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近年来,盒形零件的使用范围越来越广泛,与之相应的冲模设计也显得尤为重要。
盒形零件冲压成形过程中坯料所受应力和变形沿周边不均匀分布,这给盒形零件的冲模设计技术提出了新的要求。
本文首先对冲压的发展应用、工艺特点、成形原理等进行了综述。
然后对该盒形件展开工艺性分析,制定冲压工艺方案,计算毛坯尺寸和相关工艺力。
重点在于根据盒形零件的结构特点设计冲模各零件结构尺寸,绘制各零件图和模具总装图。
该盒形零件材料为08钢,强度、硬度很低,而韧性和塑性极高,适合于制造拉深件。
其直壁高度不大,可一次拉深成形,但与圆筒形拉深和冲孔部位距离较近。
为了提高冲压成形设备的寿命,便于模具设备的维护,保证零件质量,本文采用正装式落料拉深复合模、圆筒形拉深模和倒装式冲孔模三套模具联合加工该盒形零件,并针对可能出现的成形缺陷提出改进措施。
盒形零件成形过程中坯料流动情况的复杂性决定了盒形零件试模过程的重要性。
在盒形零件的实际生产中,可根据试模结果调整凸、凹模的圆角半径、间隙大小和压边力,从而消除制件缺陷。
关键词:
冲压工艺;
盒形零件;
拉深;
模具设计
IV
Abstract
Inrecentyears,theuseofbox-shapedpartsismoreandmorewide,whichmakesthediedesignbecomesparticularlyimportant.Owingtothestressanddeformationofthebilletdistributingunevenlyalongtheperipheryduringbox-shapedpartsstampingprocess,itproposesnewrequirementsfordietechnologyoftheboxparts.
First,thisarticlereviewedthedevelopmentofapplications,technologycharacteristics,formingprincipleforthestamping.Then,tostarttechnologyanalysis,constituteprocessscheme,calculateblankdimensionandrelatedtechnologicalforceforthebox-shapedparts.Forthemostimportant,thearticledesignedeachdiepartsstructureaccordingtothebox-shapedpartstructure,drawnpartsdiagramandmoldassemblydiagram.
Thebox-shapedpartsmakeof08steel.Ithaslowstrength,andhardness,hightoughnessandductility,itissuitablefordeepdrawingpartsmanufacturing.Itsstraightwallisnottoohigh,andcanbecompletedbyadeepdrawing,butthecylindricaldrawingpartsclosetothepunchingparts.Inordertoimprovethelifeofstampingformingequipment,toguaranteepartsquality,thearticlegetthefinishedboxpartsbytheblanking-drawingcompounddie,cylinder-shapeddrawingdieandthepunchingdie.andproposeimprovementmeasuresforpossibledefects.
Inthebox-shapedpartsformingprocess,thecomplexityoftheblankflowdeterminestheimportantofthebox-partedpartstryoutprocess.Intheactualproductionofthebox-shapedpart,forthesakeofremovingtheworkpiecedefects,itadjuststhecornerradiusofapunchanddie,gapsizeandtheblankholderforceonthebasisoftestmoldresults.
Keywords:
Stampingprocess;
Thebox-shapedparts;
Drawing;
Molddesign
目 录
1绪论 1
1.1冲压工艺的发展优势 1
1.2冲压成形的主要方法 1
1.3冲压成形缺陷 2
1.4冲压成形的设备 3
1.4.1冲压加工设备 3
1.4.2冲压加工模具 4
1.5模具设计的研究方向 4
1.6冲压模具的发展趋势 5
2设计课题及分析 6
2.1设计课题 6
2.2工艺性分析 6
2.2.1材料性能分析 6
2.2.2精度和表面粗糙度分析 6
2.2.3结构工艺性分析 6
2.3工艺方案的选择 7
3工艺计算 8
3.1毛坯尺寸的计算 8
3.1.1修边余量的确定 8
3.1.2毛坯尺寸的确定 8
3.2拉深次数的确定 10
3.2.1矩形盒拉深 10
3.2.2圆筒形拉深 11
3.3排样形式和材料利用率 12
3.3.1排样形式的确定 12
3.3.2搭边值的确定 13
3.3.3材料利用率的计算 14
3.4冲压力计算 15
3.4.1落料工艺力 15
3.4.2矩形盒拉深工艺力 16
