本科毕业论文---支架冲孔落料冲压模具设计.doc
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1、洛阳理工学院毕业设计(论文)支架冲孔落料冲压模具设计摘 要随着中国工业不断地发展,模具行业正在变得越来越重要了。本文针对支架弯曲件的冲裁工艺性,分析比较了成形过程中的三种不同冲压工艺(例如 单工序、复合工序与连续工序)确定用一幅级进模完成冲孔、落料工序的过程。本文介绍了支架弯曲件冷冲压的成形过程,经过对支架的批量生产、零件质量、零件结构以及使用要求的分析和研究,按照不降低使用性能为前提,将其确定为冲压件,用冷冲压方法完成零件的加工,并且简要分析了坯料形状、尺寸,以及排样、裁板方案,冲压工序的性质、数目和顺序等,并进行了冲裁力、压力中心、模具工作部分尺寸及公差的计算,并设计出模具的结构。同时具体
2、分析了模具的主要零部件(如冲孔凸模、落料凸模、固定卸料装置、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工工艺过程。列出了模具所需零部件,并给出了合理的装配图。充分利用现代模具制造技术对传统机械零件进行了结构改进、优化设计、优化工艺方法,能大幅度提高生产效率,该方法对类似产品具有一定的借鉴作用。关键词:固定卸料装置,级进模,冲孔落料 BRACKET PUNCHING AND BLANKINGDIE DESIGN ABSTRACT With the continuous development of Chinese industry, the mold
3、industry is becoming more and more important. According to the blanking process of the stent bending, analyses and compares three different stamping process in the forming process (such as single processes, complex processes and continuous processes) to determine the process using a progressive die
4、punching, blanking process completed. This paper introduces the frame bending forming process of cold stamping, batch production, parts of the stent, the parts of the structure and the quality of research and analysis of requirements, in line with lower performance prerequisite, which is identified
5、as stamping parts processing, complete with cold stamping method, and a brief analysis of the blank shape, size, and layout, the conference board, stamping process nature, number and sequence, and the blanking force, center of pressure, the die size and the tolerance of the calculation, and designs
6、the structure of die. At the same time, analyzes the mold of the main components (such as punch die, blanking punch discharging device, fixed fixing plate, plate, etc.) design and manufacturing, stamping equipment selection, machining process is an important part of punch and die gap adjustment and
7、establishment. A list of desired mold parts, and gives a reasonable assembly. To make full use of the modern mold manufacturing technology were improved, optimization design, optimization of process method of traditional mechanical parts, can greatly improve the production efficiency, this method ha
