工艺花瓶的冲模设计毕业设计.docx
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1、 摘要本次设计的题目是工艺花瓶的冲模设计,体现了冲压零件的设计要求、内容及设计方向,是一次很有意义的设计.在本次设计中主要针对级进模进行设计。首先对冲裁件进行了结构分析,依次确定模具的类型、结构,接着确定模具的冲裁力和相关尺寸参数的计算,以及标准件的选用,最后运用AutoCAD软件进行零件图和装配图的绘制。本次模具设计并不复杂主要采用理论与实践相结合的方式,运用所学理论知识,以及几次课程设计的经验,基于 CAD 软件作图以及所学的模具知识,再阅读大量相关文献资料,教材及新闻背景资料,在辅导老师的指导和帮助下完成本次毕业设计。冲压件是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力,使之产生塑性
2、变形或分离,从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。实践证明,模具的设计光靠理论知识远远不够,还要有实际的经验才能设计出更合理的模具。所以我在此写下此论文。关键字: 工艺花瓶 ; 级进模 ; AutoCAD软件AbstractThe topic of this design is the punching die design craft vase, embodies the design requirements of stamping parts, content and design direction, is a very meaningful design. In th
3、is design is aimed at progressive die design. First hedge cutting structure analyses, in turn determine the type, structure of the mould, then determine the mould size parameters of the cutting force and the related calculation, and the choice of standard parts, by using the software of AutoCAD draw
4、ing parts drawing and assembly drawing. The design of the mould is not complex mainly adopts the way of combining theory and practice of learning theory knowledge, experience and a few course design, drawing and learned knowledge of mold based on CAD software, and then read a large number of relevan
5、t literature, teaching material and news background, under the guidance of tutor and help to complete the graduation design.Stamping is the use of installed in stamping device (press) on the mold to put pressure on the material to produce a separation or plastic deformation, a processing method to o
6、btain the required parts. Practice proved that mould design theory knowledge alone is not enough, must have the practical experience to design a more reasonable mould. So I am writing this thesis.Key words: progressive die process vase AutoCAD software目录引言1第一章工艺花瓶的工艺设计31.1工艺花瓶的轴测图及三视图31.2工艺花瓶的工艺分析41