3.4.3圆筒形拉深工艺力 17
3.4.4冲孔工艺力 17
3.5压力中心的确定和压力机的预选 18
3.5.1压力中心的确定 18
3.5.2压力机的预选 18
4模具设计 18
4.1模具类型及结构形式的比较选择 19
4.2凸、凹模刃口尺寸计算 19
4.2.1 落料 19
4.2.2矩形盒形拉深 21
4.2.3圆筒形拉深 23
4.2.4 冲孔 24
4.3模具主要零部件的设计 25
4.3.1落料拉深正装式复合模 25
4.3.2圆筒形拉深模 35
4.3.3倒装式冲孔模 42
4.4模具装配图 48
4.4.1落料拉深正装式复合模装配图 49
4.4.2圆筒形拉深模 50
4.4.3倒装式冲孔模 50
5压力设备的选择 51
6结束语 52
参考文献 53
致谢 54
1绪论
冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件(俗称冲压或冲压件)的一种压力加工方法。
冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工,且主要采用板料来加工成所需零件,所以也叫冷冲压或板料冲压。
冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一,隶属于材料成型工程术。
冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。
冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。
冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;
没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。
冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素,只有它们相互结合才能得出冲压件。
1.1冲压工艺的发展优势
与其他的机械、塑性等加工方法比较而言,冲压加工工艺在其技术上和经济上具备了诸多的独特优势,具体表现在以下几个方面:
一是冲压加工工艺的操作便利,易于实现工艺的机械自动化。
由于冲压加工工艺的实现是通过冲压模具、冲压设备而完成的,而普通压力机每分钟的行程量可达到几十次,若是高速的压力机每分钟的行程量则可为上百至千次,并且压力机的每次行程都有可能获取一个冲件,从而使其加工工艺的生产效率得到了大大的提高。
二是冲压工艺的质量稳定,具有良好的互换性。
这是因为在进行冲压加工时,冲压模具使其冲压件的形状尺寸的精度得到了良好的保证,冲压件的表面质量通常都会受到较好的保护,再加之所使用的冲压模具的使用寿命较长,从而使得同一冲压模具制成的冲压件具有一模一样的特点。
三是小到秒表大到汽车覆盖,冲压加工工艺可加工出形状复杂、尺寸跨度大的零件,再加上板料在冲压加工工艺过程中的冷变形硬化效应,使其所得冲压件的刚强度比较高。
四是冲压加工工艺是一种省料、节能的加工方法,在其冲压加工过程中几乎没有碎料的产生 ,使得材料的利用率较高,并且在此过程中无需外来其他的加热设备 ,因而所得冲压件的成本也较低。
但冲压工艺的优越性只有在冲压件大量生产的情况下也会得到充分的体现,其所获取的经济效益也会随之体现的更为突出。
1.2冲压成形的主要方法
冲压成形工序按照材料的变形特点可分为:
分离工序、变形工序。
分离工序是指
29
冲压成形时,变形材料内部的应力超过强度极限σb,使材料发生断裂而产生分离,从而形成零件(如冲裁、剪切)。
变形工序是指冲压成形时,变形材料内部的应力超过屈服极限σs,使材料产生塑性变形,从而形成零件(如弯曲、拉深、成形、冷挤压)。
按照冲压成形工序的不同组合,可将冲压模具分为:
单工序模、复合模、连续模。
单工序模是指在压力机的一次行程中,只完成一道冲压工序的模具。
其模具结构简单,制造周期短,模具通用性好,不受冲压件尺寸的限制即适合于中小型冲压的生产,也适合于一些外形尺寸较大、厚度较厚的冲压件的生产;
但制件精度不高,生产效率低。
根据其特点,单工序模适合于生产一些对精度要求不高,生产批量不大的工件,它能满足研制周期短,开发速度快,制造成本低的发展要求,所以显得非常实用。
复合模是指只有一个工位,在压力机的一次行程中,在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。
由于是在冲床的一次行程内,完成数道冲压工序,因而不存在累积定位误差,使冲出的制件内外形相对位置及各件的尺寸一致性非常好,制件平直,适宜冲制薄料和脆性或软质材料,且生产效率高,模具结构紧凑,面积较小。
但其凸凹模璧厚不能太薄(外形与内形、内形与内形),以免影响强度。
根据其特点,复合模一般只有在当制件精度要求高,生产批量大,表面要求平整时才选用。
级进模是指在毛坯的送进方向上,具有两个或更多的工位,在压力机的一次行程中,在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。
其工序件自动送料,可以自动排除冲件,生产率高,冲裁结构较简单的零件时的工作量和成本比复合模低。
但制件的平整度低,当生产高精度制件时需校平;
生产对制件的定位要求也很高,需要导向和定位装置。
根据其特点,级进模适用于生产精度要求不高,需要大批量生产的情况下。
1.3冲压
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- 毕业设计 零件 冲压 工艺 模具设计
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