底座冲压成型工艺及模具设计.docx
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底座冲压成型工艺及模具设计
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毕业设计
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模具设计与制造班级:
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前言
模具设计毕业论文成形加工是现代工业生产中应用广泛的优质、高效、低耗、适应性很强的生产技术,或称成型工具、成型工装产品,是技术含量高、附加值高、使用广泛的新技术产品,是价值很高的社会财富。
模具设计毕业论文由于模具生产技术的现代化,在现代工业生产中,模具已广泛应用于电动机和电器产品、电子计算机产品、仪表、家用电器产品与办公设备、汽车、军械、通用机械等产品的生产中。
模具技术水平的高低,模具设计毕业论文已成为衡量一个国家制造水平高低的重要标志,并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
目前,随着汽车及轻工业的迅速发展,模具设计制造日益受到人们的广泛关注,已成为一个行业。
将高新技术应用于模具设计与制造,已成为快速制造优质模具的有力保证:
1)、CAD/DAE/CAM的广泛应用,显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性。
在欧美,CAD/DAE/CAM已成为模具企业普遍应用的技术。
在CAD的应用方面,已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段,目前3D设计已达到了70℅--89℅,PRO/E、UG、CIMATRON等软件的应用很普遍。
2)、为了缩短制造周期,提高市场竞争力,普遍采用高速切削加工技术。
3)、快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用。
有SLA、SLS、FDM、LOM等各种类型的快速成型设备。
绪论
自20世纪80年代以来,我国的经济逐渐起飞,也为模具产业的发展提供了巨大的动力。
20世纪90年代以后,大陆的工业发展十分迅速,模具工业的总产值在1990年仅60亿元人民币,1994年增长到130亿元人民币,1999年已达到245亿元人民币,2000年增至260~270亿元人民币。
今后预计每年仍会以10℅~15℅的速度快速增长。
目前,我国17000多个模具生产厂点,从业人数五十多万。
除了国有的专业模具厂外,其他所有制形式的模具厂家,包括集体企业,合资企业,独资企业和私营企业等,都得到了快速发展。
其中,集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。
例如,浙江宁波和黄岩地区,从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家,成为我国国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。
在广东,一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业,为了提高其产品的市场竞争能力,纷纷加入了对模具制造的投入。
例如,科龙,美的,康佳和威力等知名集团都建立了自己的模具制造中心。
中外合资和外商独资的模具企业则多集中于沿海工业发达地区,现已有几千家。
在模具工业的总产值中,企业自产自用的约占三分之二,作为商品销售的约占三分之一。
其中,冲压模具约占50℅(中国台湾:
40℅),塑料模具约占33℅(中国台湾:
48℅),压铸模具约占6℅(中国台湾:
5℅),其他各类模具约占11(中国台湾:
7℅)。
第1章工艺方案的确定
1.1零件分析
