固定垫板冲裁模具设计-学位论文.doc
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1、固定垫板冲裁模具设计目 录1 绪论1 1.1 冲压的概念、特点及应用11.2 冲压的基本工序及模具21.3 冲压技术的现状及发展方向32 冲压件工艺性分析和方案确定52.1 零件的工艺性分析52.2 确定合理冲压工艺方案63 毛坯排样类型选择64 零件排样分析74.1 工序排样类型74.2 确定冲裁位置74.3 零件排样样图74.4 确定步距大小84.5 计算条料宽度94.6 条料尺寸及步距精度104.7 零件产品材料成本计算105 冲裁力的计算115.1 冲裁力的分类及计算步骤 115.2 模具压力中心的确定 126 冲裁模刃口尺寸计算136.1 落料凸、凹模刃口尺寸计算136.2冲孔凸、凹
2、模刃口尺寸计算167 模具工作零件设计177.1凹模外形尺寸确定177.2 凹模孔结构形式187.3 落料凸模长度的确定188 其他装置设计及标准件选择188.1 工作单元机构188.2卸料装置设计198.3定位定距装置设计198.4导正销结构设计198.5送料机构与出件方式198.6模具零件的固定198.7冲床的选择208.8模架的选择208.9模柄的选择208.10模板基本尺寸确定208.11模具凸模的强度和刚度校核219 模具装配图及部分零件图2210总结2211参考文献2312致谢24摘 要冲压制品已在工业、农业、国防和日常生活中的方面得到广泛应用,特别是在机械业中更为突出。机械产品的
3、外壳大部分是冲压制品,产品性能的提高要求高质量的冲压模具和冲压性能,成型工艺和制品的设计。冲压制品的成型方法很多。其主要用于是冲孔,落料,弯曲,拉伸等。而冲压模,约占成型总数的60以上。当然如利用电气控制,可实现半自动化或自动化作业。冷冲压冲裁模主要用于金属制品的成型,它是冲压制品生产中十分重要的工艺装置。冲压模的基本组成是:上下模座、模具垫板、下模固定板、凹模镶块、抬料钉、导料板、导柱导套、卸料板弹钉、卸料板等。通过对冲裁图样零件的工艺性的正确分析,设计了一个连续冲裁冲孔落料模。本设计介绍了模具成型零件包括凸模、凹模及其他零件,如卸料板、固定板、垫板、导柱、导套等的设计和选用过程,重要零件的
4、工艺参数的选择与计算,冲裁机构与送料挡料以及其它结构的设计过程,并对着重对模具的设计部分作了详细介绍。关键词: 冲孔 落料 级进模 冲孔落料模 The blanking dies design of fixed plateAbstract: Stamping products has been extensively applied in the industry, agriculture, national defense and in the daily lives of area, especially in the machinery industry. mechanical prod
5、ucts is the most pressing housing products, and the improvement of product performancer equires of high-qualityp erformance stamping molds ,stamping,process and product design.There are many ways of molding products of stamping. It is mainly used for piercing ,blanking, bending, stretching etc. And
6、stamping molds almost form more than 60 percent of the total number. For example ,electrical control can be realized as semi-automatic or automatic operation.Cold-metal stamping die mainly used for the metal products, and it is very important in the production of stamping technology devices. The bas
7、ic component of stamping molds is block model from top to bottom, backing strip,fixed-plate of mould, die inserts, raising nails, plate unloading, guidepillars and guide bushes, unloading bombs nail plate, stripper plate and so on.Through to technological correct analysis of the blanking patterns co
8、mponents, has designed a continual blanking punching die blanking . This design introduced the mold formation components including the plunger, the lower die and other components like unload the yard lumber, the dead plate, the backing strip, the guide pillar, the guide busher and so on design and s
9、elect the process, the technological parameters choice and the computation of the important components, the blanking organization and the feeding keep off the material as well as other structure design process, and to has made the detailed introduction emphatically to molds design parts.Key words: p
10、iercing blanking lever enters of mold Punch holes cut dies固定垫板冲裁模具设计1.绪论1.1冲压的概念、特点及应用冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的冲模对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件(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技术。 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一种工艺装备。冲模在冲压中至
11、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、高效的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等其它方法相比,冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下:(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
