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文檔簡介
1、精選優質文檔-傾情為你奉上前 言模具是制造業的重要基礎裝備,它是“無以倫比的效益放大器”。沒有高水平的模具,也就沒有高水平的工業產品,因此模具技術也成為衡量一個國家產品制造水平的重要標志之一,正因為模具的重要性及其在國民經濟中重要地位,模具工業一直被提到很高的位置。從起步到現在,我國模具工業已經走過了半個多世紀。從 20 世紀以來,我國就開始重視模具行業的發展,提出政府要支持模具行業的發展,以帶動制造業的蓬勃發展。有關專家表示,我國的加工成本相對較低,模具加工業日趨成熟,技術水平不斷提高,人員素質大幅提高,國內投資環境越來越好,各種有利因素使越來越多國外企業選擇我國作為模具加工的基地。因為模具
2、生產的最終產品的價值,往往是模具價格的幾十倍,上百倍。目前,模具技術已成為衡量一個國家產品制造水平高低的最重要標志。它決定著產品的質量、效益和新產品的開發能力。模具工業在我國國民經濟中的重要性,主要表現在國民經濟的五大支柱產業機械、電子、汽車、石油化工和建筑。事實上,模具是屬于邊緣科學,它涉及機械設計制造、塑性加工、鑄造、金屬材料及其熱處理、高分子材料、金屬物理、凝固理論、粉末冶金、塑料、橡膠、玻璃等諸多學科、領域和行業。據統計資料,模具可帶動其相關產業的比例大約是 1:100 ,即模具發展 1 億元,可帶動相關產業 100 億元。通過模具加工產品,可以大大提高生產效率,節約原材料,降低能耗和
3、成本,保持產品高一致性等。如今,模具因其生產效率高、產品質量好、材料消耗低、生產成本低而在各行各業得到了應用,并且直接為高新技術產業服務;特別是在制造業中,它起著其它行業無可取替代的支撐作用,對地區經濟的發展發揮著輻射性的影響。當前,由于產品品種增多,更新加快,市場競爭的日益激烈,因此,對模具的要求是交貨期短,精度高及成本低。而模具的標準化程度直接影響著這些因素。模具的標準化程度越高,專業化生產越強,模具的生產周期就會越短,生產成本越低,模具質量越高。同時模具設計簡化,交貨期限縮短,產品更新換代就越迅速。通過四年的基礎課程和專業課程的學習,我對本專業的理論知識已有了系統的掌握,為以后走上工作崗
4、位打下了結實的基礎。但實踐經驗匱乏,本套模具就是在這種情況下完成的,錯誤之處難免,敬請指正。第1章 緒論§1.1 沖壓的概念、特點及應用沖壓式利用安裝沖壓設備(主要書壓力機)上的模具對機械施加壓力,使其產生分離或塑性變形,從而獲得所需零件(俗稱沖壓或沖壓件)的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進行冷變形加工,且主要采用板料來加工成所需零件,所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一,隸屬于材料成型工程術。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具,簡稱沖模。沖模是將材料(金屬或非金屬)批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關重要,沒有符合要求的沖模,批量沖壓
5、生產就難以進行;沒有先進的沖模,先進的沖壓工藝就無法實現。沖壓工藝與模具、沖壓設備和沖壓材料構成沖壓加工的三要素,只有它們相互結合才能得出沖壓件。與機械加工及塑性加工的其它方法相比,沖壓加工無論在技術方面還是經濟方面都具有許多獨特的優點。主要表現如下:(1) 沖壓加工的生產效率高,且操作方便,易于實現機械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設備來完成加工,普通壓力機的行程次數為每分鐘可達幾十次,高速壓力要每分鐘可達數百次甚至千次以上,而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。(2)沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度,且一般不破壞沖壓件的表面質量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質量穩定,
