落料拉伸复合模具设计.doc
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1、洛阳理工学院毕业设计(论文)落料拉伸复合模具设计摘 要学习、研究和发展冷冲压技术,对发展我国国民经济和加速现代化工业建设具有重要意义。本文主要是对压紧弹簧座工艺分析及模具设计。首先,对传压紧弹簧座进行了工艺分析,压紧弹簧座外形是圆柱形,确定了毛坯尺寸、拉深次数、模具的结构形式及排样方式;然后选择了合适的压力机,把凹模、凸模的尺寸设计出来、选择了合适的模架、卸料装置、推件装置、导向零件、模柄、凸模和凹模的固定板及垫板,用CAD软件绘制了本模具的工程图。关键词:拉伸,圆柱形,工艺分析,冷冲压BLANKING-DRAWINGCOMPOSITE MOLD DESIGNABSTRACTLearning,
2、 research and develop the cold stamping technology has a great significance to the development of Chinas national economy and the process of accelerating the modernization of industrial construction. In this paper, we mainly discuss the analysis of the process of the compression spring seat and the
3、design of the die. First of all, we analyze the process of the compression spring seat. The shape of the compression spring seat is cylindrical, and the blank size, the number of drawing, the structure form and the arrangement mode of the die are determined。 Secondly, we choose the right machine to
4、design the size of the concave die and punch out, choose the suitable mold, discharging device, the pushing device, guide part, a die shank, a convex die and the concave die fixing plate and plate. Consequently, we use the CAD software drawn drawings of the mold。KEY WORDS: the tensile, cylindrical,
5、process analysis,cold stampingII目录前言5第1章 模具成型61。1 冷冲模成型特点61。1.1 冲裁模61。1.2 弯曲模61。1.3 拉伸模和多位级进模61。2 冷冲模具的发展趋势61。3 复合模71.3。1 复合模的种类71。3.2 选择复合模的原则81。3。3复合模的设计要点10第2章 冲压加工的经济性选择122。1 经济性122.2 冲压件的制造成本122.3 降低成本的措施12第3章 冲压件工艺性分析143.1 制件的工艺分析143。2 毛坯尺寸的确定153.3 拉伸次数153。4 冲裁力163。5 卸料力、推件力和顶件力163。6 排样173。7 拉
6、伸173。7.1 拉伸力183。8 模具压力中心和闭合高度的确定183。9 压力机的选择193.10 模具主要零部件的设计193。10。1 落料凹模的结构设计203.11 模具标准件选择223。11.1 模架的选择223.11.2 挡料销243。11.3 卸料装置243。11.4 推件装置253。11.5 导向零件设计与标准253.11.6 模柄的选用253。11。7 凸模固定板与垫板263.11。8 压缩橡皮的选用273。12 拉伸模结构设计283.12。1凸、凹模间隙283。12。2 凸、凹模制造公差29结论31谢 辞32参考文献33洛阳理工学院毕业设计(论文)前言目前,我国经济仍处于高速
