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毕业设计手柄支架弯曲模具设计正文.doc
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1、 第1章 绪 论 冲压模具的设计好坏,直接影响到模具的寿命和产品的质量,比如尺寸精确公差,外观表面的质量。所以一个模具不能总按以前的方法去做,要仔细设计,有新的思绪,选择最佳的方案。冲压模课程设计重要是想帮助学生运用已学习过的课程冲压工艺学中的相关知识,来进行模具设计。这是一个非常重要的实际环节,由于这项毕业设计是综合运用所学过的知识和技能,理论联系实际,独立分析,解决实际问题,从事专业工程技术和科学研究工作基本训练的过程。这项环节除了规定毕业生具有相关的理论知识以外,还规定我们可以纯熟运用有关的技术资料、设计手册及国家标准,对相应的冲压件进行理论计算和模具结构设计,为以后我们走向工作岗位打下
2、结实的基础。 本次毕业设计的题目是手柄支架弯曲模具设计,这次设计的目的是让同学们能更好的运用并巩固所学的模具专业知识以及其它机械知识来共同完毕这次设计。同时也规定并鼓励我们将理论知识和实际问题相结合,从而提高了我们整体的设计水平。 这次设计中,能让我们更好的将金工实习跟平时课堂的知识结合起来,将理论融入实际,将机械方面的知识融合在一起。 第2章 冲压工艺与模具设计2.1 模具简述模具,工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压、拉伸等方法得到所需产品的各种模子和工具。简而言之,模具是用来成型物品的工具,这种工具由各种零件构成,不同的模具由不同的零件构成。它重要通过所成型材料物理
3、状态的改变来实现物品外形的加工。模具一般涉及动模和定模(或凸模和凹模)两个部分,两者可分可合。分开时装入坯料或取出制件,合拢时使制件与坯料分离或成形。模具是精密工具,形状复杂,承受坯料的胀力,对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有较高规定,模具生产的发展水平是机械制造水平的重要标志之一。模具是冲压件加工生产的重要工艺装备,对于冲压件来说,模具起到相称的重要性,模具的好坏直接关系到冲压件的质量。模具制造厂家为了更好的生产出合格的模具,质量规定等方面满足冲压公司的生产,制造模具的厂家进行多方面的工作,一方面第一点就是进行技术交流,技术交流方面涉及年生产大纲、设备能力、生产能力、生产操
4、作方面、模具材料和模具标准件的选用、模具标记、模具的质量规定以及验证标准等多种工艺规定。另一方面就是模具图纸会签,模具图纸会签从机床匹配、安全、生产操作、结构、维修等方面进行。然后就是模具监制,让有专业人员对其模具进行解决,涉及模具的质量、模具的结构合理改动,保证模具质量具有标准性、合格性等安全过关。最后一步就是模具检查,根据以上的模具图纸会签等过程针对制件的质量、机床匹配、安全、生产操作、结构、维修等方面进行,在生产现场,模具必须进行稳定而规范的检查,否则产品质量很难得以保证。我国考古发现,早在2023数年前,我国已有冲压模具被用于制造铜器。证明了中国古代冲压成型和冲压。模具方面的成就就在世
5、界领先。1953年,长春第一汽车制造厂在中国初次建立了冲模车间。该厂于1958年开始制造汽车覆盖件模具,我国于20世纪60年代开始生产精冲模具。在走过了漫长的发展道路之后,目前我国已形成了300多亿元(未涉及港澳台的记录数字,下同)各类冲压模具的生产能力。我国冲压模具无论在数量上,还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展,但与国发经济需求和世界先进水平相比,差距仍很大,一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口。特别是中高档轿车的覆盖件模具,目前仍重要依靠进口。在国家产业政策的对的引导下,通过几十年努力,现在我国冲压模具的设计与制造能力已达成较高水平。涉及信息工程和虚拟技术等许多
6、现代设计制造技术已在很多模具公司得到应用,虽然如此,我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业,日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中,6080%的零部件,都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂限度、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”,用模具生产的最终产品的价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家产品制造水平高低得重要标志,在很大限度上决定着产品的质量、效益和新