6、互換性好,具有“一模一樣”的特征。(3)沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件,如小到鐘表的秒表,大到汽車縱梁、覆蓋件等,加上沖壓時材料的冷變形硬化效應,沖壓的強度和剛度均較高。(4)沖壓一般沒有切屑碎料生成,材料的消耗較少,且不需其它加熱設備,因而是一種省料,節能的加工方法,沖壓件的成本較低。但是,沖壓加工所使用的模具一般具有專用性,有時一個復雜零件需要數套模具才能加工成形,且模具 制造的精度高,技術要求高,是技術密集形產品。所以,只有在沖壓件生產批量較大的情況下,沖壓加工的優點才能充分體現,從而獲得較好的經濟效益。沖壓地、在現代工業生產中,尤其是大批量生產中應用十分廣泛。相當多的工業部
7、門越來越多地采用沖壓法加工產品零部件,如汽車、農機、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業。在這些工業部門中,沖壓件所占的比重都相當的大,少則60%以上,多則90%以上。不少過去用鍛造=鑄造和切削加工方法制造的零件,現在大多數也被質量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說,如果生產中不諒采用沖壓工藝,許多工業部門要提高生產效率和產品質量、降低生產成本、快速進行產品更新換代等都是難以實現 的。§1.2 沖壓的基本工序及模具 由于沖壓加工的零件種類繁多,各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同,因而生產中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來,可分為分離工序和成形工序兩大類;分
8、離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質量的沖壓(俗稱沖裁件)的工序;成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。 上述兩類工序,按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序,每種基本工序還包含有多種單一工序。在實際生產中,當沖壓件的生產批量較大、尺寸較少而公差要求較小時,若用分散的單一工序來沖壓是不經濟甚至難于達到要求。這時在工藝上多采用集中的方案,即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內完成,稱為組合的方法不同,又可將其分為復合-級進和復合-級進三種組合方式。 復合沖壓在壓力機的一次工作行程中,在模具的同一工位
9、上同時完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。 級進沖壓在壓力機上的一次工作行程中,按照一定的順序在同一模具的不同工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。復合-級進在一副沖模上包含復合和級進兩種方式的組合工序。 沖模的結構類型也很多。通常按工序性質可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等;按工序的組合方式可分為單工序模、復合模和級進模等。但不論何種類型的沖模,都可看成是由上模和下模兩部分組成,上模被固定在壓力機工作臺或墊板上,是沖模的固定部分。工作時,坯料在下模面上通過定位零件定位,壓力機滑塊帶動上模下壓,在模具工作零件(即凸模、凹模)的作用下坯料便產生分離或塑性變形,從而獲
10、得所需形狀與尺寸的沖件。上模回升時,模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來,以便進行下一次沖壓循環。§1.3 沖壓技術的現狀及發展方向 隨著科學技術的不斷進步和工業生產的迅速發展,許多新技術、新工藝、新設備、新材料不斷涌現,因而促進了沖壓技術的不斷革新和發展。其主要表現和發展方向如下。(1).沖壓成形理論及沖壓工藝方面 沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術的基礎。目前,國內外對沖壓成形理論的研究非常重視,在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應力應變分析、板料變形規律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進展。特別是隨著計算機技術的飛躍發展和塑性變形理論的
