为河北泊头地区的骨干企业带动了一片模具企业的
9、开拓;四川宜宾普什模具有限公司凭借强有力的资金投入,将在未来写下新的篇章。第三.要积极推进模具企业特别是国有企业的体制创新,转换经营机制,大力发展混合所有制经济,明晰产权和完善法人治理结构。充分发掘企业发展的内在动力。要积极推进中、西部工业基础较好地区的制造业大中型企业主辅分离,使其模具车间、分厂在不太长的时间里,采用多种有效实现形式,转换机制,大力发展产权明晰、独立自主经营,适应市场运作和模具生产快速反应的现代专业模具企业,培养能代表行业水平的“龙头”企业,带动地区产业链的发展。再有,模具的开发和制造水平的提高,还有赖于采用数控精密高效加工设备,如五轴加工机床、高速铣等。超精加工手段也大量用
10、于模具加工,当前,模具加工技术的重点方向是无图化生产、单件高精度并行加工、少人化或无人化加工和贯彻只装不配少修的原则等。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用也已普遍。板料成形是材料加工技术中的重要分支之一,在汽车、航空、航天、船舶及家用电器等国民经济的各部门得到了广泛的应用。随着现代工业的发展,板料成形件越来越复杂,人们对板料成形的质量和速度的要求也越来越高。传统的板料成形模具的设计依赖的是经验和直觉,并且通过反复试验调试来保证成形的质量。这不仅需要消耗大量的人力物力,而且周期长,效率低,不能适应社会发展的需要。上世纪七十年代以来,人们逐渐以数值模拟技术为辅助
11、设计手段,大大降低了生产制造的成本。然而,由于板料成形是一种复杂的力学过程,其中包含几何非线性、材料非线性、接触非线性等强非线性问题,影响的参数非常多,这对数值模拟技术造成了极大的挑战。虽然目前板料成形的数值模拟软件已经商业化,但板料成形的模拟技术还不够完善,仍然是国内国外研究的热点.据统计,板料经过成形后创造了相当于原材料价格12倍的附加价值,在整个国民生产总值中,与板料成形有关的产品约占总值的1/4。因此,开展对金属板料成形的理论和实践研究具有重大的现实意义。随着汽车工业的发展,大型覆盖件的成形研究日益受到各国学者及汽车生产厂家的普遍关注。1.2本章小结本章主要详细的分析了目前国内冲压模具
12、的发展现状和未来冲压模具制造技术的发展趋势及模具在生产行业举足轻重的位置。2设计方案的确定2.1 工艺性分析对于电动机壳体,传统工艺是采用钢管切削,成本很高,因此,设计制作一个自动化程度较高的落料拉深模具是非常必要的。 该工件上 小孔是与另一零件铆接用的铆钉孔,要求位置准确。在 的内孔中,有一个根芯轴与它配合。3个铆钉与轴孔 的相对位置要准确。另外,、的内孔上,除了要保证它的公差外,还要保证它的高度及其孔内的圆角半径。根据工件的形状和技术要求,可以认为,工件属带凸缘的圆筒形件,且相对凸缘直径,相对高度较为适宜,拉深工艺性较好。而圆角半径、 偏小些,、几个尺寸精度偏高些,这可在末次拉深时采用较高
13、的模具制造精度和较小的模具间隙,并安排整形工序来达到。 小孔中心距精度要求较高,需采用高精度的冲孔模冲制,同时为保证3个 孔与 孔的位置精度,应以 孔定位,3个小孔同时冲出。设计参数如下:材料为10钢,壁厚为2.5mm。2.2计算毛坯尺寸计算毛坯尺寸需要先确定翻边前的半成品尺寸。我们应先确定翻边前的零件是否也需要拉成阶梯零件,所以要核算翻边的变形程度。处的高度尺寸为 h = 10 mm根据翻边公式,翻边的高度h为 (2-1)(式中K为翻边系数)经变换后 = 0.535即翻边出高度h=10mm时,翻边系数K=0.535 (2-2) (2-3)查冲压手册表5-5,当采用圆柱凸模冲孔时,K=0.51
14、.4,属于宽凸缘,查冲压手册表5-4, 修边余量mm, 实际凸缘直径mm。 毛坯的一半尺寸可以分为如图所示的七段,所以只需算出如图七段的各长度即可知道毛坯尺寸。mm 图2-3 再算出直线重心和圆弧重心至轴线的距离=+3.34=21+3.34=24.34mm(查冲压手册表4-11)25+1.25=26.25mm+1.25+3.34=26.25+1.25+3.34=30.84mm 图2-432-3.34=26.66mm =33.25mm+5.25=33.25+5.25=38.5mm =48-4.75=43.25mm表2-1各尺寸值mm=9.5mm=10.5mm24.34mm26.25mm30.84