7、产品的开发能力。鉴于振兴我国模具工业的重要性,1989年3月国务院颁布的在关于当前产业政策要点的决定中,把模具列为机械工业技术改造序列的第一位,生产和基本建设序列第二位。1999年8月20日党中央和国务院发布的关于加强技术创新发展高科技实现产业化的决定指出:要在电子信息特别是集成电路设计与制造、网络及通讯、计算机及软件、数字化电子产品等方面,在生物技术及新医药、新技术、新能源、航天航空、海洋等有一定基础的高新技术产业领域,加强技术创新,形成一大批拥有自主知识产权、具有竞争优势的高新技术产业。所有这些,都充足体现了国务院和国家有关部门对发展模具工业的重视和支持。当前,我国工业生产的特点是产品品种
8、多、更新快和市场竞争剧烈。在这种情况下,用户对模具制造的规定是交货期短、精度高、质量好、价格低。因此,模具工业的发展的趋势是非常明显的。模具产品发展将大型化、精密化。模具产品成形零件的日渐大型化,以及由于高效率生产规定的一模多腔使模具日趋大型化。随着零件微型化,以及模具结构发展的规定,精密模具精度已有更高的规定,这就规定发展超精加工。过功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具是在多工位级进模基础上开发出来的。一套多功能模具除了冲压成形零件外,还可担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装任务。通过这种多功能模具生产出来的不再是单个零件,而是成批的组件。如触头与支座的组件,各种小型电机、电器及仪
9、表的铁芯组件等。热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高。由于采用热流道技术的模具可提高制作的生产率和质量,并能大幅度节省制作的原材料和节约能源,所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。模具标准件的应用将日渐广泛。使用模具标准件不仅能缩短模具制造周期,并且能提高模具质量和减少模具制导致本。因此,模具标准件的应用必将日渐广泛。为此,一方面要制订统一的国家标准,并严格按标准生产;另一方面要逐步形成规模生产,提高标准件质量、减少成本;再次是要进一步增长标准件规格品种,发展和完善联销网,保证供货迅速。在模具设计制造中奖全面推广。模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明,模
10、具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。现在,全面普及CAD/CAM/CAE技术已基本成熟。由于模具CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术,近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已减少到中小公司普遍可以接受的限度,特别是微机的普及应用,更为广大模具公司普及模具CAD/CAM技术发明了良好的条件。 纵观模具市场与模具生产技术现状、差距和发展趋势,模具行业在未来2023内,须以“十年生聚、十年生息”,发奋图强的精神,全面掌握和实现信息化、数字化模具生产技术,把我国建设成为发达的模具工业国家。研究引入适于专用模具单件生产方式的公司管理、模具生产过程控制与管理和模具用户
11、服务信息管理的理论、模式和方法及其软件,提高模具公司、模具行业在两个市场的核心竞争力。未来2023模具喝血技术的发展战略重点为对模具信息化、数字化生产技术进行研究,重要任务为:(1) 研究开发三维(3D)的模具CAD/CAE/CAM系统,并形成拥有自主知识产权的软件体系。(2) 研究模具设计、制造参数,通用、标准、参数化构建及由经验构成的专家系统,并使之形成模具CAD/CAE/CAM数据库。(3) 建立模具公司生产管理系统软件的应用与开发体系。(4) 研究、开发金属板材成形工艺过程模拟分析软件。(5) 研究精密电火花加工工艺及其柔性制造单元。(6) 研究数字化快速制造模具技术。(7) 研究模具
12、成型件材料的应用体系和模具型件用新材料。2.2冷冲压简述冷冲压是在常温下,运用冲压模在压力机上对板料或热料施加压力,使其产生塑性变形或分离从而获得所需形状和尺寸的零件的一种压力加工方法。冲压重要用于加工板料零件,所以也叫板料冲压。冲压加工的应用范围十分广泛,在电子工业产品的生产中,已成为不可缺少的重要加工方法之一,据概略记录,在电子产品中,冲压件(涉及板金件)的数量约占零件总数的85%以上。此外,冲压加工在汽车、拖拉机、电机、仪器仪表灯机械工业和国防工业以及平常生活用品的生产方面,也占据着十分重要的地位。冲压与其它加工方法相比,无论在技术方面还是经济方面,都有许多独特的优点:(1) 在压力机的