11、進一步完善,近年來國內外已開始應用塑性成形過程的計算機模擬技術,即利用有限元(FEM)等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過程,根據分析結果,設計人員可預測某一工藝方案成形的可行性及可能出現的質量問題,并通過在計算機上選擇修改相關參數,可實現工藝及模具的優化設計。這樣既節省了昂貴的試模費用,也縮短了制模具周期。 研究推廣能提高生產率及產品質量、降低成本和擴大沖壓工藝應用范圍的各種壓新工藝,也是沖壓技術的發展方向之一。目前,國內外相繼涌現出精密沖壓工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝及無模多點成形工藝等精密、高效、經濟的沖壓新工藝。其中,精密沖裁是提高沖裁件質量的有效方法,它擴大了沖壓加工范圍,目前
12、精密沖裁加工零件的厚度可達25mm,精度可達IT1617級;用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的軟模成形工藝,能加工出用普通加工方法難以加工的材料和復雜形狀的零件,在特定生產條件下具有明顯的經濟效果;采用爆炸等高能效成形方法對于加工各種尺寸在、形狀復雜、批量小、強度高和精度要求較高的板料零件,具有很重要的實用意義;利用金屬材料的超塑性進行超塑成形,可以用一次成形代替多道普通的沖壓成形工序,這對于加工形狀復雜和大型板料零件具有突出的優越性;無模多點成形工序是用高度可調的凸模群體代替傳統模具進行板料曲面成形的一種先進技術,我國已自主設計制造了具有國際領先水平的無模多點成形設備,解決了多點壓機成
13、形法,從而可隨意改變變形路徑與受力狀態,提高了材料的成形極限,同時利用反復成形技術可消除材料內殘余應力,實現無回彈成形。無模多點成形系統以CAD/CAM/CAE技術為主要手段,能快速經濟地實現三維曲面的自動化成形。(2.)沖模是實現沖壓生產的基本條件在沖模的設計制造上,目前正朝著以下兩方面發展:一方面,為了適應高速、自動、精密、安全等大批量現代生產的需要,沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發展,與此相比適應的新型模具材料及其熱處理技術,各種高效、精密、數控自動化的模具加工機床和檢測設備以及模具CAD/CAM技術也在迅速發展;另一方面,為了適應產品更新換代和試制或小批量生產的需要
14、,鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術也得到了迅速發展。 精密、高效的多工位及多功能級進模和大型復雜的汽車覆蓋件沖模代表了現代沖模的技術水平。目前,50個工位以上的級進模進距精度可達到2微米,多功能級進模不僅可以完成沖壓全過程,還可完成焊接、裝配等工序。我國已能自行設計制造出達到國際水平的精度達25微米,進距精度23微米,總壽命達1億次。我國主要汽車模具企業,已能生產成套轎車覆蓋件模具,在設計制造方法、手段方面已基本達到了國際水平,但在制造方法手段方面已基本達到了國際水平,模具結構、功能方面也接近國際水平,但在制造質量、精度、制造周期和成本方面與
15、國外相比還存在一定差距。 模具制造技術現代化是模具工業發展的基礎。計算機技術、信息技術、自動化技術等先進技術正在不斷向傳統制造技術滲透、交叉、融合形成了現代模具制造技術。其中高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術、數控測量等代表了現代沖模制造的技術水平。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質量(主軸轉速一般為1500040000r/min),加工精度一般可達10微米,最好的表面粗糙度Ra1微米),而且與傳統切削加工相比具有溫升低(工件只升高3攝氏度)、切削力小,因而可加工熱敏材料和剛性差的零件,合理選擇刀具和切削用量還可實現硬材料(60HRC)加工;
