滑轮弯模压线卡冲压工艺与模具设计模板.doc
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1、青岛理工大学材料成型及控制工程大丸子.1.2摘 要本文介绍模具实例结构简单实用,使用方便可靠,首先依据工件图算工件展开尺寸,在依据展开尺寸算该零件压力中心,材料利用率,画排样图。 根 据零件几何形状要求和尺寸分析,采取复合模冲压,这么有利于提升生产效率,模具设计和制造也相对于简单。当全部参数计算完后,对模具装 配方案,对关键零件设计和装配要求技术要求全部进行了分析。在设计过程中除 了设计说明书外,还包含模具装配图,非标准零件零件图。本套模具包含落料冲孔复合模和弯曲模两套模具,在模具结构设计和计算完成后,开始利用UG NX建模模块下设计模具每个零件图,如上、下模座,上、下垫板,凸、凹模等,在零件
2、设计过程中需要利用UG NX拉伸、旋转、扫掠、孔等多种功效,有利于我们熟悉UG NX强大功效。以后在UG NX装配模块下再将零件装配。最终再利用UG NX将零件三维图转换为二维图。关键词:模具 复合模 弯曲模 冲压 UG NXAbstractThis text introductive molding tool solid example the structure is in brief practical, the usage convenience is dependable, first according to the work piece the diagram calculate
3、 the work piece to launch size, at according to launch the pressure center that the size calculates that spare parts, the material utilization, painting row kind diagram. According to spare parts of several the shape request with the analysis of the size, adoption compound the mold hurtle to press,
4、so be advantageous to an exaltation production an efficiency, molding tool design and manufacturing also opposite in simple. When all parameter calculations are over after, requested the technique requests to the design and assemble of the main spare parts to all carry on analysis to the assemble pr
5、oject that whets to have. During the period of design in addition to designing manual, also include the assemble diagram of the molding tool, the spare parts diagram of the not- standard spare parts, the work piece processes the craft card, the craft rules distance card, the not- standard spare part
6、s processes craft process card.This set of punch dies including blanking die and bending die two sets of composite mold, in mold design and calculation of the structure is complete, start using UG NX Modeling to design the mold for each part drawing, above, under the mold base, the next plate, conve
7、x, concave mold, the parts of the design process need to use UG NX stretching, rotating, sweeping, hole and other features will help us know the power of UG NX. Finally, using UG NX will be part of the three-dimensional diagram into two-dimensional map.Key words: mold, compound die, bending die , st