7、发展阶段,国际上经济全球化发展趋势日趋明显,这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面,国内模具市场将继续高速发展,另一方面,模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购的趋向也十分明显。因此,放眼未来,国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好,预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展,我国不但会成为模具大国,而且一定逐步向模具制造强国的行列迈进。“十一五”期间,中国模具工业水平不仅在质和量的方面有很大提高,而且在行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机制以及技术进步的方面也会取得较大发展。随着我国工业的迅速发展,工业产品的外形在满足性能要求的同时,变的越来越
8、复杂,而产品的制造离不开模具,利用计算机辅助软件进行模具设计不但提高模具的制造精度而且还缩短了设计及加工的时间.冷冲压成形是一种历史悠久的金属加工工艺,随着工业水平的不断进步,冷冲压技术和设备日益完善,在汽车、机械制造、电子电器等行业中,冲压加工得到了广泛的应用。大到汽车的覆盖件,小到钟表以及仪器仪表元件,大多是由冷冲压方法制成的。学习、研究和发展冷冲压技术,对发展我国国民经济和加速现代化工业建设具有重要意义.传统的冲压工艺及模具设计只能在众多简化和假设的基础上进行初步的设计计算,然后依靠大量的经验,反复试模、修模来保证冲压件的成形品质。从而拖延新产品的开发,造成研发成本过高,在市场竞争中处于
9、被动的地位。70年代起,有限元法开始应用于板料成形过程的模拟,各种成熟的CAE仿真软件应用于模具工业中,有效地用来解决模具制造中的难题如拉裂、起皱、回弹的预测。伴随冲压成形的计算机仿真技术日渐成熟,并在冲压工艺与模具设计中发挥出越来越大的作用,成熟的仿真技术可以减少试模次数,在一定条件下还可使模具和工艺设计一次合格从而避免修模。这就可以大大缩短新产品开发周期,降低开发成本,提高产品品质和市场竞争力。 第1章 模具成型1。1 冷冲模成型特点冷冲模是在温室下把金属或非金属板料放在模具内,通过压力机和模具对板料施加压力,使板料发生分离或变形制成所需零件的模具。各类冷冲压模成形特点如下: 1。1。1
10、冲裁模冲裁模的成形特点是:将一部分材料与另一部分材料分离。如图1.1所示的冲裁模成形过程,冲裁模分为落料模和冲孔模。落料模的成形特点是将材料封闭的轮廓分开,而最终得到的是一个平整的零件;冲孔模是将零件的材料与封闭的轮廓分离,使零件得到孔. 1。1。2 弯曲模弯曲模的成形特点是:将板料或冲裁后的坯料通过压力在模具内弯曲成一定的角度和形状。弯曲模成形过程,是将平直的板料压成带有一定角度的弯曲形状. 1。1。3 拉伸模和多位级进模(1)拉伸膜 拉深模的成形特点是:将经过冲裁得到的平板坯料,压制成开口的空心零件。拉深模成形过程,是将平板的坯料拉深成筒形零件.(2)多工位级进模多工位级进模的成形特点是:
11、可以完成多道冲压工序,局部分离与连续成形结合;配备有自动送料、自动出件、安全检测等装置;模具结构复杂,镶块较多,模具制造精度要求很高,制造和装调难度大.1.2 冷冲模具的发展趋势随着与国际接轨的脚步不断加快,市场竞争的日益加剧,人们已经越来越意识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年来许多模具企业因此加大了用于技术进步的投资力度,一些国内模具企业已普及了二维CAD,并开始使用UG、Pro/Engineer、IDEAS等国际通用软件,个别厂家还引进了DYNAFORM等CAE软件,并成功应用于冲压模的设计中。1.3 复合模在实际生产中常常将几个单工序冲压过程集中与一套模具来完成,这种在一