16、電火花銑削加工(又稱電火花創成加工)是以高速旋轉的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數控銑一樣),因此不再需要制造昂貴的成形電極,如日本三菱公司生產的EDSCAN8E電火花銑削加工機床,配置有電極損耗自動補償系統、CAD/CAM集成系統、在線自動測量系統和動態仿真系統,體現了當今電火花加工機床的技術水平;慢走絲線切割技術的發展水平已相當高,功能也相當完善,自動化程度已達到無人看管運行的程度,目前切割速度已達到300mm/min,加工精度可達±1.5微米,表面粗糙度達Ra=010.2微米;精度磨削及拋光已開始使用數控成形磨床、數控光學曲線磨床、數控連續軌跡坐標磨床及自動拋光等先進設備
17、和技術;模具加工過程中的檢測技術也取得了很大的發展,現在三坐標測量機除了能高精度地測量復雜曲面的數據外,其良好的溫度補償裝置、可靠的抗振保護能力、嚴密的除塵措施及簡單操作步驟,使得現場自動化檢測成為可能。此外,激光快速成形技術(RPM)與樹脂澆注技術在快速經濟制模技術中得到了成功的應用。利用RPM技術快速成形三維原型后,通過陶瓷精鑄、電弧涂噴、消失模、熔模等技術可快速制造各種成形模。如清華大學開發研制的“M-RPMS-型多功能快速原型制造系統”是我國自主知識產權的世界惟一擁有兩種快速成形工藝(分層實體制造SSM和熔融擠壓成形MEM)的系統,它基于“模塊化技術集成”之概念而設計和制造,具有較好的
18、價格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型為基礎,采用瑞士汽巴精化的高強度樹脂澆注成形的樹脂沖模應用在國產轎車試制和小批量生產開辟了新的途徑。(3) 沖壓設備和沖壓生產自動化方面 性能良好的沖壓設備是提高沖壓生產技術水平的基本條件,高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動化的沖壓設備相匹配。為了滿足大批量高速生產的需要,目前沖壓設備也由單工位、單功能、低速壓力機朝著多工位、多功能、高速和數控方向發展,加之機械乃至機器人的大量使用,使沖壓生產效率得到大幅度提高,各式各樣的沖壓自動線和高速自動壓力機紛紛投入使用。如在數控四邊折彎機中送入板料毛坯后,在計算機程序控制下便可依次完
19、成四邊彎曲,從而大幅度提高精度和生產率;在高速自動壓力機上沖壓電機定轉子沖片時,一分鐘可沖幾百片,并能自動疊成定、轉子鐵芯,生產效率比普通壓力機提高幾十倍,材料利用率高達97%;公稱壓力為250KN的高速壓力機的滑塊行程次數已達2000次/min以上。在多功能壓力機方面,日本田公司生產的2000KN“沖壓中心”采用CNC控制,只需5min時間就可完成自動換模、換料和調整工藝參數等工作;美國惠特尼公司生產的CNC金屬板材加工中心,在相同的時間內,加工沖壓件的數量為普通壓力機的410倍,并能進行沖孔、分段沖裁、彎曲和拉深等多種作業。 近年來,為了適應市場的激烈競爭,對產品質量的要求越來越高,且其更
20、新換代的周期大為縮短。沖壓生產為適應這一新的要求,開發了多種適合不同批量生產的工藝、設備和模具。其中,無需設計專用模具、性能先進的轉塔數控多工位壓力機、激光切割和成形機、CNC萬能折彎機等新設備已投入使用。特別是近幾年來在國外已經發展起來、國內亦開始使用的沖壓柔性制造單元(FMC)和沖壓柔性制造系統(FMS)代表了沖壓生產新的發展趨勢。FMS系統以數控沖壓設備為主體,包括板料、模具、沖壓件分類存放系統、自動上料與下料系統,生產過程完全由計算機控制,車間實現24小時無人控制生產。同時,根據不同使用要求,可以完成各種沖壓工序,甚至焊接、裝配等工序,更換新產品方便迅速,沖壓件精度也高。(4)沖壓標準
21、化及專業化生產方面 模具的標準化及專業化生產,已得到模具行業和廣泛重視。因為沖模屬單件小批量生產,沖模零件既具的一定的復雜性和精密性,又具有一定的結構典型性。因此,只有實現了沖模的標準化,才能使沖模和沖模零件的生產實現專業化、商品化,從而降低模具的成本,提高模具的質量和縮短制造周期。目前,國外先進工業國家模具標準化生產程度已達70%80%,模具廠只需設計制造工作零件,大部分模具零件均從標準件廠購買,使生產率大幅度提高。模具制造廠專業化程度越不定期越高,分工越來越細,如目前有模架廠、頂桿廠、熱處理廠等,甚至某些模具廠僅專業化制造某類產品的沖裁模或彎曲模,這樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短