7、.3工艺花瓶的工艺方案选择41.4凸、凹模刃口尺寸计算5第二章相关参数设计72.1 冲裁的排样72.2 各部分工艺力的计算92.3 弯曲力102.4 压力中心的确定122.5 压力机的选取12第三章冲裁模主要零部件设计133.1定位零件的选取133.2卸料零件设计143.3凸、凹模设计143.4 模架的确定18第四章结构零件的设计204.1固定板、垫板的设计204.2导向装置及模柄的设计204.3冲模过程及冲模安全20设计总结23参考文献24致谢2524引言我国模具行业的发展日益受到人们的重视和关注.在机械、电子、汽车、航空航天、电器、仪器仪表和通信等产品中%60%80的零部件都要依靠模具成行
8、,用模具生产的制件具备了高精度、高一致性、高复杂程度、高生产率和低消耗.是其它加工不能比拟的。同时,模具生产技术水平的高低已经成为衡量一个国家产品的制造水平商标的重要标志,预计到2010年我国模具水平将进入亚洲先进水平的行列,在经过一个10年的努力,到2020年将基本达到国际水平,使我国不但成为模具生产大国,而且进入世界模具生产强国。级进模又称连续模或跳步模。它是在模具的工作部位将其分成若干个等距工位,在每个工位上安置了一定的冲压工序,在模具内或模具外设置了控制条料(卷料)按固定距离(步距)送进的机构,使条料沿模具逐工位依序冲压后,到最后工位从条料中便可冲出一个合格的制品零件来。在冷冲压生产中
9、,这类模具称为级进模,工位多于5步的级进模称多工位级进模。采用级进模冲压在提高生产率、降低成本、提高质量和实现冲压自动化等方面有着非常现实的意义。它可以对各种冲压件进行冲裁、弯曲、拉伸、成形等加工。对一些形状特别复杂,或者孔边距较小的冲压件,若采用单工序模或复合模冲制有困难时,则可用级进模对冲压件采取分段的方法逐步冲出。在现代冲压技术中,发展级进模占有重要地位,特别是对大批量生产的冲压件尤其应当采用多工位的级进模。由于模具制造水平的提高,也为发展级进模创造了条件。目前,国内已可自行设计与制造出50多个工位的级进模,其制造精度已可达到微米级。级进模结构复杂,模具制造精度高,模具制造、调试和维修难
10、度大,车间占地面积大,模具尺寸大。中间不能进行退火等软化处理,因此工件材料选用要适当。多工位级进模主要用于中小型复杂冲压件的大批量生产。近年来,模具工业都能以15%左右的增长速度快速发展,除了国有专业模具厂外,集体、合资、独资和私营业都在快速的发展。2005年我国模具产值为610亿人民币,2006年达到720个亿,平均每年以20%-25%的增长速度。标志冲模技术水平的多工位级进模和多功能模具,是我国在精密模具品种的重点发展方向。比较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,已经达到国际水平。但是总体和国外多工位级进模相比,在精度、使用寿命、模具结构和功能上,仍有一定的差距。这些差距
11、主要表现在高档轿车和大型汽车覆盖模具及高精度冲模方面. 据中国模具工业协会发布的统计材料表示,2004年,我国我国冲压模具总产量为220亿元,其中出口为0.75亿美元,而根据我国海关统计资料,2004年我国冲压模具进口约为5.61亿美元。从上述统计可算出我国冲压模具市场总需求为260.4亿元,总供应约为213.8亿元,市场满足率为80%有几个具体情况还必须要表明,第一就是进口模具大部分是技术含量高的精密模具,而出口多为技术含量较低的模具。国外模具技术要比我国高。一些高新技术在国外企业中得到广泛应用1.3D设计已达到70-80%,2.PRO/E、UG、CIMATRON等软件得到普遍应用。3.数控
12、机床的普遍应用,保证模具两件的高加工精度和纸质量。4.CAD技术逐渐成熟。5.普遍采用高速切削加工技术。6.普遍应用快速成型技术和快速制模技术。在现代化工业生产中,大多数的工业产品需要使用模具加工,模具工业已成为工业发展的基础。作为制造业基础的机械行业,据国际生产技术协会预测,21 世纪机械制造业零件,其粗加工的%75和精加工的%50都将依靠模具完成。因此模具行业已成为国民经济的重要基础工业。随着企业的发展,一个机械企业要想在竞争中立于不败之地。首先这个企业要有自己的加工后台。而此加工后台必须有自己的模具才能不依靠其他企业而生存,所以模具的设计与开发尤为显得重要,所以我据此写下此论文。第一章