12、副模具上、在冲床的一次行程中,在同一工位上完成两种或两种以上冲压工序的模具称为复合模。复合模的特点有:生产效率成倍提高。例如原来由两副模具分别完成的落料,冲孔工序,若使用落料、冲孔复合模时,则可以由一副模具在一次冲压行程中完成,生产效率提高了一倍。若原来由四副单工序模完成的落了、冲孔、拉深、切边的冲压工序,在采用了四合一复合模后,生产效率可提高四倍.而且还节省了人力、电力和工序间的搬运工作.提高冲压件的质量。在复合模具中几道冲压工序是在同一工位上完成的,无需重新定位,因此在完成几道冲压工序过程中冲压件的定位基准不动,从而使冲压工件的位置精度得到提高.例如当冲压件的外缘与内孔的同心度要求较高时,
13、采用复合模就较容易满足要求。另外,对于那些尺寸较小的冲压工件或形状比较复杂而重新定位又比较困难的冲压工件,采用复合模就可以避免重新定位的困难及在重新定位时产生的误差。复合模的同心度误差在以内.对模具制造精度要求比较高.由于复合模要在一副模具中完成几道冲压工序,因此模具结构一般要比单工序模具复杂,而且个零部件在动作时要求相互不干涉、准确可靠。这就要求模具的制造应有比较高的精度。因此模具的制造成本也就提高了,制造周期相对延长,维修也不如单工序模简单。 1。3。1 复合模的种类按复合工序的性质分类,复合模可分为以下几种:冲裁类复合模: 如落料、冲孔复合模,切断、冲孔复合模等。成形类复合模: 如弯曲复
14、合模,挤压复合模等。冲裁与成形复合模: 如落料、拉深复合模,冲孔、翻边复合模,拉深切边复合模,落料、拉深、冲孔、翻边复合模等。 1.3。2 选择复合模的原则确定是否采用复合模要考虑以下几个方面:生产批量。 复合模可以成倍地提高生产效率,生产批量越大,提高生产效率就越显得重要。因此,在大批量生产时更适合使用复合模。在单间小批量生产中应采用单工序模,这样由于模具结喉简单,几个单工序模可能比一套复合模的成本还低。冲压工件的精度。 当冲压工件的尺寸精度或同轴度、对称度等位置精度要求比较高时,应考虑采用复合模具,对于形状比较复杂,重新定位可能产生比较大加工误差的冲压工件,也可采用复合模.复合工序的数量.
15、 一般复合模的复合工序数量在四工序以下,更多的工序将导致模具结构过于复杂,同时模具的强度、刚度、可靠性、也将随之下降,制造及维修更加困难。在分析冲压工件的特点,确定是否采用复合模时,可参照以上原则及表1-1、表1-2综合进行考虑。表11冲压生产批量与合理模具形式批量项目单件小批中批大批大量大件11222020300300中件1000小件5000模具成型简单模单工序模单工序模级进模,复合模,单工序模级进模,复合模级进模,复合模设备形式通用压机通用压机高速压机,自动和半自动通用压机机械化高速压机,自动机专用压机与自动机表1-2单工序模、级进模和复合模的比较比较项目单工序级进模复合模工件尺寸精度比较
16、低一般,IT11级以下比较高,IT9以下工件形位公差工件不平整,同轴度、对称度及位置度误差大不太平整,有时要校平,同轴度、对称度及位置度误差比较大工件平整,同轴度、对称度及位置度误差小冲压生产率低,冲床一次行程内只能完成一个工序高,冲床一次行程内能完成多个工序比较高,冲床一次行程内可完成两个以上工序实现错做机械化、自动化的可能性比较容易,尤其适合多工位冲床上实现自动化容易,尤其适合与单机上实现自动化难,工件与废料排除比较复杂,只能在单机上实现部分机械化操作对材料的要求对条料宽度要求不严,可用边角料对条料或带料宽度要求严格对条料要求不严,可用边角料生产安全性安全性比较差比较安全安全性比较差模具制