8、s certain reference to similar products.KEYWORDS: fixed unloading device, mold design, progressive die, punching and blanking 目 录 前 言6第1章 对加工零件的工艺分析71.1 零件分析71.1.1 零件简图71.1.2 冲压件的工艺分析71.1.3 分析比较和确定工艺方案8第2章 冲裁模的参数计算102.1 冲压模设计计算102.2 工作力的计算122.2.1 落料力122.2.2 冲孔力132.2.3 卸料力132.2.4 推料力132.2.5 冲侧刃缺口的力14
9、2.2.6总冲压力142.3 确定模具压力中心142.4 计算凸、凹模刃口尺寸152.4.1 冲孔部分152.4.2落料部分16第3章 结构设计183.1 冲孔凸模结构设计183.1.1 计算凸模的长度183.1.2 凸模的强度与刚度校核193.2 落料凸模结构设计203.3凹模结构设计223.3.1整体式凹模的尺寸223.4 模具总体设计243.4.1 选择模具结构形式243.4.2操作方式243.4.3模架类型243.4.4 定位方式选择243.4.5 卸料与出件方式选择253.4.6导向方式选择253.4.7 定位零件设计253.4.8 卸料板设计253.4.9垫板设计263.4.10模
10、柄选择273.4.11 凸模固定板设计283.4.12导柱导套选择293.4.13 模座选择293.4.14 螺钉、销钉的选用303.4.15 装配图设计313.4.16模架的选取313.4.17 冲压设备的选择32第4章模具的技术条件334.1 表面粗糙度及标准334.2 加工精度344.2.1 尺寸偏差344.2.2 形位公差344.2.3 配合要求34第5章 模具装配与调试365.1 装配过程365.1.1 模具的装配365.2 装模与试模375.21 模具的安装375.3 模具的调试38总 结40致 谢41参考文献42外文翻译译文4350 前 言 冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料
11、施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需要零件(俗称冲压件或冲件)的一种压力方法。因为它通常是在压力机室温状态下进行加工,所以称为冷冲压。冷冲压生产过程的主要特征是依靠冲模和冲压设备完成加工,便于实现自动化,生产率很高,操作简单。冷冲压产品壁薄、质量轻、刚性好,可以加工成形状复杂的零件,小到钟表的秒针、大到汽车纵梁、覆盖件等。然而冲模制造一般情况下是单件小批量生产,精度和技术都要求比较高,并且制造成本高。所以,冷冲压生产只有在大批量的情况下才能获得比较好的经济回报。综上所述,冷冲压的加工方法具有独到特点,在大批量的生产中已被得到广泛应用。可以说,如果在生产中不广泛采用冲压工艺,许多工业部
12、门的产品只有在生产中广泛采用冲压工艺才能提高生产率、提高质量、降低成本,进行产品的更新换代。随着科学技术的进步和社会的发展,产品对模具的要求愈来愈高,传统的模具设计与制造方法已经不能适应产品及时代更新的需要。特别是90年代以来,工业产品的品种和数量不断增加,对产品质量、样式和外观提出新的要求,使模具需求量增加,对模具的质量要求也越来越高,模具技术直接影响制造业的发展,产品更新换代和产品竞争力。第1章 对加工零件的工艺分析1.1 零件分析1.1.1 零件简图如图1-1所示:图1-1零件图 1.1.2 冲压件的工艺分析 1. 材料:Q235-A钢为普通碳素结构钢,具有良好的塑性、焊接性以及压力加工
13、性,主要用于工程结构和受力较小的机械零件。综合评比适合冲裁加工。2. 工件结构:工件形状比较简单,孔边距大于凸凹模允许的最小壁厚(a=6),故可以考虑采用连续冲压工序。3. 尺寸精度:零件图上未注公差,属于自由公差,按IT14级确定工件尺寸的公差,一般冲压均能满足其尺寸精度要求。 4. 结论:可以冲裁该工件是典型的冲裁件,其特点是工件尺寸不大,且上下左右对称,材料强度不高,由于工件尺寸没有明显角标注,故属于一般冲裁件。冲裁件剪断面的表面粗糙度经查表得为50Ra/mm,需要采用IT12级的冲裁模,便可满足零件的精度要求,模具制造精度为IT10级。该工件外形整体呈梯形,且上下左右对称。由所给工件图