由工件简图可知,该工件的加工涉及到落料、弯曲两种工序内容。
1.2工艺方案的确定及模具结构形式的选择
方案一:
分别由两套单工序模具来进行生产;
方案二:
由一套级进模来完成两个工序;
方案三:
由一套复合模直接完成切断弯曲模来完成弯曲工艺。
由于是中批量生产,且单工序模具成本低,生产难度小,且能保证冲裁件的弯曲尺寸和平整性,生产效率高,故选择方案一。
工序简图:
如图2-01所示。
图2-01
1.3工序图尺寸分析
计算毛坯展开长度L总:
如图2-03所示。
L总=2[L1+L2+L3+2×∏/2(r+X0t)]
由于r/t=3/1=3;查表3-1得X0=0.47;∴L总=112.46≈112mm
展开图如下:
1.4排样和材料利用率的计算
采用直排有废料排样方式,如图2-02所示。
图2-02
计算冲裁件面积A:
毛坯图,如图2-04所示。
A=LB=26.4×112mm2
=2956.8mm2
搭边a和a1;查表2-13,工作间a=2,侧面a1=2
料宽B:
B
=[D+2(a1+Δ)+b0]-Δ
查表2-14得:
Δ取0.5;查表2-15得:
b0取0.5
故B
=[112+2×2)+0.5]-0.5=116
进距h:
h=26.4mm+2mm=28.4mm
一个进距的材料利用率η:
η=
×100%=
×100%=89.75%
另一方法是采用剪板工艺,直接剪到尺寸,材料利用率为100%。
然后弯曲。
第2章有关弯曲工艺计算
2.1毛坯尺寸的计算
由于本设计中,只需要设计弯曲模,所以不需要计算落料模的有关尺寸。
展开毛坯尺寸计算方法和结果见前面第二章。
所算得的弯曲工序坯料尺寸如上图所示。
2.2弯曲力的计算
此工件U形弯曲时力的计算,选计算公式为
F自=4×(kbttδb)/(r+t)
=4×(1.3×26.4×1×1×380)/(2.6+1)
=14490.66N
=14.49KN
F自—材料在冲压行程结束时的自由弯曲力
b—弯曲件的宽度
t—弯曲件厚度
r—弯曲件内弯角半径
k—安全系数
δb—材料的强度极限
δb查表=294~432,取380
由于两边缘在成形后会回弹,所以该部分在成形后须校正。
校正弯曲力:
F校=A*P
查手册表3-17P=100MP
校正面积:
A=7×26.4×2=369.6mm2
校正力:
F=369.6*100MP=36.96KN
综上所述,总的弯曲力F总=14.49+36.96=51.45KN
初选400KN开式压力机,压力机的技术参数见表9-3
2.3弯曲凸凹模的间隙
由教材查得,对钢材C=(1.05~1.15)t,C=1.1t=1.1mm
2.4凸、凹模宽度尺寸计算
对于U形弯曲件,必须选择适当的间隙值,因为凸凹模间隙小了,摩擦力和弯曲力就大,当间隙过小时,还会使制件直边料厚减薄和出现话痕,同时还降低凹模寿命。
若间隙过大,制件回弹量增大,误差增加,从而降低制件精度,所以弯曲模具间隙的大小对制件质量、弯曲力和模具寿命有较大的影响。
生产中是根据弯曲件材料的力学性能,材料厚度,制件精度和弯边长度来确定其凸凹模间隙。
凸模及凹模尺寸计算是依据弯曲件的使用要求来确定的。
起原则是弯曲件标注外形尺寸时,则以凹模为基准件,间隙放在凸模上。
当弯曲件标注的是内尺寸时,是以凸模为基准件,间隙取在凹模上。
同时应该注意弯曲件精度,回弹趋势和模具的磨损规律。
由于弯曲件是内形尺寸标注,应以凸模为基准进行计算。
凹模尺寸按凸模配制,保证单边间隙C,即bd=bp+2C
bp=(b+0.25△)-0δp
弯曲件尺寸公差未标注,按IT14计算。
查《互换性与技术测量》表1-8Δ=0.15mm
δp按IT8计算δp=0.046mm
bP=(52.8+0.25*0.15)0-0.046
=52.830-0.046mm
bd=bp+2C 所以配做凹模bd=52.83+2*1.0=54.83mm
由于产品尺寸很小,凹模可以做成整体形式,模芯与凹模配合为间隙配合,间隙为0.03-0.05
为保证产品的台阶高度,12.3mm,在不计算材料厚度在内的情况下,台阶高度应该是12.3,在设计模具时也要保证凸模的台阶高度12.3,设计凹模和模芯的台阶高度时,也要保证该尺寸,这样,冲出的产品,12.3的尺寸才能保证。