22、。我國沖模標準化與專業化生產近年來也有較大發展,除反映在標準件專業化生產廠家有較多增加外,標準件品種也有擴展,精度亦有提高。但總體情況還滿足不了模具工業發展的要求,主要體現在標準化程度還不高,標準件的品種和規格較少,大多數標準件廠家未形成規模化生產,標準件質量也還存在較多問題。 第2章 設計任務書和產品圖本設計零件名稱為外封頭,材料為08鋼,厚度為1.0mm。產品圖如圖1.1:圖1.1 產品圖第3章 零件的沖壓工藝性分析§3.1 零件的工藝性分析外封頭如圖1所示,零件需內孔翻邊、外沿拉深,材料為08鋼,厚度為1.0mm.從設計任務可以看出,制件精度要求不高.產量為大批量生產。08鋼的
23、機械性能如下:b=325MPa S=195MPa§3.2 制定零件的工藝過程:此零件的拉深工序為無凸緣的橢圓型拉深件,各尺寸均無較嚴格的公差要求,又是大批量生產,所以不能用剪切板料的方法進行拉深,固采用沖壓加工的方法。§3.3 沖壓工序的確定:方案一:先落料,再拉深,最后沖孔和翻邊;方案二:先落料拉深復合,最后沖孔和翻邊;方案三:落料拉深沖孔翻邊復合。在以上兩種沖壓方案中,第一種方案工序多,效率低,操作不方便,零件的位置精度不易保證,但模具結構簡單,加工容易。第二種方案工序少,生產效率高,可以在壓力機一次行程內模具的一個工位上完成整個零件的沖壓拉深,零件的位置精度容易保證。
24、第三種方案可以一套模具四種工序成型,效率高,但設計復雜。綜合分析,在大批量生產的情況下,采用第二套方案較合理。第4章 拉深工藝方案的確定§4.1 修邊余量的確定:在拉深過程中,常因材料機械性能的方向性,模具間隙不均,板料厚度,摩擦阻力不等及定位不準等因素的影響,而使拉深件口部或凸緣周邊不齊,必須進行修邊。故在計算毛坯尺寸時應按加上修邊余量后的零件尺寸進行計算。因為該制件為毛坯制件,不需要進行修邊。所以可以不加修邊余量。§4.2 計算毛坯尺寸:在不變薄的拉深中,材料厚度雖有變化,但其平均值與毛坯原始厚度十分接近。因此,毛坯的展開尺寸可根據毛坯面積與拉深件面積(加上修邊余量)相
25、等的原則求出。毛坯直徑按下式確定: D=(4)×A0½但對于常用的拉深件,可選用沖壓手冊表4-7所列公式直接求得其毛坯直徑D。查沖壓手冊表4-7因制件為無凸緣的簡單筒型件,所以用如下公式計算毛坯D。D=(d2-2r)2+6.28r(d-2r)+8r2+4d(h-r) ½ 第5章 排樣形式及材料利用率§5.1排樣形式: 因為本設計的毛坯是圓形件,形狀簡單,所以排樣初步定為單排,使廢料最少,排樣圖如圖5.1:圖5.1排樣圖因為行數=1,=0.5。查沖壓手冊表2-25查得搭邊值1=1.0, 邊=1.2,08鋼應取參數的0.9倍。所以1=1.0×0.9
26、=0.9,=1.2×0.9=1.1為滿足擋料銷起到擋料的作用,1 均取2.0mm.條料寬:b=2802a=2804.0=284mm 取285mm 進距: h=2801=282.0mm§5.2 材料利用率的計算: =0.25D2hb=0.25×3.14×280×280285×282=0.766×100=76.6§5.3 拉深次數的確定:查沖壓手冊表4-23得:m1=0.530.55 ,mn=0.530.56m總=dD=226280=0.807>0.56所以工件能一次拉深成形。 §5.4 確定拉深直徑:
27、由于該工件能一次拉深成型,則該工件的拉深直徑為:d=226mm。 §5.5 確定拉深高度: H=56.5mm§5.5 確定是否使用壓邊圈: 查沖壓手冊表4-80(tD)×100=(1.0280)×100=0.357用壓邊圈 。 第6章 沖壓工藝計算及設備選擇§6.1 計算沖裁力:已知工件材料為08鋼,料厚為1.0mmb=325MPa S=195MPa落料力: F落=1.3dt =1.3×3.14×280×1.0×195=.2N查沖壓手冊表2-32得: K卸=0.040.05 卸料力: F卸= K卸