8、amping ,UG NX目 录摘 要IAbstractII目 录III1 前 言11.1 本课题研究意义11.2 研究本课题中国外现实状况11.3 本课题研究关键内容22 冲裁零件工艺分析及工艺方案确定32.1 弯曲件工艺分析32.1.1 结构和尺寸32.1.2尺寸精度42.2 工艺方案确实定43 冲裁工艺和设计计算53.1计算毛坯尺寸53.1.1计算中性层弯曲半径53.2排样、计算条料宽度及步距确实定63.2.1搭边值确实定63.3 冲裁力计算93.3.1计算冲裁力公式93.3.2 总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力和总冲压力93.3.3 总冲压力计算113.4模具压力中心和计算11
9、3.5 凸凹模尺寸计算123.51冲裁模间隙确实定123.5.2刃口尺寸计算144 冲裁模具关键零件、结构设计及材料选择174.1 凸凹模设计174.2 凹模设计174.2.1刃口高度计算174.3凸凹模设计184.4 定位元件设计194.5 卸料和出件装置194.5.1卸料装置194.5.2 出件装置204.6 模架及其它零件设计204.6.1上下模座204.6.2 导柱、导套设计204.6.3 模柄214.7 模具总装图225 弯曲模具零件及结构设计235.1弯曲件结构工艺分析235.2 弯曲件工艺方案确实定245.3 弯曲力计算245.31弯曲力计算245.3.2 顶件力和压料力计算24
10、5.3.3 弹簧选择245.4 回弹值计算255.5 弯曲凸凹模之间间隙265.6 弯曲凸、凹模横向尺寸及公差275.7弯曲模具装配图286.基于UG NX 模具设计296.1 UG NX 模具设计意义296.2 基于UG 模具零件三维设计306.2.1 上模座三维建模实例306.3冲压模具总装配图336.3.1零件装配实例336.3.2 复合模装配图356.4弯曲模总装配图366.5模具三维视图转化为二维视图实例366.5.1上垫板三维图转化为二维图367、总结388、谢辞399参考文件40附录41 冲压模具零件图41 弯曲模零件图441 前 言1.1 本课题研究意义该课题关键针对电子零件压
11、线卡,在对零件冲孔、落料和压弯等成形工艺分析基础上,提出了该零件采取复合冲压模和弯曲模方案;依据零件形状、尺寸精度要求,设计过程中综合考虑采取“单列横排法排样”,确保工件尺寸和形状位置精度要求同时,提升了材料利用率和劳动生产率。本课题包含知识面广,综合性较强,在巩固大学所学知识同时,对于提升设计者创新能力、协调能力,开阔设计思绪等方面为作者提供了一个良好平台。1.2 研究本课题中国外现实状况中国冲压模具不管在数量上,还是在质量、技术和能力等方面全部已经有了很大发展,但和国发经济需求和世界优异水平相比,差距仍很大,部分大型、精度、复杂、长寿命高级模具每十二个月仍大量进口,尤其是中高级轿车覆盖件模
12、具,现在仍关键依靠进口。部分低级次简单冲模,已趋供过于求,市场竟争猛烈。 现将中国和国外冲压模具市场情况介绍以下: 据中国模具工业协会公布统计材料,中国冲压模具总产出约为220亿元,其中出口0.75亿美元,约合6.2亿元。依据中国海关统计资,中国共进口冲压模具5.61亿美元,约合46.6亿元。从上述数字能够得出中国冲压模具市场总规模约为266.6亿元。其中中国市场需求为260.4亿元。总供给约为213.8亿元,市场满足率为82%。在上述供求总体情况中,有多个具体情况必需说明:一是进口模具大部分是技术含量高大型精密模具,而出口模具大部分是技术含量较低中中低级模具,所以技术含量高中高级模具市场满足
13、率低于冲压模具总体满足率,这些模具发展已滞后于冲压件生产,而技术含量低中低级模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率;二是因为中国模具价格要比国际市场低格低很多,含有一定竟争力,所以其在国际市场前景看好,冲压模具出口达成1.46亿美元,比增加94.7%,就可说明这一点;三是多年来港资、台资、外资企业在中国发展快速,这些企业中大量自产自用冲压模具无确切统计资料,所以未能计入上述数字之中。 国外模具CAD/CAM技术情况 国外多年来发展高速加工和高精度加工,大幅度提升了加工效率,并可取得极高表面光洁度。另外,还可加工高硬度模块,还含有温升低、热变形小等优点。高速加工现在关键是发展高速铣削、高速研
14、抛和高速电加工及快速制模技术。高精度加工现在关键是发展模具零件精度1m以下和表面粗糙度Ra0.1m多种精密加工。高速加工和高精度加工技术发展,对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新活力。现在它已向更高灵敏化、智能化、集成化方向发展。在信息化带动工业化发展今天,在经济全球化趋向日渐加速情况下,中国冲压模具必需立即提升水平。经过改革和发展,采取多种有效方法,引进和吸收国外优异冲压模具设计制造技术,不停创新,中国冲压模具水平也一定会不停提升水平,逐步缩小和世界优异水平差距。1.3 本课题研究关键内容在更改机械类基础课和专业课基础上,学习和初步掌握拉伸模设计方法和原理,利用UG NX三维CAD软件