14、可以看出,工件上有四个圆孔,圆直径为8mm。该零件形状较简单、对称,是由圆弧和直线组成的。冲裁件所能达到的经济精度为IT12IT13。将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较,可以认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。其他尺寸标注、生产批量等情况,也均符合冲裁的工艺要求,故决定采用级进冲裁模进行落料冲孔加工。1.1.3 分析比较和确定工艺方案从零件的结构特点以及冲压变形特点来看,该零件冲压工序性质有冲孔、落料、两种。根据工序性质可能的组合情况,该零件可能的冲压方案有:该工件可有以下三种工艺方案:方案一:先冲孔,后落料。采用单工序模生产。方案二:冲孔-落料复合冲压。采用复合模生产。方
15、案三:冲孔-落料连续冲压。采用连续模生产。方案一模具结构简单,但需两道工序两副模具,成本高而生产效率低,难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具,工件的精度及生产效率都较高,模具强度较差,制造难度大,同时落料、冲孔需要很大的冲裁力,这样就必须使用大的冲压设备,造成能量的浪费,同时模具各部分的强度、刚度难保证。并且冲压后成品件留在模具上,在清理模具上的物料时会影响冲压速度,操作不方便。如果凸凹模内积存有废料,则对凸凹模的胀形力就会增加,而容易胀裂刃口,为安全起见,应避免凸凹模内积存废料。方案三也只需一副模具,生产效率高,将零件结构的内外形分解为简单形状的凸模或凹模,在不同工位上分步逐次冲压,提
16、高了模具强度和模具寿命,操作方便,工件精度也能满足要求。由于工件和孔废料都可由压力机台下排出,操作方便安全,生产效率高,同时连续模上如果没有弹性(弹簧和橡皮)卸料装置,同样能在高速冲床上进行连续冲压,而复合模是有困难的。可以利用已冲的孔进行导正销定位,从而保证了工件的精度。因此,该工件采用方案三最好。第2章 冲裁模的参数计算2.1 冲压模设计计算1. 排样设计与计算排样是否合理,经济型是否好,可用材料利用率来衡量。材料利用率是指零件的实际面积与材料面积的百分比。.要提高材料利用率,主要应从减少工艺废料着手,即设计合理安排方案,选择合适的板料规格及合理的裁料法(废料冲制小件。在不影响料头,料尾)
17、,利用废料冲制小件。在不影响设计要求的情况下,改善零件结构。本工件可采用连续排样方案,如图1-2所示:图1-2排样图为节约材料,应合理确定搭边值.查表取搭边,。计算冲压件一个进距的材料利用率: (2-1)式中:一个布局内零件冲裁件面积,; 一个布局内所需毛坯面积,; 条料宽度,; 送料进距,;(1) 送料步距:式中;于送料方向平行的冲裁件的宽度 冲裁件之间的搭边值;=1.5+90=91.5 (2) 送料宽度:当导料板板之间有侧压装置时或用手将条料贴近单边导料板(或两个 导正销)时,条料宽度按下式计算: (2-2)当条料在无侧压装置的料板之间送料时,条料宽度按下式计算:式中冲裁件与送料方向垂直的
18、最大尺寸;-冲裁件与条料侧边之间的搭边;板料剪裁时的下偏差; 条料与导料板之间的间隙; 2. 条料利用率: 3. 整个板料的利用率 (2-3)式中 : 条料(或整个板料)上实际冲裁的零件数; 条料(或板料)长度; 条料(或板料)宽度; 一个零件的实际面积。根据板材标准选取的钢板1.若采用纵裁2.若采用横裁 综上所述故采用纵裁2.2 工作力的计算冲裁一个零件的周边长度外轮廓周边长度:孔周边长度:mm2.2.1 落料力 (2-4) 其中: K刃口磨损,间隙波动,料厚等因素设置的安全系数,取1.3;冲裁力,单位为N冲裁周边,单位为mm材料抗剪强度,单位为Mpa材料厚度,单位为mm2.2.2 冲孔力
19、(2-5) 其中:刃口磨损,间隙波动,料厚等因素设置的安全系数,取1.3;冲裁力,单位为N 冲裁周边,单位为mm材料抗剪强度,单位为Mpa材料厚度,单位为mm 2.2.3 卸料力 (2-6) 其中: 落料力,单位为N; 卸料力系数,其值为0.020.06 经查表得2.2.4 推料力 (2-7)其中: 冲裁力,单位为N;推料力系数,其值为0.030.07;经查表得 凹模刃口高度取6mm,则2.2.5 冲侧刃缺口的力 ( 2-8) 其中: 刃口磨损,间隙波动,料厚等因素设置的安全系数,取1.3;冲裁力,单位为N冲裁周边,单位为mm材料抗剪强度,单位为Mpa材料厚度,单位为mm2.2.6总冲压力 所
20、以可选用规格为800KN可倾斜式压力机。该模具采用弹性卸料和下出料方式。2.3 确定模具压力中心冲裁时冲裁力的合力作用点称为压力中心,在设计模具时,要求模具的模柄中心(一般情况下也是凹模的几何中心)与压力中心重合,对于要求不高或冲裁力较小间隙较大的模具,压力中心不允许超出模柄投影面积范围,否则产生偏载,使模具导向部分偏斜,影响凸凹模间隙,加速模具磨损,降低制件质量和模具寿命,造成严重后果。确定压力中心就是为了合理的确定模具结构。因工件上下,左右都对称,故其压力中心在坐标系的原点=0=0故模具压力中心在模柄的投影范围之内,故符合要求。2.4 计算凸、凹模刃口尺寸凸、凹模刃口尺寸精度决定的合理与否
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