15、mm26.66mm=33.25mm38.5mm=43.25mm=220.5=200.62245=511.875=254.1987=219.74505=1246.875=365.75=356.488=3376.0542将计算结果代入公式(43),或查表413,即可求得毛坯直径D: D=164.34mm164mm (2-4)2.3计算拉深次数: 由和查表3,查得首次拉深的极限相对高度,与零件的相对高度相比,当,可一次拉成;当,则需多次拉深。凸缘相对直径 (2-5)毛坯相对厚度= (2-6) 查表3得计算实际=所以零件无法一次拉成。由表4初选(一般初选取小些,即查得为较大值,满足不破坏原则,故计算中
16、一般=1.1),根据=,查表4的=0.5,算出0.5164=82mm确定凸、凹模圆角半径、,并计算第一次拉深高度=0.8=11.45mm (2-7)(公式出自宽凸缘筒形件拉深计算)=+t/2=11.45+=12.7mm =+t/2=11.45+=12.7mm(2-8)为了在拉深过程中不使凸缘部分再受拉,应将第一次拉入凹模的面积比零件相应部分面积多拉入5%,既第一次拉入凹模的材料表面积: (2-9)(公式出自宽凸缘筒形件拉深计算)=23101多拉入5%以后的修正毛料直径为:=168mm (2-10)则第一次拉深的高度为: (2-11)=0.25/82(-)+0.43(+)+0.14(-)/82=
17、54.33+10.922=65.25mm验算处定是否正确:由第一次拉深的凸缘相对直径=102/82=1.243和毛料相对厚度=(2.5/168)100=1.488,查表3查得首次拉深的极限相对高度作为极限许可值=0.72算出零件第一次拉深相对高度值:如果,说明数值选择超过了材料的极限变形程度;如果说明数值选择过小,可以适当增大数值,现选择=0.550.55164=90.2mm确定凸、凹模圆角半径、,并计算第一次拉深高度=0.8=10.87mm (2-12)(公式出自宽凸缘筒形件拉深计算)=+t/2=10.87+=12.14mm =+t/2=10.87+=12.14mm为了在拉深过程中不使凸缘部
18、分再受拉,应将第一次拉入凹模的面积比零件相应部分面积多拉入5%,既第一次拉入凹模的材料表面积: (2-13)(公式出自宽凸缘筒形件拉深计算)=24395.88多拉入5%以后的修正毛料直径为:=170mm (2-14)则第一次拉深的高度为: (2-15)=0.25/90.2(-)+0.43(+)+0.14(-)/90.2=51.26+10.44=61.7mm再次验算处定是否正确:由第一次拉深的凸缘相对直径=102/90.2=1.13和毛料相对厚度=(2.5/170)100=1.47,查表3查得首次拉深的极限相对高度作为极限许可值=0.72算出零件第一次拉深相对高度值:如果,说明数值选择超过了材料
19、的极限变形程度;如果并数值相差较大,说明数值选择过大,尚不能充分发挥材料的塑性,均需要重新确定数值。=61.7/90.2=0.68且相差数值较小,所以=0.55选择合适。确定以后个工序的拉深系数及拉深次数:假若第二次拉深后能成形,则: (2-16)设第二次多拉入3%材料。则:=166.69 (2-17) (2-18)=82.77+3.44=86.21mm,说明第二次拉深可以实现,拉深至所需高度。计算预制孔直径: (2-19) (2-20) (2-21) 预制孔直径为。2.4确定工序的合并与工序顺序 当工序较多,不易一下确定工艺方案时,最好先确定出零件的基本工序,然后将各基本工序各种可能的组合并
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