15、,设计一个给定零件拉伸模冲压共工艺和模具,并对模具材料和结构进行分析计算,确定拉伸工艺和模具材料及结构尺寸。分阶段完成调研、方案论证、结构设计计算和分析,UG NX三维CAD建模、二维工程图纸生成、毕业设计论文书写和整理等工作。经过本课题设计和研究,了解拉伸模通常设计方法,和制作工艺,学习UG NX三维CAD操作使用和设计思想,掌握综合利用所学机械制图、机械原理、机构设计、计算机辅助设计和制造等知识能力和处理实际问题能力,培养学生勇于实践、开拓创新精神。2 冲裁零件工艺分析及工艺方案确定2.1 弯曲件工艺分析零件图:图1-1所表示生产批量:大批量材料:Q235A材料厚度:1mm图2-1 零件图
16、2.1.1 结构和尺寸该零件结构较简单,尺寸较小。在零件中还有一孔,需要考虑冲孔最小尺寸。冲孔最小尺寸和孔形状、板材力学性能和厚度相关,因受凸模强度限制,冲孔尺寸不宜过小。查表得d=3t=1满足要求。孔离边缘之间距离受模具强度和冲裁件质量限制,其值不能过小,通常取a2t,a=6t=1满足要求。依据工件结构形状,需要进行落料、冲孔和弯曲三道基础工序。工件为大批量生产,应重视模具材料和结构选择,确保模具复杂程度和模具使用寿命。原料采取条料。2.1.2尺寸精度零件图上尺寸无特殊要求,属自由尺寸,可按IT14级选择,利用一般冲裁方法能够达成图样要求。2.2 工艺方案确实定在冲裁工艺性分析基础上,依据冲
17、裁件特点确定冲裁工艺方案。该产品材料为Q235A,厚度t=1mm,抗剪切强度为=310-380Mpa,抗拉强度b=380 -470Mpa,伸缩率=21-25%,屈服强度s=2240 Mpa,含有较高强度、刚度和塑性,满足冲裁工艺对材料要求,适合于冲压加工,能够确保冲压过程完成,依据工件工艺分析,其基础工序有落料、冲孔、弯曲三道基础工艺,按其前后次序组合,可得以下多个方案;(1)落料弯曲冲孔;单工序模冲压(2)落料冲孔弯曲;单工序模冲压。(3)冲孔落料弯曲;连续模冲压。(4)冲孔落料弯曲;复合模冲压。方案(1)(2)属于单工序模冲裁工序冲裁模指在压力机一次行程内完成一个冲压工序冲裁模。因为此制件
18、生产批量大,尺寸又较这两种方案生产效率较低,操作也不安全,劳动强度大,故不宜采取。方案(3)属于连续模,是指压力机在一次行程中,依次在模具多个不一样位置上同时完成多道冲压工序模具。于制件结构尺寸小,厚度小,连续模结构复杂,又因落料在前弯曲在后,肯定使弯曲时产生很大加工难度,所以,不宜采取该方案。方案(4)属于复合冲裁模,复合冲裁模是指在一次工作行程中,在模具同一部位同时完成数道冲压工序模具。采取复合模冲裁,其模具结构没有连续模复杂,生产效率也很高,又降低工人劳动强度,所以此方案最为适宜。依据分析采取方案(4)复合冲裁 3 冲裁工艺和设计计算3.1计算毛坯尺寸3.1.1计算中性层弯曲半径相对弯曲
19、半径为:R/t=10/1=100.5式中:R弯曲半径(mm) t材料厚度(mm) 因为相对弯曲半径大于0.5,可见制件属于圆角半径较大弯曲件,应该先求变形区中性层曲率半径(mm)。=r0+kt (31)式中:r0内弯曲半径k中性层系数表3-1 板料弯曲中性层系数r/t0.10.20.30.40.50.60.70.811.2K0.210.220.230.240.250.260.280.30.320.33r/t1.31.522.5345678K0.340.360.380.390.40.420.440.460.480.5依据r/t,由表31查出中性层位移系数k值为:k1=0.5 k2=0.32计算出
20、图3-2中L3、L2长度分别为:图3-2零件图L2=7 L3=12再依据公式(3-1) 得1=r1+ k1t =10+0.51=10.52= r2+ k2t=1+0.321=1.32依据1、2和角度计算L1、L2 弧长展开长度:L1=/180=3.1410.5180/180=32.99mmL2=/180=3.141.3290/180=2.07mm计算毛坯总长:L=L1+L2+L3+L4=32.99+2.07+7+12=54mm依据计算得:工件展开尺寸为5410(mm),图32所表示。图32 零件展开外形尺寸3.2排样、计算条料宽度及步距确实定3.2.1搭边值确实定排样时零件之间和零件和条料侧边
21、之间留下工艺余料,称为搭边。搭边作用是赔偿定位误差,保持条料有一定刚度,以确保零件质量和送料方便。搭边过大,浪费材料。搭边过小,冲裁时轻易翘曲或被拉断,不仅会增大冲件毛刺,有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口,降低模具寿命。或影响送料工作。搭边值通常由经验确定,表所列搭边值为一般冲裁时经验数据之一。 搭边值是废料,所以应尽可能取小,但过小搭边值轻易挤进凹模,增加刃口磨损表22给出了钢(WC0.05%0.25%)搭边值。该制件是矩形工件,依据尺寸从表32中查出:两制件之间搭边值a1=1.5(mm),侧搭边值a=1.5(mm)。表32搭边a和a1数值材料厚度圆件及r2t工件矩形工件边长L50mm
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