28、5;F落=0.05×.2N=.6NF沖=F落F卸=.06N§6.2 計算壓邊力:查沖壓手冊表4-82得: P=2.5MPa根據公式F壓=0.25dn-12-(dn+2r凹n)2P 計算: F壓=3.14/4×2802 (226+5) 2 ×2.5 =49139.0375N§6.3 計算拉深力:根據公式Fmax=dtkb 計算:Fmax =3.14×226×1.0×325×1 =N§6.4 壓力機的選擇:拉深模具所需工作壓力:F總= F壓F拉=279.772KN由以上各工序的壓力計算可知:工序中所
29、需要的壓力最大為279.772KN,因此原則上所選壓力機只要能滿足力的要求即可,但考慮到模具的安裝位置,安裝空間,送料方向等因素,可以稍后再做合理選擇。第7章 各工序凸、凹模刃口尺寸計算§7.1 落料凸、凹模尺寸計算:查沖壓手冊表2-24得該沖裁大間隙: C=(0.150.20)tC=0.15mm, C=0.20mm沖裁件內外形的經濟精度不高于GB1800-79IT11級,一般要求落料件精度最好低于IT10級,所以沖裁件的外形尺寸公差可參考表2-5。查沖壓手冊表2-5得 : =0.02查沖壓手冊表2-30得 : 摩擦系數X=0.5查沖壓手冊表2-28得: 凹=0.035 凸=0.02
30、5根據表2-27得凸凹模工作部分尺寸和公差計算公式計算: D凹=(DX)+凹 =(2260.5×0.22)0.035 =225.890.035 D凸=(DX2C)-凸 =(2260.5×0.220.45)0.025 =225.44 0.025 §7.2 拉深凸、凹模尺寸計算: 根據沖壓手冊表4-54得 拉深模工作部分計算公式計算 D凹=(D0.75)+凹 D凸=(D0.752c)-凸 一次拉深成型: D=226,查沖壓手冊表4-56得 凹=0.10 凸=+0.07因為該制件公差在IT14級以下,所以拉深模具凸凹模制造公差采用IT10級精度 。 查沖壓手冊表10-8
31、得 : =0.1 查沖壓手冊表4-74得 : 單邊間隙c=1.1=1.1mmD凹=(D0.75) +凹=(2260.75×0.10)0.010=225.9250.10D凸=(D0.752C)-凸=(2260.75×0.102.2)0.070=223.7250.070§7.3 凸模出氣孔尺寸的確定: 查沖壓手冊表4-77得:每套拉深凸模的出氣孔直徑均為5mm。§7.4 沖孔凸、凹模尺寸計算:查沖壓手冊表2-24得該凸凹模雙面間隙2C=0.20mm, 2C=0.26mm沖裁件內外形的經濟精度不高于GB1800-79IT11級,一般要求落料件精度最好低于IT1
32、0級,所以沖裁件的外形尺寸公差可參考表2-5。查沖壓手冊表2-5得 : =0.02查沖壓手冊表2-30得 :摩擦系數X=0.5查沖壓手冊表2-28得 :凹=0.035 凸=0.025坯料預留沖孔直徑:d=D+1.14r-2h其中r為零件圓角半徑r=15;h為圓弧高度h=15.5d=90+1.14×2.5-2×15.5 =76.1根據表2-27得凸凹模工作部分尺寸和公差計算公式計算: d凹=(d + X)+凹 =(76.1 + 0.5×0.22)0.035 =76.210.035 d凸=(d + X + 2C)-凸 =(76.1 + 0.5×0.22 +
33、0.20)0.025 =76.41 0.025 §7.5翻邊凸、凹模尺寸計算凸模圓角半徑:r<R=(D-d-t)/2=(90-76.1-1.0)/2=6.45,即取r=5mm凸凹模翻邊間隙C=1.1mm外緣翻邊的翻邊力:F=1.25Ltb k F=1.25×15.5×1.0×325×0.2 =1.259KN§7.6 壓力中心的計算:該零件為橢圓形落料拉深件,其壓力中心為幾何中心;該零件亦為圓筒形沖孔翻邊件,其壓力中心為幾何中心。第8章 模具結構形式的選擇和設計模具實際要根據上述確定的工藝方案,零件的形狀特點,精度要求,模具制造條
34、件以及安全生產等選定其沖模的類型幾結構形式。下面就分析最主要的工序-拉深模的設計、翻邊模具的設計。 §8.1 模具結構形式的選擇:§8.1.1總體結構本套模具采用拉深模倒裝結構。模座下的彈頂器兼起壓邊和頂件的作用,另設有彈性卸料板和推件塊,落料的廢料由彈性卸料板從凸模上推出,而制件由頂件塊推出。該結構具有操作方便,出件暢通,生產率高等優點,但彈性卸料裝置使模具結構復雜化且體積較龐大。因此,要選擇工作臺面尺寸較大的壓力機。§8.1.2卸料裝置卸料裝置分為剛性卸料和彈性卸料裝置。落料卸料采用彈性卸料裝置是因為剛性卸料裝置盡管可以縮小模具的閉合高度,模具的尺寸,但會使拉