17、造的难易程度比较易,结构简单,制造周期段,价格低形状简单件,比用复合模制造难度低形状复杂件,比用级进模的制造难度低应用通用性好,适于中、小批量生产和大型件的大量生产通用性差,适与形状简单,尺寸不大,精度要求不高的大批量生产通用性差,适与形状复杂、尺寸不大、精度要求比较高的大批量生产 1.3.3复合模的设计要点复合模的设计从本质上讲,与单工序模没有什么区别,但根据实际经验,在设计复合模时需要注意以下几个方面的问题曲柄压力机的许用压力曲线与复合模压力曲线的关系。 对于单工序加工来说,冲压力曲线不能超过曲柄压力机许用压力曲线每否则设备将因超载而损坏。对复合模冲压加工也应满足这一要求。但对于复合模冲压
18、时所用压力机的行程中有各个大比例的工作行程,这样就容易造成超载。尤其是对落料、拉深复合模,落料在先,拉深在后,落料力一般比较大,拉深力比较小,而设备压力曲线的变化趋势则相反,所用极易产生超载,因此在选择设备时要特别注意。复合模中凹凸模的设计.在复合模中最具有特点的模具零件就是凹凸模。由于凹凸模的壁厚从强度上要求不能过薄,否则模具寿命太短.因此凹凸模的壁厚在设计时必须进行校核,使之大于最小壁厚值.而最小壁厚值现在一般是根据经验数据而定.并且,当凹凸模装与上模时(该结构称为正装复合模),内孔不积存废料,凹凸模受到的胀力小,此时最小壁厚可小些。当凹凸模装与下模时(该结构称为倒装复合模),凹凸模孔口中
19、积存有废料,孔口受胀力大,此时最小壁厚要大些。复合模中的卸料、推件装置。 在复合模中由于有较多的动作要在冲床的一次形成中完成,为简化模具结构,通常将一些辅助动作,如卸料及推件动作,采用弹性装置来完成。同时弹性装置也可使冲压工件在整个冲压加工过程中始终受到压力,而使冲压工件的平整度更好.复合模选用的模架。 由于复合模的精度比较高,因此复合模的模架也应选用精度比较高的模架.滚珠式模架相对于滑动式模架具有导向精度高,寿命长的优点,因此长选用滚珠式模架。模架中的模座也常选用钢板模座,一代替普通的铸铁模座,因为钢质模座强度更高,加工工艺性好。对要求精度比较高的符合模,可采用球面浮动模柄,以减小冲压设备或
20、模具安装时的误差对模具的不利影响。应当注意的是,当采用浮动式模柄时,导柱不能离开导套,否则可能产生严重的机床和人身事故.复合模工作部分零件的材料选用。 复合模的工作部分零件应选用加工性比较好的材质。耐磨性好、淬透性高、热处理变形小的材料,是复合模工作部分零件的理想材料.第2章 冲压加工的经济性选择2。1 经济性所谓经济性,就是以最小的耗费取得最大的经济效果。也就是生产中的“最小最大原则。在冲压生产中,保证产品质量,完成产品数量、品种计划的前提下,产品成本越低,说明企业经济效果越大。2。2 冲压件的制造成本冲压件的制造成本为:C总=C材+C工+C模式中C总制造成本;C材-材料费,包括原材料、外购
21、件费;C工加工费,包括工人工资、设备折旧费、车间经费;C模模具费。产品成本受产量的影响较大,特别是冲压生产尤为突出。产品成本分为固定费用和变动费用两部分。固定费用是指在一定时期和一定产量范围内,它的总额不随产量的变动而变化,它是维持生产能力而基本不变的费用。变动费用是指它的总额随产量的增减而成比例的增减。2.3 降低成本的措施降低产品成本,包括增产、节约两方面。增产可减低产品成本中的固定费用,相对地减少消耗,节约便能,直接降低消耗,它们都是降低成本的重要途径。冲压件的成本包括材料费用、加工费、模具费等。因此,降低成本就是要降低以上各项费用.降低成本的措施有:(1)试制和小批量冲压生产中,降低成
22、本中的固定费能取得较好的经济效果,其中降低模具费上降低成本的有措施。(2)冲压生产中,工艺合理化是降低成本的有力手段,一般在制定新产品工艺时进行。由于工艺的合理化能降低模具费、节约加工工时、降低材料费等,所以必然降低零件总成本.(3)产量较大时,采用多件同时冲压,可使模具费、材料费、和加工费降低,同时有利于成形表面拉力均匀化.(4)自动化生产,从安全和降低成本两个方面来看,将成为冲压加工的发展方向。(5)提高材料利用率是降低冲压件制造成本的重要措施之一.第3章 冲压件工艺性分析3.1 制件的工艺分析冲裁的工艺性是从冲压件工艺方面来衡量设计是否合理.在满足工件零件使用要求的条件下,能够以最经济最
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