13、工艺花瓶的工艺设计1.1工艺花瓶的轴测图及三视图随着模具行业的高速发展,冲压模具越来越多。各种冲压制件的倍出让生活变得更加美好。在家具摆设里,花瓶便出现了,它主要用来装饰。分析该工件如图2.1,结合图及加工要求可知:工艺花瓶的冲裁件结构并不是很复杂,适合冲压;所给的零件图并未有标注,没有公差的要求,精度并不是很高,可以按IT14级来确定工艺花瓶的尺寸公差。图1.1工艺花瓶的轴测图图1.2主视图1.2工艺花瓶的工艺分析按照老师规定的要求,在结合所给零件及生活实际情况可知:(1) 材料:不锈钢,材料厚度:t=2毫米(2) 技术要求:外观光滑,没有毛刺(3) 生产批量:3-5PWCS由于给定的尺寸均
14、未标注尺寸精度和位置精度,粗糙度也无要求。设计师一般按国家标准级公差IT14来处理,可以查出这些尺寸的公差.材料为不锈钢,抗剪强度为τ=314-471mpa,抗拉强度为b=392-588mpa,屈服强度为s=412-490mpa,伸长率为=15%-21%,弹性模量为E=206,具有良好的冲压性能,适合冲裁。 由上图1.2可知工件是由一些圆孔和一个圆筒组成,由于每一个孔都均匀分布,且结构左右中心都对称;所以符合冲压模具的设计要求。加工起来并不是很难。由上面分析工件以及所学的知识可知,该工件工艺性较高,适合冲压加工。1.3工艺花瓶的工艺方案选择(1)工艺花瓶的设计由以上图可以知道工件的形
15、状,并可以确定在模具上的加工步骤,分别为冲孔、弯曲、切边、切断的过程。而可以用来加工这些步骤的模具有:单工序模、复合模、级进模。它们各有各自的优缺点:单工序模:可以提高冲裁件的精度。缺点:不适合用在结构复杂的零件。复合模优点:生产效率较高,冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高,板料的定位精度要求比级进模低,冲模的轮廓尺寸较小。缺点:结构复杂,成本高,不适合小批量生产。级进模优点:生产效率高,设备利用率高适合大批量的生产的零件。缺点:车间占地面积大,成本较高,不适合小批量生产。通过对单工序模、复合模、级进模的优缺点分析,工艺花瓶更适合与级进模加工,最后确定选择级进模来加工。1.4凸、凹模刃口尺寸计
16、算尺寸计算原则由于凸、凹模之间存在一定间隙,所以冲裁件断面都有一定锥度,而在冲裁件尺寸测量和使用中大多数以光亮带尺寸为基准,并遵循以下原则:(1)不管落料还是冲孔,冲裁间隙均选用最小合理间隙值Z(2)设计落料模先确定凸模刃口尺寸,即以凹模刃口尺寸为基准。(3)设计冲孔模先确定凹模刃口尺寸,即以凸模刃口尺寸为基准。(4)选择模具刃口制造公差时,要考虑工件精度与模具精度关系,既要保证工件的精度要求,又要保证有合理间隙值。一般冲模精度较工件精度高24级,如果工件无公差,可以根据图形零件精度IT10级来处理。非圆形件,按国家标准IT14级来处理(5)工件尺寸公差与冲模刃口制造偏差原则按“入体原则”处理
17、。冲孔凸、凹模刃口尺寸计算:确定初始间隙,查4得:=0.246=0.360=0.75属于一般冲孔,所以凸、凹模按分别加工法制造。冲孔;查表4,+=+0.017mm,=-0.012mm。凸模刃口尺寸:=(d+) =(6+0.750.3) =6.225mm凹模刃口尺寸:=(+) =(6.09+0.246)=6.471mm校核+=+=0.029mm-=0.360-0.246=0.114mm满足+-要求。冲mm;查表4得,=0.017mm,=0.012mm。凸模刃口尺寸:=(d+) =(10+0.750.36) =10.27mm凹模刃口尺寸:=(+) =(10.07+0.246)=10.516mm校核
18、+=+=0.029mm;-=0.360-0.246=0.114mm满足+-要求。通过上面计算,可以得到所需要的尺寸。第二章 相关参数设计2.1 冲裁的排样排样原则:(1) 提高材料利用率;(2) 使工人方便、安全、减轻劳动强度;(3) 模具结构简单,寿命大。排样方法:根据材料的合理利用,调料排样分以下几种;(1) 有废料排样:冲裁件精度高、寿命长,材料利用率高;(2) 少废料排样:材料利用率较高,冲裁结构简单;(3) 无废料排样:材料利用率高,但冲裁件质量和寿命较差;确定搭边值:搭边的合理值主要采取冲裁件的板料厚度、材料性质、外轮廓形状及尺寸大小等。由于已知材料厚为2.00mm,材料形状为矩形
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