35、深件開模后留在剛性卸料板內,不易出件,操作不便,從而影響生產率,且噪音較大。拉深卸料采用推件塊推出。剛性卸料裝置一般適用于拉深深度較大,材料厚度較厚的制件,彈性卸料裝置常用于復合沖裁模。本套模具中用剛性卸料裝置提供彈力。§8.1.3 導向裝置本套模具采用導柱導套導向,分別裝在上下模座上。綜上所述,該零件的拉深模具結構草圖如圖8.1:圖8.1模具總裝圖1此模具用從右向左的方式送料。其工作過程為:壓力機滑塊下行,上下模合模,坯料在拉深凸模、凹模和壓邊圈的作用下進行拉深。§8.2 壓力機的選擇:設計可知,凸、凹模的閉合高度是120mm左右,再加上兩個8mm、10mm的墊板,取標準
36、的上下模座,厚度分別為50mm、60mm,所以整套模具的閉合高度在248mm左右。因此,本模具選擇400KN的開式壓力機。其主要參數如下:公稱壓力(KN):400滑塊行程(mm):100滑塊行程次數(nmin1):80最大封閉高度(mm):300封閉高度調節量(mm):80模柄孔尺寸(直徑×深度)(mm):50×70設計中應使模具閉合高度滿足: h10h模h5 即 230mmh模295mm本設計裝模高度為248mm,故滿足設計要求。§8.3 模具工作零件和非標準零件的設計:§8.3.1 凸模設計凸模草圖如圖8.2:圖8.2凸模§8.3.2 凹模
37、設計凹模結構簡圖如圖8.3:查沖壓手冊表2-39 凹模最小壁厚a=32,h min =22所以Dmin=100+2a=164而凹模外徑=250,h=60所以凹模的設計合理。圖8.3凹模§8.3.3 模具非標準零件本設計中模具非標準零件除工作零件外,還有:墊板、推件塊、頂桿、壓邊圈、打桿等。這些零件相對較簡單,容易設計,在此不做說明。§8.3.4 模具標準零件的選擇本設計中模具主要零件有:上模座、下模座、螺釘、銷釘、導柱、導套等,其規格如下:上模座315×250×50下模座×60螺釘a.上模座與墊板,凹模固定螺釘(共4個)圓柱頭螺釘 M10
38、15;90b.下模座與凸模固定板固定螺釘(共4個)圓柱頭螺釘 M10×58c.壓邊圈固定螺釘(共4個)圓柱頭螺釘 M10×160銷釘a.上模座與墊板,凹模定位銷釘(共2個) M10×90b.凸模固定板與下模座定位銷釘(共2個) M10×60c.導柱(共2個) 32×210d.導套(共2個) 32×110×48第9章 翻邊模具設計模具結構簡圖如圖9.1:圖9.1 模具總裝圖2§9.1 對模具結構的說明: 該工序的模具為單一的翻邊模,采用反裝形式,結構簡單。為了在拉深過程中控制壓邊間隙,防止壓邊力過大,在固定板上裝調節
39、可以調節的特種螺栓與壓邊接觸器。制件由推塊頂出,其頂出力由模座上的推桿提供。§9.2 壓力機的選擇:由上面設計可知,凸、凹模的閉合高度是155mm左右,取標準的上下模座,厚度分別為50mm、55mm,所以整套模具的閉合高度在260mm左右。因此,本模具選擇400KN的開式壓力機。其主要參數如下:公稱壓力(KN):400 滑塊行程(mm):100 滑塊行程次數(nmin1):80 最大封閉高度(mm):300模柄孔尺寸(直徑×深度)(mm):50×70封閉高度調節量(mm):80設計中應使模具閉合高度滿足: h10h模h5 即 230mmh模295mm本設計裝模高度為260mm,故滿足設計要求。§9.3 模具工作零件和非標準零件的設計:§9.3.1凸模設計凸模草圖如圖9.2:圖9.2 凸模§9.3.2 凹模設計凹模結構簡圖如圖9.3: 圖9.3凹模查沖壓手冊表2-39 凹模最小壁厚a=32,h min =22所以Dmin=92+2a=156而凹模外徑=252,h=110所以凹模的設計合理。§9.3.3 模具非標準零件本設計中模具非標準零件除工作零件外,還有:托料板、固定板、推塊、頂桿、模柄等。這些零件相對較簡單,容易設計,在此不做說明。§9.3.4 模具標準零
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