12、,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,冷冲压产品壁薄、质量轻、刚度好。(4).冲压一般没有切屑碎料生成,材料的消耗较少,且不需其它加热设备,因而是一种省料,节能的无切削加工方法,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,制造成本高。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
13、,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,如机械制造、车辆生产、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,现在大多数已经被质量轻、刚度好的冲压件所代替。通过冲压加工,大大提高了生产效率,降低了成本。因此可以说,如果生产中不采用冲压工艺,许多工业部门的产品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。1.2冲压的基本工序及模具 由于冲压加工的零件种
14、类繁多,各类零件的形状、尺寸、精度要求及生产批量又各不相同,因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来,可分为分离工序和成形工序两大类;分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和切断面质量的冲压件(俗称冲裁件)的工序;成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。 上述两类工序,按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深、成形和立体压制五种基本工序,每种基本工序还包含有多种单一工序。 在实际生产中,当冲压件的生产批量较大、尺寸较少,而公差要求较小时,若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用组合工序,即把两
15、个以上的单独工序组成的一道工序,构成所谓复合、级进、复合-级进的组合工序。 复合冲压在压力机的一次工作行程中,在一副模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。 级进冲压在压力机上的一次工作行程中,按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。 复合-级进在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。 冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为落料模、冲孔模、切断模、切边模、切舌模、剖切模、整修模、精冲模等;按工序的组合方式可分为单工序模(俗称简单模)、复合模和级进模(俗称连续模)等。尽管有的冲裁俗称简单模很复杂,但总是分为上模和下模
16、。上模一般固定在压力机的滑块上,下模固定在压力机的工作台上。工作时,坯料在下模面上通过定位零件定位,压力机滑块带动上模下压,在模具工作零件(即凸模、凹模等)的作用下坯料便产生分离或塑性变形,从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时,模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来,以便进行下一次冲压循环。1.3冲压技术的现状及发展方向 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展,许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现,因而促进了冲压技术的不断革新和发展。其主要表现和发展方向如下:(1).冲压成形理论及冲压工艺方面 冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前,国内外对冲压成形理
17、论的研究非常重视,在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善,近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术,即利用有限元(FEM)等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程,根据分析结果,设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题,并通过在计算机上选择修改相关参数,可实现工艺及模具的优化设计。这样既节省了昂贵的试模费用,也缩短了制模具周期。 研究和推广应用旨在提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种冲压新工艺,也是冲压技术的发展重
18、要趋势。目前,国内外相继涌现并迅速用于生产的冲压先进工艺有精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。这些冲压先进技术在实际生产中已经取得并将进一步取得良好的技术经济效果。(2).冲模设计与制造方面冲模是实现冲压生产的基本条件.在冲模的设计制造上,目前有两种趋向应给予足够的重视:一是模具结构与精度正朝着两方面发展。一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要,冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展,与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术,各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CAD/CAM技
19、术也在迅速发展;另一方面,为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要,锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。 二是模具设计与制造的现代化。模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术在模具技术中得到广泛的应用,使模具设计与制造水平发生了深刻的革命性的变化。目前最为突出的是模具CAD/CAM/CAE。在这方面,国际上有许多应用成熟的计算机软件,我国不但能消化、应用国外的有关软件,少数单位还能自行开发或正在开发模具CAD/CAM/CAE软件。在一些行业,如汽车行业的主要模具企业,实现了模具CAD
20、/CAM/CAE一体化。尽管其总体水平与国际上的还有差距,但它代表了我国模具技术的发展成果与发展方向。(3).冲压设备和冲压生产自动化方面 性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件,高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了适应冲压新工艺的需要,研制了许多新型结构的冲压设备,为了满足新产品少批量生产的需要。目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展,为了提高生产效率和安全保障,应用各种自动化装置、机械手乃至机器人的大量使用,使冲压生产效率得到大幅度提高,各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。如在数控四边折弯
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