13、简朴冲击下,能获得壁薄、重量轻、刚性好、形状复杂的零件,这些用其它方法难以加工甚至无法加工;(2) 所加工的零件精度较高、尺寸稳定,具有良好的互换性;(3) 冲压加工是无屑加工,材料运用率高;(4) 生产率高,生产过程容易实现机械化、自动化;(5) 操作简朴,便于组织生产。冲压加工的零件,种类繁多,对零件形状、尺寸、精度的规定各有不同,其冲压加工方法也是多种多样的。但概括起来,可以分为分离工序和成形工序两大类。分离工序是将冲压件或毛料沿一定轮廓互相分离,其特点是板料在冲压力作用相爱使板料发生剪切而分离。成形工序是在不导致破坏的条件下使板料产生塑性变形,形成所需形状及尺寸的零件,其特点是板料在冲
14、压力作用下,变形区应力满足屈服条件,因而板料只发生塑性变形而不破裂。2.3工艺分析(1)材料:该冲裁件的材料为08AL,具有较好的可冲压性能。 (2)零件结构:该冲裁件结构简朴,未注明内弯曲半径为R3,未注明圆角半径为R5,比较适合冲裁。 (3)尺寸精度:零件图上所有未注公差的尺寸,属于自由尺寸,可按IT12级拟定工件尺寸的公差。查公差表可得各尺寸公差为:零件外形:mm,26mm,mm, 25mm , mm ,79mm零件内形:12mm,4 mm孔心距: 13mm,78mm,22mm,44mm,29mm 2.4材料的力学性能工件材料为08AL,为深冲压用冷轧薄钢板。材料状态:退火。材料的抗拉(
15、抗剪)强度:抗拉强度:,取抗剪强度:,取2.5 工艺方案的拟定 本设计的制件是手柄支架,材料为08AL,厚度为3mm,大批量生产。其零件图如下: 该件形状复杂,展开面积很难计算,由于本件的展开图形状类似长方形,所以坯料定为长方形板料,长和宽按各自制件中心线展开长度加上修边余量拟定。弯曲件毛坯长度计算如下: 此工件选用08钢,其弯曲半径均大于该种材料的最小弯曲半径,且尺寸精度规定不高,不需要校形,由冲裁和弯曲即可成形。 中性层位移系数可查模具设计与制造表3-3 取=0.36 =2(24+45.25+24)+4(5+0.363)=224.6824mm 中性层位移系数可查模具设计与制造表3-3 取=
16、0.36 =2(30+13)+4(5+0.363)=124.18242.6 冲压工序性质和工序次数的选择 通过对制件图的观测,冲压该零件,需要的基本工序和次数有:落料,冲的孔10个,冲的孔5个,冲的孔2个,初次弯曲成形,二次弯曲成形。2.7 工序组合及其方案比较根据以上这些工序,可以作出下列各种组合方案。方案一:(a)落料冲的孔10个,冲的孔2个 (b)弯曲小边 (c)弯曲下边和冲其余的孔(d)其余的弯曲方案二:(a)落料和冲所有孔(b)弯曲方案三:(a)落料 (b)冲所有孔 (c)弯曲成形 方案四:(a)落料 (b)弯曲成型 (c)冲所有孔对以上四种进行比较,可以看出:方案一,从生产效率、模
17、具结构和寿命方面考虑,将落料和零件上的孔组合在三套模具上冲压,有助于减少冲裁力和提高模具寿命,由于模具结构比较简朴,所以操作也较方便,同时也可以节省一道工序。方案二,落料和冲孔组合,可以节省一道工序,但是多凸模厚板冲孔模容易磨损,刃磨次数增多,模具寿命底。此外,孔与孔之间的距离精度很难保证。弯曲工序均在冲孔后进行,产生弯曲回弹后孔距不易保证,影响零件精度。同时先冲孔后胀形,零件的精度无法保证。方案三,这个方案和方案二同样,会在弯曲成型后产生回弹孔距不易保证,影响孔距的精度。此外,落料和冲孔不采用复合模,缺陷是不节省工序和设备,生产效率太底。模具容易磨损或破坏,因此不易采用。方案四,冲孔安排在弯
18、曲后进行,可以提高孔距精度,保证零件质量,同时弯曲后二次冲孔的模具费用也较高,模具结构复杂,刃模和修理比较困难,上、下料操作也不方便。通过以上的方案分析,可以看出,在一定的生产批量条件下,选用方案一是比较合理的。拟定了工艺方案以后,就可进行该方案的模具结构型式的拟定,各工序的冲压力计算和冲压设备的选用。对于如何可以对的选用模具,必须根据零件的形状、尺寸,精度规定,材料性能,生产批量,冲压设备,模具加工条件等多方面的因素进行考虑。在满足冲压件质量规定的前提下,最大限度地减少冲压件的生产成本。拟定模具的结构形式,必须解决好以下的问题:模具类型的拟定是简朴模、复合模,还是级进模。操作方式的拟定是手工
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