2.5凸模圆角半径
凸模的圆角半径应等于弯曲件内侧的圆角半径r,但不能小于材料允许的最小弯曲半径rmin。
由教材表3-20查得rmin/t=0.5,rmin=0.5mm
r=1>rmin
所以取rP=2.6mm
2.6凹模圆角半径
凹模的圆角半径rd可根据板材的厚度来选取:
t≤2mm,rd=(0.5~1)t
所以取rd=2.6mm
2.7弯曲凹模外形和尺寸的确定
凹模高度H=k*b=0.18*112=20.16取H=20mm(选模具后可根据闭合高度调整)
凹模壁厚C=(1.5~2.5)HH=30-50mm取C=50mm
所以凹模总长为152.8mm,总宽为110mm
2.8选择上、下模座及模柄
由于产品年产量不是很大,所以为节省模具成本,可以考虑使用敞开模具。
2.9垫板、凸模固定板
由于产品尺寸比较小,卸料力也很小,模具设计十可以采用弹簧顶料,如此要考虑到下模需要加个垫板,否则弹簧没有压宿,无法调试模具,这样也可以减缓对模板的压应力,采用垫板加固。
2.10闭合高度
模具闭合高度应为上模板、下模板、凹模、凸模等厚度的总和,即
H0=(30+25+30+40+40-16)mm=149mm
10#模架闭合高度Hmax=129mm,Hmin=149mm
模架满足要求。
压力机闭合高度Hmax=225mm,Hmin=169mm
满足Hmax-5mm≥H0≥Hmin+10mm
2.11螺钉、销钉的选择
凸模与上模座的固定所用螺钉均为GB70-75内六角螺钉。
由于是中小型模具则采用M8mm,M10mm的.销钉采用GB119-76的圆柱销,规格为d=6、8、10等。
2.12绘制模具总图及零件图
弯曲模具装配图如图2-1:
图2-1底座弯曲模装配图
1-下模座2-弹簧3-定位板4-顶柱5-模柄
6-凸模7-摆动凹模8-轴销9-凹模支架10-弹簧座
2.13.模具制造装配要点
凹模、凸模均是需淬硬的零件,凹模加工后,在线切割和淬硬以前,在模架的下模板上进行装配。
在凹模上划出各个形孔和圆孔的线,并根据计算数据划出压力中心,使压力中心线与下模座的中心线对正。
钻、攻螺孔,将下模板、下模垫板、凹模装配,校正导尺间距后,钻铰销钉孔和攻螺孔,将上述四板固定。
钻孔并安装承料板。
然后将下模全部拆开,将凹模板热处理淬硬后进行线切割加工,用平面磨床磨平后重新装配。
固定在上模板的上模部分,凸模都应淬硬,装配前将凸模淬硬并完成全部加工。
装配时,将凸模装配上模,凸模与凹模间隙为1.0mm~1.055mm,在凹模型孔中垫约1.0mm的硬纸片,以确定间隙。
将已组装为一体的凸模,凹模,凹模垫板一同,并使凸模芯插入凹模孔中,将上模板通过导柱、导套与下模板装在一起。
透过上模板钻、攻螺孔,使上模板、小导柱、垫板、垫板上的小导套、凸模固定检查无误后,钻、铰销钉孔,打入销钉,再钻、攻螺孔、安装卸料螺钉和弹簧。
上模全部拆开,将垫板淬硬磨平,再次装配上模,装入打料杆,完成模具装配。
第3章小结
本课程设计主要针对U型弯曲件弯曲模设计。
本文详细地阐述了U型连接板弯曲模设计的过程。
在对零件进行工艺分析的基础上,明确地提出了采用弯曲模生产该零件的设计方案。
其中主要包括
①排样图设计;
②搭边值和步距确定等。
对模具的具体结构形式进行了设计主要包括:
①工作零件(凸模、凹模);
②定位零件;
③卸料、紧固装置和安全装置的设计。
在老师的精心指导下,对弯曲模具有了较为深刻的认识,懂得了它的优越性和不足之处。
也了解了弯曲模的设计过程,掌握了它的结构特点,可以利用工具书准确地查出所需要的数据。
同时也发现了自己的很多不足之处,专业知识不够,基础不扎实,有些常识性的问题都没有搞懂。
以后会加强基础和专业的学习。
由于时间仓促,加之自己知识水平有限,文中的不足之处再所难免,望老师不吝赐教,希望能在以后的学习和工作中不断的完善和创新。
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